EP1098089A2

EP1098089A2 - Radial piston pump with cam stabilisation

Info

Publication number: EP1098089A2
Application number: EP00122152A
Authority: EP
Inventors: Maja Kesternich; Christoph Klesse; Gerold Sluka; Martin Werner; Eckbert Zander
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2001-05-09
Also published as: DE19949166A1; EP1098089A3

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Stabilisierung des die Kolben einer Radialkolbenpumpe bewegenden Exzenterrings, derart daß die beiden durch den Exzenterring und das Pumpengeäuse gebildeten Körper eine kreisende Bewegung relativ zueinander ausführen, wenn die Exzenterwelle rotiert. Erfindungsgemäß ist an dem einen der beiden Körper zumindest eine zusätzliche Kreisführung für jeweils eine gegenüber der Mittelachse des Exzenters versetzte Achse des anderen Körpers vorgesehen, wobei diese versetzte Achse und die Mittelachse der Kreisführung parallel zur Mittelachse des Exzenters und zur Achse der Exzenterwelle verlaufen und die Schnittpunkte aller vier genannten Achsen mit einer radialen Ebene ein Parallelogramm bilden. <IMAGE>A device is described for stabilizing the eccentric ring which moves the pistons of a radial piston pump, such that the two bodies formed by the eccentric ring and the pump housing execute a circular movement relative to one another when the eccentric shaft rotates. According to the invention, at least one additional circular guide is provided on one of the two bodies, each for an axis of the other body that is offset with respect to the central axis of the eccentric, this offset axis and the central axis of the circular guide running parallel to the central axis of the eccentric and to the axis of the eccentric shaft and the intersection points form a parallelogram of all four axes with a radial plane. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stabilisierung des die Kolben einer Radialkolbenpumpe bewegenden Exzenterrings, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein bevorzugtes, aber nicht ausschließliches Anwendungsgebiet der Erfindung sind Hochdruckpumpen für Kraftstoff-Einspritzanlagen an Verbrennungsmotoren.The invention relates to a device for stabilization the eccentric ring moving the pistons of a radial piston pump, according to the preamble of claim 1. A preferred but not exclusive area of application of the Invention are high-pressure pumps for fuel injection systems on internal combustion engines.

Bei Radialkolbenpumpen wird zum Antrieb von Hubkolben, die in sternförmig angeordneten Zylindereinsätzen des Pumpengehäuses ("Gestell" der Pumpe) gleitend geführt sind, häufig ein Exzenterring verwendet, dessen zylindrische Innenfläche die Außenkontur eines Exzenters umschließt, der mit einer zugeordneten Exzenterwelle verbunden ist, die drehbar im Gestell gelagert ist und angetrieben wird. Bei Rotation der Exzenterwelle führt der Exzenterring eine kreisende Bewegung relativ zum Gestell aus, wobei der beschriebene Kreis seinen Mittelpunkt auf der Rotationsachse der Exzenterwelle hat und einen Radius gleich der Exzentrizität E des Exzenters hat. Indem sich die Kolben über Schuhe am Exzenterring in geeigneter Weise abstützen, überträgt sich diese Kreisbewegung in eine zyklische Hubbewegung der Kolben.Radial piston pumps are used to drive reciprocating pistons, the star-shaped cylinder inserts of the pump housing ("Frame" of the pump) are slidably guided, often an eccentric ring used, the cylindrical inner surface encloses the outer contour of an eccentric with an associated one Eccentric shaft is connected, which is rotatable in the frame is stored and driven. When the eccentric shaft rotates the eccentric ring performs a circular motion relative to the frame, the circle described is his Has and center on the axis of rotation of the eccentric shaft has a radius equal to the eccentricity E of the eccentric. By placing the pistons in a suitable way over shoes on the eccentric ring Support this way, this circular movement is transferred into a cyclical stroke of the pistons.

Eine solche Radialkolbenpumpe ist aus EP 0 816 675 A2 bekannt.Such a radial piston pump is known from EP 0 816 675 A2 known.

Der Exzenterring hat den Zweck, die Gleitreibung an den Kolbenschuhen bei umlaufendem Exzenter zu vermindern. Die einwandfreieste Kraftübertragung ergibt sich, wenn die Kreisbewegung des Exzenterrings ausschließlich translatorisch ist, d.h. der Exzenterring muß an jeglicher Verdrehung um seine eigene Achse gehindert werden. Diese Stabilisierung kann bis zu einem gewissen Grad erreicht werden, wenn sich die Kolben in bekannter Weise über ebene Stützflächen gleitend auf ebenen Gegenflächen Exzenterring abstützen. Eine solche ebenflächige Abstützung bildet zwar, je nach dem vorhandenen Anlagedruck, eine gewisse Hemmung für Änderungen der Winkelorientierung des Exzenterrings, sie kann jedoch in manchen Fällen unzureichend sein. Dieses Problem sei nachstehend anhand der Fig. 1 der angefügten Zeichnungen erläutert:The purpose of the eccentric ring is to bring the sliding friction to the Reduce piston shoes with a rotating eccentric. The flawless power transmission results when the circular motion the eccentric ring is only translational, i.e. the eccentric ring must be twisted around its own axis are prevented. This stabilization can last up to To a certain extent be achieved when the pistons sliding in a known manner on level support surfaces on levels Support the counter surfaces of the eccentric ring. Such a flat one Depending on the existing system pressure, support forms some inhibition for changes in angular orientation of the eccentric ring, but it can in some cases to be inadequate. This problem is explained below using the 1 of the accompanying drawings explains:

Die Fig. 1 zeigt einen radialen Querschnitt durch eine vereinfachte Radialkolbenpumpe mit innerer, ebenflächig gleitender Kolbenabstützung. Die Pumpe hat drei Kolben 3, die gleitend in drei zugeordneten Zylindereinsätzen 3a eines das Pumpengehäuse bildenden Gestells 5 gelagert sind. Im Gestell 5 ist ferner eine Antriebswelle 4 drehbar gelagert, auf der ein Exzenter 1 mit zylindrischer Außenfläche sitzt, der gegenüber der Welle 4 eine Exzentrizität E hat. Auf dem Exzenter 1 läuft die zylindrische Innenbohrung 90 eines Exzenterrings 2, der an Orten, die den Kolben 3 zugewandt liegen, abgeflachte Außenflächen hat, auf denen sich ebene Anlageflächen von Kolbenschuhen 6 unter dem vorspannenden Druck von Federn 10 abstützen.Fig. 1 shows a radial cross section through a Simplified radial piston pump with inner, smooth sliding Piston support. The pump has three pistons 3 that sliding in three assigned cylinder inserts 3a one that Pump housing forming frame 5 are mounted. In the frame 5, a drive shaft 4 is also rotatably mounted on the an eccentric 1 with a cylindrical outer surface sits opposite the shaft 4 has an eccentricity E. On the eccentric 1 runs the cylindrical inner bore 90 of an eccentric ring 2, which flattened in places facing the piston 3 Has outer surfaces on which there are flat contact surfaces of piston shoes 6 under the prestressing pressure of Support springs 10.

Über diese Abstützungen wird die Umlaufbewegung des Exzenters 1 unter Vermittlung durch den Exzenterring 2 in radial oszillierende Hubbewegungen des Kolben 3 umgesetzt. Durch den kontinuierlichen Umlauf der Exzenter 1 in der Bohrung 9 und insbesondere bei hohen Drehzahlen kann hier die hydrodynamische Schmierung ausgenutzt werden, um eine hohe Tragfähigkeit zu erzielen. Durch den Exzenterring 2 ist es möglich, die dabei auftretende hohe Relativgeschwindigkeit von den Flächen der Kraftübertragung auf die Kolben fernzuhalten.The orbital movement of the eccentric is via these supports 1 mediated by the eccentric ring 2 in radial oscillating stroke movements of the piston 3 implemented. By the continuous circulation of the eccentrics 1 in the bore 9 and especially at high speeds, the hydrodynamic Lubrication can be used to ensure a high load capacity to achieve. The eccentric ring 2 makes it possible the high relative speed of the Keep surfaces of the power transmission to the pistons away.

Bei ständiger Gegenkraft durch mindestens einen Kolben 3 wird durch die ebene Flächenpaarung zwischen Exzenterring 2 und Kolbenschuhen 6 eine Verdrehung des Exzenterrings 2 verhindert. Der Exzenterring führt nur eine planparallele Verschiebung auf einer Kreisbahn durch.With constant counterforce by at least one piston 3 is due to the flat surface pairing between eccentric ring 2 and piston shoes 6 prevent rotation of the eccentric ring 2. The eccentric ring only carries out a plane-parallel displacement on a circular path.

Durch die Parallelverschiebung des Exzenterrings 2 kommt es zu einer relativen Gleitbewegung zwischen dem Ring 2 und den Kolbenschuhen 6 und damit zu einer Reibkraft. Diese Reibkraft ist von der übertragenen Normalkraft abhängig, die wiederum vom Drehwinkel der Exzenterwelle 1, von der Exzentrizität E, vom Kolbengegendruck und natürlich dem Füllungsgrad der Zylinder 3a abhängt.Due to the parallel displacement of the eccentric ring 2 comes there is a relative sliding movement between the ring 2 and the piston shoes 6 and thus to a frictional force. This frictional force depends on the transmitted normal force, which in turn from the angle of rotation of the eccentric shaft 1, from the eccentricity E, the piston back pressure and of course the degree of filling the cylinder 3a depends.

Wird die Pumpe unter Teilförderung betrieben, so daß die Zylinder nur teilweise mit Fluid gefüllt sind, wirkt für einen Teil des Verdichtungshubes keine Kraft zur Stabilisierung auf den Exzenterring 2, da für diese gewisse Zeit kein Fluid verdichtet wird. Während dieser Zeit wirken zyklische Kraftänderungen als Drehschwingungsanregung für den Exzenterring 2 und führen zu seiner Verdrehung. Bei einer Verdrehung des Exzenterrings geht der Flächenkontakt zwischen ihm und den Kolbenschuhen 6 verloren, und es kommt zu einer Linien- oder Punktberührung an den Kanten des Kolbenschuhs 6. Diese können dadurch überbeansprucht werden, was das einwandfreie Funktionieren der Kraftübertragung gefährdet.If the pump is operated with partial funding, so that the Cylinders are only partially filled with fluid part of the compression stroke no force for stabilization on the eccentric ring 2, since there is no for this certain time Fluid is compressed. During this time, cyclicals act Changes in force as torsional vibration excitation for the eccentric ring 2 and lead to its twisting. With a twist of the eccentric ring is the area contact between it and the piston shoes 6 lost, and there is a line or Point contact on the edges of the piston shoe 6. This can be overused, which is the flawless Function of the power transmission endangered.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, die mechanische Federkraft der ebenflächigen Abstützung durch eine hydraulische Kraft zu unterstützen. In DE 197 27 249 A1 wird hierzu angeregt, je nach Bedarf durch aktive Druckbeaufschlagung von zusätzlichen Kolben eine stabilisierende Kraft auf den Exzenterring auszuüben. Diese Lösung ist jedoch technisch aufwendig.To solve this problem it is known the mechanical Spring force of the flat support by a hydraulic Strength to support. DE 197 27 249 A1 encouraged to do so by active pressurization as required a stabilizing force from additional pistons to exercise the eccentric ring. However, this solution is technical complex.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer einfachen und robusten Vorrichtung, welche den Exzenterring einer exzentergetriebenen Radialkolbenpumpe zuverlässig gegen Verdrehung stabilisiert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object of the invention is to create a simple and robust device, which the eccentric ring against an eccentric radial piston pump Twist stabilized. This object is achieved according to the invention solved by the features described in claim 1. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims characterized.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf folgender Überlegung: Bei einem gegen Verdrehung stabilisierten Exzenterring vollführen alle Punkte des Rings, synchron und gleichphasig, relativ zum Gestell eine Kreisbewegung mit einem Radius gleich der Exzentrizität E, wenn die Exzenterwelle rotiert. Für eine bestimmte Winkelorientierung des Exzenterrings existiert also für jeden Punkt des Ringes eine gegenüber dem Gestell feste Umlaufbahn. Ändert sich die Winkelorientierung des Rings, dann bleibt keiner der Punkte mehr voll auf dieser Bahn. Man muß also mindestens nur einen beliebigen Punkt des Exzenterrings zur strikten Einhaltung seiner gestellfesten Kreisbahn zwingen, um eine Änderung der Winkelorientierung des Ringes zu verhindern. Dieser Zwang kann entweder allseitig auf einen einzigen Punkt ausgeübt oder jeweils teilseitig auf mehrere Punkte verteilt werden.The solution according to the invention is based on the following consideration: With an eccentric ring stabilized against rotation complete all points of the ring, synchronous and in phase, a circular movement with a radius relative to the frame equal to the eccentricity E when the eccentric shaft rotates. For a certain angular orientation of the eccentric ring exists So for each point of the ring opposite the frame fixed orbit. The angle orientation changes of the ring, then none of the points remain fully on this Train. So you have to at least just any point of the Eccentric rings for strict adherence to its frame-fixed Forcing a circular path to change the angular orientation to prevent the ring. This constraint can either be universal exercised on a single point or partially be divided into several points.

In entsprechender Weise wird die Erfindung zur Stabilisierung des die Kolben einer Radialkolbenpumpe bewegenden Exzenterrings, der auf der Außenkontur eines Exzenters läuft, welcher mit der Drehung einer im Gestell der Pumpe drehbar gelagerten Exzenterwelle umläuft, derart realisiert, daß die beiden durch den Exzenterring und das Gestell gebildeten Körper eine kreisende Bewegung relativ zueinander ausführen, wenn die Exzenterwelle rotiert. Erfindungsgemäß ist an dem einen der beiden Körper zumindest eine zusätzliche Kreisführung für jeweils eine gegenüber der Mittelachse des Exzenters versetzte Achse des anderen Körpers vorgesehen, wobei diese versetzte Achse und die Mittelachse der Kreisführung parallel zur geometrischen Mittelachse des Exzenters und zur Drehachse der Exzenterwelle verlaufen und die Schnittpunkte aller vier genannten Achsen mit einer radialen Ebene ein Parallelogramm bilden.In a corresponding manner, the invention is used for stabilization the eccentric ring moving the pistons of a radial piston pump, that runs on the outer contour of an eccentric, which rotates with the rotation of one in the frame of the pump stored eccentric shaft rotates, such that the both bodies formed by the eccentric ring and the frame make a circular motion relative to each other, when the eccentric shaft rotates. According to the invention one of the two bodies at least one additional circle for one opposite the central axis of the eccentric offset axis of the other body provided, this offset axis and the central axis of the circular guide parallel to the geometric center axis of the eccentric and to the axis of rotation the eccentric shaft and the intersection of all four axes with a radial plane a parallelogram form.

Durch Hinzufügung der erfindungsgemäßen Kreisführung wird zwischen dem Gehäuse und dem Exzenterring im Grunde insgesamt ein planares Getriebe nach Art eines Parallelkurbel- oder Parallelogrammgetriebes geschaffen, das dem Exzenterring zwei translatorische Freiheitsgrade (Kreisbewegung in der radialen Ebene), aber keinen rotatorischen Freiheitsgrad gegenüber dem Gestell läßt. Ein solches Getriebe kann sehr einfach und robust implementiert werden.By adding the circular routing according to the invention is basically a total between the housing and the eccentric ring a planar transmission in the manner of a parallel crank or Parallelogram gear created the eccentric ring two translational degrees of freedom (circular movement in the radial Level), but no rotational degree of freedom leaves the frame. Such a transmission can be very simple and implemented robustly.

Da der Exzenterring aufgrund dieses Getriebes nicht mehr verkippen kann, kann sogar auf die in Fig. 1 gezeigte ebenflächige Abstützung der Pumpenkolben und somit auf genaue Paarungsflächen zwischen Kolbenschuhen und dem Exzenterring verzichtet werden. Die Kräfte zur Stabilisierung des Exzenterrings sind nicht mehr durch die Pumpenkolben bzw. durch Kolbenanbauteile aufzunehmen. Die Kolben werden hauptsächlich nur noch axial belastet. Die seitliche Belastung der Kolbenführung ist vermindert, entsprechend der geringeren, aus der relativen Gleitbewegung zum Exzenterring resultierenden Reibkraft.Because the eccentric ring is no longer due to this gear can tilt, can even on the flat surface shown in Fig. 1 Support the pump pistons and thus to exact Mating areas between piston shoes and the eccentric ring to be dispensed with. The forces to stabilize the eccentric ring are no longer through the pump pistons or through Take up piston attachments. The pistons are mainly only axially loaded. The lateral load on the piston guide is decreased, corresponding to the lesser from which relative sliding movement to the eccentric ring resulting friction.

Verschiedene mögliche Ausführungsformen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, werden nachstehend anhand weiterer Figuren der Zeichnung beschrieben.

Fig. 2 zeigt das Schema eines Parallelkurbeltriebs mit zwei Kurbeln.

Fig. 3 zeigt das Schema eines Parallelkurbeltriebs mit drei Kurbeln.

Fig. 4 zeigt einen radialen Schnitt durch einen Teil einer Radialkolbenpumpe mit einer Stabilisierungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 zeigt in gleicher Ansicht wie Fig. 4 eine erweiterte Variante der Ausführungsform nach Fig. 4.

Fig. 6A zeigt in einer axialen Draufsicht und teilweise aufgebrochen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6B ist eine Schnittansicht gemäß der Linie B-B der Fig. 6A.

Fig. 7 zeigt in Radialschnittansicht eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8 zeigt in gleicher Ansicht wie Fig. 7 eine erweiterte Variante der Ausführungsform nach Fig. 7.

Fig. 9 zeigt in Radialschnittansicht eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 10 zeigt eine Variante in der Ausbildung eines Kurvenfolgers.

Various possible embodiments, to which the invention is not restricted, are described below with reference to further figures of the drawing.

Fig. 2 shows the diagram of a parallel crank drive with two cranks.

Fig. 3 shows the diagram of a parallel crank drive with three cranks.

Fig. 4 shows a radial section through part of a radial piston pump with a stabilizing device according to a first embodiment of the invention.

5 shows in the same view as FIG. 4 an expanded variant of the embodiment according to FIG. 4.

6A shows a second embodiment of the invention in an axial top view and partially broken away.

Fig. 6B is a sectional view taken along line BB of Fig. 6A.

7 shows a third embodiment of the invention in a radial sectional view.

FIG. 8 shows in the same view as FIG. 7 an expanded variant of the embodiment according to FIG. 7.

9 shows a fourth embodiment of the invention in a radial sectional view.

Fig. 10 shows a variant in the formation of a curve follower.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die getriebetechnische Aufgabe der Ermöglichung einer planparallelen Verschiebung auf einer Kreisbahn, unter Ausschaltung von Rotation, durch einen Parallelkurbeitrieb gelöst. Die Koppel eines Parallelkurbeltriebs führt in Bezug auf das Gestell eine Kreisbewegung ohne Rotation durch. Dies kann genutzt werden, wenn die Koppel in den Exzenterring 2 der in Fig. 1 dargestellten Radialkolbenpumpe verlegt wird und zwei gleich lange Kurbeln zwischen Gestell 5 und Exzenterring 2 verwendet werden. In one embodiment of the invention, the transmission technology Task of enabling a plane-parallel Displacement on a circular path, with the exclusion of rotation, solved by a parallel course. The paddock a parallel crank drive leads in relation to the frame Circular motion without rotation through. This can be used when the coupling in the eccentric ring 2 of that shown in Fig. 1 Radial piston pump is installed and two are the same long cranks between frame 5 and eccentric ring 2 used become.

In Fig. 2 ist eine allgemeine Skizze einer Parallelkurbei angegeben. Die Kurbel 21a und die Kurbel 21b haben beide eine Länge, die gleich groß der Exzentrizität E ist (halber Hub der Kolben 3). Ferner sind der Abstand der Drehgelenke auf der Koppel 22 und der Abstand der Drehgelenke im Gestell 25 gleich groß. In den Strecklagen von Kurbeln 21a, 21b und Koppel 22 kann das Parallelkurbeigetriebe in eine Kurbelschwinge ausarten, bei der sich die Koppel 22 nicht mehr parallel zum Gestell 25 bewegt. Mit bekannten und definierten Schwungmassen können diese Strecklagen überwunden werden. Durch die Verwendung eines weiteren Parallelkurbelschlags 21c, wie in Fig. 3 dargestellt, läßt sich aber ein Umschlagen prinzipiell vermeiden.2 is a general sketch of a parallel curve specified. The crank 21a and the crank 21b both have a length equal to the eccentricity E (half Piston stroke 3). Furthermore, the distance between the swivel joints on the coupling 22 and the distance of the swivel joints in the frame 25 the same size. In the extended positions of cranks 21a, 21b and Coupling 22 can the parallel cam gear in a crank arm degenerate, in which the coupling 22 no longer moved parallel to the frame 25. With known and defined Inertial masses can be overcome. By using another parallel crank stroke 21c, as shown in Fig. 3, can be turned over avoid in principle.

Eine erste Kurbel existiert bereits im Exzenterantrieb der Pumpe. Die gesteilfeste Gelenkachse dieser ersten Kurbel ist die Achse 7 der Exzenterwelle 4. Der Drehpunkt zwischen der Kurbel und der Koppel liegt auf der Mittelachse 8 des Exzenters 1 bzw. der auf dem Exzenter 1 laufenden Bohrung 9 des Exzenterrings 2. Die Länge der Kurbel entspricht somit der Exzentrizität E. Die Mittelachse 8 bewegt sich somit auf einem Kreis mit dem Radius E.A first crank already exists in the eccentric drive the pump. The fixed articulation axis of this first crank is the axis 7 of the eccentric shaft 4. The fulcrum between the crank and the coupling lie on the central axis 8 of the eccentric 1 or the bore 9 running on the eccentric 1 Eccentric rings 2. The length of the crank thus corresponds to the Eccentricity E. The central axis 8 thus moves on one Circle with radius E.

Dieser Kreis ist in der Fig. 4 gestrichelt dargestellt. Wie des weiteren in Fig. 4 gezeigt, wird zwischen dem Gestell 5 (in Fig. 4 nicht gezeichnet)und dem Exzenterring 2 eine zweite, wiederum in einem Exzenter 41 integrierte Kurbel verwendet. Der Exzenter 41 läuft in einer Bohrung 49 im Exzenterring 2 und sitzt auf einer Welle, die im Gestell 5 um eine zur Achse 7 parallele Achse 47 gelagert ist. Der Durchmesser dieser Welle kann anders als derjenige der Welle 4 des Exzenters 1 sein. Auch kann der Durchmesser des Exzenters (41; 1) unterschiedlich sein. Wichtig ist nur, daß die Exzentrizität der Exzenter 1 und 41 gleich groß (also beide gleich E) zu wählen ist. Auf diese Weise entsteht ein Parallelkurbeitrieb, dessen Koppel der Exzenterring 2 ist.This circle is shown in dashed lines in FIG. 4. As further shown in Fig. 4, between the frame 5 (not shown in Fig. 4) and the eccentric ring 2 one second crank used again in an eccentric 41. The eccentric 41 runs in a bore 49 in the eccentric ring 2 and sits on a shaft in the frame 5 by one axis 47 parallel to axis 7 is supported. The diameter this shaft can be different from that of shaft 4 of the eccentric 1. The diameter of the eccentric (41; 1) be different. It is only important that the eccentricity the eccentric 1 and 41 are the same size (both are equal to E) is to choose. This creates a parallel course, whose coupling is the eccentric ring 2.

Wenn das mit den zwei "Kurbeln" 1 und 41 arbeitende Parallelkurbelgetriebe nach Fig. 4 in einer der beiden Strecklagen ist, d.h. wenn die Mittelachsen der Exzenter 1 und 41 in einer Ebene mit den Drehachsen 7 und 47 der Exzenter 1 und 41 zu liegen kommen, kann das Parallelkurbelgetriebe umschlagen. Um dies zu verhindern wird vorzugsweise ein weiterer Kurbelschlag verwendet, wie in Fig. 5 veranschaulicht. Die dazu notwendige Kurbel wird vorzugsweise ebenfalls durch einen Exzenter 51 gebildet, der gleichermaßen wie der Exzenter 41 die Exzentrizität E hat, in einer weiteren Bohrung 59 des Ringes 2 läuft und im Gestell 5 drehbar gelagert ist.If the one working with the two "cranks" 1 and 41 4 in one of the two Stretch positions, i.e. if the central axes of the eccentrics 1 and 41 in one plane with the axes of rotation 7 and 47 of the eccentrics 1 and 41 come to rest, the parallel crank mechanism turn over. To prevent this from happening, a another crank stroke is used, as illustrated in FIG. 5. The crank required for this is also preferably formed by an eccentric 51, the same as that Eccentric 41 has the eccentricity E, in another hole 59 of the ring 2 runs and rotatably mounted in the frame 5 is.

Prinzipiell könnten auch noch mehr Kurbeln (Exzenter) verwendet werden. Dadurch erhöht sich aber der Zwang im Getriebe.In principle, even more cranks (eccentrics) could be used. However, this increases the pressure in the transmission.

Der Vorteil der Verwendung eines Parallelkurbelgetriebes mit Hilfe von Exzentern liegt in der besonderen Robustheit und Kompaktheit infolge der einfachen Konstruktion und relativ geringen Teilezahl.The advantage of using a parallel crank mechanism with the help of eccentrics lies in the special robustness and compactness due to the simple construction and relative low number of parts.

Der Effekt eines Parallelkurbeitriebs, also die zusätzliche Kreisführung des Exzenterrings 2 am Gestell 5, kann auch durch ein Kurvengetriebe erzielt werden, in welchem ein oder mehrere Kurvenfolger entlang einer jeweils zugeordneten Kreiskurvenbahn geführt werden. Eine erste mögliche Realisierungsart eines solchen Kurvengetriebes ist in den Figuren 6A und 6B veranschaulicht. Wie dort gezeigt, ist im Gestell 5 eine kreisförmige Führungsnut 61 gebildet, in welche ein am Exzenterring 2 befestigter Stift 62 mit zylindrischer Außenfläche taucht, so daß er gleichermaßen von beiden Seitenwänden der Nut 61 geführt wird.The effect of a parallel course operation, i.e. the additional one Circularity of the eccentric ring 2 on the frame 5, can can also be achieved by a cam mechanism in which a or several curve followers along a respectively assigned one Circular cam track. A first possible way of realization of such a cam mechanism is shown in FIGS. 6A and Figure 6B illustrates. As shown there is in the rack 5th a circular guide groove 61 is formed, in which a Eccentric ring 2 attached pin 62 with a cylindrical outer surface dives so that it is equally from both side walls the groove 61 is guided.

Ist D der Durchmesser des Stiftes 62, dann muß der äußere Durchmesser der Nut 61 gleich 2E+D sein. Die Mittelachse 68 des Stiftes 62 liegt dann in einem Abstand E von der Mittelachse 67 der Kreisnut 61, so daß der Stift 62 auf einem Kreis mit dem Radius E zwangsgeführt wird. Auch hier gibt es zwei "Strecklagen" (Achsen 67 und 68 in gleicher Ebene mit den Achsen 7 und 8), in denen das Getriebe umschlagen kann. Um dies zu vermeiden, kann mindestens eine weitere (gleichartige oder andersartige) achsparallel versetzte Kreisführung zwischen Exzenterring 2 und Gestell 5 vorgesehen werden. If D is the diameter of pin 62, then the outer one must The diameter of the groove 61 must be 2E + D. The central axis 68 of the pin 62 is then at a distance E from the central axis 67 of the circular groove 61, so that the pin 62 on a Circle with the radius E is positively guided. There is also here two "stretch positions" (axes 67 and 68 in the same plane with axes 7 and 8) in which the gearbox can turn. To avoid this, at least one more (similar or other) circular axis offset be provided between eccentric ring 2 and frame 5.

Wenn die Exzentrizität E gleich groß dem Durchmesser D des geführten Stifts 62 ist, ergibt sich für die innere kreisrunde "Insel" 66, die von der Nut 61 umschlossen ist, der gleiche Durchmesser wie für den Stift 62. Bei weiterer Verkleinerung der Exzentrizität E wird die Insel 66 immer kleiner. Wenn der Stiftdurchmesser D gleich oder größer als 2E ist, verschwindet die Insel völlig. Hiermit ergibt sich ein "offenes" Kurvengetriebe, wie in Fig. 7 dargestellt.If the eccentricity E is equal to the diameter D of the guided pin 62 results for the inner one circular "island" 66, which is enclosed by the groove 61, the same diameter as for pin 62. With another Reduction of the eccentricity E will always make the island 66 smaller. If the pin diameter D is equal to or larger than 2E, the island disappears completely. This results in an "open" cam mechanism, as shown in Fig. 7.

Gemäß der Fig. 7 ist in den Exzenterring 2 eine kreisrunde Bohrung 79 eingebracht. Die Innenwandung dieser Bohrung ist die eine Paarungsfläche des Kurvengelenks und kann als Kreiskurvenbahn angesehen werden. Die dazugehörige zweite Paarungsfläche befindet sich auf der Außenfläche eines gestellfesten zylindrischen Körperteils 72 (z.B. Stift, Bolzen oder angeformter Steg im Pumpengehäuse), der als Kurvenfolger angesehen werden kann. Der Durchmesser D dieses Kurvenfolgers 72 ist genau um das Doppelte der Exzentrizität E kleiner als der Durchmesser der Bohrung 79. Dadurch kann der Exzenterring 2 auf einer Kreisbahn mit einem Radius gleich der Exzentrizität E geführt werden, wenn ein ständiger Kontakt der Parungsflächen aufrechterhalten wird. Um einen ständigen Kontakt der Paarungsflächen zu gewährleisten, kann analog ein zweites offenes Kurvengelenk gleicher Art verwendet werden, wie in Fig. 8 dargestellt. Durch den antreibenden Exzenter 1 sind die beiden Kurvengelenke verspannt. Ein Verlust des Flächenkontakts ist damit ausgeschlossen. Durch die so realisierten drei Kurbeln ist ebenfalls das Umschlagen in den Strecklagen verhindert.7 is a circular in the eccentric ring 2 Hole 79 drilled. The inner wall of this hole is the one mating surface of the curve joint and can be used as Circular curve can be viewed. The corresponding second Mating surface is on the outer surface of a fixed frame cylindrical body part 72 (e.g. pin, bolt or molded web in the pump housing), which acts as a curve follower can be viewed. The diameter D of this curve follower 72 is exactly twice the eccentricity E less than the diameter of the bore 79. This allows the eccentric ring 2 on a circular path with a radius equal to the eccentricity E if there is constant contact of the paring surfaces is maintained. To maintain constant contact with the To ensure mating areas, a second open can analog Curve joint of the same type can be used, as in Fig. 8 shown. By the driving eccentric 1 are both curve joints braced. A loss of surface contact is excluded. Through the so realized three cranks is also the turning in the stretched positions prevented.

Für die einwandfreie Funktion unter allen Betriebszuständen sind mindestens zwei Stifte 72 und gepaarte Bohrungen 79 notwendig. Es können aber auch mehr Stifte und Bohrungen verwendet werden. Zur Anzahl der Stifte und Bohrungen gilt prinzipiell das zur Anzahl der Kurbeln Gesagte. Die Stifte und Bohrungen können unterschiedliche Verhältnisse der Durchmesser besitzen, solange dieselbe Exzentrizität E vorhanden ist.For perfect functioning under all operating conditions are at least two pins 72 and paired holes 79 necessary. But there can also be more pins and holes be used. The same applies to the number of pins and holes basically what was said about the number of cranks. The pencils and holes can have different ratios of diameters as long as the same eccentricity E exists is.

Die Anordnung, daß sich die Stifte bzw. Kurvenfolger im Gestell 5 und die Bohrungen im Exzenterring 2 befinden, kann getauscht werden. Die Befestigung der Stifte bzw. Kurvenfolger Stifte im Exzenterring hat den Vorteil des geringeren Platzbedarfs. Im ohnehin dünnen Exzenterring kann ein Stift einfach eingepreßt werden. Eine im Durchmesser um die doppelte Exzentrizität E größere Bohrung ist im Gestell 5 einfacher zu platzieren als im Exzenterring 2. Ebenso ist es denkbar, eine Teilmenge der Kurvenfolger im Exzenterring 2 und die restliche Menge im Gestell anzuordnen.The arrangement that the pins or curve followers in Frame 5 and the holes in the eccentric ring 2 can be it will be exchanged. The attachment of the pins or curve followers Pins in the eccentric ring have the advantage of being smaller Space requirements. A pin can be placed in the already thin eccentric ring just be pressed in. One double in diameter Eccentricity E larger hole is easier in frame 5 to place as in the eccentric ring 2. It is also conceivable a subset of the curve followers in the eccentric ring 2 and the to arrange the remaining quantity in the rack.

Wenn mehr als zwei, also mindestens drei Kurvengelenke verwendet werden, können die Kurvengelenke so ausgelegt werden, daß sie nur abschnittsweise (also keine volle 360°) im Eingriff sind. Dabei ist sicherzustellen daß immer mindestens zwei Kurvengelenke im Eingriff sind.If more than two, i.e. at least three curve joints used, the curve joints can be designed that they are only in sections (i.e. not a full 360 °) in the Are intervention. Make sure that at least always two cam joints are engaged.

In der Fig. 9 ist ein Beispiel dieser Ausführung mit drei am Exzenterring 2 ortsfesten außenzylindrischen Paarungsflächen 92 (welche die Rolle von Kurvenfolgern spielen) dargestellt. Diese Paarungsflächen 92 befinden sich an radialen Fortsätzen 96 des Exzenterrings 2. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Paarungsflächen 92 auch direkt an den Exzenterring 2 anzuformen. Die Gegenstücke, die innenzylindrischen Paarungsflächen 99 (welche die Rolle von Kreiskurvenbahnen spielen) sind direkt in einem den Exzenterring 2 umringenden Teil des Gestells 5 eingebracht. Der Radius jeder Paarungsfläche 99 ist um das Maß der Exzentrizität E größer als der Radius der jeweils zugeordneten Gegenfläche 92.An example of this embodiment is shown in FIG three mating surfaces that are stationary on the eccentric ring 2 92 (which play the role of curve followers) shown. These mating surfaces 92 are on radial Extensions 96 of the eccentric ring 2 Possibility of mating surfaces 92 also directly on the eccentric ring 2 to be molded. The counterparts, the inner cylindrical ones Mating surfaces 99 (which the role of circular curves play) are directly in a ring surrounding the eccentric ring 2 Part of the frame 5 introduced. The radius of each mating surface 99 is greater than that by the amount of eccentricity E Radius of the respectively assigned counter surface 92.

Die Paarungsflächen 99 sind nur abschnittsweise ausgebildet. Dies bedeutet, daß sich die Paarungsflächen 99 (und auch 92) über Kreisbögen von (mindestens) 240° erstrecken müssen. Wenn die Anzahl der Paarungen größer oder kleiner ist, sind die jeweiligen Kreisbögen um einen entsprechenden Faktor zu verkleinern bzw. zu vergrößern.The mating surfaces 99 are formed only in sections. This means that the mating surfaces 99 (and also 92) extend over arcs of (at least) 240 ° have to. If the number of pairings is larger or smaller is, the respective arcs are around a corresponding one Reduce or enlarge factor.

Um eine verschleißende Gleitreibung zwischen den Kurvenfolgern und den Kreiskurvenbahnen zu vermeiden, können bei den "offenen" Gelenken die zylindrisch gekrümmten Außenflächen der Kurvenfolger jeweils durch eine Laufhülse 100 gebildet werden, die drehbar auf einem Zapfen 101 des Gestells sitzt, wie es in Fig. 10 für ein Gelenk der in Fig. 7 gezeigten Art veranschaulicht ist. Durch die umlaufende Bewegung des Exzenterrings 2 kommt es zu einem Abrollen der Hülse 100 in der Bohrung 79 ohne translatorische Relativbewegung. Die Rotation der Hülse 100 auf dem Körperteil 101 kann durch Gleitlagerung ermöglicht werden, unterstützt durch hydrodynamischen Schmierung. Natürlich kann auch ein Wälzlager verwendet werden. Statt der Hülse 100 kann auch eine Rolle verwendet werden, die drehbar am Gestell 5 gelagert ist. Eine gleichartige Hülsen- oder Rollenanordnung kann auch bei der Ausführungsform nach Fig. 9 vorgesehen werden, wobei an radialen Fortsätzen 96 entsprechende Drehlager zu bilden wären.To wear sliding friction between the curve followers and to avoid the circular curve paths, at the "open" joints the cylindrically curved outer surfaces the curve follower is each formed by a running sleeve 100 be rotatable on a pin 101 of the frame 10, as shown in Fig. 10 for a hinge of that shown in Fig. 7 Is illustrated. Through the rotating movement of the eccentric ring 2, the sleeve 100 rolls off in the bore 79 without translational relative movement. The Rotation of the sleeve 100 on the body part 101 can by Plain bearings are made possible, supported by hydrodynamic Lubrication. A roller bearing can of course also be used become. A roller can also be used instead of the sleeve 100 be rotatably mounted on the frame 5. A similar sleeve or roller arrangement can also in the Embodiment according to FIG. 9 are provided, with radial Extensions 96 would be corresponding pivot bearings.

Neben den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, die lediglich als Beispiele und nicht als Einschränkung aufzufassen sind, gibt es zahlreiche Alternativen und Abwandlungen zur Realisierung des Erfindungsgedankens. Möglich ist z.B. eine Kombination aus einem oder mehreren zusätzlichen Exzentern mit einem oder mehreren Führungsnuten oder einem oder mehreren offenen Kurvengelenken. Auch können kinematische Umkehrungen vorgenommen werden, indem Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die in der vorstehenden Beschreibung dem Gestell 5 zugeordnet wurden, dem Exzenterring 2 zugeordnet werden, und umgekehrt.In addition to the embodiments described above, which are only to be regarded as examples and not as limitations there are numerous alternatives and modifications to realize the idea of the invention. Is possible e.g. a combination of one or more additional Eccentrics with one or more guide grooves or one or several open curve joints. Can also be kinematic Reversals are made by parts of the invention Device described in the description above were assigned to the frame 5, assigned to the eccentric ring 2 and vice versa.

Ebenfalls ist es möglich, daß die Kreisführungen nicht in einer Ebene liegen, sondern daß die Kreisführungen in axial gestaffelten Ebenen angeordnet sind. Dies gibt auch die Möglichkeit, daß sich in der Projektion Kreisführungsbahnen überschneiden.It is also possible that the circular guides are not lie in one plane, but that the circular guides in axially staggered levels are arranged. This also gives the Possibility that in the projection circular guideways overlap.

Allgemein gilt natürlich, daß alle Dreh- und Umlaufachsen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung parallel zur Achse der Exzenterwelle 1 des antreibenden Exzenters 1 liegen müssen. Ferner gilt, daß im Falle mehrerer Kreisführungen die Mittelachsen aller dieser Kreisführungen voneinander beabstandet sein müssen. Schließlich gilt für die Lage aller beteiligten Achsen die Parallelogrammvorschrift, d.h. bei Konstruktion und Zusammenbau jeder Kreisführung ist auf zweierlei zu achten:

a) die in dem einen Körper (Gestell oder Exzenterring) festgelegte Kreisführungs-Mittelachse muß einen Abstand gleich der Exzentrizität E von der im anderen Körper (Exzenterring oder Gestell) festgelegten "geführten" Achse haben;

b) bei der zu stabilisierenden Winkelorientierung des Exzenterrings relativ zum Gestell muß die in radialer Ebene verlaufende gerade Verbindungslinie zwischen der Kreisführungs-Mittelachse und der geführten Achse parallel zur radialen Verbindungslinie zwischen der Umlaufachse des Exzenters (Achse der Exzenterwelle) und der geometrischen Mittelachse des Exzenters liegen. Außerdem müssen die gestellfesten Achsen auf der gleichen Seite zur geführten Achse liegen.

In general, of course, it applies that all axes of rotation and rotation of a device according to the invention must be parallel to the axis of the eccentric shaft 1 of the driving eccentric 1. Furthermore, in the case of several circular guides, the central axes of all of these circular guides must be spaced apart. Finally, the parallelogram rule applies to the position of all axes involved, ie two things must be taken into account when designing and assembling each circular route:

a) the circular central axis defined in one body (frame or eccentric ring) must have a distance equal to the eccentricity E from the "guided" axis defined in the other body (eccentric ring or frame);

b) in the case of the angular orientation of the eccentric ring to be stabilized relative to the frame, the straight connecting line running in the radial plane between the central circular axis and the guided axis must lie parallel to the radial connecting line between the rotating axis of the eccentric (axis of the eccentric shaft) and the geometric central axis of the eccentric . In addition, the axles fixed to the frame must be on the same side as the guided axle.

Erfindungsgemäße Vorrichtungen können selbstverständlich auch zur Stabilisierung von Exzenterringen an Pumpen mit weniger als drei Zylindern eingesetzt werden, bei welchen auch bei Vollförderung der Pumpe nicht ständig eine stabilisierende Radialkraft aufgrund von Verdichtungshüben auf den Exzenterring wirkt.Devices according to the invention can of course also to stabilize eccentric rings on pumps with less are used as three cylinders, which also when the pump is fully pumped, it is not always a stabilizing one Radial force due to compression strokes on the eccentric ring works.

Claims

Device for stabilizing the eccentric ring (2) moving the pistons (3) of a radial piston pump, the cylindrical inner surface (9) of which runs on the outer contour of an eccentric (1) which rotates with the rotation of an eccentric shaft (4) rotatably mounted in the frame (5) of the pump ) rotates in such a way that the two bodies (2, 5) formed by the eccentric ring and the frame perform a circular movement relative to one another when the eccentric shaft (4) rotates,
characterized by

that at least one additional circular guide is provided on one of the two bodies (2 or 5) for each axis (48; 68; 78; 98) of the other body (5 or 2) offset with respect to the central axis (8) of the eccentric (1) is
said offset axis (48; 68; 78; 98) and the central axis (47; 47; 77; 97) of the circular guide parallel to the geometric central axis (8) of the eccentric (1) and to the axis of rotation (7) of the eccentric shaft (4) run and the intersections of all four axes mentioned form a parallelogram with a radial plane.

Device according to claim 1, characterized in

that the additional circular guide or at least one of the additional circular guides is formed by a crank (41) which on the one hand is pivotally mounted about the central axis (47) of the circular guide on one body part (5) and on the other hand is articulated on the other body (5) and whose length from joint axis to joint axis is equal to the eccentricity E.

Device according to claim 2, characterized in

that the crank (41) is formed by an eccentric with the eccentricity E, which is mounted on one of the two bodies (eg 5) and whose outer contour runs on the inner wall of a bore (49) contained in the other body (eg 2).

Device according to claim 1, characterized in

that the additional circular guide or at least one of the additional circular guides is formed by a circular cam track (61; 79; 99) which runs on the one body (5),

and that on the other body (2) a cam follower (62; 72; 92) engaging the circular cam track is provided with a circular contour.

Device according to claim 4, characterized in

that the circular cam track is a self-contained circular groove (61), the two side walls of which lead the curve follower (62) between them.

Device according to claim 4, characterized in

that the circular cam track (79; 99) is formed only by a single cylindrically curved guide surface for the cam follower (72; 92)

and that at least two axially parallel circular guides, each with such a circular cam track and a corresponding plurality of assigned cam followers, are provided.

Apparatus according to claim 6, characterized in

that each of the circular cam tracks (79; 99) is a surface with an inner cylindrical curvature, the radius of curvature of which is greater by the dimension E than the radius of the cylindrical outer contour of the respectively assigned curve follower (72; 92).

Device according to claim 6 or 7, characterized in that

that each circular curve (79) forms a self-contained circle.

Device according to claim 7, characterized in

that at least three circular cam tracks (99) are formed in a part of the frame (5) which surrounds the eccentric ring (2) in the form of a ring, each of which has to be partially formed,

and that the associated cam followers (92) are attached to the eccentric ring (2) and extend into these bores,
The circular arcs of the curve followers (92) and the circular curve paths (99) are dimensioned such that in each phase of the circular relative movement of the eccentric ring (2) relative to the frame (5) at least two curve followers (92) with the associated circular curve path (99) in Are in contact.