DE4213815A1 - Radial piston pump having high delivery volume - uses lift curve element with peripherally spaced maxima to give harmonic movement - Google Patents
Radial piston pump having high delivery volume - uses lift curve element with peripherally spaced maxima to give harmonic movementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Radialkolbenpumpe, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist.The invention relates to a radial piston pump, which Features from the preamble of claim 1.
Es sind Radialkolbenpumpen bekannt, bei denen eine Antriebsachse mit einem Exzenter versehen ist, der eine kreisförmige äußere Fläche besitzt, dessen Mittelachse jedoch zu der Achse der An triebswelle, die der Drehachse entspricht, einen Abstand hat, dessen Größe das Maß für die Exzentrizität ist. Auf dem Exzenter kann ein Hubring gelagert sein, an dem die vorhandenen Radial kolben unter der Wirkung einer Rückstellfeder mit ihren inneren Stirnflächen anliegen. Der Hubring muß nicht mit dem Exzenter rotieren, sondern wird von diesem lediglich entsprechend der Po sition der Mittelachse des Exzenters bezüglich der Drehachse verlagert. Entsprechend gering ist die relative Bewegung zwi schen dem Hubring und jedem Radialkolben. Außerdem kann der Hubring ebene Flächen aufweisen, an denen die Radialkolben an liegen.Radial piston pumps are known in which a drive shaft is provided with an eccentric, which is a circular outer Has area, but its central axis to the axis of the An drive shaft, which corresponds to the axis of rotation, has a distance, whose size is the measure of the eccentricity. On the eccentric can be a cam ring on which the existing radial piston under the action of a return spring with its inner Face. The cam ring does not have to be with the eccentric rotate, but is only from this according to the bottom sition of the central axis of the eccentric with respect to the axis of rotation shifted. The relative movement between is accordingly low between the cam ring and each radial piston. In addition, the Hubring have flat surfaces on which the radial piston lie.
Es sind auch Radialkolbenpumpen bekannt (DE-OS 21 57 020), bei denen die Radialkolben direkt an einem rotierend antreibbaren Exzenter anliegen. Dann gleiten die Radialkolben mit ihren inne ren Stirnflächen dem gesamten Umfang des Exzenters entlang. Bei allen bekannten Radialkolbenpumpen mit einem Exzenter führt ein Radialkolben während einer Umdrehung der Antriebswelle einen einzigen vollständigen Hub aus, bewegt sich also innerhalb der Bohrung des Zylinderblocks einmal auf und ab.Radial piston pumps are also known (DE-OS 21 57 020) which the radial pistons can be driven directly on a rotating Eccentric fit. Then the radial pistons slide with their inside Ren end faces along the entire circumference of the eccentric. At introduces all known radial piston pumps with an eccentric Radial piston during one revolution of the drive shaft single full stroke, so it moves within the Bore the cylinder block up and down once.
Aus der DE-OS 35 29 278 ist eine Radialkolbenpumpe bekannt, bei der nicht ein rotierend antreibbarer Exzenter mit einer kreis förmigen Hubkurve, sondern ein rotierend antreibbarer Nocken mit einer von der Kreisform abweichenden Hubkurve die Bewegung der Radialkolben steuert. Die Hubkurve ist dabei so gestaltet, daß jeder Radialkolben während einer Umdrehung der Antriebswelle ebenfalls nur einen einzigen Hub ausführt.A radial piston pump is known from DE-OS 35 29 278, at which is not a rotating driven eccentric with a circle shaped stroke curve, but a rotatingly driven cam with a stroke curve deviating from the circular shape, the movement of the Radial piston controls. The stroke curve is designed so that each radial piston during one revolution of the drive shaft also only executes a single stroke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenpumpe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 so wei terzuentwickeln, daß mit geringem baulichem Aufwand ein hohes Fördervolumen erhalten wird.The invention has for its object a radial piston pump with the features from the preamble of claim 1 so white to develop that high with little construction effort Funding volume is obtained.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Radialkolbenpumpe gelöst, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruches 1 aufweist und bei der der Abstand der Hubkurve von der Achse des Nockens zumindest zwei peripher voneinander beabstandete Maxima hat. Dies bedeutet, daß ein Radialkolben, der an der Hubkurve anliegt, während einer Umdrehung des Nockens mindestens zwei Hübe macht. Auf diese Weise kann das pro Zeiteinheit von der Ra dialkolbenpumpe geförderte Volumen gegenüber einer Radialkolben pumpe, deren Radialkolben während einer Umdrehung des Nockens nur einen Hub ausführen, selbst dann noch erhöht werden, wenn die Hubhöhe geringer ist. Dieses größere Fördervolumen wird er halten, ohne daß die Anzahl der Radialkolben vergrößert werden muß, was mit einem beträchtlich erhöhten Aufwand und beträcht lich höheren Kosten verbunden wäre.This object is achieved by a radial piston pump solved, the features from the preamble of claim 1 and in which the distance of the stroke curve from the axis of the Cam at least two peripherally spaced maxima Has. This means that a radial piston on the stroke curve at least two during one revolution of the cam Strokes. In this way, the Ra Dial piston pump delivered volume compared to a radial piston pump whose radial piston during one revolution of the cam Carry out only one stroke, even increase if the lifting height is lower. He will get this larger funding volume hold without increasing the number of radial pistons must, what with a considerably increased effort and considerably would be associated with higher costs.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Radialkol benpumpe kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of a radial piston according to the invention ben pump can be found in the subclaims.
So wird die Radialkolbenpumpe in einer Ausführung bevorzugt, bei der sich gemäß Anspruch 2 der Abstand der Hubkurve von der Achse des Nockens in peripherer Richtung fortschreitend dauernd ändert. Dabei wird der gesamte Umfang des Nockens für die Hubbe wegungen des Radialkolbens ausgenutzt, so daß seine Bewegungsge schwindigkeit nicht unnötig erhöht und der Förderstrom nicht un nötigerweise ungleichmäßig gemacht ist. Zu dieser Vergleichmäßi gung der Geschwindigkeit der Radialkolben und des Förderstromes trägt auch bei, wenn die Hubkurve gemäß Anspruch 3 bei einer An zahl von n Maxima und n Minima n-zählig symmetrisch bezüglich der Achse des Nockes ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Hubkurve so gestaltet ist, daß ein an ihr anlie gender Radialkolben eine harmonische Bewegung ausführt, er sich also mit einer ganz bestimmten Frequenz sinus- bzw. kosinusför mig auf und ab bewegt. In diesem Fall ist das Federelement, un ter dessen Wirkung der Radialkolben mit seiner inneren Stirnflä che an der Hubkurve anliegt lediglich auf diese Frequenz abzu stimmen. Würde sich der Radialkolben so bewegen, daß einer Grundfrequenz noch Oberwellen überlagert wären, so müßte das Fe derelement stärker ausgebildet sein, was mit Wirkungsgradverlu sten verbunden wäre.The radial piston pump is preferred in one embodiment, at which according to claim 2 is the distance of the stroke curve from the axis of the cam progressively progressing in the peripheral direction changes. The entire circumference of the cam is used for the stroke movements of the radial piston exploited so that its Bewegungsge speed does not increase unnecessarily and the flow rate is not un is necessarily made uneven. At this comparative the speed of the radial piston and the flow rate also contributes if the stroke curve according to claim 3 at an number of n maxima and n minima n-fold symmetrically with respect the axis of the cam is formed. It is particularly advantageous when the stroke curve is designed so that one abuts against it gender radial piston performs a harmonious movement, he himself So with a very specific frequency sine or cosine moved up and down. In this case the spring element is un ter the effect of the radial piston with its inner face surface of the stroke curve only depends on this frequency vote. Would the radial piston move so that one If the fundamental frequency were still superimposed on harmonics, the Fe would have to derelement be formed stronger, what with loss of efficiency would be connected.
In der bevorzugten Ausführung nach Anspruch 5 ist die Hubkurve ohne Wendepunkte ausgebildet und die innere Stirnfläche jedes Radialkolbens ist eben. Eine ebene Stirnfläche eines Radialkol bens läßt sich leicht herstellen. Außerdem liegt eine ebene Stirnfläche jeweils linienförmig auf der Hubkurve auf, so daß die Flächenpressung gering ist. Hätte die Hubkurve Wendepunkte, so müßte die innere Stirnfläche eines Radialkolbens, der sich um seine eigene Achse drehen kann, ballig sein, damit der Radial kolben überall der Hubkurve folgen kann. Der Radialkolben würde dann punktförmig auf der Hubkurve aufliegen. Um unter der Prä misse, daß die Hubkurve keine Wendepunkte hat, eine möglichst große Hubhöhe eines Radialkolbens zu erhalten, hat die Hubkurve gemäß Anspruch 6 vorteilhafterweise in den Minima die Krümmung null.In the preferred embodiment according to claim 5, the stroke curve formed without turning points and the inner face of each Radial piston is flat. A flat face of a radial piston bens is easy to make. There is also a level End face in each case linearly on the stroke curve, so that the surface pressure is low. If the stroke curve had turning points, so would the inner face of a radial piston that is around can rotate its own axis, be spherical so that the radial piston can follow the stroke curve everywhere. The radial piston would then lie on the stroke curve in a punctiform manner. To under the pre miss that the stroke curve has no turning points, one if possible The stroke curve has to obtain a large stroke height of a radial piston according to claim 6 advantageously in the minima the curvature zero.
Ein gleichmäßiger Förderstrom wird insbesondere durch die Aus bildung gemäß Anspruch 7 erzielt. Danach ist die Anzahl der Ma xima und der Minima der Hubkurve ungeradzahlig, liegen sich je weils ein Maximum und ein Minimum bezüglich der Achse des Nockens diametral gegenüber und sind zwei Radialkolben bezüglich der Achse des Nockens diametral gegenüberliegend im Zylinder block angeordnet. Bei einer solchen Konstruktion bewegen sich die zwei Radialkolben jeweils gegenläufig. Während der eine nach innen wandert, bewegt sich der andere nach außen, so daß die beiden Radialkolben abwechselnd Druckmedium fördern.A steady flow is particularly important because of the off education achieved according to claim 7. After that, the number of Ma xima and the minimum of the stroke curve, odd, lie each because a maximum and a minimum with respect to the axis of the cam diametrically opposite and are two radial pistons with respect diametrically opposite the axis of the cam in the cylinder block arranged. With such a construction move the two radial pistons in opposite directions. During the one after the other moves outwards, so that the Alternately feed both radial pistons to the pressure medium.
Als besonders günstig hat sich eine Ausbildung gemäß Anspruch 8 herausgestellt. Danach weist die Hubkurve genau drei Maxima und drei Minima angeordnet in dreizähliger Symmetrie bezüglich der Achse des Nockens auf und im Zylinderblock sind genau zwei Radi alkolben geführt, die sich bezüglich der Achse des Nockens dia metral gegenüberliegen. Soll ein Radialkolben mehr als drei Hübe pro Umdrehung des Nockens ausführen, so reicht die Vergrößerung der Anzahl der Hübe nicht mehr aus, den Verlust an Hubhöhe, der eintritt, wenn die Hubkurve nach wie vor ohne Wendepunkte ge staltet sein soll, auszugleichen. Zwei Hübe wiederum pro Umdre hung des Nockens bringen bei Verwendung von nur zwei Radialkol ben ebenfalls nicht das gewünschte Fördervolumen.A training according to claim 8 has proven particularly favorable exposed. After that, the stroke curve shows exactly three maxima and three minima arranged in threefold symmetry with respect to the Axis of the cam on and in the cylinder block are exactly two radii alkolben performed, the dia. with respect to the axis of the cam metrically opposite. A radial piston should have more than three strokes per rotation of the cam, the enlargement is sufficient the number of strokes no longer, the loss of lifting height, the occurs when the stroke curve still has no turning points should be designed to compensate. Again, two strokes per revolution cam with only two radial pistons ben also not the desired funding volume.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Radialkolben pumpe ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.An embodiment of a radial piston according to the invention pump is shown in the drawings. Based on the figures these drawings, the invention will now be explained in more detail.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen Axialschnitt in einer Ebene, in der die beiden Radialkolben des Ausführungsbeispiels angeordnet sind, und Fig. 1 shows an axial section in a plane in which the two radial pistons of the embodiment are arranged, and
Fig. 2 eine Ansicht des Nockens des Ausführungsbeispiels in axialer Richtung. Fig. 2 is a view of the cam of the embodiment in the axial direction.
Der Zylinderblock 11 der in Fig. 1 dargestellten Radialkolben pumpe bietet in einer axialen Ansicht das Bild einer kreisförmi gen Scheibe und besitzt eine Mittelachse 12, die mit der Drehachse einer Antriebswelle 13 zusammenfällt. Der Zylinder block 11 setzt sich aus zwei identischen Hälften 14 zusammen, deren Trennebene eine Axialebene ist, die senkrecht auf der Zei chenebene der Fig. 1 steht und in der die Mittelachse 12 liegt. In einer weiteren auf dieser Axialebene senkrecht stehenden Ebene besitzt der Zylinderblock zwei Zylinderbohrungen 15, die sich bezüglich der Mittelachse 12 diametral gegenüberliegen und nach innen hin zu einer zentralen Kammer 16 des Zylinderblocks 11 offen sind. Die zentrale Kammer wird in axialer Richtung beidseits durch nach innen ragende Flansche 17 begrenzt. Zwi schen diesen ist in der zentralen Kammer 16 ein Nocken 18 aufge nommen, der verdrehsicher auf der Antriebswelle 13 sitzt. Der Nocken 18 kann einstückig mit der Antriebswelle ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, den Nocken 18 mit Pressung auf die Antriebswelle 13 aufzuschieben. The cylinder block 11 of the radial piston pump shown in FIG. 1 offers the image of a circular disc in an axial view and has a central axis 12 which coincides with the axis of rotation of a drive shaft 13 . The cylinder block 11 is composed of two identical halves 14 , the parting plane of which is an axial plane which is perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1 and in which the central axis 12 lies. In a further plane which is perpendicular to this axial plane, the cylinder block has two cylinder bores 15 which are diametrically opposed with respect to the central axis 12 and which are open inwards to a central chamber 16 of the cylinder block 11 . The central chamber is delimited on both sides in the axial direction by inwardly projecting flanges 17 . Between these is a cam 18 is taken up in the central chamber 16 , which sits against rotation on the drive shaft 13 . The cam 18 can be formed in one piece with the drive shaft. However, it is also possible to push the cam 18 onto the drive shaft 13 with pressure.
Radial außen trägt der Nocken 18 eine Hubkurve 25, deren Form deutlich aus Fig. 2 hervorgeht. Die Hubkurve 25 weist drei Ma xima 26 auf, in denen ihr Abstand von der Mittelachse des Nockens 18, die mit der Mittelachse 12 zusammenfällt, jeweils den gleichen größten Wert annimmt. Mitten zwischen zwei Maxima 26 befindet sich jeweils ein Minimum 27 der Hubkurve 25. In allen Minima hat die Hubkurve 25 den gleichen kleinsten Abstand von der Mittelachse 12. Die Übergänge von den Maxima 26 zu den Mi nima 27 sind jeweils gleich, so daß die Hubkurve 25 insgesamt dreizählig symmetrisch bezüglich der Mittelachse 12 des Nockens 18 ist. Die geschilderte Konfiguration bringt es auch mit sich, daß sich jeweils ein Maximum 26 und ein Minimum 27 der Hubkurve 25 bezüglich der Mittelachse 12 diametral gegenüberliegen.Radially outside, the cam 18 carries a stroke curve 25 , the shape of which can be clearly seen in FIG. 2. The stroke curve 25 has three maxima 26 , in which its distance from the central axis of the cam 18 , which coincides with the central axis 12 , in each case assumes the same greatest value. In the middle between two maxima 26 there is a minimum 27 of the stroke curve 25 . In all minima, the stroke curve 25 has the same smallest distance from the central axis 12 . The transitions from the maxima 26 to the Mi nima 27 are each the same, so that the stroke curve 25 is a total of threefold symmetrical with respect to the central axis 12 of the cam 18 . The configuration described also entails that a maximum 26 and a minimum 27 of the stroke curve 25 lie diametrically opposite one another with respect to the central axis 12 .
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel läßt sich die Abhängigkeit
des Abstands a der Hubkurve 25 von der Mittelachse 12 vom Winkel
durch folgende Formel angeben:
a = R + e cos (3ϕ).In the exemplary embodiment shown, the dependence of the distance a of the stroke curve 25 from the central axis 12 on the angle can be specified by the following formula:
a = R + e cos (3ϕ).
Dabei ist der Nullpunkt auf einen Radiusstrahl gelegt, der durch ein Maximum 26 der Hubkurve 25 geht. R ist der Radius eines mittleren Kreises 24, von dem die Maxima 26 und die Minima 27 den gleichen Abstand haben. e gibt den Wert dieses Abstandes der Maxima 26 und der Minima 27 von dem mittleren Kreis 24, der in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnet ist, an. Der Wert von e ist so gewählt, daß die Hubkurve 25 keine Wendepunkte und in den Minima 27 eine Krümmung von null hat.The zero point is placed on a radius beam that passes through a maximum 26 of the stroke curve 25 . R is the radius of a central circle 24 from which the maxima 26 and the minima 27 are at the same distance. e indicates the value of this distance of the maxima 26 and the minima 27 from the central circle 24 , which is shown in dash-dot lines in FIG. 2. The value of e is chosen so that the stroke curve 25 has no turning points and in the minima 27 a curvature of zero.
Von jeder Zylinderbohrung 15 des Zylinderblocks 11 ist ein Radi alkolben 28 aufgenommen, der von einer sich in der Bohrung 15 befindlichen Schraubendruckfeder 29, die sich an dem Radialkol ben 28 und dem radial außenliegenden Boden 30 der Bohrung 15 ab stützt, gegen die Hubkurve 25 gedrückt wird. Die Stirnfläche 31 jedes der beiden Radialkolben 28, mit der diese an der Hubkurve 25 anliegen, ist eben, so daß die Herstellung der Kolben nicht erschwert wird. Die ebene Stirnfläche ist möglich, weil die Hub kurve 25 ohne Wendepunkte ausgebildet ist. Die Anordnung der Ma xima 26 und der Minima 27 auf der Hubkurve 25 sowie die Anord nung der Bohrungen 15 und damit der Radialkolben 28 bezüglich der Mittelachse 12 einander gegenüberliegend bringt es mit sich, daß sich die Radialkolben 28 in ihren Bohrungen 15 jeweils ge genläufig bewegen. Wenn sich der eine Radialkolben 28 radial nach innen bewegt, bewegt sich also der andere radial nach außen. Dabei bleibt der Abstand zwischen den beiden Radialkolben weitgehend konstant. Eine geringe Änderung im Abstand ist darauf zurückzuführen, daß die Stirnflächen 31 der Radialkolben 28 eine endliche Ausdehnung haben und sich die Lage der Berührungslinie zwischen der Hubkurve 25 und der Stirnfläche 31 an dieser Stirn fläche während der Rotation des Nockens 18 etwas ändert. Die Entwicklung der Hubkurve 25 nach der angegebenen Formel bringt es mit sich, daß die Radialkolben 28 eine rein harmonische Bewe gung ausführen, so daß keine größeren Kräfte auf die Radialkol ben einwirken, die von den Schraubendruckfedern 29 aufgefangen werden müssen. Letztere können deshalb relativ schwach ausgebil det sein. Die Verlagerung der Berührungslinie an der Stirnfläche 31 eines Radialkolbens 28 stört die rein harmonische Bewegung natürlich etwas. In erster Näherung kann man jedoch von einer rein harmonischen Bewegung sprechen.From each cylinder bore 15 of the cylinder block 11 , a radio piston 28 is received, which is pressed against the cam 25 by a helical compression spring 29 located in the bore 15 , which is supported on the radial piston 28 and the radially outer bottom 30 of the bore 15 becomes. The end face 31 of each of the two radial pistons 28 , with which they abut the stroke curve 25 , is flat, so that the manufacture of the pistons is not complicated. The flat end face is possible because the stroke curve 25 is formed without turning points. The arrangement of the Ma maxima 26 and minima 27 on the lift curve 25 and the Anord voltage of the bores 15 and thus the radial piston 28 relative to the central axis 12 opposite to each other entails that the radial piston 28 ge in their bores 15 each move genläufig . When one radial piston 28 moves radially inwards, the other moves radially outwards. The distance between the two radial pistons remains largely constant. A slight change in the distance is due to the fact that the end faces 31 of the radial piston 28 have a finite extent and the position of the line of contact between the stroke curve 25 and the end face 31 on this end face changes somewhat during the rotation of the cam 18 . The development of the stroke curve 25 according to the formula given entails that the radial piston 28 perform a purely harmonic movement, so that no greater forces act on the radial piston ben, which must be absorbed by the helical compression springs 29 . The latter can therefore be relatively weakly trained. The displacement of the line of contact on the end face 31 of a radial piston 28 naturally disturbs the purely harmonic movement somewhat. In a first approximation, however, one can speak of a purely harmonic movement.
Der Zylinderblock 11 ist in ein Gehäuse 35 eingesetzt, das sich im wesentlichen auf einer Seite des Zylinderblocks 11 befindet, jedoch mit einem Bund 36 den Zylinderblock 11 radial außen über greift. Der Bund deckt eine Ringnut 37 ab, die sich in der Außenfläche des Zylinderblocks 11 befindet und in die beim Förder hub eines Radialkolbens 28 Druckmedium durch ein Druckventil 38 gelangt, das sich hinter jeder Bohrung 15 befindet. Angesaugt wird das Druckmedium im Saughub eines Radialkolbens 28 durch eine Saugbohrung 39, die sich in einer Seitenwand einer jeden Zylinderbohrung 15 befindet und sich zur von dem Gehäuse 35 ab gedeckten Stirnseite des Zylinderblocks 11 hin öffnet.The cylinder block 11 is inserted into a housing 35 which is located essentially on one side of the cylinder block 11 , but with a collar 36 engages the cylinder block 11 radially on the outside. The federal government covers an annular groove 37 , which is located in the outer surface of the cylinder block 11 and in which during the delivery stroke of a radial piston 28 pressure medium passes through a pressure valve 38 , which is located behind each bore 15 . The pressure medium is drawn in during the suction stroke of a radial piston 28 through a suction bore 39 , which is located in a side wall of each cylinder bore 15 and opens toward the front side of the cylinder block 11 , which is covered by the housing 35 .
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924213815 DE4213815A1 (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Radial piston pump having high delivery volume - uses lift curve element with peripherally spaced maxima to give harmonic movement |
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DE19924213815 DE4213815A1 (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Radial piston pump having high delivery volume - uses lift curve element with peripherally spaced maxima to give harmonic movement |
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DE4213815A1 true DE4213815A1 (en) | 1993-10-28 |
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ID=6457580
Family Applications (1)
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DE19924213815 Withdrawn DE4213815A1 (en) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | Radial piston pump having high delivery volume - uses lift curve element with peripherally spaced maxima to give harmonic movement |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |