DE4237049A1

DE4237049A1 - Radial piston pump assembly - has pistons driven in radial direction by bearer ring set in stagger motion by rotating eccentric

Info

Publication number: DE4237049A1
Application number: DE19924237049
Authority: DE
Inventors: Siegfried Hertell
Original assignee: Barmag Luk Automobiltechnik & Co Kg 5630 Remscheid De GmbH; Barmag Luk Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1992-11-03
Publication date: 1993-05-19

Abstract

The radial piston pump (10) has radially directed cylinders (28) located in a polygonal cylinder housing (26). Pistons (24) are set in radial movement by a rotating eccentric (18), and with their face surfaces support on a polygonal bearer body (20) freely rotatable on the eccentric (18). The largest radius or diagonal of the bearer body is less than the greatest possible distance of the face surface of a piston from the rotary axis (14) of the eccentric (18). The diagonal of the bearer body (20) is less than the smallest ID (key width) of the polygonal cylinder housing (26). USE/ADVANTAGE - A radial piston pump which reduces the adverse effect on its function caused by pistons sticking.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.The invention relates to a radial piston pump according to the upper Concept of claim 1.

Radialkolbenpumpen dieser Art sind bekannt aus der DE-OS 39 30 248.Radial piston pumps of this type are known from the DE-OS 39 30 248.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolben pumpe anzugeben, die bei durch Verklemmung der Kolben auf tretenden Störungen wenigstens in beschränktem Maße funktions fähig bleibt. Eine beschränkte Funktionsfähigkeit der Pumpe kann z. B. bei Servolenkungen und Bremsen vorteilhaft sein, da ein völliger Ausfall der Pumpe erhebliche Nachteile mit sich führt.The invention has for its object a radial piston pump to indicate which by jamming the piston on occurring malfunctions at least to a limited extent remains capable. Limited functionality of the pump can e.g. B. in power steering and brakes may be advantageous because a complete failure of the pump has considerable disadvantages leads.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Indem der die Kolben der Pumpe in radiale Bewegungen versetzende Tragkörper im Falle eines verklemmten Kolbens von seiner gewöhnlichen radialen Taumel-, d. h. Hin- und Herbewegung in eine Drehbewegung übergeht, kann er die nichtverklemmten Kolben weiterbetreiben. Dadurch bleibt die Pumpe zumindest beschränkt funktionsfähig, und ein von ihr gespeister Verbraucher kann behelfsmäßig weiterbetrie werden.The task is characterized by the characteristics of the characteristic part of claim 1 solved. By moving the pistons of the pump in in the case of a jammed piston from its usual radial wobble, d. H. Back and forth movement turns into a rotary movement, he can continue to operate the non-jammed pistons. Thereby the pump remains functional, and at least to a limited extent Consumers fed by them can continue to operate provisionally will.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below.

Die im Querschnitt gezeigte Radialkolbenpumpe 10 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 12, dessen Längsachse 14 mit der Drehachse einer Antriebswelle 16 zusammenfällt. Auf der An triebswelle 16 steckt drehfest ein Exzenter 18, der um einen Betrag e exzentrisch zur Achse 14 versetzt ist. Auf dem Exzen ter 18 wiederum steckt ein an seinem äußeren Umfang polygona ler Tragring 20 mit im gezeigten Beispiel acht Tragflächen 22, die gleichmäßig auf den Umfang des Tragrings 20 verteilt sind und jeweils als Auflage für einen Kolben 24 dienen.The radial piston pump 10 shown in cross section consists of a cylindrical housing 12 , the longitudinal axis 14 of which coincides with the axis of rotation of a drive shaft 16 . On the drive shaft 16 is an eccentric 18 rotatably, which is offset by an amount e eccentrically to the axis 14 . On the Exzen ter 18 in turn is a polygonal support ring 20 on its outer circumference with eight wings 22 in the example shown, which are evenly distributed over the circumference of the support ring 20 and each serve as a support for a piston 24 .

Die Kolben 24 - im gezeigten Beispiel sind es acht Kolben - stecken in Bohrungen 28 eines an seinem inneren als auch äußeren Umfang polygonal gestalteten Zylindergehäuses 26. Dessen auf dem inneren und dem äußeren Umfang verteilte Flä chen liegen parallel zueinander und zu den Tragflächen 22 des Tragrings 20. Die Bohrungen 28 liegen mittig zu den Umfangs flächen des Zylindergehäuses 26 und sind auf der vom Tragring 20 abgelegenen Seite des Zylindergehäuses 26 von Kappen 30 verschlossen. Die Kappen 30 haben einen inneren Durchmesser, der mindestens dem Durchmesser der Zylinderbohrungen 28 ent spricht, gewöhnlich aber etwas weiter ist. Die Seitenwände der Kappen 30 sind von radialen Bohrungen 32 durchdrungen, die von dem Außenumfang der Kappen 30 umgebenden dehnbaren Federbän dern 34, die als Rückschlagventile dienen, gezielt geschlossen gehalten werden.The pistons 24 - in the example shown there are eight pistons - are inserted into bores 28 of a cylinder housing 26 which is polygonal on its inner and outer circumference. Whose surfaces distributed on the inner and outer circumference lie parallel to one another and to the support surfaces 22 of the support ring 20 . The bores 28 are in the center of the circumferential surfaces of the cylinder housing 26 and are closed by caps 30 on the side of the cylinder housing 26 remote from the support ring 20 . The caps 30 have an inner diameter that speaks at least the diameter of the cylinder bores 28 ent, but is usually somewhat wider. The side walls of the caps 30 are penetrated by radial bores 32 , the stretchable spring bands 34 surrounding the outer circumference of the caps 30 , which serve as check valves, are kept deliberately closed.

Bei Drehung des Exzenters 18 wird der Tragkörper 20 in eine radiale Taumel-, d. h. Hin- und Herbewegung versetzt, und diese Bewegung wird auf die Kolben 24 übertragen, die somit in den Zylinderbohrungen 28 entsprechend den oberen und unteren Totpunkten des Exzenters eine das doppelte der Exzentrizität e betragende radiale Bewegung durchführen. Die Kolben 24 sind in ihrem Inneren hohl (siehe 24a) und werden von Federn 24f - von den nur eine gezeigt ist - gegen die Tragflächen 22 gedrückt; ihre am Tragring 20 anliegenden Stirnflächen sind geschlossen. Die an den Tragflächen 22 des polygonalen Tragrings 20 anlie genden Stirnflächen des Kolbens 24 sind vorzugsweise ballig gestaltet, können aber auch eben sein. Die in die Kappe 30 weisende Stirnfläche der Kolben 24 ist indessen offen. In der Mantelfläche der Kolben 24 befindet sich jeweils eine mög lichst breite, in Längsrichtung der Kolben 24 gesehen kurze Öffnung 36. Diese Öffnung 36 liegt an einer Stelle der Mantel fläche, die es ermöglicht, daß sie in der Tiefstellung der Kolben 24 innerhalb einer zwischen dem Tragring 20 und der Innenfläche des Zylindergehäuses 26 befindlichen Zufuhrkammer 3 zu liegen kommt und bei höherer Stellung der Kolben 24 von der zugeordneten Zylinderbohrung 28 verschlossen gehalten wird. D. h., in der durch nicht gezeigte Federn bewirkten Tiefstellung der Kolben 24 kann in der Zufuhrkammer 42 befind liches Öl durch die Öffnungen 36 in das Innere der Kolben 24 einlaufen. Beim Hochfahren der Kolben 24 in das Zylindergehäu se 26 wird das Drucköl durch die offene Stirnseite des Kolbens 24 in die Kappe 30 befördert, von wo es unter Ausdehnung des Federbandes 34 durch die Radialbohrungen 32 in eine zwischen der äußeren Fläche 40 des Zylindergehäuses 26 und der inneren Fläche des Pumpengehäuses 12 gebildete Ausfuhrkammer gepumpt wird. Insofern entspricht die dargestellte Pumpe 10 aufbau- und funktionsmäßig dem Stand der Technik.Upon rotation of the eccentric 18 , the support body 20 is set in a radial wobble, ie back and forth movement, and this movement is transmitted to the pistons 24 , which thus in the cylinder bores 28 corresponding to the top and bottom dead centers of the eccentric one twice the Carry out eccentricity of radial movement. The pistons 24 are hollow inside (see 24 a) and are pressed against the wings 22 by springs 24 f - only one of which is shown; their end faces resting on the support ring 20 are closed. The on the wings 22 of the polygonal support ring 20 lying end faces of the piston 24 are preferably crowned, but can also be flat. The end face of the pistons 24 pointing into the cap 30 is, however, open. In the lateral surface of the pistons 24 there is in each case the widest possible opening 36 seen in the longitudinal direction of the pistons 24 . This opening 36 is located at a point of the jacket surface, which allows it to lie in the lower position of the piston 24 within a between the support ring 20 and the inner surface of the cylinder housing 26 supply chamber 3 and at a higher position of the piston 24 of the assigned cylinder bore 28 is kept closed. In other words, in the lowering of the pistons 24 caused by springs, not shown, oil located in the supply chamber 42 can enter the interior of the pistons 24 through the openings 36 . When the piston 24 is raised into the cylinder housing 26 , the pressure oil is conveyed through the open end face of the piston 24 into the cap 30 , from where it expands the spring band 34 through the radial bores 32 into a between the outer surface 40 of the cylinder housing 26 and the inner surface of the pump housing 12 formed pumping chamber is pumped. In this respect, the pump 10 shown corresponds in construction and function to the prior art.

Indessen hebt sich die Pumpe 10 durch die äußere Gestalt ihres polygonalen Tragringes 20 vom Bekannten ab. Der Umfang des Tragrings 20 ist abgesehen von den die Stirnflächen der Kolben 24 tragenden Flächen 22 annähernd rund. D. h., zwischen den im wesentlichen ebenen Tragflächen 22 befinden sich kreisrund, bzw. annähernd kreisrund gebogene Übergangsflächen. Diese Übergangsflächen gehen in Umfangsrichtung des Tragrings 20 gesehen beidseitig mit kleinen Tangentenwinkeln, die vorzugs weise kleiner sind als 25°, in die Tragflächen 22 über. Die Tangentenwinkel sind so bemessen, daß sie bei normalem Betrieb der Pumpe 10, d. h., wenn alle Kolben 24 einwandfrei auf- und niederlaufen, den Tragring 20 eine radiale Taumelbewegung aus führen lassen, wenn der Exzenter 18 gedreht wird. Durch diese Taumelbewegung gleiten die Tragflächen 22 entsprechend der Drehung des Exzenters 18 entlang den Stirnflächen der Kolben 24, so daß diese in der oben erwähnten Weise in den Radialboh rungen 28 des Zylindergehäuses 26 ihre radialen Bewegungen ausführen können. Sollte indessen ein Kolben 24 in einer Bohrung 28, beispielsweise durch Verkanten steckenbleiben bzw. verklemmen, so kann der Tragring 20 infolge der geringen Tangentenwinkel zwischen den Tragflächen 22 und den Übergangs flächen zu einer zum Exzenter 18 synchronen Drehbewegung übergehen. Außerdem ist der größte Radius des Tragkörpers 20, d. h. seine halbe Diagonale oder sein halbes Eckenmaß, kleiner als der größtmögliche Abstand zwischen der Drehachse 14 und der Stirnfläche eines Kolbens, und die Diagonale (das Ecken maß) des Tragkörpers 20 ist kleiner als die sog. Schlüssel weite, d. h. die geringste lichte Weite des polygonalen Zylin dergehäuses 26. Infolgedessen und entsprechend der Exzentrizi tät des Exzenters 18 können die nicht verklemmten Kolben behelfsmäßig weiterbetrieben werden, so daß die Pumpe nicht sofort völlig ausfällt.Meanwhile, the pump 10 stands out from the known by the outer shape of its polygonal support ring 20 . The circumference of the support ring 20 is approximately round, apart from the surfaces 22 which support the end faces of the pistons 24 . That is, between the substantially flat wings 22 there are circular, or approximately circular curved transition surfaces. These transition surfaces are seen in the circumferential direction of the support ring 20 on both sides with small tangent angles, which are preferably less than 25 °, in the wings 22 . The tangent angles are dimensioned such that during normal operation of the pump 10 , ie when all pistons 24 run up and down properly, the support ring 20 can cause a radial wobble movement when the eccentric 18 is rotated. By this wobble, the wings 22 slide according to the rotation of the eccentric 18 along the end faces of the pistons 24 , so that these stanchions in the radial bores 28 of the cylinder housing 26 can perform their radial movements. If, however, a piston 24 gets stuck or jammed in a bore 28 , for example by tilting, the support ring 20 can transition to a synchronous rotary movement to the eccentric 18 due to the small tangent angle between the wings 22 and the transition surfaces. In addition, the largest radius of the supporting body 20 , ie its half diagonal or half its corner dimension, is smaller than the largest possible distance between the axis of rotation 14 and the end face of a piston, and the diagonal (the corner dimension) of the supporting body 20 is smaller than the so-called. Key width, ie the smallest clear width of the polygonal cylinder housing 26 . As a result and in accordance with the eccentricity of the eccentric 18 , the non-jammed pistons can continue to be operated temporarily, so that the pump does not immediately fail completely.

Die in Umfangsrichtung des Tragrings 20 gemessene Länge der Tragflächen 22 entspricht vorzugsweise der Einlaufbreite, d. h. die Länge der Tragfläche 22 sollte bevorzugt im Bereich zwischen 1/4 bis zu 3/4 des Kolbendurchmessers liegen.The length of the support surfaces 22 measured in the circumferential direction of the support ring 20 preferably corresponds to the inlet width, ie the length of the support surface 22 should preferably be in the range between 1/4 to 3/4 of the piston diameter.

Die erfindungsgemäße Pumpe 10 kann z. B. als Lenkhilfpumpe an Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, wobei ihrem Antrieb ab solute Priorität beigemessen wird. Die Antriebswelle 16 muß also bei verklemmten Kolben 24 (Kolbenklemmer) oder Tragkörper 20 (Kolbenfresser) auf dem Exzenter 18 weiterlaufen können, wobei die dadurch verursachten erhöhten Betriebsgeräusche der Pumpe insofern von untergeordneter Bedeutung sind, da es sich um einen Notbetrieb handelt. The pump 10 according to the invention can, for. B. can be used as a power steering pump on motor vehicles, with their drive being given absolute priority. The drive shaft 16 must therefore be able to continue to run on the eccentric 18 when the piston 24 (piston clamp) or support body 20 (piston seizure) is jammed, the resulting increased operating noise of the pump being insignificant, since it is an emergency operation.

Selbstverständlich kann zwischen den Exzenter und die An triebswelle eine Rutschkupplung geschaltet werden.Of course, you can choose between the eccentric and the An drive shaft a slip clutch can be switched.

Claims

1. Radial piston pump ( 10 ) with a plurality in radially aligned cylinders ( 28 ) of a polygonal Zylin dergehäuses ( 26 ) bearing and by a rotating eccentric ( 18 ) in radial movement piston ( 24 ) with their end faces on one on the Support the eccentric ( 18 ) freely rotatable, polygonal support body ( 20 ), characterized in that the largest radius (diagonal) of the support body ( 20 ) is smaller than the greatest possible distance between the end face of a piston ( 24 ) and the axis of rotation ( 14 ) of the eccentric ( 18 ).

2. Radial piston pump according to claim 1, characterized in that the diagonal (the corner dimension) of the support body ( 20 ) is gerin than the smallest inside diameter (key width) of the polygonal cylinder housing ( 26 ).

3. Radial piston pump according to claim 1 or 2, characterized in that the support body ( 20 ) distributed around its circumference with the number of pistons ( 24 ) is provided corresponding support surfaces ( 22 ) whose perpendicular to the axis of rotation ( 14 ) out dimension is smaller than the diameter of the end face of the adjacent piston ( 24 ).

4. Radial piston pump according to claim 3, characterized in that the adjacent support surfaces ( 22 ) are connected to one another by peripheral regions of the support body ( 20 ) which pass into the support surfaces ( 22 ) at a slight angle.

5. Radial piston pump according to claim 4, characterized in that the angle is less than 25 °.

6. Radial piston pump according to claims 1-5, characterized in that the wings ( 22 ) have a length of between 1/4 to 1/3 of the diameter of the adjacent piston face.

7. Radial piston pump according to one of claims 1-6, characterized in that the end faces of the pistons ( 24 ) bearing against the bearing surfaces ( 22 ) are spherical.

8. Radial piston pump according to one of claims 1-7, characterized in that the wings ( 22 ) are substantially flat.