RADIALKOLBENPUMPE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialkolbenpumpe mit einer Vielzahl von radial angeordneten Zylinderkolbenanordnungen mit Saug- und Druckventilen, deren Kolben von einer Exzenterscheibe gesteuert sind, die gegenüber einem die Zylinder haltenden Gehäuse exzentrisch umläuft.

[0002] Bei derartigen bekannten Pumpen besteht das Problem der Regelbarkeit der Fördermenge. Um dieses Problem zu lösen werden meist mechanische Regeleinrichtungen vorgesehen, die im wesentlichen darin bestehen, die Exzentrizität der Exzenterscheibe zu variieren, um dadurch den Hub der Kolben zu verändern.

[0003] Derartige Einrichtungen weisen einen sehr komplizierten Aufbau auf. Dabei ergibt sich auch noch das Problem, daß die Ansteuerung einer solchen Radialkolbenpumpe meist digital erfolgt, diese Pumpen aber ein analoges Verhalten aufweisen. Es ist daher notwendig, die bestimmten Teillasten zugeordnete Stellung der Regeleinrichtung zu erfassen und möglichst genau zu reproduzieren, wobei jedoch das Problem besteht, daß sich die bestimmten Teilfördermengen entsprechenden Stellungen der Regeleinrichtung mit dem Förderdruck ändern. Ein weiteres Problem besteht auch darin, daß für viele Anwendungen solcher Radialkolbenpumpen eine sehr feine Abstufung der Teilfördermengen von z.B. in der Größe von 2 bis 3% der maximalen Fördermenge erforderlich ist.

[0004] Daraus ergibt sich ein weiteres Problem, da die meisten Regeleinrichtungen einen Verstellweg in der Größenordnung von ca. 15mm aufweisen und sich daher bei einer Abstufung der Fördermenge in Stufen von ca. 2% der maximalen Fördermenge Abstufungen des Verstellweges von näherungsweise 0,3mm ergeben, die entsprechend abgetastet werden müssen, woduch sich ein entsprechend großer Aufwand ergibt.

[0005] Ziel der Erfindung ist es eine Radialkolbenpumpe der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet. und sich für eine direkte digitale Ansteuerung zur Regelung der Fördermenge eignet.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Raum zwischen den Stirnseiten der Zylinder und den zugehörigen Kolben über ein steuerbares Ventil mit der Druckleitung der Pumpe verbindbar ist, wobei die Kolben der Pumpe vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

[0007] Auf diese Weise ist es möglich das Fördervolumen der Pumpe durch Öffnen und Schließen der einzelnen willkürlich steuerbaren Ventile zu regeln. Bei einer Pumpe, deren Zylinder, bzw. Kolben bei gleichem Hub verschiedene Durchmesser aufweisen, lassen sich z.B. bei sieben verschiedenen Zylindern 48 verschiedene Stufen erreichen, wodurch sich Abstufungen der Fördermenge in der Größe von ca. 2% ergeben. Dabei erübrigen sich aufwendige Stellungsüberwachungen, wie sie bei den herkömmlichen Radialkolbenpumpen mit mechanischen, die Exzentrizität der die Kolben steuernden Exzenterscheibe beeinflussenden Regeleinrichtungen erforderlich sind, wodurch sich die Ansteuerung der Radialkolbenpumpe wesentlich vereinfacht.

[0008] Durch die im Falle der Öffnung des willkürlich steuerbaren Ventiles gegebene Verbindung des Inneren des betreffenden Zylinders mit einer Druckleitung ergibt sich der Vorteil, daß der betreffende Zylinder zwar zur Pulsation der sekundlichen Fördermenge beiträgt, doch wird dieses Fördervolumen nicht wirksam, da es nach dem Erreichen des Totpunktes des Zylinders am Ende des Druckhubes beim nachfolgenden Saughub wieder eingesogen wird. Bedingt ist dies dadurch, daß aufgrund der Verbindung des Zylinderinneren mit der Druckleitung dieses ständig unter Druck gehalten wird, wodurch sich das Saugventil dieses Zylinders nicht öffnen kann. Es ergibt sich daher, daß die sekundliche Fördermenge der Pumpe zwar unabhängig von der Anzahl der geöffneten, willkürlich steuerbaren Ventile pulsiert, jedoch die Amplitude dieser Pulsationen mit steigender Anzahl geöffneter, willkürlich steuerbarer Ventile sinkt.

[0009] Eine Stillegung einzelner Zylinder wäre auch durch Offenhalten einer ständigen Verbindung zwischen der Saugseite der Pumpe und der Druckseite eines Kolbens möglich. In diesem Falle würde aber dieser Zylinder nichts zum Druckaufbau in der Druckleitung beitragen und bei Stillsetzung einer größeren Anzahl von Zylinderen kommt es zu entsprechend langen Pausen zwischen den einzelnen Druckstößen, die für den Betrieb der solchen Pumpen nachgeschalteten Einrichtungen meist unerwünscht sind.

[0010] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das steuerbare Ventil in einem Druckventil angeordnet ist, wobei dessen Ventilkörper hohl ausgebildet und mit einer dem Zylinder zugekehrten Öffnung versehen ist, die von einem verschiebbar gehaltenen Steuerkolben gesteuert ist, der unabhängig von den Druckverhältnissen im zugeordneten Zylinder steuerbar ist.

[0011] Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein einfacher Aufbau einer erfindungsgemäPen Radialkolbenpumpe. Außerdem ist es dadurch auch möglich bestehende Radialkolbenpumpen auf relativ einfache Weise umzurüsten. Dazu ist es lediglich notwendig das vorhandene Druckventil gegen ein in der angegebenen Weise modifiziertes Druckventil zu ersetzen.

[0012] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Radialkolbenpumpe,

Fig. 2 eine Stirnansicht einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe, und

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Zylinder-Kolbenanordnung einer erfindungsgemäßen Radialkolbenpumpe in vergrößertem Maßstab.

[0013] Die Radialkolbenpumpe weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Welle 2 in Schrägrollenlagern 4 drehbar gelagert ist, die eine gegenüber der Mittelachse der Welle 2 exzentrisch angeordnete Exzenterscheibe 3 aufweist. Auf dieser Exzenterscheibe 3 ist über ein Rollenlager 5 ein Ring 6 gelagert, in dem die Kolben 7 über Kugelköpfe 8 gehalten sind.

[0014] Die Kolben 7 gleiten in Zylindern 9, die im Gehäuse 1 gehalten sind und weisen in deren der Welle 1 zugekehrten Endbereich Öffnungen 10 auf, die das Innere des Kolbens 7 mit dem mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung stehenden Innenraum 11 des abgedichteten Gehäuses 1 verbindet.

[0015] An der der Stirnseite 12 des Zylinders 9 zugekehrten Stirnfläche des Kolbens 7 ist ein Saugventil 13 angeordnet, das als Tellerventil ausgebildet ist, dessen Ventilteller 14 als Masseteil ausgebildet ist und der durch die Feder 15 und die Ventilstange 16 und den Federteller 17 gegen die Schließstellung vorgespannt ist.

[0016] Die Zylinderräume sind über in den Stirnwänden der Zylinder 9 angeordnete Druckventile 18 mit den Druckleitungen 19 verbindbar.

[0017] Die Druckventile 18 sind steuerbar, wozu je ein nicht dargestellter Magnet vorgesehen ist.

[0018] Das Druckventil 18 weist einen hohlen Ventilkörper 20 auf, in dem ein Steuerkolben 21 verschiebbar gehalten ist, der die Öffnung 22 des Ventilkörpers 20 steuert.

[0019] Der Ventilkörper 20 ist mittels einer relativ schwachen Feder 23 gegen die Schliepstellung vorgespannt. Der Steuerkolben 21 ist im Kern 24 des nicht dargestellten Magneten geführt und mittels einer relativ starken Feder 25 gegen die Schließstellung vorgespannt.

[0020] Solange der nicht dargestellte Magent nicht erregt ist, wird der Ventilkörper 20 durch die beiden Federn 23, 25 in der Schließstellung gehalten, wobei ein Eindringen von Druckflüssigkeit in das Innere des Ventilkörpers 20 verhindert ist.

[0021] Während des Druckhubes des Kolbens 7 wird der Ventilkörper 20 von seinem Sitz abgehoben und die Druckflüssigkeit strömt in die Druckleitungen 19. Beim Erreichen des Totpunktes am Ende des Druckhubes schließt das Druckventil 18. Wird jedoch der nicht dargestellte Magnet erregt, so wird der Steuerkolben 21 zurückgezogen, wodurch eine Verbindung zwischen der Druckleitung 19 und dem Inneren des Zylinders 9 hergestellt wird.

[0022] Dies bewirkt, daß beim Betrieb der Pumpe das Fördervolumen jenes Zylinders bzw. Kolbens, dessen Druckventil 18 geöffnet ist, lediglich ausgeschoben und während des nachfolgenden Saughubes von der Druckleitung 19 her wieder eingeschoben wird, sodap dieses nicht wirksam wird. Dabei wird durch den auf den Ventilteller 14 des Saugventiles 13 von der Druckleitung 19 her einwirkenden Druck ein Öffnen des Saugventiles 13 sicher verhindert, sodaß es zu keinen Leckverlusten über das Saugventil 13 kommen kann.

[0023] Die Zylinder 9, bzw. die Kolben 7 der Pumpe weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Dies bewirkt, daß durch Zuund Wegschalten einzelner oder mehrerer Zylinder 9 durch Öffnen der Verbindung zwischen dem Inneren der Zylinder und der Druckleitung 19 die Förderleistung der Pumpe variiert werden kann. Dabei ergeben sich z.B. bei dem dargestellten Beispiel mit fünf Zylindern 9 (Fig. 2) 24 verschiedene Leistungsstufen, oder bei sieben Zylindern 48 Leistungsstufen. Durch entsprechende Abstimmung der Durchmesser der einzelnen Zylinder und entsprechender Ansteuerung deren Steuerkolben 21 zum Herstellen und Unterbinden einer Verbindung zwischen der Druckleitung 19 und dem Inneren des Zylinders 9, sind Abstufungen der Förderleistung bei sieben Zylindern von ca. 2% zu 2% der Volleistung der Pumpe möglich.

[0024] Durch die Abschaltung der Zylinder, bzw. der Unterbindung deren Wirksamkeit durch das Öffnen des Druckventiles 18 ergibt sich auch der Vorteil, daß die Pulsation des Fördervolumens gleich, wie bei voller Förderleistung, also wenn alle Druckventile 18 geschlossen sind, bleibt. Es ändert sich dabei lediglich die Amplitude der Pulsation, die umso kleiner wird, je mehr Druckventile 18 geöffnet sind. Dies erleichtert den Einsatz einer solchen Pumpe für Anwendungen, bei denen eine digitale Steuerung der Förderleistung der Pumpe vorgesehen ist, da in diesem Falle lediglich die entsprechenden Druckventile 18 angesteuert werden müssen, wobei bei einer entsprechend großen Zylinderzahl eine sehr feinstufige. Leistungssteuerung möglich ist.

Ansprüche

1. Radialkolbenpumpe mit einer Vielzahl von radial angeordneten Zylinderkolbenanordnungen mit Saug- und Druckventilen, deren Kolben von einer Exzenterscheibe gesteuert sind, die gegenüber einem die Zylinder haltenden Gehäuse exzentrisch umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den Stirnseiten (12) der Zylinder (9) und den zugehörigen Kolben (7) über ein willkürlich steuerbares Ventil (21, 22) mit der Druckleitung (19) der Pumpe verbindbar ist, wobei die Kolben (7) der Pumpe vorzugsweise unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Ventil (21, 22) in einem Druckventil (18) angeordnet ist, wobei dessen Ventilkörper (20) hohl ausgebildet und mit einer dem Zylinder (9) zugekehrten Öffnung (22) versehen ist, die von einem verschiebbar gehaltenen Steuerkolben (21) gesteuert ist, der unabhängig von den Druckverhältnissen im zugeordneten Zylinder (9) steuerbar ist.

Claims

1. Radial piston pump with a plurality of radially arranged cylinder piston arrangements with suction and pressure valves, whose pistons are controlled by an eccentric disc which rotates eccentrically relative to a housing holding the cylinders, characterised in that the space between the ends (12) of the cylinders (9) and the associated pistons (7) can be connected to the pressure conduit (19) of the pump via an arbitrarily controllable valve (21, 22), the pistons (7) of the pump preferably having different diameters.

2. Radial piston pump according to Claim 1, characterised in that the controllable valve (21, 22) is arranged in a pressure valve (18), the valve body (20) of which being of hollow configuration and being provided with an opening (22) facing towards the cylinder (9), which opening (22) is controlled by a displaceably held control piston (21) which can be controlled independently of the pressure relationships in the associated cylinder (9).

Revendications

1. Pompe à pistons radiaux comportant une pluralité d'ensembles piston-cylindre placés radialement, avec des soupapes d'aspiration et de refoulement, dont le piston est commandé par un disque excentrique, qui tourne excentriquement par rapport à un bâti contenant les cylindres, caractérisée en ce que l'espace entre les têtes (12) de cylindre (9) et les pistons associés (7) peut, par l'intermédiaire d'une soupape (21,22) commandable arbitrairement, être relié à la canalisation de refoulement (19) de la pompe, les pistons (7) de la pompe présentant des diamétres de préférence différents.

2. Pompe à pistons radiaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soupape commandable (21,22) est placée dans une soupape de refoulement (18), dont le corps est creux (20) et pourvu d'une ouverture (22) tournée vers le cylindre (9), laquelle ouverture est commandée par un piston distributeur (21) maintenu coulissant, qui est commandable indépendamment des conditions de pression dans le cylindre associé (9).

Zeichnung