DE102011087501A1

DE102011087501A1 - Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE102011087501A1
Application number: DE201110087501
Authority: DE
Inventors: Reinhard Stehr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-06-28
Also published as: WO2012083914A2; WO2012083914A3; DE112011104511A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit radial angeordneten Hochdruckkolben, die durch einen Exzenterring angetrieben sind und denen jeweils eine Führungshülse zugeordnet ist, und mit einer Vorförderpumpe. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der, mehrere oder alle Führungshülsen als Verdrängerkolben der Vorförderpumpe ausgeführt ist/sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit radial angeordneten Hochdruckkolben, die durch einen Exzenterring angetrieben sind und denen jeweils eine Führungshülse zugeordnet ist, und mit einer Vorförderpumpe.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 27 249 A1 ist eine Radialkolbenpumpe mit radial angeordneten Hochdruckkolben bekannt, die durch einen gemeinsamen Exzenterring angetrieben sind und denen jeweils eine Führungshülse zugeordnet ist. Die Führungshülse, die auch als Stützhülse bezeichnet wird, kann in Kombination mit einem Zylindereinsatz und zusammen mit einer Schlitzsteuerungseinrichtung und einem Rückschlagventil die Funktion einer Vorförderpumpe für die Radialkolbenpumpe ausüben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Radialkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Radialkolbenpumpe mit radial angeordneten Hochdruckkolben, die durch einen Exzenterring angetrieben sind und denen jeweils eine Führungshülse zugeordnet ist, und mit einer Vorförderpumpe, dadurch gelöst, dass mindestens eine der, mehrere oder alle Führungshülsen als Verdrängerkolben der Vorförderpumpe ausgeführt ist/sind. Die Radialkolbenpumpe dient dazu, Hydraulikmedium, wie zum Beispiel Kraftstoff, Schmiermittel oder Kühlmittel, mit einem relativ hohen Druck zu beaufschlagen, der auch als Hochdruck bezeichnet wird. Die Vorförderpumpe dient dazu, das Hydraulikmedium aus einem Hydraulikmediumtank zu den Hochdruckkolben zu fördern. Durch die Vorförderpumpe wird das Hydraulikmedium mit einem relativ niedrigen Druck beaufschlagt, der auch als Niederdruck bezeichnet wird. Die Hochdruckkolben sind in der Radialkolbenpumpe vorzugsweise so angeordnet, dass sie in Umfangsrichtung nacheinander das von der Vorförderpumpe bereitgestellte Hydraulikmedium mit Hochdruck beaufschlagen. Wenn ein erster Hochdruckkolben verdichtet, saugt ein zweiter oder dritter Hochdruckkolben an. Die dem ersten Hochdruckkolben zugeordnete Führungshülse fördert dabei Hydraulikmedium zu dem zweiten und/oder einem weiteren Hochdruckkolben, der sich im Saughub befindet. Es ist möglich, dass nur eine einzelne oder mehrere Führungshülsen als Verdrängerkolben der Vorförderpumpe ausgeführt ist beziehungsweise sind. Es ist auch möglich, dass alle Führungshülsen als Verdrängerkolben der Vorförderpumpe ausgeführt sind. Die durch die einzelnen Führungshülsen dargestellten Vorförderpumpeinheiten können gezielt zur Versorgung einzelner Hochdruckkolben mit Hydraulikmedium verwendet werden. Es ist aber auch möglich, dass die durch die einzelnen Führungshülsen dargestellten Vorförderpumpeinheiten Hydraulikmedium in eine Zwischenspeichereinrichtung fördern, aus der dann das mit Niederdruck beaufschlagte Hydraulikmedium dem Hochdruckkolben, vorzugsweise bedarfsabhängig, zugeführt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungshülse eine Dichtung angebracht ist, die dazu dient, zwischen der Führungshülse und einem Gehäusekörper einen Ringraum abzudichten, der einen Arbeitsraum der Vorförderpumpe darstellt. Das Volumen des Arbeitsraums der Vorförderpumpe wird im Betrieb der Radialkolbenpumpe im Wechsel vergrößert und verkleinert, so dass Hydraulikmedium angesaugt und mit Niederdruck beaufschlagt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass von dem Arbeitsraum der Vorförderpumpe ein Saugkanal ausgeht. Der Saugkanal ist vorzugsweise senkrecht zu dem Arbeitsraum der Vorförderpumpe angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal mit einer Zuführbohrung in Verbindung steht, die parallel zu einer Aufnahmebohrung für den Hochdruckkolben angeordnet ist. Die Aufnahmebohrung für den Hochdruckkolben ist vorzugsweise radial zu einer Drehachse einer Antriebswelle der Radialkolbenpumpe angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erweiterung der Zuführbohrung ein Saugventil angeordnet ist. Der Saugkanal schneidet die Erweiterung der Zuführbohrung. Das Saugventil ist vorzugsweise mit einem relativ geringen Öffnungsdruck ausgeführt, um ein gutes Ansaugverhalten sicherzustellen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass von dem Arbeitsraum der Vorförderpumpe ein Druckkanal ausgeht. Der Druckkanal ist vorzugsweise senkrecht zu dem Arbeitsraum der Vorförderpumpe angeordnet. Der Druckkanal kann vorteilhaft eine gemeinsame Mittelachse mit dem Saugkanal aufweisen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkanal mit einer Abführbohrung in Verbindung steht, die parallel zu der Aufnahmebohrung für den Hochdruckkolben angeordnet ist. Über die Abführbohrung wird das von der Vorförderpumpe geförderte Hydraulikmedium abgeführt, zum Beispiel einem anderen Hochdruckkolben oder einer Zwischenspeicherung zugeführt. Über den Saugkanal wird das Hydraulikmedium dem Arbeitsraum der Vorförderpumpe zugeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erweiterung des Druckkanals ein Druckventil angeordnet ist. Die Abführbohrung schneidet die Erweiterung des Druckkanals.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführbohrung und die Abführbohrung durch einen gemeinsamen Gehäusedeckel verschlossen sind, der die Aufnahmebohrung für den Hochdruckkolben aufweist. Der Hochdruckkolben ist in der Aufnahmebohrung hin und her bewegbar angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Radialkolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsraum der Vorförderpumpe eine Druckfeder angeordnet ist, durch welche die Führungshülse gegen den Exzenterring vorgespannt ist. Die Führungshülse dient zum Beispiel dazu, einen Gleitschuh, der zwischen dem Hochdruckkolben und dem Exzenterring angeordnet ist, im Betrieb der Radialkolbenpumpe in Position zu halten. Darüber hinaus erzeugt die Druckfeder eine Kraft auf den Hochdruckkolben, die den Saughub des Hochdruckkolbens bewirkt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Ausschnitt einer Radialkolbenpumpe im Längsschnitt durch einen Hochdruckkolben und eine Führungshülse dargestellt.
In 1 ist ein Ausschnitt einer Radialkolbenpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 2 im Schnitt dargestellt. Der allgemeine Aufbau und die Funktion einer Radialkolbenpumpe sind zum Beispiel aus der in der Beschreibungseinleitung gewürdigten deutschen Offenlegungsschrift DE 197 27 249 A1 bekannt.
Das Pumpengehäuse 2 umfasst einen Gehäusekörper 4 mit einem Aufnahmeraum 5 für einen Hochdruckkolben 8. Der Hochdruckkolben 8 ist in einer Hochdruckbohrung 10 eines Hochdruckelements 12 hin und her bewegbar geführt. Das Hochdruckelement 12 ist Teil eines Gehäusedeckels 14, mit welchem der Aufnahmeraum 5 hochdruckdicht verschlossen ist.
Der Hochdruckkolben 8 begrenzt mit seinem freien, in 1 oberen, Ende einen Hochdruckraum 15, in welchem Hydraulikmedium mit Hochdruck beaufschlagt wird. Die Radialkolbenpumpe 1 umfasst zum Beispiel drei oder mehr Hochdruckkolben 8, die in Umfangsrichtung verteilt und in radialer Richtung sternförmig angeordnet sind. Eine radiale Richtung ist durch eine strichpunktierte Linie in 1 angedeutet.
An seinem in 1 unteren Ende des Hochdruckkolbens 8 ist ein Gleitschuh 18 angebracht. Der Gleitschuh 18 wird mit Hilfe einer Führungshülse 20 in Position gehalten. Die Führungshülse 20 ist durch eine Druckfeder 22 gegen den Gleitschuh 18 beziehungsweise einen Exzenterring 24 vorgespannt. Der Exzenterring 24 ist auf einem exzentrischen Wellenabschnitt 25 einer Antriebswelle 26 angeordnet. Die Antriebswelle 26 ist mit Hilfe von Lagereinrichtungen 28, 29 um eine Drehachse 30 drehbar in dem Pumpengehäuse 2 gelagert.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung stellt die Führungshülse 20 einen Verdrängerkolben einer in die Radialkolbenpumpe 1 integrierten Vorförderpumpe dar. Zu diesem Zweck ist an einer Stufe 32 der Führungshülse 20 eine Dichtung 34 angebracht. Die Dichtung 34 kann als Kolbendichtung ausgeführt sein und liegt dichtend an einer den Aufnahmeraum 5 begrenzenden Gehäusewandung 36 des Gehäusekörpers 4 an.
Die Gehäusewandung 36 ist zum Beispiel als Bohrung ausgeführt und begrenzt radial außen einen Ringraum 35, der einen Arbeitsraum der Vorförderpumpe darstellt. Der Ringraum 35 wird radial innen von einem Hochdruckelementkörper 38 begrenzt, der einstückig mit dem Gehäusedeckel 14 verbunden ist.
Im Betrieb der Radialkolbenpumpe 1 wird die Führungshülse 20 zusammen mit dem Hochdruckkolben 8 angetrieben. Dabei wird die Führungshülse 20 so hin und her bewegt, dass das Volumen des Ringraums 35 abnimmt und zunimmt.
Bei einer Bewegung der Führungshülse 20 auf die Antriebswelle 26 zu wird Hydraulikmedium über einen Saugkanal 41 in den Ringraum 35 angesaugt. Bei einer Bewegung der Führungshülse 20 von der Antriebswelle 26 weg, also in 1 nach oben, wird das angesaugte Hydraulikmedium aus dem Ringraum 35 in einen Druckkanal 42 gefördert. Der Saugkanal 41 und der Druckkanal 42 erstrecken sich entlang einer gemeinsamen Mittelachse parallel zur Drehachse 30 der Antriebswelle 26.
Eine Zuführbohrung 45 erstreckt sich senkrecht zu dem Saugkanal 41. Über die Zuführbohrung 45 und den Saugkanal 41 gelangt Hydraulikmedium aus einem Hydraulikmediumtank in den Ringraum 35. Eine Abführbohrung 46 erstreckt sich senkrecht zu dem Druckkanal 45. Über die Abführbohrung 46 wird das vorgeförderte Hydraulikmedium einem anderen (nicht dargestellten) Hochdruckkolben zugeführt, durch den das vorgeförderte Hydraulikmedium mit Hochdruck beaufschlagt wird.
Die Zuführbohrung 45 mündet in eine Erweiterung 47, in welcher ein Saugventil 48 angeordnet ist. Das Saugventil 48 umfasst zum Beispiel eine Rückschlagkugel, die durch eine Feder gegen die Zuführbohrung 45 vorgespannt ist. Die Erweiterung 47 der Zuführbohrung 45 ist, ebenso wie die Abführbohrung 46, durch den Gehäusedeckel 14 verschlossen. Der Druckkanal 42 weist nach außen hin eine Erweiterung 49 auf, in welcher ein Druckventil 50 angeordnet ist. Das Druckventil 50 umfasst eine Rückschlagkugel, die mit Hilfe einer Druckfeder gegen den Druckkanal 42 vorgespannt ist. Anstelle einer Kugel kann das Druckventil auch eine Scheibe oder einen Kegel umfassen, welche gegen den Druckkanal vorgespannt sein können.
Bezugszeichenliste

1: Radialkolbenpumpe
2: Pumpengehäuse
4: Gehäusekörper
5: Aufnahmeraum
8: Hochdruckkolben
10: Hochdruckbohrung
12: Hochdruckelement
14: Gehäusedeckel
15: Hochdruckraum
18: Gleitschuh
20: Führungshülse
22: Druckfeder
24: Exzenterring
25: exzentrischer Wellenabschnitt
26: Antriebswelle
28: Lagereinrichtung
29: Lagereinrichtung
30: Drehachse
32: Stufe
34: Dichtung
35: Ringraum
36: Gehäusewandung
38: Hochdruckelementkörper
41: Saugkanal
42: Druckkanal
45: Zuführbohrung
46: Abführbohrung
47: Erweiterung
48: Saugventil
49: Erweiterung
50: Druckventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19727249 A1 [0002, 0016]

Claims

Radialkolbenpumpe mit radial angeordneten Hochdruckkolben (8), die durch einen Exzenterring (24) angetrieben sind und denen jeweils eine Führungshülse (20) zugeordnet ist, und mit einer Vorförderpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der, mehrere oder alle Führungshülsen (20) als Verdrängerkolben der Vorförderpumpe ausgeführt ist/sind.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungshülse (20) eine Dichtung (34) angebracht ist, die dazu dient, zwischen der Führungshülse (20) und einem Gehäusekörper (4) einen Ringraum (35) abzudichten, der einen Arbeitsraum der Vorförderpumpe darstellt.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Arbeitsraum (35) der Vorförderpumpe ein Saugkanal (41) ausgeht.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkanal (41) mit einer Zuführbohrung (45) in Verbindung steht, die parallel zu einer Aufnahmebohrung (10) für den Hochdruckkolben (8) angeordnet ist.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erweiterung (47) der Zuführbohrung (45) ein Saugventil (48) angeordnet ist.
Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Arbeitsraum (35) der Vorförderpumpe ein Druckkanal (42) ausgeht.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkanal (42) mit einer Abführbohrung (46) in Verbindung steht, die parallel zu der Aufnahmebohrung (10) für den Hochdruckkolben (8) angeordnet ist.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erweiterung (49) des Druckkanals (42) ein Druckventil (50) angeordnet ist.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführbohrung (45) und die Abführbohrung (46) durch einen gemeinsamen Gehäusedeckel (14) verschlossen sind, der die Aufnahmebohrung (10) für den Hochdruckkolben (8) aufweist.
Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitsraum (35) der Vorförderpumpe eine Druckfeder (22) angeordnet ist, durch welche die Führungshülse (20) gegen den Exzenterring (24) vorgespannt ist.