DE3930248C2 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Radialkolbenpumpe ist aus der DE 36 23 797 A1 bekannt. Wenn bei einer derartigen Radialkolbenpumpe die Zylinder-Kolben-Einheit der einen Normalebene einen Hydraulikkreis speisen soll, welcher von dem Hydraulikkreis der Zylinder- Kolben-Einheiten der anderen Normalebenen getrennt ist, können die Betriebskennwerte der Hydraulik­ kreise nur dadurch unterschiedlich gestaltet wer­ den, daß die Zylinder-Kolben-Einheiten der beiden Normalebenen nach Volumen und Hub unterschiedlich gestaltet werden. Da sämtliche Zylinder-Kolben- Einheiten jedoch von derselben Exzenterwelle betä­ tigt werden, ist die unterschiedliche Auslegung nur in Grenzen möglich und vielfach auch deswegen uner­ wünscht, weil dadurch die Verwendbarkeit der Bause­ rie stark eingeschränkt wird.

Aus der DE 29 51 012 C2 ist eine Radialkolbenpumpe bekannt, die mehrere in parallelen Normalebenen an­ geordnete Zylinder aufweist. Die Zylinder einer Normalebene weisen eine sogenannte Untenbefüllung und die Zylinder der anderen Normalebene eine soge­ nannte Obenbefüllung auf. Die Kolben einer Normal­ ebene werden also in der Nähe ihres dem Exzenter zugewandten Bodens mit dem zu fördernden Medium be­ aufschlagt. Den Kolben der anderen Normalebene wird das zu fördernde Medium an ihrer dem Exzenter abge­ wandten, oberen Seite zugeführt. Da jedoch die Kol­ ben beider Normalebenen über denselben Exzenter an­ getrieben werden, ist auch der Kolbenhub für alle Kolben gleich. Somit ist die Auslegung der bekann­ ten Radialkolbenpumpe hinsichtlich der Betriebs­ kennwerte der Hydraulikkreise nur in Grenzen mög­ lich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Radialkol­ benpumpe der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß mehrere voneinander getrennte Hydraulikkreise voneinander unterschiedliche Förderkennwerte erhal­ ten, ohne daß hierzu Hub und Volumen der Pumpen verändert werden.

Die Aufgabe wird mit einer Radialkolbenpumpe ge­ löst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß der Füllungsgrad der Radialkolbenpumpe durch die Drosselung und/oder die Einlaßzeit beeinflußt werden kann und daß es möglich ist, die Radialkol­ benpumpe ohne Leistungsverlust auch mit einem Fül­ lungsgrad kleiner 100% zu betreiben. Durch die Er­ findung ist es möglich, die hydraulischen Kennwerte der Pumpe ohne Änderung der Baugröße allein durch die Lage und/oder Größe der Einlaßbohrung zu beein­ flussen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß im Einlaßkanal zu dem Einlaßraum eine Drossel, vorzugsweise eine verstellbare Drossel, angeordnet ist, wobei die verstellbare Drossel durch einen verstellbaren Kolben realisiert sein kann. Dadurch ist es möglich, auch eine simultane Steuerung der hydraulischen Kennwerte vorzunehmen.

Die unterschiedlichen hydraulischen Kennwerte der Zylinder/Kolben benachbarter Normalebenen haben auch unterschiedliche dynamische Eigenschaften der Pumpe zur Folge. Bei der Auslegung der jeweils von einer Umfangsnut gebildeten Auslaßkanäle gemäß An­ spruch 3 erfolgt eine vorteilhafte Anpassung der Auslaßkanäle. Eine erhöhte Dämpfungswirkung tritt ein, wenn die Umfangsnut der einen Normalebene grö­ ßer ist als die Umfangsnut der anderen Normalebene, wobei die größere Umfangsnut ringförmig über der benachbarten, kleineren Umfangsnut liegen kann.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei­ spiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Radialkolbenpumpe mit mehreren in parallelen Normalebenen angeordneten Zylindern.

Die Radialkolbenpumpe weist einen Flansch 1 am Pum­ penkörper 2 auf. Der zylindrische Pumpenkörper 2 wird durch einen Mantel 3 dichtend umgeben. Der Pumpenkörper 2 ist auf der einen Axialseite durch einen Deckel 4 abgeschlossen. In dem Pumpenkörper 2 sind eine Anzahl von Zylindern 5 mit radial liegen­ der Zylinderachse eingebracht. Diese Zylinder 5 sind in zwei unterschiedlichen Normalebenen 14 und 15 angeordnet. Diese Normalebenen 14 und 15 haben einen axialen Abstand voneinander, der größer als der Zylinderradius ist und in der Größenordnung ei­ nes Zylinderdurchmessers liegt. Die Zylinder 5 ei­ ner Normalebene 14 beziehungsweise 15 sind mit gleichbleibenden Zentriwinkeln auf dem Umfang der Radialkolbenpumpe verteilt. Die Zylinder 5 benach­ barter Normalebenen 14 und 15 sind gegeneinander um vorzugsweise ebenfalls konstante Zentriwinkel ver­ setzt. In den Zylindern 5 sind Kolben 6.1 und 6.2 beweglich. Jeder Kolben 6.1 und 6.2 wird durch eine Feder 7 radial einwärts gegen einen Exzenter 9 ge­ drückt. Der Exzenter 9 ist auf einer Welle 8 bezie­ hungsweise an der Welle 8 gelagert. Die Welle 8 ist im Pumpenkörper 2 in Gleitlagern gelagert. Die Gleitlager werden durch Dichtungen 20 abgedichtet. In die Antriebsseite der Welle 8 ist ein Polygon eingebracht, in dem ein entsprechend polygonales Kupplungsstück 21 liegt. Das Kupplungsstück 21 weist Kupplungslappen 22 auf, die in eine Antriebs­ welle 23 greifen. Der Exzenter 9 befindet sich in einem ölgefüllten Einlaßraum 11, der durch einen Einlaßkanal 10 mit einem Öltank (nicht dargestellt) für Hydrauliköl verbunden ist. Jeder Kolben 6.1 be­ ziehungsweise 6.2 weist Einlaßöffnungen 12.1 bezie­ hungsweise 12.2 auf, durch die die Zylinder 5 im Bereich der unteren Totlage der Kolben 6.1 und 6.2 mit Öl gefüllt werden. Radial außen weisen die Zy­ linder 5 Auslaßbohrungen 13.1 beziehungsweise 13.2 auf. Diese Auslaßbohrungen 13.1 und 13.2 münden in einer Umfangsnut 16.1 beziehungsweise 16.2, die in einem ringförmigen Ventilkörper 25 auf dessen Au­ ßenumfang angeordnet sind. Der ringförmige Ventil­ körper 25 ist auf den Zylindermantel des Pumpenkör­ pers 2 dichtend aufgesetzt. Der Ventilkörper 25 weist jeweils die Auslaßbohrungen 13.1 und 13.2 auf, die jeden der Zylinder 5 mit einer der Um­ fangsnuten 16.1 beziehungsweise 16.2 verbinden. In der Umfangsnut 16.1 beziehungsweise 16.2 liegt ein ringförmiges Ventilband 17.1 beziehungsweise 17.2, das die Auslaßbohrungen 13.1 beziehungsweise 13.2 überdeckt. Diese Ventilbänder 17.1 beziehungsweise 17.2 öffnen sich, wenn ein entsprechender Auslaß­ druck in den Zylindern 5 und Auslaßbohrungen 13.1 beziehungsweise 13.2 ansteht. Andererseits versper­ ren die Ventilbänder 17.1, 17.2 die Auslaßbohrungen 13.1 beziehungsweise 13.2 gegen rückströmendes Öl.

Die auf dem Umfang des Ventilkörpers 25 gebildete Umfangsnut 16.2 wird durch einen Abdeckring 28 ver­ schlossen. Diese Umfangsnut 16.2 bildet hierdurch einen geschlossenen Auslaßkanal. Dieser Auslaßkanal ist durch eine Bohrung oder mehrere Bohrungen 30 mit einem Sammelraum 18 verbunden, der wiederum zu einem Auslaßkanal 19.2 des ersten Hydraulikkreis­ laufes führt.

Die Umfangsnut 16.1 des Ventilkörpers 25 wird durch den Mantel 3 abgedeckt und verschlossen. Dabei ist der Innendurchmesser des Mantels 3 so groß, daß der entstehende Auslaßkanal in axialer Richtung sich auch über die Umfangsnut 16.2 des ersten Hydraulik­ kreislaufes erstreckt. Ferner sind der Ventilkörper 25, der Pumpenkörper 2 und der Mantel 3 so gestal­ tet, daß der Mantel 3 exzentrisch zur Welle 8 liegt. Dadurch ändert sich auch die Querschnitts­ fläche der Umfangsnut 16.1 über den Umfang der Um­ fangsnut 16.1, da die äußere Begrenzungsfläche der Umfangsnut 16.1 exzentrisch zur inneren Begren­ zungsfläche liegt. Die Umfangsnut 16.1 ist mit dem Auslaß 19.1 des zweiten Hydraulikkreises verbunden.

Der Einlaßraum 11 der Pumpe ist über den Einlaßka­ nal 10 mit dem Öltank verbunden. Dabei ist ein ver­ stellbares Drosselventil - hier - in Form eines axial verstellbaren Kolbens 29 vorgesehen, durch den der Einlaßquerschnitt mehr oder weniger verstellt und gedrosselt werden kann.

Das Öl des Einlaßraums 11 gelangt in der unteren Totlage der Kolben 6.1 und 6.2 - hier dargestellt für den Kolben 6.1 - durch die Einlaßöffnungen 12.1 in den jeweiligen Zylinderinnenraum. Dabei sind die Einlaßöffnungen 12.1 der Kolben 6.1, durch die der zweite Hydraulikkreis beschickt wird, am Boden der Kolben 6.1 angeordnet und haben einen verhältnismä­ ßig großen Querschnitt. Andererseits sind die Ein­ laßöffnungen 12.2 in den Kolben 6.2, durch die der erste Hydraulikkreis beschickt wird, mit einem Ab­ stand vom Kolbenboden angeordnet und sie haben ei­ nen verhältnismäßig kleinen Querschnitt. Durch die Lage und Größe der Einlaßöffnungen 12.1 wird er­ reicht, daß die Zylinder 5 der Kolben 6.1 auch bei hohen Drehzahlen stets gefüllt werden. Die Förde­ rung durch den Auslaß 19.1 ist daher über den ge­ samten Drehzahlbereich - zum Beispiel bei Antrieb durch einen Kraftfahrzeugmotor - drehzahlabhängig und sehr groß. Da aber auch die Umfangsnut 16.1 groß ausgeführt ist, werden Geräusche und Schwin­ gungen, die durch die Unstetigkeit der Förderungen verursacht werden könnten, gut gedämpft. Die Lage der Einlaßöffnungen 12.2 in den Kolben 6.2 des er­ sten Hydraulikkreises ist dagegen so, daß nur bei geringeren Drehzahlen eine vollständige Füllung der Zylinder 5 erfolgt. Von einer bestimmten Drehzahl an bleibt der Füllungsgrad und damit auch die För­ derung dieser Zylinder 5 drehzahlunabhängig. Daher ist der an der Umfangsnut 16.2 vorliegende Auslaß­ kanal relativ klein und es genügt die Größe des Sammelraums 18, um Pulsationen erfolgreich zu dämp­ fen.

Durch Verstellung des Kolbens 29 kann der gemeinsa­ me Einlaßstrom mehr oder weniger gedrosselt und hierdurch die Förderung herabgesetzt werden. Das wirkt sich bei hohen Drehzahlen im wesentlichen nur auf den Füllungsgrad der Zylinder 5 der Kolben 6.1 mit den großen Einlaßöffnungen 12.1 aus. Daher ist durch den Kolben 29 die Möglichkeit gegeben, auch die Förderleistung dieses zugeordneten Hydrauliksy­ stems noch zu beeinflussen.

Claims (5)

1. Radialkolbenpumpe mit mehreren in parallelen Normalebenen angeordneten Zylindern, die jeweils über ein Rückschlagventil und einen Auslaßkanal in einen Auslaß münden, wobei den Zylindern jeweils einer Normalebene jeweils ein Auslaß zugeordnet ist, der mit dem Auslaß der anderen Normalebene nicht in Verbindung steht und deren Kolben mit ei­ nem gemeinsamen Exzenter kämmen und über eine Ein­ laßbohrung mit einem den Exzenter umgebenden Ein­ laßraum kommunizieren, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Lage der Einlaßbohrungen (12.1, 12.2) an den Kolben (6.1, 6.2) und/oder die Größe der Einlaß­ bohrungen (12.1, 12.2) für die Kolben (6.1, 6.2) der beiden Normalebenen (14, 15) unterschiedlich vorge­ geben wird.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Einlaßkanal (10) zu dem Ein­ laßraum (11) eine Drossel, vorzugsweise eine ver­ stellbare Drossel (Kolben (29)), angeordnet ist.

3. Radialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein von einer Umfangsnut (16.1, 16.2) gebildeter Auslaßkanal in der jeweiligen Normalebene (14, 15) angeordnet ist, der das Pumpengehäuse (2) ringförmig umgibt.

4. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Umfangsnut (16.1) der einen Normalebene (15) größer ist als die Umfangsnut (16.2) der anderen Normalebene (14).

5. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die größere Umfangsnut (16.1) ringförmig über der benachbarten, kleineren Um­ fangsnut (16.2) liegt.