DE19543780B4

DE19543780B4 - Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE19543780B4
Application number: DE1995143780
Authority: DE
Inventors: Günter Pannek; Michael Reichenmiller; Peter Schmid; Ralf Zischka
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2015-11-25
Also published as: DE19543780A1

Abstract

Radialkolbenpumpe, mit mindestens einem durch einen Exzenter in Hubbewegung versetzten Kolben, der Drucköl ansaugt und durch einen im Volumen veränderbaren Zylinderraum über eine Ventileinrichtung ausstößt, wobei zur Dämpfung von Förderschwingungen ein Dämpfer vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (14, 15, 16) auf der Ansaugseite des Kolbens angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit mindestens einem Kolben, den ein Exzenter beim Umlauf in Hubbewegungen versetzt, wobei der Kolben Drucköl ansaugt und durch einen im Volumen veränderbaren Zylinderraum über eine Ventileinrichtung ausstößt.

Aus der DE 7 416 426 U ist es bereits bekannt, in einer Radialkolbenpumpe Druck- und Förderstromschwingungen durch ein in einen ringförmigen Sammelraum eingebautes, aufgeschäumtes Material zu dämpfen.

Dieses auf der Druckseite eingesetzte Kunststoffmaterial soll durch die eingeschlossenen Luft- bzw. Glasbläschen sowohl niederfrequente als auch hochfrequente Schwingungen durch Volumenänderungen aufnehmen. Bei hohen Öltemperaturen kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass nach längerer Betriebszeit der Pumpe das Kunststoffmaterial; durch die Hitzeeinwirkung versprödet und anschließend zerfällt. Als Folge davon muss mit einer erheblichen Ölverschmutzung bei nachfolgendem Pumpenausfall gerechnet werden.

Aus der DE 39 12 937 A1 ist eine Dämpfungseinrichtung für hydraulische Verdrängerpumpen bekannt, die Druckmittel von einem Sauganschluß über eine Arbeitskammer in einen mit einem Druckanschluß verbundenen Druckraum fördern, wobei zwischen Druckraum und Arbeitskammer ein Rückschlagventil angeordnet ist und im Druckraum ein elastisches Mittel vorgesehen ist, welches mit seiner dem Druckraum abgewandten Seite und einer festen Wand mindestens einen Hohlraum begrenzt.

In der DE 42 40 590 A1 wird eine Verdrängerpumpe mit zumindest einem durch ein Saug- und ein Druckventil abgeschlossenen Verdrängerarbeitsraum und einem zumindest ein Saugventil sowie ein Saugleitungsteil umfassenden Pumpenkörper, z. B. Ventilkopf bzw. Verdrängergehäuseblock, sowie einem nach Art eines Windkessels ausgebildeten saugseitigen Schwingungsdämpfer beschrieben, bei welcher unmittelbar am Pumpenkörper ein den Windkessel bildender Sackraum zumindest teilweise oberhalb eines mit ihm verbundenen Saugleitungsteiles des Pumpenkörpers angeordnet bzw. als Teil des Pumpenkörpers ausgebildet ist. Der Kessel hat negative Auswirkungen auf die Baugröße der Pumpe und die Schwingungsausbreitung.

Bei Kolbenpumpen entsteht beim Ansaugen ein starkes "Schlürfgeräusch", welches, je nach Drehzahl, als mehr oder weniger starkes Klopfen hörbar ist. Dieses Geräusch erzeugt das Öl beim Einströmen in den Kolbeninnenraum bei Unterdruck. Bei einem Kolbenhub schiebt der Kolben einen Teil des bereits angesaugten Öles durch die Ansaugöffnung wieder aus, bis die Ansaugöffnung schließt. Dies führt zu Pulsationen und damit zu dem erwähnten Geräusch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Geräusche im Ansaugbereich des Kolbens zu vermindern. Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, dass dem Kolben im Ansaugbereich ein Dämpfer vorgeschaltet ist. Bei Kolbenpumpen, die mit Obenbefüllung arbeiten, baut man den Dämpfer vorteilhaft in einen Ringraum ein, mit dem jeder Kolben verbunden ist. Dagegen legt man den Dämpfer bei Pumpen mit Ansaugbohrungen im Bereich des Kolbenfußes zweckmäßig in den Kolbenfuß, wobei die Kolbenbohrungen durch den Dämpfer überdeckt sein müssen. Der Dämpfer bremst das einfließende Öl ab und erlaubt eine gleichmäßige Befüllung der Kolben. Der im Kolben untergebrachte Dämpfer schafft außerdem eine Zylinderraumverkleinerung, wodurch sich die Schwingungsmöglichkeit des eingeschlossenen Öles verringert. Dies ergibt weniger Rückwirkungen auf das Rückschlagventil. Der Dämpfer besteht aus einem hochtemperaturfesten Sintermetall, vorzugsweise einem Bronzepulver, dessen hochporöse Kugelform eine exakte Festlegung der Filterfeinheit zuläßt. Da der Werkstoff elastisch ist, kann er Stöße und Schwingungen aufnehmen. Wenn keine so hohe Anforderung an die Hochtemperaturfestigkeit gestellt wird, kann man als Dämpfermaterial auch Kunstoffasern verwenden, die als Packung in den Ringraum oder die Kolbenfüße eingelegt werden.

Eine Ausführungsform besteht darin, daß der Dämpfer innerhalb des Kolbens angeordnet ist und der Dämpfer sich hohlkegel- oder hohlzylinderförmig bis zum Kolbenrand erstreckt, wobei ein im Zylinderraum abgetrenntes Konstantvolumen entsteht. Diese Variante zeichnet sich dadurch aus, daß die Pumpe mit zwei Räumen arbeitet, nämlich dem veränderlichen Volumen im Zylinderraum und einem konstanten Dämpferraum. Dies ergibt einen besonders schwingungsarmen Pumpenbetrieb.

Im folgenden ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Radialkolbenpumpe im Schnitt mit einem Dämpfer in einem Ringraum;
2 eine Radialkolbenpumpe im Halbschnitt ohne äußeres Gehäuse mit einem Dämpfer im Kolbenfuß und
3 eine Variante von 2 mit einem hohlkegelförmigen Dämpfer.
Die Radialkolbenpumpe nach 1 weist einen Pumpenkörper 1 auf, der in einem ringförmigen Gehäuseteil 2 mit einem Auslaß 3 und einem Sammelraum 4 eingebaut ist. Der Sammelraum 4 ist durch einen Stopfen 5 von einem Innenraum 6 getrennt. Im Innenraum 6 ist ein Kolben 7 mit sogenannter Obenbefüllung geführt, d. h., der Kolben 7 saugt Drucköl beim Anschneiden einer Saugbohrung 8 über einen Kolbenrand 7A an. Ein mit einer nicht dargestellten Antriebswelle drehender Exzenter 10, der sich an Anlaufscheiben 11, 12 abstützt, versetzt einen oder mehrere Kolben 7 in Hubbewegungen. Eine Auslaßbohrung 5A im Stopfen 5 ist durch ein Bandfederventil 9 abgedeckt, das beim Rotieren des Exzenters 10 in einer umlaufenden Wellenbewegung die Innenräume 6 der einzelnen Kolben 7 nacheinander freigibt.
Nach der Erfindung ist im Ansaugbereich sämtlicher Kolben 7 in einem Ringraum 13 ein Dämpfer 14 eingebaut. Der Dämpfer 14 besteht aus einem hochtemperaturfesten, hochporösen Sinterwerkstoff, z. B. Bronze. Wenn die Anforderungen an die Temperaturfestigkeit niedriger liegen, läßt sich im Ringraum 13 auch eine Packung aus Kunststoffasermaterial verwenden.
Die 2 zeigt eine Ausführungsform, in der ein Dämpfer 15 im Kolbenfuß im Bereich von Ansaugbohrungen 17 angeordnet ist. Der Dämpfer 15 weist Aussparungen 18 auf, die dafür sorgen, daß das Öl ungehindert über die Ansaugbohrungen 17 in den Innenraum 20 einströmen kann. Zwischen einer Druckfeder 21 und dem Dämpfer 15 befindet sich eine Scheibe 22, die ein leichtes Drehen des Kolbens 23 ermöglicht. Der Kolben 23 saugt, im Gegensatz zu 1, Drucköl über die Ansaugbohrungen 17 an, indem dieser in einen ölgefüllten Exzenterraum 24 eintaucht. Dadurch, daß das Drucköl durch das Dämpfermaterial hindurchströmen muß, wird es in beiden Strömungsrichtungen stark abgebremst und die Schwingungen werden unterdrückt.
In 3 ist der innenliegende Dämpfer 16 hohlkegelförmig oder hohlzylinderförmig ausgeführt. Im unteren Teil ist der Dämpfer 16 wie in 2 gestaltet, an den sich ein in den Innenraum 25 erstreckender hohlkegelförmiger Fortsatz 26 anschließt. Der Dämpfer 16 hat also hier eine große wirksame Fläche, durch die das in den Kolben 28 einströmende Öl gebremst wird. Der Innenraum 25 des Kolbens 28 ist durch den Dämpfer 16 unterteilt und hat ein variables Volumen oberhalb des Dämpfers, während ein Dämpferraum 27 mit einem Konstantvolumen arbeitet. Der unterteilte Zylinderraum wirkt sich besonders günstig auf das Öl-Schwingungsverhalten aus.

1: Pumpenkörper
2: Gehäuseteil
3: Auslaß
4: Sammelraum
5: Stopfen
5A: Auslaßbohrung
6: Innenraum
7: Kolben
7A: Kolbenrand
8: Saugbohrung
9: Bandfederventil
10: Exzenter
11: Anlauafscheibe
12: Anlaufscheibe
13: Ringraum
14: Dämpfer
15: Dämpfer
16: Dämpfer
17: Ansaugbohrungen
18: Aussparungen
19
20: Innenraum
21: Druckfeder
22: Scheibe
23: Kolben
24: Exzenterraum
25: Innenraum
26: Fortsatz
27: Dämpferraum
28: Kolben

Claims

Radialkolbenpumpe, mit mindestens einem durch einen Exzenter in Hubbewegung versetzten Kolben, der Drucköl ansaugt und durch einen im Volumen veränderbaren Zylinderraum über eine Ventileinrichtung ausstößt, wobei zur Dämpfung von Förderschwingungen ein Dämpfer vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (14, 15, 16) auf der Ansaugseite des Kolbens angeordnet ist.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (14) bei Obenbefüllung der Pumpe auf der Ansaugseite in einen Ringraum (13) eingesetzt ist.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (15, 16) im Kolbenfuß im Bereich der Ansaugbohrungen (17) eingesetzt ist.
Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (16) innerhalb des Kolbens (28) angeordnet ist und der Dämpfer (16) sich hohlkegelförmig oder hohlzylinderförmig bis zum Kolbenrand erstreckt, wobei ein Dämpfungsraum (27) mit einem abgetrennten Konstantvolumen entsteht.
Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (14, 15) aus einem hochtemperaturtesten Sinterwerkstoff besteht.
Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (14, 15) aus einem Kunststoffasermaterial besteht.