DE3923529C2 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Radialkolbenpumpen der angeführten Bauart gibt es in Einstrom- oder Mehrstromausführung. Die Einstrom-Ausführung enthält einen Förderkolbensatz zur Versorgung von einem Verbraucher. Eine Mehrstrom-Ausführung enthält mindestens zwei in einem gemeinsamen Gehäuse hintereinanderliegende Förderkolbensätze. Hierbei dient der eine Förderkolbensatz beispielsweise zur Versorgung eines Bremskreises und der andere Förderkolbensatz zur Versorgung eines vom Bremskreis unabhängigen Lenkkreises. Eine bekannte Pumpenanordnung für zwei Ölkreise (DE-PS 29 51 012) arbeitet mit einem Einzylinder und mit einem Sechszylinder-Kolbensatz, wobei ein gemeinsamer in axialer Richtung verlängerter Exzenter beide Kolbensätze betätigt. Der Exzenter dreht sich mit der Antriebswelle in einem im Pumpengehäuse geschaffenen Exzenterraum. In der unteren Hublage des Exzenters tauchen die Förderkolben in den Exzenterraum ein. Die Förderkolben der Sechszylinder-Pumpe saugen das Öl über Saugbohrungen aus dem Exzenterraum an. Der Förderkolben der Einzylinder-Pumpe arbeitet mit sogenannter "Obenbefüllung", wobei er das Öl auf seiner offenen Kopfseite über einen gesonderten Gehäuse- Saugkanal erhält. Wahlweise kann der einzelne Förderkolben das Öl auch durch Saugbohrungen am Kolbenfuß aus dem Exzenterraum ansaugen. Damit besonders die Einzylinder-Pumpe beim Eintauchen ihres Förderkolbens in den Exzenterraum die Sechszylinder-Pumpe durch saugseitige Druckschwankungen nicht beeinflussen kann, trennt man den Exzenterraum durch eine mit dem Exzenter umlaufende Scheibe in zwei Kammern.

Verzichtet man auf den Einbau einer solchen Scheibe, so sind die erwähnten Druckschwankungen die Ursache für eine unterschiedliche Befüllung der Förderkolben der Sechs­ zylinder-Pumpe. Die Scheibe ist öldurchlässig, so daß je­ derzeit ein Niveauausgleich auf beiden Seiten der Scheibe stattfinden kann. Eine weitere Maßnahme zum Abbau der ge­ genseitigen Beeinflussung durch Druckschwankungen besteht darin, daß man den gemeinsamen Sauganschluß für die beiden Pumpen in nebeneinander- oder übereinanderliegende Ringka­ näle aufteilt, die zu den Saugzonen im Zylinderkopf der Einzylinder- bzw. der einen Kammer des Exzenterraumes der Sechszylinder-Pumpe führen. Diese übereinanderliegenden Ringkanäle sind durch eine mit Drosselbohrungen versehene Hülse voneinander getrennt. Auf diese Weise strömt der zur Sechszylinder-Pumpe gehörenden Kammer ein beruhigter Öl­ strom zu, der von den Ansaugvolumenstromschwankungen der Einzylinder-Pumpe nur noch wenig beeinflußt ist. Durch die beschriebenen Vorkehrungen lassen sich zwar durch Druck­ schwankungen verursachte Förderverluste durch teilgefüllte Kolben in der Sechszylinder-Pumpe senken, jedoch ist der dazu notwendige Bauaufwand verhältnismäßig hoch. Ferner ist noch zu beachten, daß die Drosselbohrungen in der Hülse den Ansaugstrom der Sechszylinder-Pumpe mehr oder weniger be­ hindern, so daß auch aus diesem Grunde in einem bestimmten Drehzahlbereich Füllungsverluste entstehen können.

Eine weitere Radialkolbenpumpe, bei der die Laufruhe der Pumpe verbessert werden soll, ist bekannt aus der DE-C2-36 14 480. Bei dieser Radialkolbenpumpe ist ein Druckbegrenzungsventil, das den Höchstdruck der Pumpe be­ grenzt, dicht an der Wand eines Tilgertopfes in das Pumpen­ gehäuse eingesetzt. Die Auslaßseite des Druckbegrenzungs­ ventils steht unmittelbar mit einer an den Saugraum der Pumpe angeschlossenen Ansaugbohrung in Verbindung. Dadurch kann ohne Vergrößerung der Außenabmessungen der Pumpe das wirksame Tilgervolumen erhöht werden.

Bei einer anderen Radialkolbenpumpe, die aus der DE-C2-29 01 240 bekannt ist, wird ein erster Druckraum über Verbindungsbohrungen und -kanäle an einen zweiten Druckraum angeschlossen. Durch diese Ausbildung wird eine geringere Förderstrompulsation und eine geringere Geräuschentwicklung erreicht.

Bei den Radialkolbenpumpen der beiden zuletzt genann­ ten Druckschriften bringt eine Erhöhung der Laufruhe der Pumpe jeweils einen höheren Herstellungsaufwand mit sich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den hohen Herstellungsaufwand für die saugseitige Dämpfung der Druckpulsationen und Förderverluste im Ansaugbereich zu vermeiden. Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprü­ che 1 und 2 gelöst.

Nach der Erfindung sieht man bei eingebauter Pumpe im oberen Gehäuseteil eine an den Exzenterraum angeschlossene Speicherkammer vor. In dieser Speicherkammer scheiden sich beim Ansaugvorgang durch die Wellendrehung und den dabei entstehenden Unterdruck im Exzenterraum, im Öl aufgelöste Luft und die leichteren Ölbestandteile als Gas ab. Da diese Gase leichter als Öl sind, steigen diese als kleine Blasen in der Speicherkammer nach oben. Auf diese Weise bildet sich ein Gaspolster aus, welches die Druckschwankungen glättet. Dies bedeutet, daß sich das Gaspolster bei steigendem Druck verkleinert, so daß die Speicherkammer einen bestimmten Ölvolumenanteil aufnehmen kann, der bei sinkendem Druck wieder in den Exzenterraum abgegeben wird. Die durch das intermitierende Eintauchen der Förderkolben entstehenden Druckunterschiede lassen sich so beträchtlich verringern, woraus sich wiederum eine gleichmäßige Füllung der Förderkolben in der Ansaugphase ergibt.

Nach Anspruch 2 befindet sich in der Verbindung zwischen dem Exzenterraum und der Speicherkammer eine Querschnittsverengung, so daß eine Drosselung stattfindet. Dadurch lassen sich Schwingungen zwischen den beiden Volumina vermeiden.

Da die Speicherkammer nur eine begrenzte Aufnahmefähigkeit haben muß und eine Füllung mit Gas entfällt, läßt sich das Pulsationsproblem am Pumpenauslaß durch den gleichmäßigeren Förderstrom auf einfache Weise lösen. Dies kommt auch der Laufruhe der Pumpe zugute.

Die Erfindung ist am Beispiel einer Mehrstrompumpe für zwei Ölkreise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpen nach Fig. 1.

Ein Pumpengehäuse 1 enthält Kolbensätze z. B. einer Einzylinder-Radialkolbenpumpe 2 und einer Sechszylinder- Radialkolbenpumpe 3. Die Pumpe 2 versorgt z. B. einen Bremsöl- und die Pumpe 3 einen Lenkölkreis. In einer Gehäusebohrung 4 ist eine einen Exzenter 5 tragende Antriebswelle 6 angeordnet. Dieser Exzenter 5 ist so breit ausgeführt, daß er sowohl einen Förderkolben 7 der Pumpe 2 als auch sechs Förderkolben 8 der Pumpe 3 betätigen kann. Die sechs Förderkolben der Pumpe 3 sind in einer zur Antriebswelle 6 rechtwinklig und senkrecht stehenden Ebene gleichmäßig auf den Umfang verteilt. Der Exzenter 5 dreht sich in einem Exzenterraum 10, der über einen Sauganschluß 11 ständig mit Öl gefüllt ist. Der Sauganschluß 11 steht mit einem nicht gezeichneten Öltank in Verbindung. Eine durch einen Bolzen 12 geführte Feder 13 drückt den einzigen Förderkolben 7 gegen eine Umfangsfläche des Exzenters 5. Eine Schraubkappe 14 verschließt eine den Förderkolben 7 enthaltende Zylinderbohrung 15. Im Kolben 7 befindliche Einlaßbohrungen 16 tauchen beim Saughub in den Exzenterraum 10 ein, so daß sich ein Kolbeninnenraum 17 mit Öl füllt. Beim Druckhub preßt der Kolben 7 das Öl über einen Kanal 18 zu einem Auslaßventil 20 (Fig. 2), welches über einen Auslaßanschluß 21 mit einer Bremsleitung verbunden ist. In gleicher Weise tauchen die sechs Förderkolben 8 der Pumpe 3 in den Exzenterraum 10 ein. Schraubkappen 22 decken die Zylinderbohrungen der Förderkolben 8 ab. Alle Förderkolben haben den selben Aufbau wie der zuvor beschriebene Förderkolben 7 der Pumpe 2. Die Innenräume der Förderkolben 8 stehen über Kanäle 23 mit Auslaßventilen 24 in Verbindung. Die Auslaßventile 24 lassen das Drucköl in einen an das Pumpengehäuse 1 angeflanschten Tilgertopf 25 abströmen. Der Tilgertopf 25 hat einen mit einem Lenkventil einer Hilfskraftlenkung in Verbindung stehenden Auslaßanschluß 26. Der Tilgertopf 25 am Pumpenausgang dient zur Glättung der im Lenkölkreis eventuell noch vorhandenen Restpulsation. Druckpulsationen werden nämlich oft im Lenkölkreis als störend empfunden, da diese als sogenanntes Kribbeln am Lenkhandrad spürbar sind. Ein Überdruckventil 27 begrenzt den Druck im Lenkölkreis der Sechszylinder-Pumpe 3 auf einen Höchstwert.

Nach der Erfindung enthält das Pumpengehäuse 1 eine mit dem Exzenterraum 10 verbundene Speicherkammer 28, die bei eingebauter Pumpe im obenliegenden Gehäuseteil angeordnet ist. Diese Speicherkammer 28 kann man sich als Sackbohrung oder als verschlossene Bohrung vorstellen. Die Speicherkammer läßt sich vorteilhaft in das Gehäuse 1 eingießen. Die Verbindung mit dem Exzenterraum 10 erfolgt über eine als Drosselstelle wirkende Querschnittsverengung 30. Da beim Pumpenanlauf und noch kaltem Öl, insbesondere in offenen Kreisläufen, das Öl immer gelöste Luft enthält, ist sichergestellt, daß sich in der an der höchsten Stelle des Gehäuses liegenden Speicherkammer 28 ein Gaspolster ausbildet. Bei den heute verwendeten Zentralhydraulikölen ist die Verdampfung in Abhängigkeit von der Temperatur und der Betriebszeit wesentlich höher als bei den sonst üblichen ATF-Ölen. Die Speicherkammer 28 muß also nicht vor der Inbetriebnahme der Pumpe gefüllt werden. Das Gaspolster baut sich während des Pumpenlaufs selbsttätig auf, indem sich die Gasblasen über die Querschnittsverengung 30 oben in die Speicherkammer 28 abscheiden. Das in der Speicherkammer 28 eingeschlossene Gaspolster dämpft besonders die Druckwellen mit großer Amplitude, die vom Förderkolben der Einzylinder- Kolbenpumpe 2 beim Eintauchen in den Exzenterraum 10 entstehen.

Da sich die Druckpulsation bis zu 9 bar reduzieren läßt, erreicht man eine viel gleichmäßigere Befüllung der Förderkolben 8. Dies verringert auch die Druckpulsation hinter den Auslaßventilen 24, so daß ein kleinerer Tilgertopf 25 ausreicht. Die Verwendung der Speicherkammer 28 ist jedoch nicht nur in Radialkolbenpumpen mit Zwei- oder Mehrkolbensätzen sinnvoll. Auch in einer Einstrompumpe, mit z. B. vier sternförmig angeordneten Förderkolben, beeinflussen sich die Kolben gegenseitig, so daß im Ansaugbereich die beschriebenen Druckschwankungen auftreten. Auch hier läßt sich mit Erfolg eine Speicherkammer 28 zur Beruhigung des Ansaugstromes in das Pumpengehäuse integrieren.

Am wirkungsvollsten ist die Erfindung jedoch in der Bauart als Zweistrompumpe, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt.

Bezugszeichenliste

1

Pumpengehäuse

2

Einzylinder-Radialkolbenpumpe

3

Sechszylinder-Radialkolbenpumpe

4

Gehäusebohrung

5

Exzenter

6

Antriebswelle

7

Förderkolben von

2

8

Förderkolben von

3

9

10

Exzenterraum

11

Sauganschluß

12

Bolzen

13

Feder

14

Schraubkappe

15

Zylinderbohrung von

2

16

Einlaßbohrungen

17

Kolbeninnenraum

18

Kanal

19

20

Auslaßventil

21

Auslaßanschluß

22

Schraubkappe von

3

23

Kanal

24

Auslaßventil

25

Tilgertopf

26

Auslaßanschluß

27

Überdruckventil

28

Speicherkammer

29

30

Querschnittsverengung

Claims (2)

1. Radialkolbenpumpe mit folgenden Merkmalen:

• 1. Ein auf einer Antriebswelle befestigter Exzenter betätigt mehrere sternförmig um die Antriebswelle angeordnete Förderkolben;
• 2. Federn halten die Förderkolben auf dem Exzenter in gleitender Anlage;
• 3. die Förderkolben sind mit Saugbohrungen versehen, die in einen Exzenterraum eintauchen.

dadurch gekennzeichnet, daß in Einbaulage der Pumpe im oberen Gehäuseteil eine an den Exzenterraum angeschlossene Speicherkammer (28) vorgesehen ist.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Exzenterraum (10) und der Speicherkammer (28) als Querschnittsverengung (30) ausgeführt ist.