DE2915239A1

DE2915239A1 - Radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE2915239A1
Application number: DE19792915239
Authority: DE
Inventors: Rudolf Palte
Original assignee: Wepuko Hydraulik & Co Pum GmbH
Current assignee: Wepuko Hydraulik & Co Pum GmbH
Priority date: 1979-04-14
Filing date: 1979-04-14
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2915239C2

Description

RADIALKOLBENPUMPE
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit in einem Pumpengehäuse drehbar gelagertem Zylinderstern mit Radialkolben, die über Gleitschuhe an einer verstellbaren Kurve abgestützt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radialkolbenpumpe für hohe Drücke mit einem möglichst geringen Kostenaufwand bei sicherer Betriebsweise zu schaffen. Bei dieser Pumpe sollen fertigungstechnisch aufwendige gesonderte Kreuzkopfführungen vermieden werden, anderseits aber eine sichere Aufnahme der am Kolben auftretenden Querkräfte gewährleistet sein.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer Radialkolbenpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleitschuhe ohne Formschluß am Kolben anliegen und alle Radialkolben durch mindestens einen Verbindungsring miteinander gekoppelt sind. Der Verbindungsring kann starr oder elastisch sein und entweder mit dem Zylinderstern, gegenüber Pumpengehäuse und Zylinder stern frei beweglich, umlaufen oder aber mit dem die Hubkurve bildenden Exzenterring der Radialkolbenpumpe gekoppelt sein.
Vorteilhafterweise können die Gleitschuhe an der Kontaktstelle mit dem Kolben in einer Kugelkalotte enden oder eine sphärische Lagermulde aufweisen, die in eine passende sphärische Lagermulde auf der äußeren Stirnseite des zugeordneten Radialkolbens eintaucht bzw. in welche ein kugelkalottenförmiges Ende des Radialkolbens eintaucht. Zwecks Erzielung eines hohen hydrostatischen Entlastungsgrades reicht die Kontaktfläche zwischen Radialkolben und Gleitschuh mindestens annähernd über die volle Stirnseite des entweder durchgehend zylindrischen oder aber gestuften Kolbens.
Durch den Verbindungsring werden alle Kolben in einem gleichbleibenden Abstand von der Hubkurve gehalten. Dadurch ist einerseits ein mechanischer Rückzug der Kolben gewährleistet und anderseits kann eine mechanische Koppelung, also eine Formschlußverbindung von Kolben und Gleitschuh, entfallen.
Dadurch, daß alle Kolben durch den Verbindungsring in gleichbleibendem Abstand zur Hubkurve gehalten sind, wird auch ein Lösen der Gleitschuhe von den Kolben verhindert.
Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Radialkolbenpumpe kann auf eine Kugelgelenkverbindung mit voll ausgebildeten Gelenkkugeln zwischen Gleitschuh und Kolben sowie auf die mechanische Sicherung dieser Gelenkkugeln durch Umbördeln oder mittels Sicherungsringen verzichtet werden. Dadurch lassen sich die Gleitschuhe sehr flach ausbilden, so daß sie eine geringe Bauhöhe in Radialrichtung haben. Dadurch kann sich auch ein nur kleines Kippmoment einstellen, was einen relativ kleinen Außendurchmesser des Gleitschuhes erlaubt. Durch den großen Kugelradius wird der Gelenkpunkt praktisch nach außen gespiegelt, was wiederum zu einem kleingehaltenen Kippwinkel führt. Bei den verbreiterten Kolbenenden wird neben der Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Kolben und Gleitschuh gleichzeitig die Bildung einer Anschlagkante für den Verbindungsring an der Kolbenstufe erreicht. Die großen Kontaktflächen und Auflageflächen lassen sich in höherem Grade hydrostatisch entlasten als kleine Flächen.
Durch den gemeinsamen Verbindungsring ist auch die Gefahr beseitigt, daß beim Anfahren und Abstellen der Pumpe Beschädigungen an den Gleitschuhen durch ein Schlagen der Gleitschuhe zwischen Hubkurve und Kolben auftreten. Bei Radialkolbenmaschinen mit unverbreiterten Kolbenenden kann der Verbindungsring zweckmäßig in eine Seitennut der Kolben eingreifen, die nahe dem gleichschuhseitigen Kolbenende ausgebildet ist.
Die Radialzylinder im Zylinderstern können im Bereich der Seitennut der Radialkolben Ausnehmungen aufweisen, so daß der Verbindungsring in die Kolbennut eingreifen kann. Die Kolbennut kann mit einem ebenen Nutgrund ausgebildet sein, wodurch der Verbindungsring gleichzeitig eine Sicherung des Kolbens gegen ein Verdrehen bewirkt. Die Seitennut kann aber auch als Umfangsnut ausgebildet sein, so daß der Verbindungsring ein freies Drehen der Kolben im Zylinder nicht behindert.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Im einzelnen zeigen: Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch den interessierenden Teil einer Radialkolbenpumpe entlang der Linie I-I in Figur 2; Fig. 2 eine Teilseitenansicht des interessierenden Teils der Radialkolbenpumpe; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1; Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Teildarstellung einer zweiten Ausfuhrungsform einer Radialkolbenpumpe.
In der Zeichnung sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile der Radialkolbenpumpe dargestellt. Nicht dargestellt sind das Gehäuse der Pumpe und die Verstelleinrichtung für den außen liegenden Exzenterring 10, an welchem die konkave Hubkurve 11 ausgebildet ist, gegen die sich die flachen Gleitschuhe 12 abstützen. Dargestellt sind der zentrale stationäre Steuerzapfen 13 der Radialkolbenpumpe, der Längskanäle 14, 15 für das Druckmedium und einen saugseitigen und einen druckseitigen Steuerschlitz aufweist, von denen in Fig. 1 der saugseitige Steuerschlitz 16 ersichtlich ist. Auf dem stationären Steuerzapfen 13 ist ein umlaufender Zylinderstern 17 mit beispielsweise elf Zylindern 18 gelagert, in welchen jeweils ein glatter zylindrischer Kolben 19 mit Kolbendichtungsringen 20 gelagert ist.
Die äußere Stirnseite der bei diesem Ausführungsbeispiel durchgehend kreiszylindrischen Kolben 19 ist als sphärische Lagermulde 21 ausgebildet, gegen welche eine an dem flachen Gleitschuh 12 ausgebildete Kugelkalotte 22 anliegt. Der Kolben 19 und der Gleitschuh 12 sind mit zentralen und miteinander fluchtenden Längsbohrungen 23 und 24 versehen, durch welche Druckflüssigkeit aus dem Zylinder 18 zu Kammern 25 und 26 gelangen kann, die für eine hydrostatische Druckentlastung im Bereich der Lagermulde 21 und im Bereich der Hubkurve 11 ausgebildet sind. Eine weitere Druckentlastungsringnut 27 ist auf der Kugelkalotte 22 konzentrisch ausgebildet und über eine oder mehrere Querbohrungen 24t mit der Längsbohrung 24 verbunden. Zur sicheren Führung der Gleitschuhe 12 an der Hubkurve 11 sind die Gleitschuhe 12 zweckmäßig mit einer konvexen sphärischen Gleitfläche versehen, die gegen die an dem außenliegenden verstellbaren Exzenterring 10 ausgebildete, entsprechend konkave Hubkurve anliegt.
Die Gleitfläche kann aber auch zylindrisch ausgebildet sein.
Sämtliche Kolben 19 der Radialkolbenpumpe sind durch einen starren, achsparallel zum Steuerzapfen 13 angeordneten Verbindungsring 28 miteinander verbunden, der mit einem äußeren Anlageflansch 29 versehen ist.
Der Verbindungsring 28 ragt in eine ebene Seitennut 30, die jeder Kolben im Bereich seines gleitschuhseitigen Endes aufweist. Um ein Eingreifen des Verbindungsringes 28 in die Seitennuten 30 der Kolben 19 zu ermöglichen, weist der Zylinderstern 17 an jedem Zylinder 18 eine über den Hubbereich der Seitennut 30 reichende, aus Fig. 2 ersichtliche Ausnehmung 31 auf. Der Verbindungsring 28 ist in Radialrichtung frei beweglich, so daß er die Bewegung der durch die Hubkurve 11 gesteuerten Kolben 19 mitmacht. Er ist lediglich gegen eine Axialverschiebung durch eine am Zylinderstern 17 lösbar befestigte Sicherungsscheibe 32 gehindert.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Radialkolbenpumpe, bei welcher die Kolben 19' einen verbreiterten äußeren Endbereich 33 aufweisen.
Die Stufe 34 zwischen dem in den Zylinder eintauchenden Teil des Kolbens 19' und dem verbreiterten Kolbenendbereich 33 bildet einen Anschlag für das eine Ende eines abgewinkelten Verbindungsringes 28', der mit seinem anderen abgewinkelten Ende in eine Seitennut 35 des die Hubkurve 11 tragenden Exzenterringes 10 eingreift, so daß hier eine Koppelung der Kolben 19' und der anschließenden Gleitschuhe 12' mit dem Exzenterring 10 besteht.
Das Ende des verbreiterten äußeren Kolbenendbereichs 33 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Kugelkalotte 22' ausgebildet, die eine den Querschnitt des in den Zylinder ragenden Teils des Kolbens 19' weit übersteigende Anlagefläche gegen eine entsprechend sphärische Lagermulde 21t des anschließenden Gleitschuhes 12' bildet.
Bei beiden dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen läuft der Verbindungsring 28 oder 28' immer konzentrisch zur Hubkurve 11 und hält somit zwangsläufig auch im Stillstand der Pumpe alle Kolben 19, 19' im gleichen Abstand von der Hubkurve 11.
Dadurch wird auch jeder Gleitschuh 12 oder 12' zwischen der Hubkurve 11 und seinem zugeordneten Kolben 19 oder verbreiterten Kolbenendabschnitt 33 eingeschlossen gehalten, so daß die sonst übliche mechanische Sicherung der Gelenkverbindung zwischen Kolben und Gleitschuh entfallen kann. Dadurch wiederum läßt sich der Gleitschuh 12, 12' in der aus der Zeichnung ersichtlichen flachen Bauweise mit günstigen großen Lagerflächen auf beiden Seiten herstellen.

Claims

Patentansprtiche: 1. Radialkolbenpumpe mit drehbar gelagertem Zylinderstern mit Radialkolben, die über Gleitschuhe an einer verstellbaren Hubkurve abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe (12) ohne Formschluß an den Radialkolben (19) anliegen und alle Radialkolben (19) durch mindestens einen Verbindungsring (28) miteinander gekoppelt sind.
2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (28) gegenüber dem Pumpengehäuse und dem Zylinderstern (17) frei beweglich mit dem Zylinderstern (17) umlaufend ist.
3. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring mit dem die Hubkurve (11) bildenden Pumpenteil (Exzenterring 10) gekoppelt ist.
4. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (28) starr ausgebildet ist.
5. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (28) elastisch ausgebildet ist.
6. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschuhe (12) innenseitig in einer Kugelkalotte (22) oder einer sphärischen Lagermulde enden, die in eine passende sphärische Lagermulde (21) oder auf eine Kugelkalotte auf der äußeren Stirnseite des zugeordneten Radialkolbens (19) eintaucht bzw.

aufgesetzt ist, wobei sich die sphärischen Kontaktflächen mindestens annähernd über den vollen Querschnitt des Radialkolbenendes erstrecken.
7. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkolben (19') gestuft sind, dergestalt, daß das gleitschuhseitige Kolbenende einen größeren Durchmesser als die Zylinder (18) hat und die Stufung im Bereich des gleitschuhseitigen Kolbenendes eine Anlagefläche für den Verbindungsring bildet.
8. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (28) in eine Seitennut (30) der Radialkolben (19) eingreift, die nahe dem gleitschuhseitigen Kolbenende mit ebenem Nutgrund oder als Ringnut ausgebildet ist.
9. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (28) als zum Zylinderstern (17) achsparalleler Kreiszylinderring ausgebildet ist, der mit einem Endflansch (29) in Anlage gegen eine koaxial am Zylinderstern (17) befestigte Sicherungsscheibe (32) steht.
10. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der im Zylinderstern ausgebildeten Radialzylinder (18) im Bereich der Seitennut (30) der Radialkolben (19) Ausnehmungen (31) für den Verbindungsring (28) aufweisen.
11. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerflächen des Gleitschuhes (12) in bekannter Weise mit Druckmedium gefüllte Entlastungsräume (25, 26, 27) begrenzen, die über eine Längsbohrung (23) im Radialkolben (19) und im Gleitschuh (12) mit dem zugehörigen Radialzylinder (18) des Zylindersternes (17) kommunizieren.
12. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkolben (19) auf ihrer gleitschuhseitigen Endfläche oder der Gleitschuh auf seiner Kolbenanlagefläche mindestens eine konzentrische Druckentlastungs-Ringnut (27) aufweist, die über mindestens eine Bohrung (24') mit der Längsbohrung (23, 24) im Radialkolben (19) bzw. im Gleitschuh (12) verbunden ist.