WO1999024712A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

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WO1999024712A1
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grooves
housing
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Inventor
Michael Reichenmiller
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Zf Batavia L.L.C.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
    • F04B1/0465—Distribution members, e.g. valves plate-like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1075—Valves; Arrangement of valves the valve being a flexible annular ring
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7838—Plural
    • Y10T137/7843—Integral resilient member forms plural valves

Definitions

  • the invention relates to a radial piston pump according to the preamble of claim 1.
  • a radial piston pump as a component of an automatic transmission for motor vehicles is known from DE-Al-41 39 6il and is used to supply lubricating oil and to supply the control and actuation devices.
  • the .drive part of this radial piston pump is preferably connected to a starting device connected upstream of the transmission, the eccentric for .driving the individual pistons, e.g. B. can be connected to the pump wheel of a hydrodynamic converter.
  • the cylinder bores of the radial piston pump are usually closed in the radial direction to the outside by a stopper which has a central through bore, all the stoppers of the radial piston pump being covered by a common band spring which acts as a check valve.
  • the plugs are provided on their upper side with parallel grooves which end within the machined sealing surface before the end faces and which are aligned in the circumferential direction of the radial piston pump.
  • the band spring seals both the centrally arranged bores and the grooves with respect to a collective ring groove lying radially outside the plug.
  • the object of the present invention is to provide a radial piston pump which, compared to conventional radial piston pumps, has an increased outflow cross section which is adapted to the intended use.
  • each stopper pressed into the housing is provided with at least one lateral outflow channel, the diameter of which, together with that of the central bore, determines the outflow cross section; if the diameter of the central bore remains the same, the outflow cross-section can be adapted to the operating conditions by appropriate dimensioning of the lateral outflow channels. It is advantageous to already provide the lateral outflow channels in the stopper in the stopper raw material, since this considerably reduces the cost of manufacture. At the same time, the position fixing of the plugs when pressed into the housing is facilitated. Furthermore, the additional .flow channels offer the advantage that the sealing band valve has only a very small differential pressure area and thus opens easily. The band valve is guided in the plug as before.
  • circumferential grooves are also provided in the housing, as a result of which the manufacture is considerably cheaper. This will result in adhesion, i.e. H. sticking of the band valve to the housing avoided.
  • individual sectors can also be provided with grooves which are assigned to the individual piston bores and to which the plugs enable the connection.
  • the plugs are pressed into the pump housing in a directional manner, it is also possible to provide rotated outflow grooves which are inexpensive to produce in the housing. In any case, the plugs seal over the entire outside diameter of the cylinder bores filled by the piston, which means that the band valve seat is not interrupted.
  • FIG. 1 shows a partial section through a radial piston pump with the pressed-in plugs
  • FIG. 2 shows a plan view of a stopper designed according to the invention
  • FIG. 3 shows an enlarged top view of this stopper
  • FIG. 4 shows a side view of the pump housing with differently designed pressed-in plugs
  • FIG. 5 shows a partial section through the pump housing
  • FIGS. 5A and 5B are top views of two further embodiments of stoppers according to the invention.
  • FIG. 1 denotes the pump housing of a radial piston pump, as is used in particular for automatic transmissions of motor vehicles.
  • a number of radially extending cylinder bores 2 are provided in the pump housing, in which spring-loaded pistons (not shown) slide.
  • Each cylinder bore 2 is closed by a stopper 3, each stopper being provided with a central bore 4 and having parallel grooves 5 on its end face which run in the circumferential direction of the radial piston pump and which end within a sealing face of the end face.
  • a check valve is formed on each plug 3 in that all the plugs are encompassed by a common band spring 6, which has the bores 4 and the grooves 5 with respect to one radially outside the plug 3 seals the collecting ring groove.
  • a common band spring 6 which has the bores 4 and the grooves 5 with respect to one radially outside the plug 3 seals the collecting ring groove.
  • each stopper 3 has at least one lateral outflow channel.
  • the top view of one of the plugs according to FIG. 2 and the enlarged illustration of this plug in FIG. 3 shows that in this case two lateral outflow channels 8, 9 are provided, which lie diagonally opposite one another and are arranged between the two lateral band guides in such a way that that the band spring 6 covers both the central bore 4 and the lateral outflow channels 8, 9.
  • FIG. 4 shows a side view of the pump housing, plugs for sealing the cylinder bores 2 also being pressed in, which in this case too, as can be seen in particular from FIGS Connecting groove 12 is connected to the central bore 4.
  • This connecting groove 12 can have two mutually parallel, opposing walls as shown in FIG. 5A or side walls running at an angle to one another, so that a conically shaped connecting groove 12 is shown in FIG. 5B.
  • the housing 1 is provided with .flow grooves 5 which are already screwed into the housing blank.
  • a groove sector is assigned to each piston by the directions of rotation of the outflow channels 8. If the spring band 6 is designed as a closed ring in the embodiment with endless grooves, the plugs 3 with outflow channels 8 open in the same direction.
  • the spring band 6 If the spring band 6 is open, the spring band 6 must be secured against twisting in one sector. This means that this sector can no longer be used for the coverage.
  • the plugs 3 with outflow channels 8 are advantageously symmetrically directed toward one another. In the sector in which the outflow ducts 8 face each other, the housing grooves 5 must be interrupted by a plug 10, 11 so that no short circuit occurs between the piston bores.
  • the cross-section of the lateral outflow channels 8, 9 is dimensioned such that the band valve has a small differential area and opens easily.
  • the double groove is advantageous for reducing the adhesion. "Sticking" between the plugs on the pump housing 1 is prevented by grooves or double grooves, which are covered by the band spring 6.
  • the individual plugs can be rolled from steel strip.

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Abstract

Die Radialkolbenpumpe weist eine Vielzahl von Zylinderbohrungen in einem Pumpengehäuse für die Aufnahme von darin gleitenden Kolben auf; die Zylinderbohrungen werden durch eingepresste Stopfen (3) verschlossen, in die Druckkanäle eingearbeitet sind, wobei sämtliche Stopfen durch eine als Rückschlagventil dienende Bandfeder (6) verschlossen sind. Zur Vergrösserung des Ausströmquerschnitts durch die Druckkanäle weist jeder Stopfen (3) mindestens einen seitlichen Abströmkanal (8, 9) auf.

Description

Radialkolbenpumpe
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Radialkolbenpumpe als Bauteil eines automatischen Getriebes für Kraftfahrzeuge ist aus der DE-Al-41 39 6il bekannt und dient der Schmierölversorgung und der Versorgung der Steuer- und Betätigungseinrichtungen. Der .Antriebsteil dieser Radialkolbenpumpe ist vorzugsweise mit einer dem Getriebe vorgeschalteten Anfahreinrichtung verbunden, wobei der Exzenter zum .Antrieb der einzelnen Kolben, z. B. mit dem Pumpenrad eines hydrodynamischen Wandlers verbunden sein kann.
Die Zylinderbohrungen der Radialkolbenpumpe sind üblicherweise in radialer Richtung nach aussen durch einen Stopfen verschlossen, der eine mittige Durchgangsbohrung aufweist, wobei sämtliche Stopfen der Radialkolbenpu pe durch eine gemeinsame Bandfeder, die als Rückschlagventil wirkt, abgedeckt sind. Um eine bessere Beaufschlagung dieser Bandfeder durch den Förderdruck zu erreichen, sind die Stopfen auf ihrer Oberseite mit parallel verlaufenden Rillen versehen, die innerhalb der bearbeiteten Dichtflä- ehe der Stirnflächen enden und die in Umfangsrichtung der Radialkolbenpumpe ausgerichtet sind. Die Bandfeder dichtet dabei sowohl die mittig angeordneten Bohrungen als auch die Rillen gegenüber einer radial ausserhalb der Stopfen liegenden Sammelringnut ab. Bei Förderung der Ra- dialkolbenpumpe wird die Bandfeder an denjenigen Stopfen durch den Druck in der zentralen Bohrung und in den Rillen von der Dichtfläche abgehoben, die in der Druckzone der Radialkolbenpumpe liegen. Im Bereich des radial nach aussen gerichteten Kolbenrandes der Kolben ist im Pumpengehäuse koaxial zur Pumpenachse eine .Ansaugringnut angeordnet, die die Zylinderbohrungen anschneidet. Durch die Verschneidung zwischen der Ansaugringnut und den Zylinderbohrungen werden Ansaugöffnungen gebildet. Zwischen dem Kolbenrand und der jeweiligen Ansaugöffnung wird an jedem Kolben eine Saugdrossel gebildet.
Für bestimmte Anwendungen ist es jedoch erforderlich, den Ausströmquerschnitt aus dem Zylinderraum zu vergrössern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Radialkolbenpumpe zu schaffen, die gegenüber den herkömmlichen Radialkolbenpumpen einen erhöhten, an den Einsatzzweck angepassten Ausströmquerschnitt aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäss ist also vorgesehen, dass jeder in das Gehäuse eingepresste Stopfen mit mindestens einem seitlichen Abströmkanal versehen ist, dessen Durchmesser zusammen mit demjenigen der mittigen Bohrung den Ausströmquerschnitt bestimmt; bei gleichbleibendem Durchmes- ser der mittigen Bohrung kann der Ausströmquerschnitt an die Einsatzbedingungen durch entsprechende Bemessung der seitlichen Abströmkanäle angepasst werden. Es ist vorteilhaft, die seitlichen .Abströmkanäle im Stopfen bereits im Stopfenrohmaterial vorzusehen, da dies die Herstellung erheblich verbilligt. Zugleich wird dadurch die Lagefixierung der Stopfen beim Einpressen in das Gehäuse erleichtert. Ferner bieten die zusätzlichen .Abströmkanäle den Vorteil, dass das abdichtende Bandventil nur eine sehr geringe Differenzdruckfläche aufweist und somit leicht öffnet. Das Bandventil wird wie bisher im Stopfen geführt.
Bei der erfindungsgemässen Radialkolbenpumpe werden im Gehäuse auch Umfangsrillen vorgesehen, wodurch die Herstellung erheblich verbilligt wird. Dadurch wird eine Adhäsion, d. h. ein Kleben des Bandventils am Gehäuse vermieden. Anstelle der Umfangsrillen können auch einzelne Sektoren mit Rillen versehen werden, die den einzelnen Kolbenbohrungen zugeordnet sind und zu denen die Stopfen die Verbindung ermöglichen.
Da die Stopfen richtungsgebunden in das Pumpengehäuse eingepresst werden, können zusätzlich auch billig herzustellende gedrehte Abströmrillen im Gehäuse vorgesehen werden. In jedem Fall dichten die Stopfen über den gesamten Aussendurchmesser der vom Kolben ausgefüllten Zylin- derbohrungen ab, wodurch der Bandventilsitz nicht unterbrochen wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen
Figur 1 einen Teilschnitt durch eine Radialkolbenpumpe mit den eingepressten Stopfen, Figur 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäss ausgestalteten Stopfen,
Figur 3 eine vergrösserte Draufsicht auf diesen Stopfen,
Figur 4 eine Seitenansicht des Pumpengehäuses mit anders ausgestalteten eingepressten Stopfen,
Figur 5 einen Teilschnitt durch das Pumpengehäuse; und die
Figuren 5A und 5B Draufsichten auf zwei weitere Aus- führungsformen von erfindungsgemässen Stopfen.
In Figur 1 ist mit 1 das Pumpengehäuse einer Radialkolbenpumpe bezeichnet, wie sie insbesondere für automatische Getriebe von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Im Pumpengehäuse sind eine Anzahl von sich radial erstrek- kenden Zylinderbohrungen 2 vorgesehen, in welchen nicht dargestellte federbelastete Kolben gleiten. Jede Zylinderbohrung 2 ist durch einen Stopfen 3 verschlossen, wobei jeder Stopfen mit einer mittigen Bohrung 4 versehen ist und an seiner Stirnfläche parallele Rillen 5 aufweist, die in Umfangsrichtung der Radialkolbenpumpe verlaufen und die innerhalb einer Dichtfläche der Stirnfläche enden.
An jedem Stopfen 3 wird ein Rückschlagventil dadurch gebildet, dass alle Stopfen von einer gemeinsamen Bandfeder 6 umfasst werden, welche die Bohrungen 4 und die Rillen 5 gegenüber einer radial ausserhalb der Stopfen 3 liegenden Sammelringnut abdichtet. Bei Förderung der Radialkolbenpumpe wird die Bandfeder 6 an denjenigen Stopfen 3 durch den Druck in der mittigen Bohrung 4 und in den Rillen 5 von der Dichtfläche abgehoben, welche in der Druckzone der Radialkolbenpumpe liegen. Mit 7 sind ferner zwei seitliche Bandführungen für die Bandfeder 6 bezeichnet.
Erfindungsgemäss ist nun zur Vergrösserung des Aus- Strömquerschnitts eines jeden Stopfens 3 vorgesehen, dass dieser mindestens einen seitlichen Abströmkanal aufweist. Die Draufsicht auf einen der Stopfen gemass Figur 2 sowie die vergrösserte Darstellung dieses Stopfens in Figur 3 lässt erkennen, dass in diesem Fall zwei seitliche Ab- strömkanäle 8, 9 vorgesehen sind, die sich diagonal gegenüberliegen und zwischen den beiden seitlichen Bandführungen derart angeordnet sind, dass die Bandfeder 6 sowohl die mittige Bohrung 4 als auch die seitlichen Abströmkanäle 8, 9 abdeckt.
In Figur 4 ist eine Seitenansicht des Pumpengehäuses dargestellt, wobei ebenfalls Stopfen zur Abdichtung der Zylinderbohrungen 2 eingepresst sind, die auch in diesem Fall, wie insbesondere aus Figuren 5A und 5B hervorgeht, neben der mittigen Bohrung 4 einen seitlichen Abströmkanal 8 aufweisen, der durch eine Verbindungsnut 12 mit der mittigen Bohrung 4 verbunden ist. Diese Verbindungsnut 12 kann zwei parallel zueinander verlaufende, sich gegenüberliegende Wände ge ass Figur 5A aufweisen oder aber unter einem Winkel zueinander laufende seitliche Wände, so dass eine konisch geformte Verbindungsnut 12 ge ass Figur 5B gebildet wird. Hier ist das Gehäuse 1 mit .Abströmrillen 5 versehen, die bereits in den Gehäuserohling eingedreht sind. Durch die Drehrichtungen der Abströmkanäle 8 wird jedem Kolben ein Rillensektor zugewiesen. Wird bei der Ausführung mit Endlosrillen das Federband 6 als geschlossener Ring ausgestaltet, so öffnen die Stopfen 3 mit Abströmkanälen 8 in die selbe Richtung. Ist das Federband 6 offen, so muß in einem Sektor das Federband 6 gegen Verdrehen gesichert werden. Damit kann dieser Sektor nicht mehr für die Ab- dicghtung benützt werden. In diesem Fall stehen die Stopfen 3 mit Abströmkanälen 8 vorteilhaft symmetrisch gegeneinander gerichtet. In dem Sektor, in dem die Abströmkanäle 8 gegeneinanderstehen, müssen die Gehäuserillen 5 durch einen Stopfen 10, 11 unterbrochen werden, so daß kein Kurzschliß zwischen den Kolbenbohrungen auftritt.
Die seitlichen Abströmkanäle 8, 9 sind in ihrem Querschnitt derart bemessen, dass das Bandventil eine geringe Differenzfläche aufweist und leicht öffnet.
Bei den Rillen 5 im Gehäuse 1 liegt das Federband aud den Stegen 13 auf.
Zur Adhäsionsverminderung ist die Doppelrille vor- teilhaft. Ein „Kleben" zwischen den Stopfen am Pumpengehäuse 1 wird durch rillen bzw. Doppelrillen verhindert, die von der Bandfeder 6 überdeckt werden.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel, wie es in Figuren 4 und 5 dargestellt ist, können die einzelnen Stopfen aus Bandstahl gerollt werden. Bezugszeichenliste
Pumpengehäuse Zylinderbohrung Stopfen mittige Bohrung Rillen Bandfeder Bandführung seitlicher .Abströmkanal seitlicher .Abströmkanal Stopfen Stopfen Verbindungsnut Bandauflage

Claims

Patentansprüche
1. Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen: in einem Pumpengehäuse sind mehrere Zylinderbohrungen für die Aufnahme von Kolben vorgesehen, die durch einen Exzenter angetrieben werden; die Zylinderbohrungen stehen über eingepresste Stop- fen, die jeweils eine mittige Bohrung aufweisen, mit einem gemeinsamen Ringraum in Verbindung; eine das Pumpengehäuse umspannende Bandfeder verschliesst die mittigen Bohrungen sämtlicher Stopfen, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale: zur Vergrösserung des Ausströmquerschnitts eines jeden Stopfens weist dieser mindestens einen seitlichen Abströmkanal (8, 9) auf.
2. Radialkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die .Abströmkanäle (8, 9) in ihrem Querschnitt derart bemessen sind, dass die Bandfeder (6) eine geringe Differenzfläche aufweist und leicht öffnet.
3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zur Adhäsionsvermeidung zwischen den Stopfen (3) Rillen (5) aufweist, wobei jedem Kolben ein Rillensegment zugeordnet ist.
4. Radialkolbenpumpe nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfen (3) aus Bandstahl gerollt sind und nur einen seitlichen .Abströmkanal (8) aufweisen, der mit der mittigen Bohrung (4) über eine Verbindungsnut (12) in Verbindung steht.
5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfen an ihrer der Bandfeder zu- gewandten Stirnfläche Rillen tragen, die über die gesamte Stirnfläche gehen.
6. Radialkolbenpumpe nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abströmkanal (8) und die Verbindungsnut (12) nur stirnseitig in eine Richtung eingearbeitet sind.
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