DE1914452U - PISTON PUMP. - Google Patents
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Description
iA.034 807*22.1.65iA.034 807 * 22.1.65
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Pumpenkolben antriebPump piston drive
Barmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Wuppertal-OberbarmenBarmer Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Wuppertal-Oberbarmen
Die Neuerung bezieht sich auf einen Kolbenantrieb für eine als Druck- : erzeuger in einem Hydrauliksystem, insbesondere in einem hydraulischen Hochdruckspeiehersystem bei Kraftfahrzeugen verwendete ein- oder mehrstufige Kolbenpumpe mittels' eines Hubexzenters, auf welchem ein diesen an seinem kreisförmigen Umfang umschließendes Wälzlager angeordnet ist, an dessen Außenring das eine Ende des Pumpenkolbens unter Vorspannung anliegt.The innovation relates to a piston drive for a pressure : generator in a hydraulic system, especially in a hydraulic one Single or multi-stage high pressure accumulator systems used in automobiles Piston pump by means of a stroke eccentric, on which a roller bearing is arranged surrounding it on its circular circumference, one end of the pump piston rests against the outer ring under prestress.
Es ist bekannt, die Kolben von ein- oder mehrstufigen Kolbenpumpen • mittels Hubexzenters anzutreiben, und es ist bei Pumpen dieser Bauart üblich, die ein- oder mehrteiligen Kolben unmittelbar auf der gewöhnlich gehärteten Mantelfläche des Exzenters gleiten zu lassen. Erfahrungsgemäß ergeben sich aber, zumal bei hydraulischen Hochdureksystemen insofern Schwierigkeiten, als bei hohen Antriebsdrehzahlen bzw. großer Hubzahl.der Pumpe sowohl der Exzenter trotz seiner gehärteten Lauffläche, als auch der vom Exzenter angetriebene, auf dessen Lauffläche gleitende Kolbenteil einem starken Verschleiß unterworfen sind. Obwohl nämlich bei Verwendung von öl als Druckmittel ständig kleine Mengen dieses Öles am Kolben vorbei in den darunter liegenden Exzenterantriebsraum treten, ist eine hinreichende Schmierung des den Kolben antreibenden Exzenters nicht gewährleistet, da die bei hohen Geschwindigkeiten sowohl zwischen Kolben und Zylinder als auch zwischen Kolben und Exzenter erzeugte Reibungswärme die Viskosität des Öles stark beeinträchtigt und das ver- ; hältnismäßig dünnflüssig gewordene öl infolge der hohen Umfangsgeschwindigkeit und hieraus resultierenden Fliehkräfte von der Gleitfläche des Exzenters abgeschleudert wird. Hieraus ergeben sich dann als weitere nachteilige Folgen ein unruhiger Lauf und eine unregelmäßigeund nachlassende Förderleistung der Pumpe.It is known to drive the pistons of single or multi-stage piston pumps by means of a stroke eccentric, and it is common in pumps of this type to slide the one-part or multi-part piston directly on the usually hardened outer surface of the eccentric. Experience has shown that there are difficulties, especially with high-pressure hydraulic systems, as both the eccentric, despite its hardened running surface, and the piston part, which is driven by the eccentric and sliding on its running surface, are subject to heavy wear at high drive speeds or large number of strokes. Although small amounts of this oil constantly pass the piston into the eccentric drive space below when using oil as a pressure medium, adequate lubrication of the eccentric driving the piston is not guaranteed because the high speeds between the piston and cylinder as well as between piston and Frictional heat generated eccentrically affects the viscosity of the oil and this deteriorates ; Oil that has become relatively thin is thrown off the sliding surface of the eccentric due to the high peripheral speed and the centrifugal forces resulting therefrom. The further disadvantageous consequences of this are uneven running and an irregular and decreasing delivery rate of the pump.
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Es sind auch Pumpenantriebe bekannt, bei welchen am Kolbenende eine wälz- oder gleitlagergelagerte Rolle sitzt, welche auf der Mantelfläche eines Antriebsnockens abrollt. Diese Anordnungen sind aber ebenfalls wegen ungenügender Schmiermöglichkeiten starkem Verschleiß ausgesetzt. Darüber hinaus zeigen die wälzlagergelagerten Rollen insbesondere bei großen Antriebsdrehzahlen in hydraulischen Hochdrucksystemen infolge der schnellen Beschleunigungswechsel unter großer Betriebslast längs ihres Umfanges bald Unebenheiten, die einen ruhigen Rollenlauf unmöglich machen und die Betriebssicherheit der Pumpe gefährden.There are also known pump drives in which a roller or slide bearing mounted roller sits at the piston end, which roller sits on the Unrolls the lateral surface of a drive cam. However, these arrangements are also strong because of insufficient lubrication options Exposed to wear and tear. In addition, the roller bearing mounted rollers show in particular at high drive speeds in hydraulic High pressure systems as a result of the rapid changes in acceleration under heavy operating load along their circumference soon bumps, which make smooth roller running impossible and endanger the operational safety of the pump.
Schließlich sind auch Pumpenantriebe bekannt, bei welchen am Kolbenende eine Rolle sitzt, die in einer Umfangsrille im Außenring eines den Hubexzenter umschließenden Wälzlagers geführt ist. Auch derartige Anordnungen sind bei hoclitourigen Kolbenantrieben wegen der seitlichen Reibung der Rolle in"der Führungsrille und der ebenfalls ungenügenden Schmiermöglichkeiten einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt. Finally, pump drives are also known in which at the piston end a roller sits which is guided in a circumferential groove in the outer ring of a roller bearing surrounding the stroke eccentric. Also such Arrangements are also in high-speed piston drives because of the lateral friction of the roller in "the guide groove and the Inadequate lubrication options exposed to considerable wear.
Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenantrieb für hochtourige Kolbenpumpen, die insbesondere in hydraulischen Hochdruckspeiehersystemen bei Kraftfahrzeugen verwendet werden/ zu schaffen, welcher diese Nachteile vermeidet.The innovation is therefore based on the task of a piston drive for high-speed piston pumps, which are used in particular in hydraulic high-pressure storage systems in motor vehicles create which avoids these disadvantages.
Um dies zu erreichen, wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, daß das am Kolbenantrieb anliegende Ende des Pumpenkolbens als auswechselbares keilförmig auslaufendes Kolbenendstück ausgebildet ist, welches in einer parallel zur Exzenterachse in den Außenring des Wälzlagers eingelassenen Rille angreift. In äquivalenter Weise können die miteinander korrespondierenden, linien- bzw. punktförmigen Auflagerflächen von Kolbenende und Außenring des Wälzlagers . als Buckel, Rippe, Schneide oder dergleichen, und die hierzu passenden Gegenstück-Ausnehmungen als Pfanne, Rille, Kerbe oderIn order to achieve this, it is proposed according to the innovation that the The end of the pump piston resting on the piston drive is a replaceable one wedge-shaped tapering piston end piece is formed, which in a parallel to the eccentric axis in the outer ring of the Rolling bearing recessed groove attacks. In an equivalent manner, the lines or points that correspond to one another can be The bearing surfaces of the piston end and the outer ring of the rolling bearing. as a hump, rib, cutting edge or the like, and the matching counterpart recesses as a pan, groove, notch or
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dergleichen gestaltet sein. Für einen besonders raumsparenden Aufbau empfiehlt es sich, die Mantelfläche des Exzenters alsbe designed like that. For a particularly space-saving structure, it is advisable to use the outer surface of the eccentric as
[ innere Laufbahn für die Wälzkörper des Lagers auszubilden. Ge-[To form the inner raceway for the rolling elements of the bearing. Ge
'& gebenenfalls können auf dem Hubexzenter auch mehrere Wälzlager axial nebeneinander angeordnet sein, an denen gemeinsam der Pumpenkolben angreift. Dies kann sowohl unmittelbar als auch mittelbar '& Optionally also more rolling bearings may be disposed axially side by side, on which engages the pump piston together on the stroke eccentric. This can be both direct and indirect
» unter Zwischenschaltung eines Kupplungs- oder Überbrückungsele-»With the interposition of a clutch or bridging element
\ mentes erfolgen. · \ mentes done. ·
Eine derartige Anordnung hat zur Folge, daß der Kolben mit seinem am Kolbenantrieb anliegenden Ende fest an den Außenring des den Exzenter umschließenden Wälzlagers gepreßt wird und diesen Außenring vermöge der ineinandergreifenden Lagerflächen von Kolben und Ring am Umlaufen hindert. Der Außenring des Wälzlagers führt dabei entsprechend der jeweiligen drehungsbedingten Stellung des Exzenters zur Pumpenkolbenachse relativ zum Pumpenkolben lediglich eine geringe hin- und hergehende Bewegung aus, die in den miteinander korrespondierenden Lager-' flächen von Kolben und Ring im wesentlichen nur Abwälzbewegungen zur Folge hat. Die Drehung des Exzenters um seine eigene Achse wird von den Wälzkörpern aufgenommen, welche zwischen , dem Exzenter und dem Wälzlageraußenring rollen, wobei lediglich Abwälzbewegungen auftreten.Such an arrangement has the consequence that the piston with its end resting on the piston drive is firmly attached to the outer ring of the roller bearing surrounding the eccentric is pressed and this outer ring by virtue of the interlocking bearing surfaces prevents the piston and ring from rotating. The outer ring of the rolling bearing leads in accordance with the respective rotation-related Position of the eccentric relative to the pump piston axis relative to the pump piston is only slightly reciprocating Movement from which essentially only rolling movements in the corresponding bearing 'surfaces of the piston and ring has the consequence. The rotation of the eccentric around its own axis is absorbed by the rolling elements, which between, the eccentric and the roller bearing outer ring roll, with only Rolling movements occur.
'Der neuerungsgemäße Kolbenantrieb für eine Kolbenpumpe reduziert damit die bei derartigen Antrieben auftretenden Reibungsverluste auf ein optimales Minimum, setzt die auftretende Reibungswärme wesentlich herab und beseitigt dadurch deren nachteilige Wirkungen auf die Viskosität des Öles und dessen Schmierfähigkeit. Gleichzeitig können bei Anordnung der Wälzkörper auf dem Hubexzenter erheblich größere Wälzlager verwendet werden, ohne die Konstruktion der Kolbenpumpe, speziell des'' The piston drive for a piston pump in accordance with the innovation has been reduced So that the friction losses that occur with such drives are kept to an optimum minimum, the frictional heat that occurs is set significantly and thereby eliminates their detrimental effects on the viscosity of the oil and its lubricity. At the same time, when the rolling elements are arranged on the stroke eccentric, considerably larger rolling bearings can be used, without the construction of the piston pump, especially the
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Kolbens und seiner Führung umfangreicher und aufwendiger gestalten zu müssen. Eine so erzielte Raumeinsparung ist aber wesentlich für eine rationelle Maschinengestaltung und für eine gesteigerte Anwendung und einen erhöhten Anwendungsbereich von hydraulischen Hochdruckpumpen in fahrbaren Maschinenanlagen. Make piston and its leadership more extensive and complex to have to. A space saving achieved in this way is essential for an efficient machine design and for an increased use and an increased area of application of hydraulic high-pressure pumps in mobile machine systems.
Auf diese Weise können nunmehr Wälzlager von solcher Größe gewählt werden, deren Tragfähigkeit und Standfestigkeit auch von den äußerst hohen Beanspruchungen bei sehnelldrehenden Hochdruckpumpen nicht erschöpft werden. Die hierbei in der Wälzlagerausbildung erzielbare Leistungsreserve äußert sich auf Grund der verminderten Reibungs- und Verformungswärme und der günstigeren Schmierbedingungen in einer hohen Verschleißfestigkeit sowie in einem ruhigen und geräuscharmen Lauf, worauf besonders bei hochtourigen, beispielsweise mit einer Exzenterdrehzahl von 45OO bis 6OOO U/min angetriebenen Pumpen deren Zuverlässigkeit und gleichbleibende Förderleistung beruhen.·In this way, rolling bearings of this size can now be selected whose load-bearing capacity and stability are also affected by the extremely high loads of high-pressure pumps that rotate with tendons don't get exhausted. The power reserve that can be achieved in the roller bearing training is expressed on Due to the reduced frictional and deformation heat and the more favorable lubrication conditions in a high wear resistance as well as in a quiet and low-noise run, which is especially true for high-revs, for example with an eccentric speed pumps driven by 4500 to 60000 rpm Reliability and constant delivery rate are based on.
In weiterer Ausbildung der Neuerung wird vorgeschlagen, das Kolbenendstück aus einem anderen Material als der Kolben, insbesondere aus einem Kunstharz oder selbstschmierenden Werkstoff herzustellen oder aber das keilförmig auslaufende Teil des Kolbenendstückes bzw. die Rille im Außenring des Wälzlagers mit solchem Material zu überziehen. Auf diese Weise lassen sich die mechanischen Reibwerte zwischen dem Kolben und dem diesen antreibenden Exzenter weiter verbessern und auch eine zusätzliche Geräuschminderung erzielen.In a further development of the innovation, it is proposed to make the piston end piece from a different material than the piston, in particular from a synthetic resin or self-lubricating material, or to coat the wedge-shaped part of the piston end piece or the groove in the outer ring of the roller bearing with such a material. In this way, the mechanical friction values between the piston and the eccentric driving it can be further improved and an additional noise reduction can also be achieved.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung schematisch dargestellt. Es zeigen;In the drawing is an embodiment of the innovation shown schematically. Show it;
Fig. 1 einen Längsschnitt I-I durch den Teil des Pumpengehäuses, der den Antrieb des Kolbens aufnimmt, 1 shows a longitudinal section II through the part of the pump housing which receives the drive of the piston,
Fig. 2 einen Querschnitt II-II, ebenfalls durch den den Antrieb des Kolbens aufnehmenden Teil des Pumpengehäuses . 2 shows a cross section II-II, also through the part of the pump housing that receives the drive of the piston.
Der Antriebsexzenter 1 sitzt fest auf der Antriebswelle 2 bzw. bildet mit dieser zusammen ein Bauteil. Die Antriebswelle 2 ist in den Gleitbüchsen 3 und 4 im Pumpengehäuse 5 und Lagerschild 6 drehbar gelagert· Der Lagerschild β ist duroh Schrauben 7 fest mit dem Purapengehäuse 5 verschraubt. Auf der Mantelfläche des Antriebsexzenters 1 rollen die Wälznadeln 8 ab, die vom Nadelkäfig 9 geführt und vom Außenring radial gehalten sind. Unter der ständig auf den Kolbenfuß des Kolbens 12 wirkenden Kraft der Feder 13 preßt sich das' fest mit dem Kolben 12 verbundene besondere Kolbenstück 14 mit seiner abgerundeten Kante 15 in die Rille 16, die im äußeren Umfang des Außenringes 10 parallel zu dessen Achse verlaufend vorgesehen ist. Das Kolbenendstück 14 kann beispielsweise aus Kunstharz oder einem selbstschmierenden Werkstoff bestehen. Die auf den Kolben nebst Kolbenendstück wirkende Feder 13 stützt sich mit ihrem anderen Ende am Pumpengehäuse 5 ab. Der Kolben 12 ist in der Zylinderbüchse zur Aufnahme von Seitenkräften hinreichend geführt. Dabei empfiehlt es sich, die Längsführung des Kolbens, d.h. den Zylinder 17 möglichst nahe an die abgerundete Kante 15 des Kqlbenendstückes 14 heranzuführen. Die Wellendichtung 18 wird vom Sprengring 19 im Pumpengehäuse 5 gehalten.The drive eccentric 1 is firmly seated on the drive shaft 2 or together with it forms a component. The drive shaft 2 is in the sliding bushes 3 and 4 in the pump housing 5 and Rotatable bearing plate 6 · The bearing plate β is firmly screwed to the Purapen housing 5 using screws 7. on The roller needles 8 roll off the outer surface of the drive eccentric 1, which are guided by the needle cage 9 and by the outer ring are held radially. Under the force of the spring 13 constantly acting on the piston base of the piston 12, the ' Firmly connected to the piston 12 special piston piece 14 with its rounded edge 15 in the groove 16, which is in the outer circumference of the outer ring 10 is provided to run parallel to its axis. The piston end piece 14 can, for example consist of synthetic resin or a self-lubricating material. The spring acting on the piston together with the piston end piece 13 is supported with its other end on the pump housing 5. The piston 12 is in the cylinder liner to absorb side forces adequately managed. It is recommended that the longitudinal guide of the piston, i.e. the cylinder 17, be as close as possible to bring it up to the rounded edge 15 of the Kqlbenendstückes 14. The shaft seal 18 is held in the pump housing 5 by the snap ring 19.
Bag. 539Bag. 539
Der Antriebsexzenter 1 wird über den Konus 20 und die Welle 2 ,; ■The drive eccentric 1 is on the cone 20 and the shaft 2; ■
angetrieben. Die dabei entstehende Bewegung des Antriebs- '>4;;driven. The resulting movement of the drive- '> 4 ; ;
exzenters 1 setzt sich aus zwei verschiedenen Bewegungen zu- { :eccentric 1 is made up of two different movements- {:
samraen: Während einmal sein Schwerpunkt eine Kreisbahn mit t;;samraen: While its center of gravity is a circular path with t ;;
dem Radius des Exzentrizitätsabstandes von der Achse der i:··;the radius of the eccentricity distance from the axis of the i: ··;
Antriebswelle 2 beschreibt, führt der Exzenter gleichzeitig \r: Describes drive shaft 2, the eccentric leads at the same time \ r :
auch eine Drehung um seine eigene Schwerachse aus. Wirksam 4-rotation around its own center of gravity. Effective 4-
für den Antrieb des Pumpenkolbens 2 ist jedoch lediglich i:for the drive of the pump piston 2, however, only i is:
die Kreisbahnbewegung des Antriebsexzenters 1 um die Drehachse ·"!"·-■the circular movement of the drive eccentric 1 about the axis of rotation · "!" · - ■
der Antriebswelle 2. In der. in den Figuren 1 und 2 gezeichneten j.:of the drive shaft 2. In the. in Figures 1 and 2 drawn j .:
Stellung hat der Exzenter 1 den tiefsten Punkt seiner Kreis- 1 : Position of the eccentric 1 has the lowest point of its circle 1 :
f bahn erreicht. Bei der nun folgenden Phase der Drehbewegung .-iff bahn reached. In the following phase of the rotary movement.-If
des Antriebsexzenters 1 bewegt sich seine Schwerlinie auf ihrer jof the drive eccentric 1 moves its center of gravity on its j
Kreisbahn zu ihrem höchstgelegenen Punkt. Diese Phase ent- ■'[·'■Orbit to its highest point. This phase de- ■ '[·' ■
spricht dem Pörderhub des Pumpenkolbens 12 bis zu dessen oberem T':speaks of the delivery stroke of the pump piston 12 up to its upper T ':
Totpunkt. Die Druckfeder IJ ist während dieses Hubes immer mehr \;.:Dead center. The compression spring IJ is more and more during this stroke \ ;.:
zusammengedrückt worden und hat jetzt ihre geringste Länge erreicht. Der Antriebsexzenter teilt seine Drehbewegung den auf seiner Mantelfläche laufenden Wälzkörpern 8 mit. Der Außenring 10 wird jedoch nicht in Drehung versetzt, da sich das Kolbenendstück 14 unter dem Druck der Feder IJ fest in die ■has been compressed and has now reached its smallest length. The drive eccentric divides its rotary motion rolling elements 8 running on its outer surface. However, the outer ring 10 is not set in rotation because the Piston end piece 14 firmly into the ■ under the pressure of the spring IJ
Rille l6 des Außenringes 10 legt und diesen festhält. Bei der i'Groove l6 of the outer ring 10 sets and holds it. At the i '
nun folgenden Phase der Drehbewegung.4es Antriebsexzenters 1 fnow the following phase of the rotary movement. 4es drive eccentric 1 f
erfolgt der Saughub des Pumpenkolbens 12. Die Schwerlinle des ;!4the suction stroke of the pump piston is 12. Schwerlinle of;! 4th
Exzenters bewegt sich dabei auf ihrer Kreisbahn von ihrem - v The eccentric moves on its circular path from its - v
höchsten zu ihrem tiefst gelegenen Punkt. Auch während des : |;highest to its lowest point. Also during: |;
Saughubes sorgt die sich entspannende Feder IJ dafür, daß das |Suction stroke, the relaxing spring IJ ensures that the |
Kolbenendstück 14 mit seiner, abgerundeten Kante 15 ständig in fPiston end piece 14 with its rounded edge 15 constantly in f
der Rille 16 des Außenringes 10 liegen bleibt und diesen somit V festhält. Während einer Umdrehung des Antriebsexzenters sowohl um die Drehachse der Welle 2 als auch um seine eigene Drehachse,the groove 16 of the outer ring 10 remains and thus V holds it. During one revolution of the drive eccentric both around the axis of rotation of shaft 2 and around its own axis of rotation,
Bag. 559Bag. 559
j führt der Außenring 10 lediglich eine kreisende Bewegung umj the outer ring 10 only performs a circular motion
die Drehachse der Welle 2 aus. Dabei schwingt der Außenring um das Kolbenstück 14 hin und her und rollt mit seiner Rille jedesmal um einen geringen, stets gleichen Winkel auf der abgerundeten Kante 15 des Zwischengliedes 14 hin und her ab. ;·. ...... ,Zwischen dem Außenring 10 und Kolbenendstück 14 tritt im we- ^Λ sentlichen keine Gleitreibung auf. Die Verwendung von geeignetem Kunstharz oder selbstschmierendem Werkstoff für das Kolbenendstück 14 begünstigt das reibungsarme Abrollen und einen leisen Pumpenlauf.the axis of rotation of the shaft 2. The outer ring swings back and forth around the piston piece 14 and rolls with its groove each time by a small, always the same angle on the rounded edge 15 of the intermediate member 14 back and forth. ; ·. ......, between the outer ring 10 and piston end piece 14 occurs in the we- ^ Λ significant no sliding friction. The use of suitable synthetic resin or self-lubricating material for the Piston end piece 14 promotes low-friction rolling and quiet pump operation.
Claims (2)
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DN, VUS1Ki1119HCh eingereicht Unlatogen
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DN, VUS 1 Ki 1119 HCh submitted Unlatogen
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Family Applications (1)
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