DE4131033C2 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, in deren Gehäuse mindestens ein durch einen Exzenter betätigbarer Förderkolben angeordnet ist. Eine Feder drückt den Förderkolben gegen einen Exzenter. Der Förderkolben hat im Kolbenboden eine Einlaßbohrung. Zur Abdichtung der Einlaßbohrung während des Druckhubes sieht man zwischen einem Dichtsitz und einem Anschlag eine Kugel vor. Zur Füllung eines Innenraumes des Förderkolbens taucht der Kolbenboden in einen Exzenterraum ein.

Aus der DE-OS 30 28 999 ist bereits eine derartige Pumpe mit einer Einlaßbohrung im Kolbenboden des Förderkolbens bekannt. Die Einlaßbohrung hat eine den Innenraum des Förderkolbens zugewandten Dichtsitz für eine Kugel. Oberhalb der Kugel sitzt im Innenraum außerdem eine Anschlagscheibe und ein Drosseleinsatz. Beide Bauteile haben Öffnungen für das Öl. Die Feder zum Andrücken des Förderkolbens stützt sich über den Drosseleinsatz und die Anschlagscheibe an einem Absatz ab. Der Kolbeninnenraum zwischen dem Dichtsitz und der Anschlagscheibe bietet der Kugel ein verhältnismäßig großes seitliches Spiel, so daß die Kugel beim Druckhub bis zum Auffinden des Dichtsitzes sogenannte Tanzbewegungen ausführen kann. Dieses unpräzise Schließen wirkt sich in verlängerten Schließzeiten und größeren Geräuschen aus. Die Schließverzögerung wirkt sich ungünstig auf die Förderleistung der Pumpe aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schließzeiten des Saugventils zu verkürzen und Ventilgeräusche zu verringern.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 6 enthalten vorteilhafte Weiterbildungen.

Nach Anspruch 1 ist die Kugel in einem Käfig mit Abströmöffnungen geführt, wobei ein Durchströmquerschnitt der Einlaßbohrung größer ist als ein Durchströmquerschnitt, der zwischen dem Käfig und dem Großkreis der Kugel liegt. Hierbei liegen die eine Verbindung zum Innenraum des Förderkolbens herstellenden Abströmöffnungen im Käfig oberhalb des Großkreises der Kugel. Durch diese Maßnahme erreicht man ein schnelles Schließen der Kugel, sobald der Förderkolben nach Durchlaufen der Saugphase aus dem unteren Totpunkt in den Druckhub umkehrt. Dadurch, daß der Durchströmquerschnitt im Bereich des Großkreises gewissermaßen als Drosselstelle wirkt, wird die Kugel durch das zusammengedrückte Öl schlagartig gegen ihren Dichtsitz gedrückt. Am Großkreis der Kugel vorbei können daher bis zum Schließen nur noch kleinste Ölmengen in den Exzenterraum zurückfließen. Da der Druckanstieg im Innenraum des Kolbens somit über nahezu 180 Grad der Hubbewegung stattfindet, erhält man einen allmählichen und damit weichen Druckanstieg während der Druckphase. Die Förderkolben lassen sich bei einer Mehrzylinderpumpe gleichmäßiger Befüllen, wodurch die Pumpe ruhiger läuft. Die enge Führung der Kugel im Käfig bewirkt dabei, daß diese auf kurzem Weg sicher ihren Dichtsitz findet. Der Käfig dient außerdem noch zum Führen der Feder des Förderkolbens.

Nach einem weiteren Merkmal befinden sich die Abströmöffnungen in einer dem Innenraum des Förderkolbens zugewandten Stirnfläche des Käfigs, in der ein Quersteg den Hub der Kugel begrenzt. Eine solche Ausführung des Käfigs ist besonders einfach und daher preisgünstig.

Die schnelle Schließbewegung der Kugel läßt sich nach einem weiteren Merkmal auch durch eine zusätzliche Feder noch unterstützen. In diesem Falle befinden sich die Abströmöffnungen in der Zylinderfläche des Käfigs. Bei Verwendung der Feder ist es vorteilhaft, in der Stirnfläche eine weitere Öffnung anzubringen. Mit einer solchen Öffnung kann man ein eventuelles Kleben der Federwindungen aufeinander (Feder auf Block), besonders bei höheren Pumpendrehzahleln vermeiden.

Nach einem weiteren Merkmal sieht man vor, daß sich die Feder über einen Rand des Käfigs am Kolbenboden abstützt. Besondere Befestigungsmittel für den Käfig können daher entfallen. Außerdem läßt sich die ganze Federlänge beibehalten.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn man in einem Gleitring des Exzenters im Bereich der Einlaßbohrung eine Ringnut vorsieht. Diese Ringnut ermöglicht einen ungehinderten Druckölzulauf.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen größer gezeichneten Teillängsschnitt durch einen Förderkolben einer Radialkolbenpumpe mit einer federlosen Kugel,

Fig. 2 den Förderkolben nach Fig. 1 mit einem um 90° gedrehten Käfig und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Förderkolbens mit einer federbelasteten Kugel.

Nach Fig. 1 ist in einem Pumpengehäuse 1 eine Antriebswelle 2 mit einem Exzenter 3 gelagert. Der Exzenter 3 versetzt beispielsweise sechs sternförmig zur Welle 2 angeordnete Förderkolben 4 nacheinander in eine Hubbewegung. Eine in einem Innenraum 5 des Förderkolbens 4 abgestützte Feder 6 hält diesen an einer Umfangsfläche einer auf den Exzenter 3 aufgeschobenen Gleitbüchse 7 in Anlage. Der Förderkolben 4 bewegt sich in einer Zylinderbohrung 8, die durch eine Schraubkappe 10 verschlossen ist. Die Schraubekappe 10 dient gleichzeitig zum Abstützen der durch einen Bolzen 11 geführten Feder 6. Der Förderkolben 4 hat in einem Kolbenboden 9 eine Einlaßbohrung 12 und als Saugventil 13 eine mit einem Dichtsitz 14 zusammenwirkende Kugel 15. Über das Saugventil 13 strömt Öl aus einem Exzenterraum 16 in den Innenraum 5 ein. Ein nicht gezeichneter Ölbehälter steht mit dem Exzenterraum 16 in Verbindung, so daß letzter ständig mit Öl gefüllt ist. Da zwischen dem Förderkolben 4 und der Gleitbüchse 7 Linienberührung besteht, ist der volle Durchströmquerschnitt der Einlaßbohrung nur wenig behindert. Der Innenraum 5 schließt im oberen Bereich an einen Auslaßkanal 17 an, den während des Saughubes ein nicht sichtbares Auslaßventil verschließt. Der Auslaßkanal 17 steht mit einem Verbraucher in Verbindung.

Die Erfindung besteht darin, daß die Kugel 15 in einem Käfig 18 geführt ist und der Durchströmquerschnitt F der Einlaßbohrung 12 größer ist als der ringförmige Durchströmquerschnitt F1, der zwischen de Käfig 18 und dem Großkreis K der Kugel 15 liegt. Außerdem gehört zur Erfindung, daß man Abströmöffnungen 20 im Käfig 18 oberhalb des Großkreises der Kugel 15 vorsieht. In Fig. 1 und 2 liegen diese Abströmöffnungen 20 in einer Stirnfläche 21. Ein Quersteg 22 begrenzt den Kugelweg in der Saugphase. Eine Befestigung des Käfigs 18 kann entfallen, da die Feder 6 über den Käfig 18 auf den Kolbenboden 9 drückt. Durch die enge Führung der Kugel 15 im Käfig 18 und die Bemessung der Durchtrittsquerschnitte F und F1 ist gesichert, daß die Kugel 15 auf kurzem Weg ihren Dichtsitz 14 findet und schnell schließt. Dieses verbesserte Betriebsverhalten wirkt sich auch in einem geräuscharmen Lauf der Pumpe aus. Die auf dem Exzenter 3 gelagerte Gleitbuchse hat eine Ringnut 23 (Fig. 1), die das Ansaugen erleichert.

Die Befüllung des Innenraums 5 beginnt, sobald sich der Förderkolben 4 aus dem oberen Totpunkt abwärts bewegt. Durch den Unterdruck und ihre Massenkraft öffnet die Kugel 15, so daß Öl vom Exzenterraum 16 über die Ringnut 23 und die Einlaßbohrung 12 sowie über die Abströmöffnungen 20 in den Innenraum 5 einströmen kann. Dabei liegt die Kugel 15 an dem Quersteg 22 an. Nachdem der Förderkolben 4 seinen unteren Totpunkt erreicht hat und die Aufwärtsbewegung beginnt, verschließt die Kugel 15 in Folge des auf ihre Querschnittsfläche wirkenden Druckanstiegs und ihrer Massenkraft sofort ihren Dichtsitz 14. Das im Innenraum 5 eingeschlossene Öl wird zusammengedrückt und über den Auslaßkanal 17 sowie das geöffnete Auslaßventil (nicht dargestellt) dem Verbraucher zugeleitet.

Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von den Fig. 1 und 2 hauptsächlich dadurch, daß zur Unterstützung der schnellen Schließbewegung der Kugel 15 noch eine schwache Schließfeder 24 vorhanden ist. Ein Käfig 25 hat Abströmöffnungen 26 in seiner Zylinderfläche 27. Außerdem befindet sich noch eine Öffnung 28 in der Stirnfläche 30 des Käfigs 25. Diese Öffnung 28 soll bewirken, daß sich die Federwindungen aus ihrer Blockstellung schnell wieder lösen, wenn der Durckhub beginnt. Ohne die Öffnung 28 könnte man ein sogenanntes Kleben der Federwindungen aufeinander, besonders im hohen Drehzahlbereich der Pumpe, nicht ausschließen.

Bezugszeichen

1

Pumpengehäuse

2

Antriebswelle

3

Exzenter

4

Förderkolben

5

Innenraum

6

Feder

7

Gleitbuchse

8

Zylinderbohrung

9

Kolbenboden

10

Schraubkappe

11

Bolzen

12

Einlaßbohrung

13

Saugventil

14

Dichtsitz

15

Kugel

16

Exzenterraum

17

Auslaßkanal

18

Käfig

19

-

20

Abströmöffnungen

21

Stirnfläche

22

Quersteg

23

Ringnut

24

Schließfeder

25

Käfig

26

Abströmöffnungen

27

Zylinderfläche

28

Öffnung

29

-

30

Stirnfläche
F Durchströmquerschnitt
F1 Durchströmquerschnitt
K Großkreis von

15

Claims (6)

1. Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:

• 1. In einem Pumpengehäuse (1) ist mindestens ein Förderkolben (4) durch einen Exzenter (3) betätigbar,
• 2. der Förderkolben (4) wird durch eine Feder (6) gegen den Exzenter (3) gedrückt,
• 3. der Förderkolben (4) hat in einem Kolbenboden (9) eine Einlaßbohrung (12);
• 4. zur Abdichtung der Einlaßbohrung (12) während des Druckhubes sieht man zwischen einem Dichtsitz (14) und einem Anschlag (22) eine bewegliche Kugel (15) vor;
• 5. zum Füllen eines Innenraumes (5) des Förderkolbens (4) taucht der Kolbenboden (9) in einen Exzenterraum (16) ein,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1. Die Kugel (15) ist in einen Käfig (18; 25) mit Abströmöffnungen (20; 26) geführt,
• 2. ein Durchströmquerschnitt (F) der Einlaßbohrung (12) ist größer als ein ringförmiger Durchströmquerschnitt (F1), der zwischen dem Käfig (18, 25) und dem Großkreis (K) der Kugel (15) liegt und
• 3. die Abströmöffnungen (20; 26) im Käfig (18; 25) liegen bei aufgestoßener Kugel (15) oberhalb des Großkreises (K) der Kugel und sind größer als der Durchströmquerschnitt zwischen dem Käfig (18) und dem Großkreis (K) der Kugel (15).

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abströmöffnungen (20) in einer dem Innenraum (5) des Förderkolbens zugewandten Stirnfläche (21) des Käfigs (18) befinden, und daß ein Quersteg (22) den Hub der Kugel (15) begrenzt (Fig. 1 und 2).

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abströmöffnungen (26) in der Zylinderfläche (27) des Käfigs (25) befinden, und daß die Kugel (15) durch eine Schließfeder (24) belastet ist (Fig. 3).

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnfläche (30) des Käfigs (25) eine weitere Öffnung (28) aufweist (Fig. 3).

5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (18, 25) durch die Feder (6) des Förderkolbens (4) am Kolbenboden (9) gehalten ist (Fig. 1 bis 3).

6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einem Exzenter (3) angeordneter Gleitring (7) im Bereich der Einlaßbohrung (12) eine Ringnut (23) aufweist.