DE102011087501A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents
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Abstract
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 Radialkolbenpumpe1 mit einem Pumpengehäuse2 im Schnitt dargestellt. Der allgemeine Aufbau und die Funktion einer Radialkolbenpumpe sind zum Beispiel aus der in der Beschreibungseinleitung gewürdigten deutschen OffenlegungsschriftDE 197 27 249 A1 bekannt. - Das Pumpengehäuse
2 umfasst einen Gehäusekörper4 mit einem Aufnahmeraum5 für einen Hochdruckkolben8 . Der Hochdruckkolben8 ist in einer Hochdruckbohrung10 eines Hochdruckelements12 hin und her bewegbar geführt. Das Hochdruckelement12 ist Teil eines Gehäusedeckels14 , mit welchem der Aufnahmeraum5 hochdruckdicht verschlossen ist. - Der Hochdruckkolben
8 begrenzt mit seinem freien, in1 oberen, Ende einen Hochdruckraum15 , in welchem Hydraulikmedium mit Hochdruck beaufschlagt wird. Die Radialkolbenpumpe1 umfasst zum Beispiel drei oder mehr Hochdruckkolben8 , die in Umfangsrichtung verteilt und in radialer Richtung sternförmig angeordnet sind. Eine radiale Richtung ist durch eine strichpunktierte Linie in1 angedeutet. - An seinem in
1 unteren Ende des Hochdruckkolbens8 ist ein Gleitschuh18 angebracht. Der Gleitschuh18 wird mit Hilfe einer Führungshülse20 in Position gehalten. Die Führungshülse20 ist durch eine Druckfeder22 gegen den Gleitschuh18 beziehungsweise einen Exzenterring24 vorgespannt. Der Exzenterring24 ist auf einem exzentrischen Wellenabschnitt25 einer Antriebswelle26 angeordnet. Die Antriebswelle26 ist mit Hilfe von Lagereinrichtungen28 ,29 um eine Drehachse30 drehbar in dem Pumpengehäuse2 gelagert. - Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung stellt die Führungshülse
20 einen Verdrängerkolben einer in die Radialkolbenpumpe1 integrierten Vorförderpumpe dar. Zu diesem Zweck ist an einer Stufe32 der Führungshülse20 eine Dichtung34 angebracht. Die Dichtung34 kann als Kolbendichtung ausgeführt sein und liegt dichtend an einer den Aufnahmeraum5 begrenzenden Gehäusewandung36 des Gehäusekörpers4 an. - Die Gehäusewandung
36 ist zum Beispiel als Bohrung ausgeführt und begrenzt radial außen einen Ringraum35 , der einen Arbeitsraum der Vorförderpumpe darstellt. Der Ringraum35 wird radial innen von einem Hochdruckelementkörper38 begrenzt, der einstückig mit dem Gehäusedeckel14 verbunden ist. - Im Betrieb der Radialkolbenpumpe
1 wird die Führungshülse20 zusammen mit dem Hochdruckkolben8 angetrieben. Dabei wird die Führungshülse20 so hin und her bewegt, dass das Volumen des Ringraums35 abnimmt und zunimmt. - Bei einer Bewegung der Führungshülse
20 auf die Antriebswelle26 zu wird Hydraulikmedium über einen Saugkanal41 in den Ringraum35 angesaugt. Bei einer Bewegung der Führungshülse20 von der Antriebswelle26 weg, also in1 nach oben, wird das angesaugte Hydraulikmedium aus dem Ringraum35 in einen Druckkanal42 gefördert. Der Saugkanal41 und der Druckkanal42 erstrecken sich entlang einer gemeinsamen Mittelachse parallel zur Drehachse30 der Antriebswelle26 . - Eine Zuführbohrung
45 erstreckt sich senkrecht zu dem Saugkanal41 . Über die Zuführbohrung45 und den Saugkanal41 gelangt Hydraulikmedium aus einem Hydraulikmediumtank in den Ringraum35 . Eine Abführbohrung46 erstreckt sich senkrecht zu dem Druckkanal45 . Über die Abführbohrung46 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 Erweiterung47 , in welcher ein Saugventil48 angeordnet ist. Das Saugventil48 umfasst zum Beispiel eine Rückschlagkugel, die durch eine Feder gegen die Zuführbohrung45 vorgespannt ist. Die Erweiterung47 der Zuführbohrung45 ist, ebenso wie die Abführbohrung46 , durch den Gehäusedeckel14 verschlossen. Der Druckkanal42 weist nach außen hin eine Erweiterung49 auf, in welcher ein Druckventil50 angeordnet ist. Das Druckventil50 umfasst eine Rückschlagkugel, die mit Hilfe einer Druckfeder gegen den Druckkanal42 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
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19727249 A1 [0002, 0016]
Claims (10)
- 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.
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