EP4337860A1 - Radial piston pump, and process for manufacturing a radial piston pump - Google Patents

Radial piston pump, and process for manufacturing a radial piston pump

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Publication number
EP4337860A1
EP4337860A1 EP22727022.0A EP22727022A EP4337860A1 EP 4337860 A1 EP4337860 A1 EP 4337860A1 EP 22727022 A EP22727022 A EP 22727022A EP 4337860 A1 EP4337860 A1 EP 4337860A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radial piston
piston pump
retaining ring
pump according
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22727022.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulf MÜLLER
Tim Müller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, Thyssenkrupp Dynamic Components GmbH filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP4337860A1 publication Critical patent/EP4337860A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0421—Cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a radial piston pump, in particular a radial piston compressor, according to the preamble of claim 1, and a method for producing a radial piston pump according to the preamble of claim 20, 21, 22 and/or 23.
  • a radial piston pump is an element of fluid technology.
  • this pump which can also be referred to as a pump based on the radial piston principle
  • the piston-working chamber combinations are arranged radially and perpendicularly to the drive shaft, in contrast to an axial piston compressor.
  • the conveying or lifting movement of each individual working piston is caused by an eccentric located on the drive shaft.
  • the radial piston pump comprises a plurality of piston/working chamber combinations which extend in a star shape and radially from the drive shaft.
  • the radial piston pump pumps a fluid from a low-pressure space into a high-pressure space.
  • Radial piston pumps are used, for example, as compressors for coolants in air conditioning systems in motor vehicles, in particular also in electrically driven motor vehicles.
  • a radial piston pump can also be referred to as a radial piston compressor or refrigerant compressor based on the radial piston principle.
  • the present invention relates to the improvement of a radial piston pump, in particular a refrigerant compressor based on the radial piston principle, the lifting function of which is transmitted to the pistons by means of circular eccentrics.
  • the valves for the gas exchange process are preferably arranged as follows.
  • the inlet valves are arranged radially with respect to the axis of rotation of the eccentric shaft, i.e. near the head side of the respective piston.
  • the outlet valves are preferably arranged axially, which brings advantages in terms of installation space and increases the freedom of design for the inlet valves, in particular larger valve diameters, greater bending lengths, possibly several inlet valves, etc.
  • a radial piston pump also includes a cover.
  • the cover is designed, for example, as a preassembled subassembly and, in addition to the cover, includes a seal, an inlet valve plate with a reed valve and two fastening pins that hold the subassembly together.
  • the intake valve in particular the valve plate with a reed valve, is located preferably at the bottom of a cylindrical recess above the working chamber on the pump body.
  • the cover preferably with a seal, presses from the outside onto the valve plate against the collar of the cylindrical recess.
  • the cover is fastened with screws, for example, i.e. there is one cover screw connection for each cylinder unit.
  • the screw connection creates additional radial space and additional costs for parts and assembly.
  • a radial piston pump having the characterizing features of claim 1. Because the radial piston pump is equipped with at least one retaining ring for fixing all the covers of the radial piston pump.
  • the resulting advantages are in particular that only one component is required, which takes over the holding force of the lid.
  • Another possible advantage is the elimination of cost-intensive processing such as drilling and thread cutting as well as additional assembly steps such as screwing for each cylinder.
  • the radial piston pump comprises at least three, preferably six, piston/working chamber combinations, which are arranged in a star shape around the drive shaft.
  • several piston-working chamber combinations can be driven by means of a drive shaft, in particular an eccentric shaft.
  • the piston/working chamber combinations are accommodated in a pump base body.
  • a correspondingly compact design of the radial piston pump can be implemented.
  • the cover has a contact surface for the retaining ring.
  • a defined contact surface can be matched to the inner surface of the retaining ring, in particular with regard to a suitable curvature and a corresponding adjustment to the diameter of the retaining ring, so that, for example, an advantageous form fit or a sufficient press fit can be achieved.
  • the cover and/or the pump body has a contact collar for the retaining ring, the contact collar having in particular a radially extending surface as a stop for the retaining ring.
  • the contact collar can serve as a stop for the retaining ring, on the one hand, for example, as a corresponding stop when assembling the retaining ring. Furthermore, it can be ensured, for example when the retaining ring is in full contact with the contact collar, that the cover or covers have the correct angular position.
  • the radial piston pump has at least two retaining rings for fixing all the covers of the radial piston pump, with the retaining rings being arranged axially one behind the other.
  • the cover is fixed in place by a single retaining ring.
  • a press fit is provided between the retaining ring and the cover.
  • the inside diameter of the retaining ring has an inside diameter according to tolerance class IT 7 or IT 8.
  • the radial piston pump is equipped with a housing which is designed to accommodate at least sections of the pump base body, in particular the piston-working chamber combinations.
  • the housing of the radial piston pump is formed from at least two housing components, in particular a high-pressure housing and/or a stator housing, in particular for accommodating a rotor and a stator of an electric motor.
  • the retaining ring is integrated into the housing or at least one housing component.
  • the housing components are screwed together, in particular that the housing components are screwed together by means of a screw.
  • the basic pump body has a flange which is used for screwing to the housing and/or the other housing components.
  • the housing components form fluid channels of the radial piston pump, or at least partial areas thereof.
  • the housing component has plane-parallel axial sealing surfaces.
  • the surfaces of the sealing surfaces of the housing component are equipped with concentric grooves, in particular with a ripple in the radial direction.
  • seals are additionally or solely arranged between the sealing surfaces.
  • the surfaces of the sealing surfaces have one or more geometric shapes that deviate from a flat or approximately flat surface.
  • a further object of the present invention consists in proposing advantageous methods for producing a radial piston pump according to the invention.
  • this object is achieved by a method according to claim 20, 21, 22 and/or 23.
  • 1 shows a radial piston pump without a retaining ring in a sectional view
  • 1a shows an enlarged view of a portion of a radial piston pump according to FIG
  • lb is a plan view of a cover of a radial piston pump to illustrate its area
  • Fig. 2 is a schematic representation of a piston-working space combination
  • Fig. 2a exemplary arrangements of intake valve (s) and exhaust valve (in).
  • Fig. 2b exemplary arrangements of intake valve(s) and exhaust valve(s) of a
  • 3 shows a radial piston pump according to the invention in a sectional view
  • 4 shows a radial piston pump according to the invention in a perspective view
  • 5 is an enlarged view of a portion of an inventive
  • FIG. 6 shows a further enlarged representation of a partial area according to FIG. 5;
  • FIGS. 7-9 show an enlarged representation of a partial area of a radial piston pump according to the invention to clarify assembly steps;
  • FIG. 10 shows a schematic representation of the fluid flow in a partial area of a radial piston pump
  • 11-13 a schematic representation of an assembly variant
  • 14-15 a schematic representation of an assembly variant
  • 16-18 a schematic representation of an assembly variant
  • 19 shows a retaining ring in a possible assembly position
  • 20 shows a schematic representation of a possible mounting position of two
  • 21 shows a schematic representation of a possible mounting position of a retaining ring.
  • a radial piston pump essentially comprises a drive shaft 1 with an eccentric 11 and at least one piston/working chamber combination 2 which is accommodated in a pump body 3 .
  • a longitudinal axis L of the drive shaft 1 is shown in FIG. 1 to define the axial direction.
  • the piston-working chamber combination 2 essentially comprises a working chamber 21 and a piston 22.
  • the working chamber 21 is closed with a cover 23 on the piston head side.
  • the radial piston pump comprises at least two piston-working chamber combinations 2, 2a, 2b, ..., which extend radially from the drive shaft 1.
  • the radial piston pump preferably comprises at least three, preferably six, piston/working chamber combinations 2, 2a, 2b, .
  • each piston-working chamber combination 2, 2a, 2b, ... is provided with a cover 23, 23a, ....
  • the piston-working space combinations 2, 2a, 2b, ... can be accommodated in a housing 6.
  • a fluid inlet 241 is provided in the cover 23 or on the head side of the working space 21 .
  • a fluid outlet 251 is also provided in the working space 21 , preferably in the wall of the working space 21 .
  • the fluid inlet 241 is equipped with an inlet valve 24 which can selectively close or release the fluid inlet 241 .
  • the fluid outlet 251 is equipped with an outlet valve 25 which can selectively close or release the fluid outlet 251 .
  • the fluid F to be compressed flows via the fluid inlet 241 or the inlet valve 24 into the working chamber 21, is compressed there by the fluid movement of the piston 22 and leaves the working chamber 21 through the outlet valve 25 or the fluid outlet 251.
  • the design of the valves for example as spring-loaded sheet metal valves, is well known to the person skilled in the art and does not require any further explanation here.
  • Fig. la illustrates the effective system pressures and the involved pressure areas of the cover 23 arranged radially to the drive shaft 1.
  • the cover 23 also includes a seal 26.
  • the inlet valve 24, in particular including a valve plate with a reed valve, is located at the bottom of a cylindrical recess above the Working space on the pump body 3 on.
  • the cover 23 presses from the outside onto the valve plate against the collar of the cylindrical recess.
  • a vacuum is created in the working space between the piston head and the cover 23 and the inlet valve 24 opens into the working space and fresh gas is sucked in.
  • the piston 22 moves upwards again, the inlet valve closes and the gas in the working chamber is compressed.
  • the compressed gas leaves the working chamber 21 accordingly through the fluid outlet 251 or outlet valve 25.
  • FIG. 2 shows a basic representation of a piston-working chamber combination of a radial piston pump to clarify its mode of operation; in particular, the fluid flow from the fluid inlet 241 via the working chamber 21 into the fluid outlet 251 is shown here.
  • Fig. 2a is a variant of a piston-working chamber combination 2 with two fluid inlets 251 or two inlet valves 24 and a fluid outlet 241 or outlet valve 25 and in the 2b shows a variant of a piston-working chamber combination 2 with a fluid inlet 241 or an inlet valve and a fluid outlet 251 or an outlet valve 25.
  • valves which can be designed as a sheet metal spring valve, for example, is sufficiently known to the person skilled in the art and does not require any further explanation here.
  • the radial piston pump is equipped with at least one, preferably one, retaining ring 4 for fixing all covers 23, 23a to 23e of the radial piston pump.
  • the covers 23 (a-e) of all piston-working chamber combinations 2 (a-e) are fixed simultaneously by means of just one common retaining ring 4 .
  • FIGS. 3 and 4 illustrate the example of a 6-cylinder radial piston compressor.
  • the retaining ring 4 generates the required holding force to hold all the covers 23 in position relative to the working chamber 21 or pump body 3 under operating conditions.
  • a contact collar 5 can be seen clearly in FIG. 6, for example, and is designed in particular as a radially oriented surface.
  • the axial position of the retaining ring 4 on the pump base body 3 and/or cover 23 can be ensured with the contact collar 5 . Due to the contact collar 5 on the cover 23, the angular position of the cover 23 relative to the pump base body 3 is preferably fixed at the same time when the retaining ring 4 is installed.
  • the cover 23 can be equipped with a contact surface 232 for the retaining ring 4 .
  • the retaining ring 4 can rest in a form-fitting manner on such a contact surface 232 .
  • the combination of the contact collar 5 and the contact surface 232 can guide or secure the retaining ring 4 in its position relative to the cover 23 and in its angular position or concentricity to the pump longitudinal axis, e.g. in the assembled state or already during assembly.
  • the pairing of all covers 23 to the retaining ring 4 should have a press fit. Ie the outer diameter of all contact points of the contact surfaces 232 should be larger than the inner diameter of the retaining ring 4 at the same temperature.
  • This press coverage means that the retaining ring 4 - similar to a prestressed spring - fixes the cover 23 to the pump body 3 with a defined holding force, preferably by a defined press coverage of the inner diameter of the retaining ring to the cover contact surfaces, which ensures a sufficient holding force of the cover 23 to the pump body at all operating points 3 ensures.
  • FIG. 5 shows an enlarged representation of a partial area of a radial piston pump according to the invention.
  • the radial piston pump is equipped with a housing 6, which is used to accommodate at least sections of the pump base body 3, in particular the piston-working chamber combinations 2, 2a, 2b, ...is set up.
  • the housing 6 of the radial piston pump is formed from at least two housing components, in particular a high-pressure housing 7 and/or a stator housing 8, in particular for accommodating a rotor and a stator of an electric motor.
  • the retaining ring 4 is integrated into the housing 6 or at least one housing component 7, 8.
  • the housing component with an integrated retaining ring and the other housing components form the housing of the radial piston pump.
  • the housing components are screwed together to form the pump housing.
  • the housing components are preferably screwed together using a screw 28 .
  • the pump body 3 has a flange 27 or the like, which is used for screwing to the other housing components.
  • Fluid channels of the radial piston pump, or at least partial areas thereof, can preferably be formed by means of the housing parts screwed together.
  • Such a composite channel is, for example, the high-pressure channel 252.
  • the housing components can delimit or seal different pressure areas within the radial piston pump or to the outside.
  • the housing component has plane-parallel axial sealing surfaces. Sealing surfaces configured in this way can provide a tight connection to the adjacent housing component, such as the high-pressure housing 7 or the stator housing 8 .
  • the surfaces of the sealing surfaces of the housing component are equipped with concentric grooves, in particular with a ripple in the radial direction. The sealing effect can be further improved by the concentric groove or grooves.
  • seals are additionally or solely arranged between the sealing surfaces.
  • the surfaces of the sealing surfaces have one or more geometric shapes that deviate from a flat or approximately flat surface. Provision can thus be made for the sealing surfaces to have a concave or convex shape for the purposeful formation of contact surfaces or line contacts.
  • a flat sealing surface of a housing component can be brought into contact with the convex surface of another housing component and thus form a sealing surface.
  • a defined line contact is advantageously formed between the two surfaces.
  • Such line contact can preferably reproduce the function of a seal between corresponding components entirely or at least partially.
  • One of the surfaces can advantageously exhibit elastic behavior, so that fluctuations in the distance between the components can be compensated for by the elasticity.
  • FIG. 6 shows a further enlarged representation of a partial area according to FIG. 5.
  • the inside diameter of the retaining ring 4 should preferably be in the tolerance class IT 7...8.
  • the retaining ring 4 can be fixed, for example, by means of a thermal transverse press fit between the covers 23 and the retaining ring 4 .
  • the retaining ring 4 is heated by means of a heat source or a heatable tool WHZ before assembly. Due to the thermal expansion of the retaining ring 4, an overlap between the retaining ring 4 and the cover 23 is eliminated in order to be able to join without force. In the heated state, radial play forms between the contact surface of the retaining ring 4 and the contact surfaces 232 of the cover 23 and the retaining ring 4 can be joined with almost no force. After assembly, the retaining ring 4 cools down and the overlap occurs again or due to the shrinkage of the diameter, a joint pressure is generated on all the covers 23.
  • the minimum joint pressure that occurs, especially at each cover/retaining ring contact, should be so great that the cover 23 does not lift off the pump body 3 at the maximum pressure difference between high and low pressure.
  • FIGS. 11 to 13 schematically.
  • the retaining ring 4 can be fixed in place, for example, by means of a longitudinal interference fit between the covers 23 and the retaining ring 4 .
  • the retaining ring 4 is pushed onto the cover 23 with an overlap.
  • the retaining ring 4 stretches elastically.
  • the overlap creates a force.
  • FIGS. 14 and 15 schematically.
  • the retaining ring 4 can also be brought into contact or abutment against the contact collar 5 .
  • a fixation of the retaining ring 4 can also be carried out, for example, by a welded connection.
  • the retaining ring 4 is preferably provided with a slot 41 or designed as an open ring and is fitted over the cover 23 and then clamped or pressed together by means of a tool W so that the retaining ring rests on all contact surfaces of the cover 23 .
  • the gap between the ends of the ring is approx. 2mm.
  • the welding process takes place using a welding device S, which closes the slotted retaining ring (approx. 2mm gap) by adding welding filler, in particular liquid metal.
  • the welding filler material cools down, shrinks accordingly and thus generates tensile stress in the retaining ring 4.
  • the accuracy requirements for the retaining ring 4 or the cover 23 can be lower in this variant.
  • Such a method is shown in FIGS. 16 to 18 schematically.
  • the covers In principle (not shown), however, it is also conceivable for the covers to be pressed elastically (radially) "inwards" by means of a device/tool W before the retaining ring is joined, in order to provide a joining gap for the retaining ring for the time of joining. If no gap is formed, at least the overlap can be somewhat reduced during assembly.
  • the advantage here is that the thermal transverse press fit could be omitted (costs, temperature effect in the retaining ring or effect on its structure).
  • the pushing-on/joining force can be reduced compared to the “normal” or “longitudinal interference fit” described above.
  • cover This requires the cover to be able to spring/deflect elastically (dashed line) in order to form a joint gap (at least in the area of the contact surface 232). This can be achieved geometrically by the cover 23 or its geometric design.
  • the figure shows (schematically): a tool W presses or deforms the cover 23 elastically, in particular the contact surface 232 yields elastically/radially inward, so that a gap is formed or the overlap between the retaining ring and the cover 23 is reduced. After the tool has been removed, the cover 23 or the contact surface 232 springs back elastically, so that an overlap is formed. So that the tool when joining the retaining ring 4 does not is in the way and the contact surface 232 can nevertheless be reliably deformed elastically, other geometric configurations should preferably be selected for the cover than those shown above.
  • the elastic behavior can also be achieved by an element which is arranged between the cover and the pump housing/cylinder housing.
  • the tightness and thus the not lifting of the cover must be guaranteed
  • valves 24, 25 or inlet/outlet 251, 241 in relation to the cover 23 are shown in FIGS.
  • the fluid inlet 251 or the inlet valve 24 is arranged off-center of the cover 23 in order to create space for the retaining ring 4 .
  • a reed valve, possibly with a stop, can be used as the valve 24, 25, for example.
  • One or more retaining rings 4 can be used per radial piston pump, such as shown in FIG. 20, retaining rings 4 and 4a.
  • the retaining rings are preferably arranged axially one behind the other. Provision can preferably be made for the retaining ring 4 to have an assembly chamfer on the inside for simplified assembly.
  • the radial piston pump proposed here can preferably be used as an air conditioning compressor, preferably with an electric motor as the drive. Accordingly, the fluid is preferably a refrigerant.

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Abstract

The invention relates to a radial piston pump comprising a drive shaft (1) with an eccentric (11), and comprising at least one piston-working chamber combination (2), the piston-working chamber combination (2) comprising a working chamber (21) and a piston (22). The radial piston pump comprises at least two piston-working chamber combinations (2, 2a, 2b,…) which extend radially from the drive shaft (1), each working chamber (21) being closed by a cover, the radial piston pump being equipped with at least one retaining ring for fastening all of the covers of the radial piston pump. The invention also relates to a process for manufacturing a radial piston pump.

Description

Radialkolbenpumpe, sowie Verfahren zur Herstellung einer Radialkolbenpumpe Radial piston pump and method for producing a radial piston pump
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenverdichter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Radialkolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20, 21, 22 und/oder 23. The present invention relates to a radial piston pump, in particular a radial piston compressor, according to the preamble of claim 1, and a method for producing a radial piston pump according to the preamble of claim 20, 21, 22 and/or 23.
Eine Radialkolbenpumpe ist ein Element der Fluidtechnik. Bei dieser, auch als Pumpe nach dem Radialkolbenprinzip anzusprechenden, Pumpe sind die Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen im Gegensatz zu einem Axialkolbenverdichter radial und senkrecht zur Antriebswelle angeordnet. Die Förder- bzw. Hubbewegung jedes einzelnen Arbeitskolbens wird durch einen auf der Antriebswelle befindlichen Exzenter hervorgerufen. In der Regel umfasst der Radialkolbenpumpe mehrere Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen, die sich sternförmig und radial von der Antriebswelle erstrecken. Die Radialkolbenpumpe pumpt ein Fluid aus einem Niederdruckraum in einen Hochdruckraum. A radial piston pump is an element of fluid technology. In this pump, which can also be referred to as a pump based on the radial piston principle, the piston-working chamber combinations are arranged radially and perpendicularly to the drive shaft, in contrast to an axial piston compressor. The conveying or lifting movement of each individual working piston is caused by an eccentric located on the drive shaft. As a rule, the radial piston pump comprises a plurality of piston/working chamber combinations which extend in a star shape and radially from the drive shaft. The radial piston pump pumps a fluid from a low-pressure space into a high-pressure space.
Radialkolbenpumpen finden beispielsweise als Verdichter für Kühlmittel in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere auch in elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, Verwendung. Eine Radialkolbenpumpe kann auch als Radialkolbenverdichter bzw. Kältemittelverdichter nach dem Radialkolbenprinzip angesprochen werden. Radial piston pumps are used, for example, as compressors for coolants in air conditioning systems in motor vehicles, in particular also in electrically driven motor vehicles. A radial piston pump can also be referred to as a radial piston compressor or refrigerant compressor based on the radial piston principle.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung einer Radialkolbenpumpe, insbesondere eines Kältemittelverdichters nach dem Radialkolbenprinzip, deren Hubfunktion mittels Kreisexzenter auf die Kolben übertragen wird. Die Ventile für den Gaswechselvorgang sind bei einer derartigen Radialkolbenpumpe bevorzugt wie folgt angeordnet. Die Einlassventile sind bezüglich der Drehachse der Exzenterwelle radial angeordnet, d.h. in der Nähe der Kopfseite des jeweiligen Kolbens. Die Auslassventile sind hingegen vorzugsweise axial angeordnet, was bezüglich des Bauraumes Vorteile bringt sowie die Gestaltungsfreiheit für die Einlassventile erhöht, insbesondere größerer Ventildurchmesser, größere Biegelänge, eventuell, mehrere Einlassventile etc. The present invention relates to the improvement of a radial piston pump, in particular a refrigerant compressor based on the radial piston principle, the lifting function of which is transmitted to the pistons by means of circular eccentrics. In such a radial piston pump, the valves for the gas exchange process are preferably arranged as follows. The inlet valves are arranged radially with respect to the axis of rotation of the eccentric shaft, i.e. near the head side of the respective piston. The outlet valves, on the other hand, are preferably arranged axially, which brings advantages in terms of installation space and increases the freedom of design for the inlet valves, in particular larger valve diameters, greater bending lengths, possibly several inlet valves, etc.
Eine Radialkolbenpumpe umfasst ferner einen Deckel. Der Deckel ist beispielsweise als vormontierte Unterbaugruppe ausgeführt und umfasst neben dem Deckel, eine Dichtung, ein Einlassventilblech mit einem Zungenventil sowie zwei Befestigungspins, die die Unterbaugruppe Zusammenhalten. Das Einlassventil, insbesondere Ventilblech mit einem Zungenventil, liegt vorzugsweise im Grund einer zylinderförmigen Ausdrehung oberhalb des Arbeitsraumes am Pumpengrundkörper auf. Der Deckel, vorzugsweise mit Dichtung, drückt von außen auf das Ventilblech gegen den Bund der zylinderförmigen Ausdrehung. Wenn sich der Kolben von der oberen Endlage in die untere Endlage bewegt, entsteht im Arbeitsraumraum zwischen Kolbenkopf und Deckel ein Unterdrück und das Einlassventil öffnet in den Arbeitsraum und Frischgas wird eingesaugt. Nach Erreichen des unteren Totpunktes (UT) des Kolbens bewegt sich der Kolben wieder nach oben, das Einlassventil schließt und das im Arbeitsraum befindliche Fluid, insbesondere Gas, wird komprimiert. Bei C02-Verdichtern steigt der Druck im Arbeitsraum beispielsweise auf bis zu 140bar an. Oberhalb des Deckels ist der Niederdruckbereich dessen Druckniveau ca. 35bar hat. D.h., dass der Deckel, insbesondere inklusive des Einlassventils, radial mit einer Druckdifferenz von 140 - 35 bar über die Fläche des Deckels nach außen gedrückt wird. A radial piston pump also includes a cover. The cover is designed, for example, as a preassembled subassembly and, in addition to the cover, includes a seal, an inlet valve plate with a reed valve and two fastening pins that hold the subassembly together. The intake valve, in particular the valve plate with a reed valve, is located preferably at the bottom of a cylindrical recess above the working chamber on the pump body. The cover, preferably with a seal, presses from the outside onto the valve plate against the collar of the cylindrical recess. When the piston moves from the upper end position to the lower end position, a negative pressure is created in the working space between the piston head and the cover and the inlet valve opens into the working space and fresh gas is sucked in. After reaching the bottom dead center (BDC) of the piston, the piston moves back up, the inlet valve closes and the fluid in the working chamber, in particular gas, is compressed. With CO2 compressors, for example, the pressure in the working area increases to up to 140 bar. Above the cover is the low-pressure area with a pressure level of approx. 35 bar. This means that the cover, in particular including the inlet valve, is pressed radially outwards over the surface of the cover with a pressure difference of 140-35 bar.
Die entstehende Druckkraft muss durch eine geeignete Deckelbefestigung aufgenommen werden. Nach dem Stand der Technik ist der Deckel beispielsweise mit Schrauben befestigt, d.h. es ist eine Deckelverschraubung je Zylindereinheit vorgesehen. Die Verschraubung verursacht zusätzlichen radialen Bauraum sowie zusätzliche Kosten für Teile und Montage. The resulting compressive force must be absorbed by a suitable cover attachment. According to the prior art, the cover is fastened with screws, for example, i.e. there is one cover screw connection for each cylinder unit. The screw connection creates additional radial space and additional costs for parts and assembly.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe eine verbesserte Radialkolbenpumpe bereitzustellen, insbesondere soll eine Radialkolbenpumpe bereitgestellt werden, die leichter und/oder schneller montiert werden kann. This is where the present invention comes in and sets itself the task of providing an improved radial piston pump; in particular, a radial piston pump is to be provided that can be installed more easily and/or more quickly.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Radialkolbenpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Radialkolbenpumpe mit mindestens einem Haltering zur Fixierung sämtlicher Deckel der Radialkolbenpumpe ausgestattet ist. Die sich hieraus ergebenden Vorteile liegen insbesondere darin, dass nur ein Bauteil benötigt wird, welches die Haltekraft der Deckel übernimmt. Entsprechend ergibt sich eine Bauteilreduzierung und/oder Bauteilvereinfachung. Ein weiterer möglicher Vorteil liegt in dem Entfall von kostenintensiver Bearbeitung wie Bohren und Gewindeschneiden sowie zusätzlicher Montageschritte wie beispielsweise Verschrauben je Zylinder. Es ergibt sich insbesondere eine Reduzierung der Herstellkosten. According to the invention, this object is achieved by a radial piston pump having the characterizing features of claim 1. Because the radial piston pump is equipped with at least one retaining ring for fixing all the covers of the radial piston pump. The resulting advantages are in particular that only one component is required, which takes over the holding force of the lid. Correspondingly, there is a reduction in components and/or a simplification of components. Another possible advantage is the elimination of cost-intensive processing such as drilling and thread cutting as well as additional assembly steps such as screwing for each cylinder. In particular, there is a reduction in the manufacturing costs.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Radialkolbenpumpe mindestens drei, vorzugsweise sechs, Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen umfasst, die sternförmig um die Antriebswelle angeordnet sind. Entsprechend können mehrere Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen mittels einer Antriebswelle, insbesondere Exzenterwelle, angetrieben werden. Further advantageous refinements of the proposed invention result in particular from the features of the dependent claims. The objects or features of the various claims can in principle be combined with one another as desired. In an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the radial piston pump comprises at least three, preferably six, piston/working chamber combinations, which are arranged in a star shape around the drive shaft. Correspondingly, several piston-working chamber combinations can be driven by means of a drive shaft, in particular an eccentric shaft.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen in einem Pumpengrundkörper aufgenommen sind. Hierdurch kann eine entsprechend kompakte Bauweise der Radialkolbenpumpe realisiert werden. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the piston/working chamber combinations are accommodated in a pump base body. As a result, a correspondingly compact design of the radial piston pump can be implemented.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Deckel eine Kontaktfläche für den Haltering aufweist. Eine definierte Kontaktfläche kann entsprechend auf die Innenfläche des Halterings abgestimmt werden, insbesondere hinsichtlich einer geeigneten Wölbung und einer entsprechenden Anpassung an den Durchmesser des Halterings, so dass beispielsweise ein vorteilhafter Formschluss oder eine ausreichende Presspassung erreicht werden kann. In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the cover has a contact surface for the retaining ring. A defined contact surface can be matched to the inner surface of the retaining ring, in particular with regard to a suitable curvature and a corresponding adjustment to the diameter of the retaining ring, so that, for example, an advantageous form fit or a sufficient press fit can be achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Deckel und/oder der Pumpengrundkörper einen Anlagebund für den Haltering aufweist, wobei der Anlagebund insbesondere eine sich radial erstreckende Fläche als Anschlag für den Haltering aufweist. Der Anlagebund kann als Anschlag für den Haltering dienen, einerseits beispielsweise als entsprechender Anschlag bei der Montage des Halterings. Ferner kann beispielsweise bei vollständiger Anlage des Halterings an dem Anlegebund sichergestellt sein, dass der bzw. die Deckel die richtige Winkelstellung aufweisen. In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the cover and/or the pump body has a contact collar for the retaining ring, the contact collar having in particular a radially extending surface as a stop for the retaining ring. The contact collar can serve as a stop for the retaining ring, on the one hand, for example, as a corresponding stop when assembling the retaining ring. Furthermore, it can be ensured, for example when the retaining ring is in full contact with the contact collar, that the cover or covers have the correct angular position.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Radialkolbenpumpe mindestens zwei Halteringe zur Fixierung sämtlicher Deckel der Radialkolbenpumpe aufweist, wobei die Halteringe axial hintereinander angeordnet sind. Grundsätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fixierung der Deckel durch einen einzigen Haltering vorgenommen wird. Es kann jedoch Bedarf an einer größeren Anzahl von Einlässen bzw. Einlassventilen oder an einer besonderen Anordnung eines Einlasses bzw. Einlassventils vorgesehen sein, so dass es vorteilhaft sein kann, die Halteringe um die Einlassventilöffnungen herum anzuordnen. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the radial piston pump has at least two retaining rings for fixing all the covers of the radial piston pump, with the retaining rings being arranged axially one behind the other. In principle, it is preferably provided that the cover is fixed in place by a single retaining ring. However, there may be a need for a larger number of inlets or inlet valves or for a special arrangement of an inlet or inlet valve be provided, so that it may be advantageous to arrange the retaining rings around the inlet valve openings.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen Haltering und Deckel eine Presspassung vorgesehen ist. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that a press fit is provided between the retaining ring and the cover.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser des Halterings einen Innendurchmesser gemäß Toleranzklasse IT 7 oder IT 8 aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the inside diameter of the retaining ring has an inside diameter according to tolerance class IT 7 or IT 8.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Radialkolbenpumpe mit einem Gehäuse ausgestattet ist, welches zu mindestens abschnittsweisen Aufnahme des Pumpengrundkörpers, insbesondere der Kolben-Arbeitsraum- Kombinationen eingerichtet ist. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the radial piston pump is equipped with a housing which is designed to accommodate at least sections of the pump base body, in particular the piston-working chamber combinations.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse der Radialkolbenpumpe aus mindestens zwei Gehäusekomponenten, insbesondere einem Hochdruckgehäuse und/oder einem Statorgehäuse, insbesondere zur Aufnahme eines Rotors und eines Stators eines Elektromotors, ausgebildet ist. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the housing of the radial piston pump is formed from at least two housing components, in particular a high-pressure housing and/or a stator housing, in particular for accommodating a rotor and a stator of an electric motor.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Haltering in das Gehäuse oder mindestens eine Gehäusekomponente integriert ist. In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the retaining ring is integrated into the housing or at least one housing component.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusekomponenten miteinander verschraubt sind, insbesondere, dass die Gehäusekomponenten gemeinsam mittels einer Schraube verschraubt sind. In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the housing components are screwed together, in particular that the housing components are screwed together by means of a screw.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Pumpengrundkörper einen Flansch aufweist, welcher der Verschraubung mit dem Gehäuse und/oder den weiteren Gehäusekomponenten dient. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the basic pump body has a flange which is used for screwing to the housing and/or the other housing components.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusekomponenten Fluidkanäle der Radialkolbenpumpe, oder zumindest Teilbereiche davon, ausbilden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusekomponente planparallele axiale Dichtflächen aufweist. In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the housing components form fluid channels of the radial piston pump, or at least partial areas thereof. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the housing component has plane-parallel axial sealing surfaces.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberflächen der Dichtflächen der Gehäusekomponente mit konzentrischen Rillen, insbesondere mit einer Welligkeit in radialer Richtung, ausgestattet sind. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the surfaces of the sealing surfaces of the housing component are equipped with concentric grooves, in particular with a ripple in the radial direction.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ergänzend oder alleinig zwischen den Dichtflächen Dichtungen angeordnet sind. In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that seals are additionally or solely arranged between the sealing surfaces.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberflächen der Dichtflächen eine oder mehrere geometrische Formen aufweisen, die von einer planen oder annähernd planen Fläche abweichen. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the surfaces of the sealing surfaces have one or more geometric shapes that deviate from a flat or approximately flat surface.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass Schwankungen im Abstand der Gehäusekomponenten zueinander durch die Elastizität kompensiert werden können. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that fluctuations in the distance between the housing components can be compensated for by the elasticity.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, vorteilhafte Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe vorzuschlagen. A further object of the present invention consists in proposing advantageous methods for producing a radial piston pump according to the invention.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 20, 21, 22 und/oder 23 gelöst. According to the invention, this object is achieved by a method according to claim 20, 21, 22 and/or 23.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen Further features and advantages of the present invention become clear from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the attached figures. show in it
Fig. 1 ein Radialkolbenpumpe ohne Haltering in einer geschnittenen Ansicht; Fig. la eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches einer Radialkolbenpumpe gemäß1 shows a radial piston pump without a retaining ring in a sectional view; 1a shows an enlarged view of a portion of a radial piston pump according to FIG
Fig. l; Fig. l;
Fig. lb eine Draufsicht auf einen Deckel einer Radialkolbenpumpe zur Verdeutlichung seiner Fläche; lb is a plan view of a cover of a radial piston pump to illustrate its area;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Kolben-Arbeitsraumkombination einerFig. 2 is a schematic representation of a piston-working space combination
Radialkolbenpumpe zur Verdeutlichung seiner Wirkungsweise; Radial piston pump to illustrate its mode of operation;
Fig. 2a beispielhafte Anordnungen von Einlassventil(en) und Auslassventilen(ein) einerFig. 2a exemplary arrangements of intake valve (s) and exhaust valve (in).
Kolben-Arbeitsraumkombination einer Radialkolbenpumpe; Piston-working chamber combination of a radial piston pump;
Fig. 2b beispielhafte Anordnungen von Einlassventil(en) und Auslassventilen(ein) einerFig. 2b exemplary arrangements of intake valve(s) and exhaust valve(s) of a
Kolben-Arbeitsraumkombination einer Radialkolbenpumpe; Piston-working chamber combination of a radial piston pump;
Fig. 3 ein erfindungsgemäßer Radialkolbenpumpe in einer geschnittenen Ansicht; Fig. 4 ein erfindungsgemäßer Radialkolbenpumpe in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches einer erfindungsgemäßen3 shows a radial piston pump according to the invention in a sectional view; 4 shows a radial piston pump according to the invention in a perspective view; 5 is an enlarged view of a portion of an inventive
Radialkolbenpumpe; radial piston pump;
Fig. 6 eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches gemäß Fig. 5; Fig. 7-9 eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe zur Verdeutlichung von Montageschritten; FIG. 6 shows a further enlarged representation of a partial area according to FIG. 5; FIGS. 7-9 show an enlarged representation of a partial area of a radial piston pump according to the invention to clarify assembly steps;
Fig. 10 eine schematische Darstellung des Fluidflusses in einem Teilbereich einer Radialkolbenpumpe; 10 shows a schematic representation of the fluid flow in a partial area of a radial piston pump;
Fig. 11-13 eine schematische Darstellung einer Montagevariante; Fig. 14-15 eine schematische Darstellung einer Montagevariante; Fig. 16-18 eine schematische Darstellung einer Montagevariante; Fig. 19 ein Haltering in einer möglichen Montageposition; Fig. 20 eine schematische Darstellung einer möglichen Montageposition zweier11-13 a schematic representation of an assembly variant; 14-15 a schematic representation of an assembly variant; 16-18 a schematic representation of an assembly variant; 19 shows a retaining ring in a possible assembly position; 20 shows a schematic representation of a possible mounting position of two
Halteringe; retaining rings;
Fig. 21 eine schematische Darstellung einer möglichen Montageposition eines Halterings. 21 shows a schematic representation of a possible mounting position of a retaining ring.
Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet: L Längsachse The following reference symbols are used in the figures: L longitudinal axis
F Fluid F Fluid
W Werkzeug W tool
WHZ Heizbares Werkzeug WHZ Heatable tool
S Schweißwerkzeug S welding tool
1 Antriebswelle 1 drive shaft
2 (a - e) Kolben-Arbeitsraum-Kombination2 (a - e) Piston-working chamber combination
3 Pumpengrundkörper 3 pump body
4 (a) Haltering 4 (a) retaining ring
5 Anlagebund 5 annex
6 Gehäuse 6 housing
7 Hochdruckgehäuse 7 high-pressure housing
8 Statorgehäuse 8 stator housing
11 Exzenter 11 eccentric
21 Arbeitsraum 21 workroom
22 Kolben 22 pistons
23(a - e) Deckel 23(a - e) cover
24 Einlassventil 24 inlet valve
25 Auslassventil 25 outlet valve
26 Dichtung 26 seal
27 Flansch 27 flange
28 Schraube 28 screw
41 Schlitz 41 slot
251 Fluidauslass 251 fluid outlet
252 Hochdruckkanal 252 high-pressure channel
241 Fluideinlass 241 fluid inlet
232 Kontaktfläche Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. 232 contact surface Features and details that are described in connection with a method also apply in connection with the device according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is or can always be referred to reciprocally. In addition, an optionally described method according to the invention can be carried out with the device according to the invention.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine" und „der/die/das" auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf" und/oder „aufweisend", wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder" jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the disclosure. As used herein, the singular forms "a" and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will also be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" when used in this specification specify the presence, but not the presence, of the recited features, integers, steps, operations, elements and/or components or exclude the addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components and/or groups thereof. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.
Zunächst wird auf Fig. 1 bzw. la Bezug genommen. First, reference is made to FIG. 1 or la.
Eine Radialkolbenpumpe umfasst im Wesentlichen eine Antriebswelle 1 mit einem Exzenter 11, sowie mindestens eine Kolben-Arbeitsraum-Kombination 2, die in einem Pumpengrundkörper 3 aufgenommen ist. Zur Definition der axialen Richtung ist eine Längsachse L der Antriebswelle 1 in der Fig. 1 eingezeichnet. Die Kolben-Arbeitsraum-Kombination 2 umfasst im Wesentlichen einen Arbeitsraum 21 und einen Kolben 22. Der Arbeitsraum 21 ist kolbenkopfseitig mit einem Deckel 23 verschlossen. A radial piston pump essentially comprises a drive shaft 1 with an eccentric 11 and at least one piston/working chamber combination 2 which is accommodated in a pump body 3 . A longitudinal axis L of the drive shaft 1 is shown in FIG. 1 to define the axial direction. The piston-working chamber combination 2 essentially comprises a working chamber 21 and a piston 22. The working chamber 21 is closed with a cover 23 on the piston head side.
In der Regel umfasst die Radialkolbenpumpe mindestens zwei Kolben-Arbeitsraum- Kombinationen 2, 2a, 2b, ..., die sich radial von der Antriebswelle 1 erstrecken. Vorzugsweise umfasst die Radialkolbenpumpe mindestens drei, vorzugsweise sechs, Kolben-Arbeitsraum- Kombinationen 2, 2a, 2b, ..., die sich entsprechend sternförmig von der Antriebswelle 1 erstrecken. Entsprechend ist jede Kolben-Arbeitsraum-Kombination 2, 2a, 2b, ... mit einem Deckel 23, 23a, ... versehen. Die Kolben-Arbeitsraumkombinationen 2, 2a, 2b, ... können in einem Gehäuse 6 aufgenommen sein. Ferner ist in dem Deckel 23 bzw. kopfseitig des Arbeitsraumes 21 ein Fluideinlass 241 vorgesehen. Auch ist in dem Arbeitsraum 21, vorzugsweise in der Wandung des Arbeitsraumes 21, ein Fluidauslass 251 vorgesehen. Der Fluideinlass 241 ist mit einem Einlassventil 24 ausgestattet, welches den Fluideinlass 241 wahlweise verschließen oder freigeben kann. Der Fluidauslass 251 ist mit einem Auslassventil 25 ausgestattet, welches den Fluidauslass 251 wahlweise verschließen oder freigeben kann. As a rule, the radial piston pump comprises at least two piston-working chamber combinations 2, 2a, 2b, ..., which extend radially from the drive shaft 1. The radial piston pump preferably comprises at least three, preferably six, piston/working chamber combinations 2, 2a, 2b, . Correspondingly, each piston-working chamber combination 2, 2a, 2b, ... is provided with a cover 23, 23a, .... The piston-working space combinations 2, 2a, 2b, ... can be accommodated in a housing 6. Furthermore, a fluid inlet 241 is provided in the cover 23 or on the head side of the working space 21 . A fluid outlet 251 is also provided in the working space 21 , preferably in the wall of the working space 21 . The fluid inlet 241 is equipped with an inlet valve 24 which can selectively close or release the fluid inlet 241 . The fluid outlet 251 is equipped with an outlet valve 25 which can selectively close or release the fluid outlet 251 .
Wie beispielsweise in Fig. 10 dargestellt, strömt das zu komprimierende Fluid F über den Fluideinlass 241 bzw. das Einlassventil 24 in den Arbeitsraum 21, wird dort durch die Flubbewegung des Kolbens 22 komprimiert und verlässt den Arbeitsraum 21 durch das Auslassventil 25 bzw. den Fluidauslass 251. Die Ausgestaltung der Ventile, beispielsweise als Federblechventil, ist dem Fachmann hinreichend bekannt und bedarf hier keiner weiteren Erläuterung. As shown in FIG. 10, for example, the fluid F to be compressed flows via the fluid inlet 241 or the inlet valve 24 into the working chamber 21, is compressed there by the fluid movement of the piston 22 and leaves the working chamber 21 through the outlet valve 25 or the fluid outlet 251. The design of the valves, for example as spring-loaded sheet metal valves, is well known to the person skilled in the art and does not require any further explanation here.
Die Fig. la veranschaulicht die wirkenden Systemdrücke und die beteiligten Druckflächen des radial zur Antriebswelle 1 angeordneten Deckels 23. Der Deckel 23 umfasst ferner eine Dichtung 26. Das Einlassventil 24, insbesondere umfassend ein Ventilblech mit einem Zungenventil, liegt im Grund einer zylinderförmigen Ausdrehung oberhalb des Arbeitsraumes am Pumpengrundkörper 3 auf. Der Deckel 23 drückt von außen auf das Ventilblech gegen den Bund der zylinderförmigen Ausdrehung. Wenn sich der Kolben von der oberen Endlage in die untere Endlage bewegt, entsteht im Arbeitsraum zwischen Kolbenkopf und Deckel 23 ein Unterdrück und das Einlassventil 24 öffnet in den Arbeitsraum und Frischgas wird eingesaugt. Nach Erreichen des unteren Totpunktes des Kolbens (UT) bewegt sich der Kolben 22 wieder nach oben, das Einlassventil schließt und das im Arbeitsraum befindliche Gas wird komprimiert. Das komprimierte Gas verlässt den Arbeitsraum 21 entsprechend durch den Fluidauslass 251 bzw. Auslassventil 25. Fig. la illustrates the effective system pressures and the involved pressure areas of the cover 23 arranged radially to the drive shaft 1. The cover 23 also includes a seal 26. The inlet valve 24, in particular including a valve plate with a reed valve, is located at the bottom of a cylindrical recess above the Working space on the pump body 3 on. The cover 23 presses from the outside onto the valve plate against the collar of the cylindrical recess. When the piston moves from the upper end position to the lower end position, a vacuum is created in the working space between the piston head and the cover 23 and the inlet valve 24 opens into the working space and fresh gas is sucked in. After reaching the bottom dead center of the piston (UT), the piston 22 moves upwards again, the inlet valve closes and the gas in the working chamber is compressed. The compressed gas leaves the working chamber 21 accordingly through the fluid outlet 251 or outlet valve 25.
Die Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Kolben-Arbeitsraum-Kombination einer Radialkolbenpumpe zur Verdeutlichung seiner Wirkungsweise, insbesondere ist hier der Fluidstrom von dem Fluideinlass 241 über den Arbeitsraum 21 in den Fluidauslass 251 dargestellt. 2 shows a basic representation of a piston-working chamber combination of a radial piston pump to clarify its mode of operation; in particular, the fluid flow from the fluid inlet 241 via the working chamber 21 into the fluid outlet 251 is shown here.
In der Fig. 2a ist eine Variante einer Kolben-Arbeitsraum-Kombination 2 mit zwei Fluideinlässen 251 bzw. zwei Einlassventilen 24 und einem Fluidauslass 241 bzw. Auslassventil 25 und in der Fig. 2b eine Variante einer Kolben-Arbeitsraum-Kombination 2 mit Fluideinlass 241 bzw. einem Einlassventil und einem Fluidauslass 251 bzw. einem Auslassventil 25 dargestellt. In Fig. 2a is a variant of a piston-working chamber combination 2 with two fluid inlets 251 or two inlet valves 24 and a fluid outlet 241 or outlet valve 25 and in the 2b shows a variant of a piston-working chamber combination 2 with a fluid inlet 241 or an inlet valve and a fluid outlet 251 or an outlet valve 25.
Die Ausgestaltung der weiteren Komponenten und der Funktionsweise einer Radialkolbenpumpe, wie beispielsweise der Ventile, welche beispielsweise als Federblechventil ausgestaltet sein können, ist dem Fachmann hinreichend bekannt und bedarf hier keiner weiteren Erläuterung. The design of the other components and the mode of operation of a radial piston pump, such as the valves, which can be designed as a sheet metal spring valve, for example, is sufficiently known to the person skilled in the art and does not require any further explanation here.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Radialkolbenpumpe mit mindestens einem, vorzugsweise einem, Haltering 4 zur Fixierung sämtlicher Deckel 23, 23a bis 23e der Radialkolbenpumpe ausgestattet ist. Mit anderen Worten, es ist insbesondere vorgesehen, die Deckel 23 (a-e) aller Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen 2 (a-e) mittels nur eines gemeinsamen Halteringes 4 gleichzeitig zu fixieren. Insbesondere in den Fig. 3 und 4 ist dies am Beispiel eines 6-Zylinder-Radialkolbenverdichters gezeigt. Somit erzeugt der Haltering 4 die notwendige Haltekraft, um alle Deckel 23 unter Betriebsbedingungen in Position zum Arbeitsraum 21 bzw. Pumpengrundkörper 3 zu halten. According to the invention it is provided that the radial piston pump is equipped with at least one, preferably one, retaining ring 4 for fixing all covers 23, 23a to 23e of the radial piston pump. In other words, provision is made in particular for the covers 23 (a-e) of all piston-working chamber combinations 2 (a-e) to be fixed simultaneously by means of just one common retaining ring 4 . This is shown in particular in FIGS. 3 and 4 using the example of a 6-cylinder radial piston compressor. Thus, the retaining ring 4 generates the required holding force to hold all the covers 23 in position relative to the working chamber 21 or pump body 3 under operating conditions.
Es kann ferner vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Deckel 23 und/oder der Pumpengrundkörper 3 einen Anlagebund 5 für den Haltering 4 aufweist. Ein derartiger Anlagebund 5 ist beispielsweise in Fig. 6 gut erkennbar und ist insbesondere als radial ausgerichtete Fläche ausgestaltet. Mit dem Anlagebund 5 kann die axiale Position des Halteringes 4 an dem Pumpengrundkörper 3 und/oder Deckel 23 sichergestellt werden. Durch den Anlagebund 5 am Deckel 23 ist bei Montage des Halteringes 4 vorzugsweise gleichzeitig die Winkellage des Deckels 23 zum Pumpengrundkörper 3 fixiert. Provision can also preferably be made for the cover 23 and/or the pump base body 3 to have a contact collar 5 for the retaining ring 4 . Such a contact collar 5 can be seen clearly in FIG. 6, for example, and is designed in particular as a radially oriented surface. The axial position of the retaining ring 4 on the pump base body 3 and/or cover 23 can be ensured with the contact collar 5 . Due to the contact collar 5 on the cover 23, the angular position of the cover 23 relative to the pump base body 3 is preferably fixed at the same time when the retaining ring 4 is installed.
Ferner kann der Deckel 23 mit einer Kontaktfläche 232 für den Haltering 4 ausgestattet sein. An einer derartigen Kontaktfläche 232 kann der Haltering 4 formschlüssig aufliegen. Insbesondere die Kombination des Anlagebundes 5 und der Kontaktfläche 232 kann den Haltering 4 in seiner Position relativ auf dem Deckel 23 als auch in seiner Winkellage bzw. Konzentrizität zur Pumpenlängsachse führen oder sicherstellen, bspw. im gefügten Zustand oder auch bereits bei der Montage. Furthermore, the cover 23 can be equipped with a contact surface 232 for the retaining ring 4 . The retaining ring 4 can rest in a form-fitting manner on such a contact surface 232 . In particular, the combination of the contact collar 5 and the contact surface 232 can guide or secure the retaining ring 4 in its position relative to the cover 23 and in its angular position or concentricity to the pump longitudinal axis, e.g. in the assembled state or already during assembly.
Damit der Haltering 4 einer möglichen Deckelbewegung, insbesondere infolge der Druckverhältnisse, vom Pumpengrundkörper 3 nach außen entgegenwirkt, sollte die Paarung aller Deckel 23 zum Haltering 4 eine Presspassung erhalten. D.h. der Außendurchmesser aller Berührungspunkte der Kontaktflächen 232 sollte größer sein als der Innendurchmesser des Halteringes 4 bei gleicher Temperatur. Diese Pressüberdeckung führt dazu, dass der Haltering 4 - ähnlich einer vorgespannten Feder - den Deckel 23 zum Pumpengrundkörper 3 mit einer definierten Haltekraft fixiert, vorzugsweise durch eine definierte Pressüberdeckung von Halteringinnendurchmesser zu den Deckelkontaktflächen, die in allen Betriebspunkten eine ausreichende Haltekraft des Deckels 23 zum Pumpengrundkörper 3 sicherstellt. So that the retaining ring 4 counteracts a possible cover movement, in particular as a result of the pressure conditions, from the pump body 3 to the outside, the pairing of all covers 23 to the retaining ring 4 should have a press fit. Ie the outer diameter of all contact points of the contact surfaces 232 should be larger than the inner diameter of the retaining ring 4 at the same temperature. This press coverage means that the retaining ring 4 - similar to a prestressed spring - fixes the cover 23 to the pump body 3 with a defined holding force, preferably by a defined press coverage of the inner diameter of the retaining ring to the cover contact surfaces, which ensures a sufficient holding force of the cover 23 to the pump body at all operating points 3 ensures.
Die Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe. FIG. 5 shows an enlarged representation of a partial area of a radial piston pump according to the invention.
Wie in der Figur 5 dargestellt, kann bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Radialkolbenpumpe mit einem Gehäuse 6 ausgestattet ist, welches zu mindestens abschnittsweisen Aufnahme des Pumpengrundkörpers 3, insbesondere der Kolben- Arbeitsraum-Kombinationen 2, 2a, 2b, ... eingerichtet ist. Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 6 der Radialkolbenpumpe aus mindestens zwei Gehäusekomponente, insbesondere einem Hochdruckgehäuse 7, und/oder einem Statorgehäuse 8, insbesondere zur Aufnahme eines Rotors und eines Stators eines Elektromotors, ausgebildet ist. Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Haltering 4 in das Gehäuse 6 oder mindestens eine Gehäusekomponente 7, 8 integriert ist. Grundsätzlich ist vorgesehen, dass die Gehäusekomponente mit integriertem Haltering und die weiteren Gehäusekomponenten das Gehäuse der Radialkolbenpumpe bilden. Wie weiter dargestellt, kann es vorgesehen sein, dass die Gehäusekomponenten zur Bildung des Pumpengehäuses miteinander verschraubt werden. Vorzugsweise werden die Gehäusekomponenten gemeinsam mittels einer Schraube 28 verschraubt. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass der Pumpengrundkörper 3 einen Flansch 27 oder dgl. aufweist, welcher der Verschraubung mit den weiteren Gehäusekomponenten dient. As shown in FIG. 5, it can be provided in a further advantageous embodiment of the invention that the radial piston pump is equipped with a housing 6, which is used to accommodate at least sections of the pump base body 3, in particular the piston-working chamber combinations 2, 2a, 2b, ...is set up. More preferably, it can be provided that the housing 6 of the radial piston pump is formed from at least two housing components, in particular a high-pressure housing 7 and/or a stator housing 8, in particular for accommodating a rotor and a stator of an electric motor. More preferably, it can be provided that the retaining ring 4 is integrated into the housing 6 or at least one housing component 7, 8. In principle, it is provided that the housing component with an integrated retaining ring and the other housing components form the housing of the radial piston pump. As further shown, it can be provided that the housing components are screwed together to form the pump housing. The housing components are preferably screwed together using a screw 28 . For this purpose it can be provided that the pump body 3 has a flange 27 or the like, which is used for screwing to the other housing components.
Bevorzugt können mittels der miteinander verschraubten Gehäuseteile Fluidkanäle der Radialkolbenpumpe, oder zumindest Teilbereiche davon, ausgebildet werden. Ein solcher, zusammengesetzter Kanal ist beispielsweise der Hochdruckkanal 252. Fluid channels of the radial piston pump, or at least partial areas thereof, can preferably be formed by means of the housing parts screwed together. Such a composite channel is, for example, the high-pressure channel 252.
Die Gehäusekomponenten können verschiedene Druckbereiche innerhalb der Radialkolbenpumpe oder nach außen hin abgrenzen bzw. abdichten. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Gehäusekomponente planparallele axiale Dichtflächen aufweist. Durch derart ausgestaltete Dichtflächen kann ein dichter Anschluss zur benachbarten Gehäusekomponente, wie beispielsweise dem Hochdruckgehäuse 7 oder dem Statorgehäuse 8, bereitgestellt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberflächen der Dichtflächen der Gehäusekomponente mit konzentrischen Rillen, insbesondere mit einer Welligkeit in radialer Richtung, ausgestattet sind. Durch die konzentrische Rille bzw. Rillen kann die Dichtwirkung weiter verbessert werden. The housing components can delimit or seal different pressure areas within the radial piston pump or to the outside. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the housing component has plane-parallel axial sealing surfaces. Sealing surfaces configured in this way can provide a tight connection to the adjacent housing component, such as the high-pressure housing 7 or the stator housing 8 . In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the surfaces of the sealing surfaces of the housing component are equipped with concentric grooves, in particular with a ripple in the radial direction. The sealing effect can be further improved by the concentric groove or grooves.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ergänzend oder alleinig zwischen den Dichtflächen Dichtungen angeordnet sind. Furthermore, it can be provided that seals are additionally or solely arranged between the sealing surfaces.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberflächen der Dichtflächen eine oder mehrere geometrische Formen aufweisen, die von einer planen oder annähernd planen Fläche abweichen. So kann es vorgesehen sein, dass zur gezielten Ausbildung von Kontaktflächen oder Linienkontakten die Dichflächen eine konkave oder konvexe Form aufweisen. In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the surfaces of the sealing surfaces have one or more geometric shapes that deviate from a flat or approximately flat surface. Provision can thus be made for the sealing surfaces to have a concave or convex shape for the purposeful formation of contact surfaces or line contacts.
So kann beispielsweise eine plane Dichtfläche einer Gehäusekomponente mit der konvexen Oberfläche einer anderen Gehäusekomponente zur Anlage und damit zum Ausbilden einer Dichtfläche gebracht werden. Durch das Kontaktieren einer planen und einer konvexen Oberfläche, wird vorteilhaft ein definierter Linienkontakt zwischen beiden Oberflächen ausgebildet. Ein solcher Linienkontakt kann vorzugsweise die Funktion einer Dichtung zwischen entsprechenden Komponenten ganz oder zumindest teilweise abbilden. Vorteilhaft kann eine der Oberflächen ein elastisches Verhalten aufweisen, so dass Schwankungen im Abstand der Komponenten zueinander durch die Elastizität kompensiert werden können. For example, a flat sealing surface of a housing component can be brought into contact with the convex surface of another housing component and thus form a sealing surface. By contacting a planar and a convex surface, a defined line contact is advantageously formed between the two surfaces. Such line contact can preferably reproduce the function of a seal between corresponding components entirely or at least partially. One of the surfaces can advantageously exhibit elastic behavior, so that fluctuations in the distance between the components can be compensated for by the elasticity.
Die Fig. 6 zeigt eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Teilbereiches gemäß Fig. 5. FIG. 6 shows a further enlarged representation of a partial area according to FIG. 5.
Es kann ferner vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Haltering 4 einen genau bearbeiteten Innendurchmesser aufweist. Bevorzugt sollte der Innendurchmesser des Halterings 4 in der Toleranzklasse IT 7...8 liegen. Provision can also preferably be made for the retaining ring 4 to have a precisely machined inner diameter. The inside diameter of the retaining ring 4 should preferably be in the tolerance class IT 7...8.
Es sollten ferner kleine Toleranzen für die Höhe des Deckels 23, insbesondere hinsichtlich der Anlagefläche des Deckels zum Pumpengrundkörper und/oder der Kontaktfläche 232 des Deckels 23 zum Haltering 4, eingehalten werden. Vorzugsweise sollte eine ausreichende Druckfestigkeit für die Materialien, an denen der Kontaktdruck entsteht, insbesondere am kritischsten Kontakt Deckel/Haltering, gewählt werden. Furthermore, small tolerances for the height of the cover 23, in particular with regard to the contact surface of the cover to the pump body and/or the contact surface 232 of the cover 23 to the retaining ring 4, should be observed. Sufficient compressive strength should preferably be chosen for the materials on which the contact pressure arises, especially at the most critical cover/retaining ring contact.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich insbesondere aus einer Beschreibung der Montage einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe, insbesondere hinsichtlich der Montage des Halterings 4. Es versteht sich, dass hier nur einige ausgewählte Montageschritte dargestellt sind, wie sie für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens hilfreich sind. Die Herstellung der Radialkolbenpumpe kann weitere, dem Fachmann bekannte, Schritte bzw. Zwischenschritte umfassen. Further details of the invention result in particular from a description of the assembly of a radial piston pump according to the invention, in particular with regard to the assembly of the retaining ring 4. It goes without saying that only a few selected assembly steps are shown here, as they are helpful for understanding the method according to the invention. The manufacture of the radial piston pump can include further steps or intermediate steps known to those skilled in the art.
Eine Fixierung des Halterings 4 kann beispielsweise durch einen thermischen Querpressverband zwischen den Deckeln 23 und dem Haltering 4 vorgenommen werden. The retaining ring 4 can be fixed, for example, by means of a thermal transverse press fit between the covers 23 and the retaining ring 4 .
Es wird eine Erwärmung des Halteringes 4, mittels einer Wärmeguelle bzw. eines heizbaren Werkzeuges WHZ, vor der Montage vorgenommen. Durch die thermische Ausdehnung des Halterings 4 wird eine Überdeckung zwischen Haltering 4 und Deckel 23 eliminiert, um kraftfrei Fügen zu können. Im erwärmten Zustand bildet sich zwischen der Anlagefläche des Halteringes 4 und den Kontaktflächen 232 der Deckel 23 ein radiales Spiel aus und der Haltering 4 kann nahezu kraftfrei gefügt werden. Nach der Montage kühlt sich der Haltering 4 ab und die Überdeckung stellt sich wieder ein bzw. aufgrund der Schrumpfung des Durchmessers wird ein Fugendruck auf alle Deckel 23 erzeugt. Der sich mindestens einstellende Fugendruck, insbesondere an jedem Kontakt Deckel / Haltering, sollte dabei so groß sein, dass der Deckel 23 bei der max. Druckdifferenz zwischen Hoch- und Niederdruck nicht vom Pumpengrundkörper 3 abhebt. Ein derartiges Verfahren ist in den Fig. 11 bis 13 schematisch dargestellt. Bei der Montage des Halteringes 4 kann der Haltering 4 zur Anlage bzw. zum Anschlag an den Anlagebund 5 gebracht werden. The retaining ring 4 is heated by means of a heat source or a heatable tool WHZ before assembly. Due to the thermal expansion of the retaining ring 4, an overlap between the retaining ring 4 and the cover 23 is eliminated in order to be able to join without force. In the heated state, radial play forms between the contact surface of the retaining ring 4 and the contact surfaces 232 of the cover 23 and the retaining ring 4 can be joined with almost no force. After assembly, the retaining ring 4 cools down and the overlap occurs again or due to the shrinkage of the diameter, a joint pressure is generated on all the covers 23. The minimum joint pressure that occurs, especially at each cover/retaining ring contact, should be so great that the cover 23 does not lift off the pump body 3 at the maximum pressure difference between high and low pressure. Such a method is shown in FIGS. 11 to 13 schematically. When mounting the retaining ring 4 , the retaining ring 4 can be brought into contact with or against the contact collar 5 .
Eine Fixierung des Halterings 4 kann beispielsweise durch einen Längspressverband zwischen den Deckeln 23 und dem Haltering 4 vorgenommen werden. Der Haltering 4 wird mit Überdeckung auf den Deckel 23 geschoben. Der Haltering 4 dehnt sich elastisch. Die Überdeckung erzeugt eine Kraft. Ein derartiges Verfahren ist in den Fig. 14 und 15 schematisch dargestellt. Bei dem Aufschieben des Halteringes 4 auf den Deckel 23 kann der Haltering 4 auch zur Anlage bzw. zum Anschlag an den Anlagebund 5 gebracht werden. Eine Fixierung des Halterings 4 kann beispielsweise auch durch eine Schweißverbindung vorgenommen werden. Der Haltering 4 ist vorzugsweise einmal mit einem Schlitz 41 versehen bzw. als offener Ring ausgestaltet und wird über die Deckel 23 gefügt, dann gespannt bzw. mittels eines Werkzeuges W zusammengedrückt, sodass der Haltering an allen Kontaktflächen der Deckel 23 anliegt. In diesem Zustand ist der Spalt der Ringenden ca. 2mm groß. Dann erfolgt der Schweißprozess mittels eines Schweißgerätes S, der den geschlitzten Haltering (ca: 2mm Spalt) durch Zugabe von Schweißzusatz, insbesondere flüssiges Metall, verschließt. Nach erfolgtem Schweißvorgang kühlt sich der Schweißzusatzwerkstoff ab, schrumpft dementsprechend und erzeugt so eine Zugspannung im Haltering 4. Die Genauigkeitsanforderungen an den Haltering 4 bzw. die Deckel 23 können bei dieser Variante geringer sein. Ein derartiges Verfahren ist in den Fig. 16 bis 18 schematisch dargestellt. Bei der Montage des Halteringes 4 kann der Haltering 4 zur Anlage bzw. Anschlag an Anlagebund 5 gebracht werden. The retaining ring 4 can be fixed in place, for example, by means of a longitudinal interference fit between the covers 23 and the retaining ring 4 . The retaining ring 4 is pushed onto the cover 23 with an overlap. The retaining ring 4 stretches elastically. The overlap creates a force. Such a method is shown in FIGS. 14 and 15 schematically. When the retaining ring 4 is slid onto the cover 23 , the retaining ring 4 can also be brought into contact or abutment against the contact collar 5 . A fixation of the retaining ring 4 can also be carried out, for example, by a welded connection. The retaining ring 4 is preferably provided with a slot 41 or designed as an open ring and is fitted over the cover 23 and then clamped or pressed together by means of a tool W so that the retaining ring rests on all contact surfaces of the cover 23 . In this condition, the gap between the ends of the ring is approx. 2mm. Then the welding process takes place using a welding device S, which closes the slotted retaining ring (approx. 2mm gap) by adding welding filler, in particular liquid metal. After the welding process has taken place, the welding filler material cools down, shrinks accordingly and thus generates tensile stress in the retaining ring 4. The accuracy requirements for the retaining ring 4 or the cover 23 can be lower in this variant. Such a method is shown in FIGS. 16 to 18 schematically. When mounting the retaining ring 4 , the retaining ring 4 can be brought into contact with or stop against the contact collar 5 .
Prinzipiell (nicht gezeigt) ist es jedoch auch denkbar, dass die Deckel vor dem Fügen des Halteringes werden mittels einer Vorrichtung/Werkzeug W elastisch (radial) nach „innen“ gedrückt, um so einen Fügespalt für den Haltering für die Zeit des Fügens bereitzustellen. Wenn kein Spalt ausgebildet wird, kann zumindest die Überdeckung während der Montage etwas reduziert werden. Der Vorteil ist hierbei, dass der thermischen Querpressverband damit entfallen könnte (Kosten, Temperaturwirkung im Haltering bzw. Auswirkung auf dessen Gefüge). Zudem kann die Aufschiebe-/Füge-Kraft gegenüber dem „normalen“ bzw. oben beschriebenen“ Längspressverband reduziert. In principle (not shown), however, it is also conceivable for the covers to be pressed elastically (radially) "inwards" by means of a device/tool W before the retaining ring is joined, in order to provide a joining gap for the retaining ring for the time of joining. If no gap is formed, at least the overlap can be somewhat reduced during assembly. The advantage here is that the thermal transverse press fit could be omitted (costs, temperature effect in the retaining ring or effect on its structure). In addition, the pushing-on/joining force can be reduced compared to the “normal” or “longitudinal interference fit” described above.
Das Verfahren im Prinzip: The procedure in principle:
Erforderlich hierfür ist, dass der Deckel elastisch federn/ausweichen kann (gestrichelt), um einen Fügespalt auszubilden (zumindest im Bereich der Kontaktfläche 232). Dies kann geometrisch durch den Deckel 23 bzw. dessen geometrische Gestaltung erreicht werden. This requires the cover to be able to spring/deflect elastically (dashed line) in order to form a joint gap (at least in the area of the contact surface 232). This can be achieved geometrically by the cover 23 or its geometric design.
In der Figur ist (schematisch) gezeigt: ein Werkzeug W drückt bzw. deformiert den Deckel 23 elastisch, insbesondere die Kontaktläche 232 weicht elastisch zurück/radial nach innen, so dass ein Spalt ausgebildet oder die Überdeckung zwischen Haltering und Deckel 23 reduziert ist. Nach entfernen des Werkzeugs federt der Deckel 23 bzw. die Kontaktfläche 232 elastisch zurück, so dass sich eine Überdeckung ausbildet. Damit das Werkzeug beim Fügen des Halteringes 4 nicht im Weg ist und die Kontakfläche 232 dennoch zuverlässig elastisch verformen kann, sind vorzugsweise andere geometrische Ausgestaltungen für den Deckel zu wählen, als zuvor gezeigt. The figure shows (schematically): a tool W presses or deforms the cover 23 elastically, in particular the contact surface 232 yields elastically/radially inward, so that a gap is formed or the overlap between the retaining ring and the cover 23 is reduced. After the tool has been removed, the cover 23 or the contact surface 232 springs back elastically, so that an overlap is formed. So that the tool when joining the retaining ring 4 does not is in the way and the contact surface 232 can nevertheless be reliably deformed elastically, other geometric configurations should preferably be selected for the cover than those shown above.
Prinzipiell (nicht gezeigt) kann das elastische Verhalten auch durch ein Element erreicht werden, welches zwischen Deckel und Pumpengehäuse/ Zylindergehäuse angeordnet ist. Es muss dabei die Dichtheit und damit das nicht abheben des Deckels gewährleistet sein In principle (not shown), the elastic behavior can also be achieved by an element which is arranged between the cover and the pump housing/cylinder housing. The tightness and thus the not lifting of the cover must be guaranteed
In den Fig. 19 bis 21 sind vorteilhafte Positionen der Ventile 24, 25 bzw. Einlass/Auslass 251, 241 in Bezug auf den Deckel 23 dargestellt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Fluideinlass 251 bzw. das Einlassventil 24 außermittig des Deckels 23 angeordnet ist, um Platz für den Haltering 4 zu schaffen. Als Ventil 24, 25 kommt beispielsweise ein Zungenventil, ggf. mit Anschlag in Frage. Advantageous positions of the valves 24, 25 or inlet/outlet 251, 241 in relation to the cover 23 are shown in FIGS. For example, it can be provided that the fluid inlet 251 or the inlet valve 24 is arranged off-center of the cover 23 in order to create space for the retaining ring 4 . A reed valve, possibly with a stop, can be used as the valve 24, 25, for example.
Vorteilhafte Anpassungen können insbesondere bei der Ringbreite oder Ringhöhe, bei dem Ringwerkstoff (Rohrmaterial, geschweißt, gezogen...), dem Deckelwerkstoff (Sintermaterial, geschmiedetes Material. . .) vorgenommen werden. Es können ein oder mehrere Halteringe 4 pro Radialkolbenpumpe verwendet werden, wie beispielsweise in Fig. 20 dargestellt, Halteringe 4 und 4a. Die Halteringe sind in diesem Falle bevorzugt axial hintereinander angeordnet. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Haltering 4 eine Montagefase an der Innenseite zur vereinfachten Montage aufweist. Advantageous adjustments can be made in particular to the ring width or ring height, the ring material (tube material, welded, drawn...), the cover material (sintered material, forged material...). One or more retaining rings 4 can be used per radial piston pump, such as shown in FIG. 20, retaining rings 4 and 4a. In this case, the retaining rings are preferably arranged axially one behind the other. Provision can preferably be made for the retaining ring 4 to have an assembly chamfer on the inside for simplified assembly.
Die hier vorgeschlagene Radialkolbenpumpe kann bevorzugt als Klimakompressor, vorzugsweise mit einem Elektromotor als Antrieb, eingesetzt werden. Bei dem Fluid handelt es sich entsprechend bevorzugt um ein Kältemittel. The radial piston pump proposed here can preferably be used as an air conditioning compressor, preferably with an electric motor as the drive. Accordingly, the fluid is preferably a refrigerant.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Radialkolbenpumpe, insbesondere Radialkolbenverdichter, umfassend 1. Radial piston pump, in particular radial piston compressor, comprising
- eine Antriebswelle (1) mit einem Exzenter (11), sowie mindestens eine Kolben- Arbeitsraum-Kombination (2), wobei die Kolben-Arbeitsraum-Kombination (2) einen Arbeitsraum (21) und einen Kolben (22) umfasst, wobei - A drive shaft (1) with an eccentric (11), and at least one piston-working space combination (2), wherein the piston-working space combination (2) comprises a working space (21) and a piston (22), wherein
- die Radialkolbenpumpe mindestens zwei Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen (2, 2a, 2b,- the radial piston pump has at least two piston-working chamber combinations (2, 2a, 2b,
. . .) umfasst, die sich radial von der Antriebswelle (1) erstrecken, wobei jeder Arbeitsraum (21) mit einem Deckel (23 (a-e)) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe mit mindestens einem Haltering (4) zur Fixierung sämtlicher Deckel (23 (a-e)) der Radialkolbenpumpe ausgestattet ist. . . .) which extend radially from the drive shaft (1), each working chamber (21) being closed with a cover (23 (a-e)), characterized in that the radial piston pump is provided with at least one retaining ring (4) for fixing all the covers (23 (a-e)) of the radial piston pump.
2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe mindestens drei, vorzugsweise sechs, Kolben-Arbeitsraum- Kombinationen (2, 2a, 2b, ...) umfasst, die sternförmig um die Antriebswelle (1) angeordnet sind. 2. Radial piston pump according to claim 1, characterized in that the radial piston pump comprises at least three, preferably six, piston-working chamber combinations (2, 2a, 2b, ...) which are arranged in a star shape around the drive shaft (1).
3. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen (2, 2a, 2b, ...) in einem Pumpengrundkörper (3) aufgenommen sind. 3. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the piston-working chamber combinations (2, 2a, 2b, ...) are accommodated in a pump body (3).
4. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (23) eine Kontaktfläche (232) für den Haltering (4) aufweist. 4. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cover (23) has a contact surface (232) for the retaining ring (4).
5. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (23) und/oder der Pumpengrundkörper (3) einen Anlagebund (5) für den Haltering (4) aufweist, wobei der Anlagebund (5) insbesondere eine sich radial erstreckende Fläche als Anschlag für den Haltering (4) aufweist. 5. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cover (23) and/or the pump body (3) has a contact collar (5) for the retaining ring (4), the contact collar (5) having in particular a radially has extending surface as a stop for the retaining ring (4).
6. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe mindestens zwei Halteringe (4, 4a) zur Fixierung sämtlicher Deckel (23 (a-e)) der Radialkolbenpumpe aufweist, wobei die Halteringe (4, 4a) axial hintereinander angeordnet sind. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Haltering (4) und Deckel (23) eine Presspassung vorgesehen ist. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Halterings (4) einen Innendurchmesser gemäß Toleranzklasse IT 7 oder IT 8 aufweist. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe mit einem Gehäuse (6) ausgestattet ist, welches zu mindestens abschnittsweisen Aufnahme des Pumpengrundkörpers (3), insbesondere der Kolben-Arbeitsraum-Kombinationen (2, 2a, 2b, ...), eingerichtet ist. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) der Radialkolbenpumpe aus mindestens zwei Gehäusekomponenten, insbesondere einem Hochdruckgehäuse (7), und/oder einem Statorgehäuse (8), insbesondere zur Aufnahme eines Rotors und eines Stators eines Elektromotors, ausgebildet ist. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (4) in das Gehäuse (6) oder mindestens eine Gehäusekomponente (7, 8) integriert ist. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusekomponenten (7, 8) miteinander verschraubt sind, insbesondere, dass die Gehäusekomponenten gemeinsam mittels einer Schraube (28) verschraubt sind. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpengrundkörper (3) einen Flansch (27) aufweist, welcher der Verschraubung mit dem Gehäuse (6) und/oder den weiteren Gehäusekomponenten (7, 8) dient. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusekomponenten (7, 8) Fluidkanäle der Radialkolbenpumpe, oder zumindest Teilbereiche davon, ausbilden. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusekomponente (7, 8) planparallele axiale Dichtflächen aufweist. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Dichtflächen der Gehäusekomponente mit konzentrischen Rillen, insbesondere mit einer Welligkeit in radialer Richtung, ausgestattet sind. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ergänzend oder alleinig zwischen den Dichtflächen Dichtungen angeordnet sind. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Dichtflächen eine oder mehrere geometrische Formen aufweisen, die von einer planen oder annähernd planen Fläche abweichen. Radialkolbenpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schwankungen im Abstand der Gehäusekomponenten zueinander durch die Elastizität kompensiert werden können. Verfahren zur Herstellung einer Radialkolbenpumpe gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung des Halterings (4) durch thermischen Querpressverband zwischen den Deckeln (23 (a-e)) und dem Haltering (4) vorgenommen wird, insbesondere gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 6. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radial piston pump has at least two retaining rings (4, 4a) for fixing all the covers (23 (ae)) of the radial piston pump, the retaining rings (4, 4a) being arranged axially one behind the other . Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that a press fit is provided between the retaining ring (4) and the cover (23). Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inside diameter of the retaining ring (4) has an inside diameter according to tolerance class IT 7 or IT 8. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radial piston pump is equipped with a housing (6) which is intended to receive the pump base body (3), in particular the piston-working chamber combinations (2, 2a, 2b, .. .), is set up. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (6) of the radial piston pump consists of at least two housing components, in particular a high-pressure housing (7) and/or a stator housing (8), in particular for accommodating a rotor and a stator of an electric motor , is trained. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the retaining ring (4) is integrated into the housing (6) or at least one housing component (7, 8). Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing components (7, 8) are screwed together, in particular that the housing components are screwed together by means of a screw (28). Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pump body (3) has a flange (27) which is used for screwing to the housing (6) and/or the other housing components (7, 8). Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing components (7, 8) form fluid channels of the radial piston pump, or at least partial areas thereof. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing component (7, 8) has plane-parallel axial sealing surfaces. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the surfaces of the sealing surfaces of the housing component are provided with concentric grooves, in particular with a ripple in the radial direction. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that seals are arranged additionally or solely between the sealing surfaces. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the surfaces of the sealing surfaces have one or more geometric shapes that deviate from a flat or approximately flat surface. Radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that fluctuations in the distance between the housing components can be compensated for by the elasticity. Method for producing a radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the retaining ring (4) is fixed by a thermal transverse press fit between the covers (23 (ae)) and the retaining ring (4), in particular characterized by the following method steps:
- Erwärmung des Halteringes (4) vor der Montage - Warm up the retaining ring (4) before assembly
- Fügen des Halterings (4) auf die Deckel (23 (a-e)) - Assemble the retaining ring (4) on the cover (23 (a-e))
- Abkühlen des Halterings (4). Verfahren zur Herstellung einer Radialkolbenpumpe gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung des Halterings (4) durch Längspressverband zwischen den Deckeln (23 (a-e)) und dem Haltering (4) vorgenommen wird, insbesondere gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Cooling of the retaining ring (4). Method for producing a radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the retaining ring (4) is fixed by means of a longitudinal interference fit between the covers (23 (a-e)) and the retaining ring (4), in particular characterized by the following method steps:
Aufschieben des Halterings (4) mit Überdeckung auf die Deckel (23 (a-e)) Elastische Dehnung des Halterings (4). Verfahren zur Herstellung einer Radialkolbenpumpe gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierung des Halterings (4) durch Schweißverbindung vorgenommen wird, insbesondere gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Sliding the retaining ring (4) with overlap onto the cover (23 (ae)) Elastic stretching of the retaining ring (4). Method for producing a radial piston pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the retaining ring (4) is fixed by a welded connection, in particular characterized by the following method steps:
- Schlitzen des Halterings (4) zur Erzeugung eines Schlitzes; - Slotting the retaining ring (4) to produce a slot;
- Fügen des Halterings (4) auf die Deckel (23 (a-e)) - Assemble the retaining ring (4) on the cover (23 (a-e))
- Spannen des Halterings (4), vorzugsweise mittels eines Werkzeugs (W); - Clamping of the retaining ring (4), preferably by means of a tool (W);
- Verschließen des Schlitzes. Verfahren zur Herstellung einer Radialkolbenpumpe gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel dazu eingerichtet ist, dass er elastisch federn und/oder ausweichen kann, um einen Fügespalt auszubilden, mindestens jedoch im Bereich der Kontaktfläche 232, gekennzeichnet dadurch, dass - Closing the slot. Method for producing a radial piston pump according to at least one of the preceding claims, wherein the cover is designed so that it can elastically spring and/or give way in order to form a joint gap, but at least in the area of the contact surface 232, characterized in that
- die Deckel vor dem Fügen des Halteringes mittels einer Vorrichtung/Werkzeug (W) elastisch, insbesondere radial, nach innen gedrückt werden, um einen Fügespalt für den Haltering für die Zeit des Fügens bereitzustellen. - Before joining the retaining ring, the covers are pressed elastically, in particular radially, inwards by means of a device/tool (W) in order to provide a joining gap for the retaining ring for the time of joining.
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