DE3829698A1

DE3829698A1 - Kolbenpumpe, insbesondere radialkolbenpumpe

Info

Publication number: DE3829698A1
Application number: DE19883829698
Authority: DE
Inventors: Georg Liska
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-09-05
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1989-03-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 2.

Eine derartige Kolbenpumpe mit einer über einen Ventilsitz geschobenen Bandfeder ist aus der DE-PS 28 52 852 bekannt. Die Bandfeder ist in dieser Ausführung ringförmig geschlossen ausgeführt, so daß sie sich ohne Nachteile für die Abdichtung während des Betriebs auf ihrem Ventilsitz drehen kann. Ringförmige Bandfedern sind in der Herstellung verhältnismäßig teuer, da man diese von einem speziell gefertigten Stahlrohr abtrennen muß.

Verwendet man dagegen offene Bandfedern, entsprechend der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 37 14 381.6, so müssen diese aus Funktionsgründen mit einer Verdrehsicherung ausgerüstet sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für offene Bandfedern eine möglichst einfache Verdrehsicherung zu finden bei gleichzeitiger einwandfreier Dichtheit des aus Ventilsitz und Bandfeder bestehenden Bandventils.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale nach den Ansprüchen 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen enthalten die Ansprüche 3 bis 5.

Nach der Erfindung sieht man am Ventilsitz eine teilkreisförmige und eine dieser gegenüberliegende abgeflachte Umfangswand vor, wobei sich die Auslaßöffnungen im Bereich der teilkreisförmigen, von der Bandfeder abgedichteten Umfangswand befinden. Die Enden der Bandfeder liegen an der abgeflachten Umfangswand an und erhöhen somit die Anpreßkraft auf die Kontaktfläche im Bereich der Auslaßöffnungen. Die vorgespannte Bandfeder sucht sich mit ihren spangenartigen Enden die Stelle mit der geringsten Vorspannung auf der abgeflachten Umfangswand. Auf diese Weise hält sich die Bandfeder auf dem Ventil selbst gegen Verdrehen fest. Ein gesondertes Sicherungselement, z. B. ein Sicherungsstift, kann somit entfallen.

In einer anderen Ausführungsform hat der Ventilsitz einen ovalen oder elliptischen Querschnitt mit einer größten und einer kleinsten Achse. Hier liegen sich die Auslaßöffnungen auf den Abflachungen der kleinen Achse gegenüber. Die Bandfeder liegt im Bereich der Auslaßöffnungen dichtend an und "zentriert" sich dort gleichzeitig, so daß sich wiederum eine Verdrehsicherung ergibt.

Bei beiden Ausführungen läßt sich die von der Kreisform abweichende Kontur des Ventilsitzes ohne besonderen Aufwand z. B. durch Gießen oder Walzen oder durch Drehen bzw. Schleifen im Kopierverfahren herstellen. Ein zusätzlicher Montageaufwand für die Bandfeder entfällt. Die Bandfeder ist sehr leicht, wodurch sich die dynamischen Eigenschaften verbessern.

In einer auf dem Bauprinzip von Anspruch 1 beruhenden Ausführung weist der Ventilsitz im Bereich der Auslaßöffnungen Überhöhungen auf, die als Dichtfläche für die Bandfeder dienen. Die Enden der Bandfeder umgreifen zur Lagefixierung eine ebene Abflachung des Ventilsitzes. Durch die kleine Kontaktfläche an den Überhöhungen ergibt sich eine nur geringe Differenzfläche, die sich beim Öffnungshub vom Pumpendruck leicht überwinden läßt. Ebenso läßt sich durch die viel kleinere Kontaktfläche die Ursache für das sogenannte "Kleben" (Adhäsion) nahezu vermeiden. Die Ventilgeräusche liegen deshalb niedriger. Die kleinere Dichtlänge an den Überhöhungen ergibt außerdem eine größere Ventildichtheit.

Die Kontaktfläche auf dem Ventilsitz läßt sich auch dadurch verkleinern, daß die Bandfeder vom Ventilsitz abstehende Wellenbögen aufweist und die auf der teilkreisförmigen Umfangswand liegenden Auslaßöffnungen durch einen zwischenliegenden Dichtabschnitt verschlossen ist. Auch hier liegt die Bandfeder nur auf einem Teil ihres Umfanges am Ventilsitz an, so daß die Drucküberhöhung beim Öffnen klein bleibt. Die Lagestabilisierung der Bandfeder erfolgt, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungen, durch eine Abflachung am Ventilsitz.

Nach einem weiteren Merkmal können die Auslaßöffnungen am Ventilsitz zur Vergrößerung des Austrittsquerschnitts mit Kerben, Ansenkungen, Anflächungen oder dergleichen versehen sein. Auch durch diese Maßnahme läßt sich die vom Pumpendruck an der Auslaßöffnung zu überwindende Differenzfläche möglichst klein halten.

Die Erfindung ist anhand der gezeichneten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Radialkolbenpumpe;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, wegen der besseren Übersichtlichkeit bei fortgelassenem Förderkolben;

Fig. 3 das Bandventil nach Fig. 2, jedoch geöffnet;

Fig. 4 bis Fig. 8 weitere zeichnerisch vereinfachte Ausführungen teilweise in geschlossener bzw. geöffneter Stellung und

Fig. 9 bis Fig. 11 Ausschnitte von vergrößerten Draufsichten auf verschiedene Auslaßöffnungen.

Nach Fig. 1 enthält ein Pumpengehäuse 1 eine Antriebswelle 2 mit einem Exzenter 3. Der Exzenter 3 betätigt mehrere radial in einem Kolbenträger 5 geführte Förderkolben 4, von welchem der Einfachheit halber nur einer gezeichnet ist. Das Drucköl strömt von einem nicht gezeichneten Behälter über eine Zulaufbohrung 6 in einen Exzenterraum 7. Der Förderkolben 4 ist an seiner Außenseite durch einen hutförmigen Ventilsitz 8 verschlossen. Der Ventilsitz 8 dient gleichzeitig zum Abstützen einer Feder 10, welche den Förderkolben 4 gegen den Exzenter 3 drückt. Der Ventilsitz 8 ist mit einem ringförmigen Absatz 11 in eine Bohrung des Kolbenträgers 5 eingepreßt.

Die Fig. 2 zeigt, daß der Ventilsitz 8 eine teilkreisförmige und eine abgeflachte Umfangswand 12 bzw. 13 aufweist. Im Bereich der teilkreisförmigen Umfangswand 12 befinden sich Auslaßöffnungen 14, welche mit einem Innenraum 15 des Förderkolbens 4 Verbindung haben. Eine über den Ventilsitz 8 geschobene offene Bandfeder 16 liegt an den Auslaßöffnungen 14 dichtend an. Enden 16 A und 16 B umgreifen die abgeflachte Umfangwand 13 mit Vorspannung. Beim Saughub tauchen Einlaßöffnungen 17 (Fig. 1) im Förderkolben 4 in den Exzenterraum 7 ein, so daß sich der Innenraum 15 mit Drucköl füllt. Beim nachfolgenden Druckhub stößt der Förderkolben 4 das eingeschlossene Drucköl an den Auslaßöffnungen 14 über die sich aufwölbende Bandfeder 16 (Fig. 3) aus. Dabei spreizen sich auch die Enden 16 A und 16 B von der abgeflachten Umfangswand 13 ab. Eine die Bandfeder 16 umgebende Kammer 18 hat über einen ringförmigen Druckraum 20 mit einem zu einem Verbraucher führenden Auslaß 21 Verbindung.

Wie bereits erläutert, umgreift die Bandfeder 16 den Ventilsitz 8 mit Vorspannung. Sie sucht sich deshalb während des Pumpenbetriebs immer die Stelle auf dem Ventilsitz 8, die die geringste Vorspannung erzeugt. Die Bandfeder 16 hält sich in dieser Lage selbst und kann sich daher nicht verdrehen.

Die Ausführung nach Fig. 4 und 5 hat einen Ventilsitz 22 mit einem ovalen oder elliptischen Querschnitt, d. h., dieser hat einen größten auf der Achse C liegenden, und einen kleinsten auf der Achse D liegenden Durchmesser. Hier "zentriert" sich eine Bandfeder 23 auf Abflachungen 24 und 25 der Achse D, auf der auch Auslaßöffnungen 26 und 27 liegen. Die Fig. 5 zeigt die beim Druckhub auf ihrer gesamten Umfangslänge vom Ventilsitz 22 abgehobene Bandfeder 23.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine weitere mögliche Ausführung mit einem Ventilsitz 28, der eine abgeflachte Umfangswand 30 als Anlage für die Enden einer Bandfeder 31 und eine teilkreisförmige Umfangswand 32 als Dichtfläche für Auslaßöffnungen 33 aufweist. Die Bandfeder 31 ist mit Wellenbögen 34 und 35 versehen, zwischen welchen die Dichtfläche an den Auslaßöffnungen 33 liegt. Im Gegensatz zu Fig. 2 und 3 spreizen sich hier die Enden der Blattfeder 31 von der abgeflachten Umfangswand 30 beim Druckhub nicht ab.

In einer weiteren Ausführung nach Fig. 8 sind auf einer teilkreisförmigen Umfangswand 36 Überhöhungen 38 für Auslaßöffnungen 37 vorgesehen. Eine Bandfeder 40 liegt dichtend auf diesen Überhöhungen 38 auf, während sich ihre Enden an einer abgeflachten Umfangswand 41 abstützen. Die vom Pumpendruck zu überwindende Differenzfläche im Bereich der Überhöhungen 38 auf der Innenseite der Bandfeder 40 ist hier sehr klein, weil der Ausgangsdruck in Aussparungen 42 unterhalb der Blattfeder 40 auf diese entlastend wirkt. Durch die verringerte Dichtfläche läßt sich das "Kleben" der Bandfeder weitgehend vermeiden.

Die Fig. 9 bis 11 stellen verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für den Mündungsbereich der Auslaßöffnungen dar. Fig. 9 zeigt eine Auslaßöffnung mit einer Ansenkung 43. Nach Fig. 10 läßt sich die Ansenkung mit einer zusätzlichen Kerbe 44 verlängern. Fig. 11 zeigt eine Auslaßöffnung innerhalb einer Tasche 45, die man z. B. durch Prägen herstellen kann. Diese Maßnahmen dienen dazu, die druckbeaufschlagte Fläche auf der Innenseite der Bandfeder möglichst groß zu machen, so daß der für das Öffnen nötige Differenzdruck niedrig liegt.

Bezugszeichen

1 Pumpengehäuse
2 Antriebswelle
3 Exzenter
4 Förderkolben
5 Kolbenträger
6 Zulaufbohrung
7 Exzenterraum
8 Ventilsitz
9 -
10 Feder
11 ringförmiger Absatz
12 teilkreisförmige Umfangswand
13 abgeflachte Umfangswand
14 Auslaßöffnungen
15 Innenraum
16 Bandfeder
16 A Ende von 16
16 B Ende von 16
17 Einlaßöffnungen
18 Kammer
19 -
20 ringförmiger Druckraum
21 Auslaß
22 Ventilsitz
23 Bandfeder
24 Abflachung
25 Abflachung
26 Auslaßöffnung
27 Auslaßöffnung
28 Ventilsitz
29 -
30 abgeflachte Umfangswand
31 Bandfeder
32 teilkreisförmige Umfangswand
33 Auslaßöffnungen
34 Wellenbogen
35 Wellenbogen
36 teilkreisförmige Umfangswand
37 Auslaßöffnungen
38 Überhöhungen
39 -
40 Bandfeder
41 abgeflachte Umfangswand
42 Aussparungen
43 Ansenkung
44 Kerbe
45 Tasche

Claims

1. Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:

- es ist mindestens ein federbelasteter Förderkolben durch ein auf einer Antriebswelle angeordnetes Hubglied betätigbar;
- jedem Förderkolben ist ein im Pumpengehäuse befestigtes Ventil zugeordnet, das aus einem von der Kreisform abweichenden zylindrischen Ventilsitz besteht;
- der Ventilsitz hat auf einer teilkreisförmigen Umfangswand Auslaßöffnungen;
- über den Ventilsitz ist eine Bandfeder geschoben, die in der Saugphase die Auslaßöffnungen abdichtet,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- der teilkreisförmigen Umfangswand (12) liegt eine abgeflachte Umfangswand (13) gegenüber und
- Enden (16 A und 16 B) der Bandfeder (16) umgreifen die abgeflachte Umfangswand (13), so daß die Bandfeder (16) gegen Drehen gesichert ist (Fig. 2 und 3).

2. Kolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:

- es ist mindestens ein federbelasteter Förderkolben durch ein auf einer Antriebswelle angeordnetes Hubglied betätigbar;
- jedem Förderkolben ist ein im Pumpengehäuse befestigtes Ventil zugeordnet, das aus einem ovalen oder elliptischen Ventilsitz besteht;
- über den Ventilsitz ist eine Bandfeder geschoben, die beim Saughub im Ventilsitz vorhandene Auslaßöffnungen abdichtet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- die Auslaßöffnungen (26) befinden sich an Abflachungen (24 und 25) im Bereich der kleineren Achse (D) und
- die Bandfeder (23) liegt im Bereich der Abflachungen (24 und 25) an, so daß diese gegen Drehen gesichert ist (Fig. 4 und 5).

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandfeder (31) zur Erzielung einer Vorspannung vom Ventilsitz (28) außerhalb des Dichtbereichs abstehende Wellenbögen (34 und 35) aufweist (Fig. 6 und 7).

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Auslaßöffnungen (37) Überhöhungen (38) vorgesehen sind (Fig. 8).

5. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen zur Vergrößerung des Austrittsquerschnitts Ansenkungen (43), Ansenkungen mit Kerben (44) oder Taschen (45) aufweisen (Fig. 9 bis 11).