EP0288481B1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Eine derartige Radialkolbenpumpe (z. B. DE-OS 35 22 796) weist ein in einen Zwischendeckel untergebrachtes, gleichachsig zur Antriebswelle eingebautes Druckbegrenzungsventil auf. Das Druckbegrenzungsventil schützt die Pumpe und einen angeschlossenen Verbraucher vor Überlastung nach Erreichen eines durch eine Feder bestimmten Höchstdruckes. Die Hochdruckseite des Druckbegrenzungsventils ist einem Sammelraum zugewandt, der das Drucköl sämtlicher Förderkolben aufnimmt. Der Sammelraum ist durch eine Leitung an einen Verbraucher angeschlossen. Die Auslassseite des Druckbegrenzungsventils ist mit einem Rücklaufraum verbunden, den die Stirnfläche der Antriebswelle räumlich begrenzt.
• Beim Kaltstart einer solchen Radialkolbenpumpe entstehen Schlaggeräusche. Dreht der Fahrer eine von der Pumpe versorgte Hilfskraftlenkung, z. B. beim Ausparken, bis zum Endanschlag, so baut sich der zulässige Höchstdruck auf und das Druckbegrenzungsventil öffnet. Dieses lässt die augenblickliche Fördermenge der Pumpe zum Rücklaufraum abströmen. Durch das noch zähe Öl bildet sich in dem Rücklaufraum ein Staudruck aus, der die Antriebswelle infolge ihres notwendigen Axialspieles schlagartig gegen das Pumpengehäuse verschiebt. Dies ist die Ursache für die Schlaggeräusche. Es bestünde zwar die Möglichkeit, das Öl aus dem Rücklaufraum anstatt über nur eine Bohrung über mehrere Bohrungen schneller zur Ansaugseite der Pumpe abströmen zu lassen. Dagegen spricht jedoch der höhere Fertigungsaufwand. Abgesehen davon wirkt das in der ganzen Pumpe und in der Saugleitung vorhandene Öl wie ein «Pfropfen». Dadurch kann die Pumpe anfangs nur eine geringe Fördermenge ansaugen.
• Eine weitere Radialkolbenpumpe mit in zwei radialen Ebenen liegenden Kolbengruppen zur Versorgung von zwei Verbrauchern geht aus der EP 01 65 876 A1 (Fig. 3) als bekannt hervor. In diesem Pumpenaufbau befindet sich in einem Sammelraum gleichfalls ein gleichachsig zur Antriebswelle eingebautes Druckbegrenzungsventil. Spricht das Druckbegrenzungsventil bei einem unzulässig hohen Druck an, so kann das überschüssige Öl über eine koaxiale Sackbohrung und eine zugehörige kurze Radialbohrung der Antriebswelle in den Saugraum zurückströmen, aus dem die Kolben das Öl erneut ansaugen. Die Bohrungen in der Antriebswelle dienen also hier dem Ölrücklauf.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch einen Kaltstart verursachten Schlaggeräusche zu vermeiden und gleichzeitig das Ansaugverhalten der Pumpe zu verbessern. Weiter soll die Lagerschmierung während des Pumpenanlaufes verbessert werden. Diese Aufgabe ist durch die in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Merkmale gelöst.
• Nach dem Hauptmerkmal der Erfindung ist hinter dem Druckbegrenzungsventil auf der Auslassseite eine Drossel eingebaut. Nach Anspruch 2 befindet sich diese Drossel vorteilhaft in einer bereits vorhandenen Unterlagscheibe, gegen die sich eine Feder des Druckbegrenzungsventils abstützt.
• Die Drossel wandelt beim Öldurchfluss die kinetische Energie in Wärmeenergie um, so dass die Ölzähigkeit absinkt. Das ÖI fliesst aus dem Rücklaufraum leichter ab, so dass der Staudruck nicht mehr ausreicht, die Antriebswelle zu verschieben. Ausserdem erreicht die Pumpe schneller ihre volle Fördermenge, da die Förderkolben das wärmere Öl besser ansaugen. Das wärmere Öl verbessert auch die Lagerschmierung. Die in der Unterlagscheibe vorgesehene Drossel verursacht keine zusätzlichen Kosten.
• Weitere Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. eine Radialkolbenpumpe im Längsschnitt,
• Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt des Druckbegrenzungsventils.
• Die Radialkolbenpumpe weist ein Gehäuse 1, einen Zwischendeckel 2 und als Sammelraum einen Topf 3 auf. Eine Welle 4 mit einem Exzenter 5 betätigt mehrere gleichmässig auf dem Umfang und radial zur Wellenachse angeordnete Förderkolben 6. Die Förderkolben 6 gleiten in Zylinderbohrungen 7. Schraubkappen 8 mit Führungsbolzen 10 für Druckfedern 11 verschliessen die Zylinderbohrungen 7. Die Druckfedern 11 halten die Förderkolben 6 an der Umfangsfläche des Exzenters 5 in Anlage. Ein nicht gezeichneter Ölbehälter steht über einen Ansauganschluss 12 und einen Ringkanal 13 mit einem Saugraum 14 in Verbindung. Der Saugraum 14 umgibt sämtliche dem Exzenter 5 zugewandte Kolbenfüsse. Jeder Förderkolben 6 weist Einlassöffnungen 15 auf, die mit dem Saugraum 14 bei rotierender Welle 4 in bekannter Weise zusammenwirken. Beim Druckhub stehen Innenräume 16 der Förderkolben 6 abwechselnd über Druckkanäle 17 und Auslassventile 18 mit dem Sammelraum des Topfes 3 in Verbindung. Der Topf 3 ist über einen Auslassanschluss 19 an einen Verbraucher angeschlossen. In den Zwischendeckel 2 ist gleichachsig zur Welle 4 ein Druckbegrenzungsventil 20 eingebaut. Dieses schützt die Pumpe und den Verbraucher vor Überlastung. Steigt der Druck im Topf 3 auf einen bestimmten, durch die Kraft einer Feder 21 (Fig. 2) bestimmten Höchstwert an, so öffnet eine Kugel 22. Das Öl kann über einen Hohlraum 23, eine Rücklaufkammer 24 (Fig. 1) und eine Querbohrung 25 in den Ringkanal 13 entweichen. Von dort saugen die Förderkolben 6 das Öl erneut an. Die Welle 4 versorgt über eine Axialbohrung 26 und Radialbohrungen 27 und 28 Gleitlager 29 bzw. 30 mit ÖI.
• Die Feder 21 stützt sich über eine Unterlagscheibe 31 in einer Hülse 32 des Druckbegrenzungsventiisab. Nach der Erfindung ist der Innendurchmesser der Unterlagscheibe 31 zu einer Drossel 33 verengt. Beim Ansprechen des Druckbegrenzungsventils ist von Vorteil, dass durch die Drosselwirkung ein stark erwärmter Ölstrahl in die Axialbohrung 26 abspritzt und die Gleitlager 29 und 30 schon in der kritischen Anlaufphase, also bei höchster Lagerbelastung, mit dünnerem Schmieröl versorgt werden. Man erreicht also neben einer schnellen Erwärmung des Öles eine verbesserte Lagerschmierung und damit auch eine gute Geräuschdämpfung. Das wärmere Öl kann von der Rücklaufkammer 24 über die Querbohrung 25 schneller in den Ringkanal 13 zurückströmen.
• Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Druckbegrenzungsventil nicht mehr schlagartig, sondern langsam, in seiner Bewegung gedämpft, anspricht.
Bezugszeichen
• 1 Gehäuse
• 2 Zwischendeckel
• 3 Topf
• 4 Welle
• 5 Exzenter
• 6 Förderkolben
• 7 Zylinderbohrung
• 8 Schraubkappe
• 9­
• 10 Führungsbolzen
• 11 Druckfeder
• 12 Ansauganschluss
• 13 Ringkanal
• 14 Saugraum
• 15 Einlassöffnung
• 16 Innenraum
• 17 Druckkanal
• 18 Auslassventil
• 19 Auslassanschluss
• 20 Druckbegrenzungsventil
• 21 Feder
• 22 Kugel
• 23 Hohlraum
• 24 Rücklaufkammer
• 25 Querbohrung
• 26 Axialbohrung in 4
• 27 Radialbohrung
• 28 Radialbohrung
• 29 Gleitlager
• 30 Gleitlager
• 31 Unterlagscheibe
• 32 Hülse
• 33 Drossel

Claims (3)

1. Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:

- in einem Pumpengehäuse sind mehrere durch einen auf einer Antriebswelle gelagerten Exzenter betätigte, federbelastete Förderkolben vorhanden;

- gleichachsig zurAntriebswelle ist ein durch eine Feder belastetes Überdruckventil vorgesehen;

- die Auslassseite des Überdruckventils mündet in einen Rücklaufraum, der durch eine Stirnfläche der Antriebswelle begrenzt ist;

- der Rücklaufraum steht mit einem Ansaugkanal in Verbindung,

dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Druckbegrenzungsventil (20) auf der Auslassseite eine Drossel (33) eingebaut ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (33) in einer die Feder (21 ) des Druckbegrenzungsventils (20) abstützenden Unterlagscheibe (31) vorgesehen ist.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (33) einer konzentrischen und zu Lagern (29, 30) führenden Axialbohrung (26) der Welle (4) koaxial gegenüberliegt, so dass das durch die Drossel (33) hindurchströmende Öl zur Schmierung der Lager in die Axialbohrung abgespritzt wird.

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