DE3939184C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, ins­ besondere für hydraulische Anlagen.

Bei Radialkolbenpumpen, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 35 00 432, der DE-OS 34 24 862, der DE-OS 30 39 197 und DE- GM 85 04 213 bekannt sind, werden eine Mehrzahl von zylin­ drischen Druckerzeugungselementen mit Kolbenaufnahmeteil und gleitend darin gelagertem Kolben radial zu einer Antriebs­ welle mit Exzenter in ein gemeinsames Pumpengehäuse einge­ schraubt. Bei anderen bekannten Radialkolbenpumpen, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 9 23 589 bekannt sind, weisen die Druckerzeugungselemente bzw. genauer die Kolbenaufnahme­ teile der Druckerzeugungselemente eine quaderförmige Form auf und sind an Trägerelemente bzw. an das Pumpengehäuse an­ geschraubt. Die Ausgestaltung der Druckerzeugungselemente als separate von der Radialkolbenpumpe als ganzes lösbare Bauteile gestattet die flexible Anpassung ein und desselben Pumpenkörpers an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der zu fördernden Medien, der zu erzeugenden Drücke usw. Bei Radialkolbenpumpen, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 9 23 589 bekannt sind, ergibt sich allerdings der Nachteil, daß durch das Anschrauben des quaderförmigen Kolbenaufnahme­ teils an dem Pumpengehäuse bzw. an einem Trägerteil die Ge­ fahr besteht, die Kolbenbohrung in dem Kolbenaufnahmeteil zu deformieren. Da Radialkolbenpumpen auch mit Drehzahlen bis zu 3000 Umdrehungen pro Minute und mehr betrieben werden, kann dies leicht zur Zerstörung der Druckerzeugungselemente führen. Bei Radialkolbenpumpen mit von außen in das Pumpen­ gehäuse eingeschraubten Druckerzeugungselementen bereitet die sinnvolle Anordnung der Ventile Schwierigkeiten, da sich quer zur Schraubrichtung Ventile bzw. Saug- und Druckan­ schlüsse nur sehr schwer anordnen lassen.

Ausgehend von der DE-PS 9 23 589 ist es Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung eine Radialkolbenpumpe zu schaffen, bei der eine Verformung der Kolbenbohrung durch Verspannungen ver­ mieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An­ spruchs 1.

Durch das Vorsehen einer Aufnahmeöffnung in dem Pumpenge­ häuse, die axial zu der Antriebswelle verläuft, ist es möglich das Druckelement formschlüssig in die Radialkolbenpumpe einzu­ bauen. Die von dem Exzenter ausgeübten Radialkräfte werden somit formschlüssig und nicht mehr nur reibschlüssig auf das die Aufnahmeöffnung tragende Bauteil übertragen. Das die Aufnahmeöffnung tragende Bauteil kann nach unterschiedlichen Anforderungen, wie z. B. mechanische Festigkeit, Schwingungs- und Schalldämpfungsverhalten, Korrosionsfestigkeit, spezifi­ sches Gewicht usw. gestaltet werden. Für den Fall, daß die Kolbenbohrung das Kolbenaufnahmeteil vollständig durchsetzt, kann das die Aufnahmeöffnung tragende Bauteil gleichzeitig die Funktion des Kolbenboden übernehmen. Durch die axiale Anordnung des Druckerzeugungselements in dem die Aufnahme­ öffnung tragenden Bauteil können die Druck- und Saugan­ schlüsse bzw. Druck- und Saugventile nahezu an beliebiger Stelle in bzw. an dem Druckerzeugungselement angeordnet wer­ den.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die Aufnahmeöffnung und/oder die Außenseite des Druckerzeugungselements bzw. des Kolbenaufnahmeteils ro­ tationssymmetrisch bezüglich der axialen Einbaurichtung. Da­ mit kann die Aufnahmeöffnung im einfachsten Fall in Form einer Bohrung mit konstantem Querschnitt ausgeführt sein. Dies vereinfacht die Herstellung der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe.

Gemäß der vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach An­ spruch 3, ist die Aufnahmeöffnung und/oder die Außenseite des Druckerzeugungselementes bzw. des Kolbenaufnahmeteils profiliert ausgebildet. Diese Profilierung kann einerseits die Schallemission günstig beeinflussen und andererseits kann dadurch das Kolbenaufnahmeteil auf einfache Weise tan­ gential zur Antriebswelle arretiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4, kann die Arretierung des Druckerzeugungselementes bzw. des Kolbenaufnahmeteiles in dem die Aufnahmeöffnung tragenden Bauteil zusätzlich oder alternativ durch ein Befestigungs­ mittel, z. B. in Form eines Splintstiftes erfolgen.

Durch die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung nach An­ spruch 5 kann die Baugröße des Druckerzeugungselements ins­ besondere des Kolbenaufnahmeteiles reduziert werden.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Fig. 1 entlang der Ebene A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Druckerzeu­ gungselements,

Fig. 4 eine Darstellung des Druckerzeugungselements von Fig. 3 betrachtet von der Seite aus, mit der das Druckerzeugungselement in die Aufnahmeöffnung eingeschoben wird, und

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsge­ mäßen Druckelements in analoger Darstellung wie in Fig. 4.

Die Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe.

Die Radialkolbenpumpe weist eine Antriebswelle 2 auf, die in einer Druckplatte 4 und einer Flanschplatte 6 gelagert ist. Zwischen der Druckplatte 4 und der Flanschplatte 6 erstreckt sich ein ringförmiges bzw. zylindrisches Pumpengehäuse 8, in dessen Wandung sich die Aufnahmeöffnungen 10 in der Form von Bohrungen befinden. In die Aufnahmeöffnungen sind Druckerzeugungselemente 12 mit Kolbenaufnahmeteil 14, Kolben 16, Kolbenbohrung 18 sowie Saugkanal 20 und Druckkanal 22 eingebaut. In den Figuren ist jeweils nur ein Druckerzeugungselement beispielhaft darge­ stellt. Druckplatte 4, Flanschplatte 6 und Pumpengehäuse 8 umschließen einen Kolbenantriebsraum 7, aus dem das zu kom­ primierende Fluid über den Saugkanal 20 angesaugt wird.

Durch einen auf der Antriebswelle 2 befestigten Exzenter 24 wird der Kolben 16 beim Druckhub bewegt; in der Zeichnung nach oben. Der Kolben 16 ist hohl ausgebildet und bildet zu­ sammen mit der Kolbenbohrung 18 einen Kompressionsraum 17. Der Kolben 16 kann gegen die Kolbenbohrung 18 mit einer den Kolben 16 ringförmig umschließenden nicht dargestellten Dichtung abgedichtet werden. Beim Saughub wird der Kolben 16 durch eine Kolbenfeder 26 bewegt - in der Zeichnung nach un­ ten -, die im Inneren des Kolbens 16 angeordnet ist und sich im Kolben 16 selbst und im Kolbenaufnahmeteil 14 am Boden der Kolbenbohrung 18 abstützt. In den Kompressionsraum 17 mündet der Saugkanal 20, der T-förmig ausgebildet ist.

Der Saugkanal 20 ist in dem Kolben 16 integriert, während der Druckanschluß seitlich im Kolbenaufnahmeteil 14 in Kon­ takt mit der Druckplatte 4 vorgesehen ist. Im Saugkanal 20 bzw. im Druckkanal 22 ist ein Saugventil 30 bzw. ein Druck­ ventil 32 in Form von Kugelventilen angeordnet. Das Saugven­ til 30 besteht aus einer Kugel 34, die durch eine Saugven­ tilfeder 36 gegen einen Saugventilsitz 38 im Inneren des Kolbens 16 gedrückt wird und den Saugkanal 20 während des Druckhubes gegen den Kolbenantriebsraum 7 abdichtet. Die Saugventilfeder 36 stützt sich am Boden der Kolbenbohrung 18 an dem Kolbenaufnahmeteil 14 und an der Kugel 34 ab.

Der Druckkanal 22 verbindet den Kompressionsraum 17 mit einer in der Druckplatte 4 untergebrachten Druckanschlußlei­ tung 40. Im Druckkanal 22 ist das Druckventil 32 mit einer Druckventilfeder 42, einer Kugel 44 und einem Kugelanschlag 46 untergebracht. Der Druckkanal 22 ist gegenüber der Druck­ platte 4 durch eine Dichtung 48 abgedichtet.

Durch die Drehbewegung der Antriebswelle 2 wird der Kolben 16 periodisch durch den Exzenter 24 in das Kolbenaufnahme­ teil 14 hineingeschoben - Druckhub - und durch die Kolbenfe­ der 26 periodisch wieder aus dem Kolbenaufnahmeteil 14 bis zum unteren Umkehrpunkt herausgedrückt. Infolge des durch den Hub entstehenden Unterdrucks wird die Kugel 34 gegen die Saugventilfeder 36 vom Kugelsitz abgehoben und das Fluid kann durch den T-förmigen Saugkanal 20 in den Kompressions­ raum 17 in die Kolbenbohrung 18 einströmen. Der Druckkanal 22 wird dabei durch die von der Druckventilfeder 42 belaste­ ten Kugel 44 abgeschlossen. Wird nun während des Druckhubs der Kolben 16 durch den Exzenter 24 in den oberen Umkehr­ punkt bewegt, drückt die Saugventilfeder 36 und der sich aufbauende höhere Druck die Kugel 34 auf den Saugventilsitz 38 und die Kugel 44 wird aufgrund des sich aufbauenden hohen Drucks gegen die Druckventilfeder 42 von ihrem Sitz abgeho­ ben. Der Kugelanschlag 46 begrenzt den möglichen Weg der Ku­ gel 44 in dem in den Druckkanal 22 abströmenden Fluid.

Mit einem in den Fig. 1 und 2 nicht näher dargestellten Splintstift, der das Pumpengehäuse 8 durchsetzt und zum Teil in das Kolbenaufnahmeteil 14 des Druckerzeugungselements 12 hineinragt, wird das Druckerzeugungselement 12 gegen Verdre­ hung in der Aufnahmeöffnung 10 gesichert.

Alternativ läßt sich dies bei der in Fig. 5 gezeigten Aus­ führungsform eines Druckerzeugungselements 50 auch dadurch erreichen, daß die Außenseite des Kolbenaufnahmeteils 14 profiliert ist und diese Profilierung 52 in eine korrespon­ dierende Profilierung in der Aufnahmeöffnung 10 eingreift. Abgesehen von der Profilierung 52 stimmt das Druckerzeu­ gungselement 50 mit dem Druckerzeugungselement 12 überein.

In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 5 ist das Saugventil 30 am Ende des T-förmigen Saugkanals 20 im Inne­ ren des Kolbens 16 angeordnet. Das Saugventil 30 kann aber nicht nur im Kolben, sondern nahezu an jeder beliebigen Stelle im Druckerzeugungselement untergebracht werden. Bei­ spielsweise kann der Saugkanal mit Saugventil parallel neben der Kolbenbohrung angeordnet sein.

Claims (5)

1. Radialkolbenpumpe, insbesondere für Hydraulikanlagen, mit
einem Pumpengehäuse (8),
wenigstens einem Druckerzeugungselement (12; 50), das mindestens einen Kolben (16) aufweist, der in einem Kolbenaufnahmeteil (14) gleitend gelagert ist,
wenigstens einem Saug- und einem Druckkanal (20 und 22),
einer Antriebswelle (2) und
einem mit der Antriebswelle (2) verbundenen Exzenter (24), durch den der Kolben (16) des Druckerzeugungsele­ mentes (12; 50) in Hin- und Herbewegung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse (8) eine im wesentlichen parallel zu der Antriebswelle (2) angeordnete Aufnahmeöffnung (10) aufweist, in die das Druckerzeugungselement (12; 50) formschlüssig eingebaut ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmeöffnung (10) und/oder die Außen­ seite des Kolbenaufnahmeteils (14) des Druckerzeugungs­ elementes (12; 50), bzw. die mit der Aufnahmeöffnung (10) den Formschluß bildet, rotationssymmetrisch bezüg­ lich der Einbaurichtung des Druckerzeugungselementes (12; 50) sind.

3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, das die Aufnahmeöffnung (10) und/oder die Außenseite des Kolbenaufnahmeteils (14) des Druckerzeu­ gungselementes (12; 50) profiliert sind.

4. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckerzeugungs­ element (12; 50) durch ein Befestigungsmittel, z. B. in Form eines Splintstiftes, in der Aufnahmeöffnung (10) arretiert ist.

5. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckkanal (22) ein Druckventil (32) und/oder im Saugkanal (20) ein Saug­ ventil (30) angeordnet ist.