DE19920168A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, mit radial zu einer Drehachse einer Exzenterwelle ausgerichteten Zylindern, in den Zylindern gegen die Kraft eines Federelementes radialbeweglich angeordneten Kolben, wobei die Kolben durch eine Drehbewegung eines Exzenters radial nach außen und durch das Federelement radial nach innen gedrückt werden, die Kolben wenigstens eine Einlaßöffnung aufweisen, die bei radial innerer Position der Kolben mit einer Einlaßkammer eines Pumpmediums in Verbindung kommt, und das Pumpmedium bei radialer Auswärtsbewegung der Kolben in einen Druckbereich gedrückt wird, und die Exzenterwelle in beiderseitig des Exzenters angeordneten Gleitlagern gelagert ist und über ein Zugmittel antreibbar ist. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß zwischen dem Druckbereich (Ringkanal 52) und wenigstens einem der Gleitlager (20, 22) eine Druckverbindung (88) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe, mit radial zu einer Drehachse einer Exzenterwelle ausge­ richteten Zylindern, in den Zylindern gegen die Kraft eines Federelementes radial beweglich angeordneten Kolben, wobei die Kolben durch eine Drehbewegung ei­ nes Exzenters radial nach außen und durch das Feder­ element radial nach innen gedrückt werden, die Kolben eine Einlaßöffnung aufweisen, die bei radial innerer Position der Kolben mit einer Einlaßkammer eines Pumpmediums in Verbindung kommt, und das Pumpmedium bei radialer Auswärtsbewegung der Kolben in einen Druckbereich gedrückt wird, und die Exzenterwelle in beiderseitig des Exzenters angeordneten Gleitlagern gelagert ist und über ein Zugmittel antreibbar ist.

Radialkolbenpumpen der gattungsgemäßen Art sind be­ kannt. Durch das abwechselnde radiale Einwärts- be­ ziehungsweise Auswärtsbewegen der Kolben in den Zy­ lindern wird in bekannter Weise das Pumpmedium, bei­ spielsweise Öl, gefördert. Derartige Radialkolbenpum­ pen werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen für Niveauregulierungssysteme eingesetzt. Ein Antrieb der Radialkolbenpumpe erfolgt hierbei über einen von einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges ange­ triebenen Riementrieb. Zur Erzeugung der Drehbewegung der Exzenterwelle der Radialkolbenpumpe greift der Riemen an ein Antriebsrad der Radialkolbenpumpe an. Entsprechend der Anordnung der Radialkolbenpumpe wirkt hierbei über den Riementrieb eine, einen radialen Richtungsvektor besitzende Riemenkraft auf die Exzenterwelle. Der Richtungsvektor und der Betrag dieser Riemenkraft sind im wesentlichen konstant.

Ferner wird die Exzenterwelle durch über die Kolben der Radialkolbenpumpe eingeleitete hydraulische Kräf­ te belastet, die ebenfalls einen radialen Richtungs­ vektor besitzen. Entsprechend der Anzahl der Kolben der Radialkolbenpumpe ergibt sich eine aus teilhy­ draulischen Kräften zusammengesetzte resultierende hydraulische Kraft der Radialkolbenpumpe. Die Höhe und der Richtungsvektor dieser resultierenden hydrau­ lischen Kraft ändern sich hierbei während eines be­ stimmungsgemäßen Einsatzes der Radialkolbenpumpe ent­ sprechend einer Drehzahl der Exzenterwelle umlaufend. Die konstante Riemenkraft wird von der veränderlichen hydraulischen Kraft überlagert, so daß die Exzenter­ welle mit einer hieraus resultierenden, sich ändern­ den radialen Kraft beaufschlagt wird. Diese resultie­ rende radiale Kraft (nachfolgend auch Lagerkraft ge­ nannt) muß durch die Gleitlager, in denen die Exzen­ terwelle gelagert ist, abgeführt werden.

Bei großem Pumpenvolumina der Radialkolbenpumpe und großen hydraulischen Drücken können die hieraus resultierenden hydraulischen Kräfte einen größeren Betrag aufweisen als die Riemenkraft und können, je nach Wirkrichtung der hydraulischen Kräfte, zu einer Richtungsänderung der auf die Exzenterwelle wirkenden resultierenden Kraft führen. Hierdurch kann die Exzenterwelle gegen die Riemenkraft durch die hydrau­ lischen Kräfte an das Gleitlager gepreßt werden. Die tatsächliche resultierende hydraulische Kraft be­ stimmt hierbei den Richtungsvektor der resultierenden Lagerkraft der Exzenterwelle und gibt damit eine Position der Exzenterwelle im Gleitlager vor.

Hierbei ist nachteilig, daß es durch die Positionsän­ derung der Exzenterwelle in den Gleitlagern neben einem erhöhten Verschleiß zu einer Geräuschentwick­ lung, einem sogenannten Klopfen, kommen kann. Insbe­ sondere, wenn die Radialkolbenpumpe sauggedrosselt ist und stark abgeregelt betrieben wird, können Pha­ sen auftreten, in denen kein Kolben der Radialkolben­ pumpe das Pumpmedium fördert, so daß die Ausrichtung der Exzenterwelle infolge fehlender hydraulischer Kräfte ausschließlich durch die Riemenkraft erfolgt. Mit Beginn beziehungsweise mit Beendigung dieser Pha­ sen wird die resultierende Lagerkraft abrupt in ihrem Richtungsvektor geändert, so daß ein Hin- und Herbe­ wegen der Exzenterwelle in den Gleitlagern erfolgt.

Ferner ändert sich die auf die Exzenterwelle angrei­ fende hydraulische Kraft nicht kontinuierlich, sondern schlagartig sowohl hinsichtlich des Betrages als auch des Richtungsvektors. Je nachdem, ob ein Kolben der Radialkolbenpumpe anfängt beziehungsweise aufhört zu fördern, ändert sich schlagartig die hydraulische Kraft und somit die aus der Überlagerung mit der Riemenkraft entstehende resultierende Lager­ kraft.

Bekannt ist, die Gleitlager der Exzenterwelle in Ra­ dialkolbenpumpen mittels des Pumpmediums, beispiels­ weise Öl, zu schmieren. Dieses Öl ist, insbesondere bei sauggeregelten Radialkolbenpumpen, meist stark verschäumt, so daß durch Lufteinschlüsse in dem Pump­ medium eine Mischreibung der Exzenterwelle in den Gleitlagern gegeben ist. Diese Mischreibung reicht nicht aus, um das erläuterte Schlagen der Exzenter­ welle in den Gleitlagern zu dämpfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ra­ dialkolbenpumpe der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und die ein Schlagen einer Exzenterwelle in einem Gleitlager infolge sich än­ dernder, an die Exzenterwelle angreifende hydrauli­ sche Kräfte verhindert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer Ra­ dialkolbenpumpe mit den im Anspruch 1 genannten Merk­ malen gelöst. Dadurch, daß zwischen dem Druckbereich der Radialkolbenpumpe und wenigstens einem der Gleit­ lager eine Druckverbindung besteht, ist vorteilhaft möglich, einen Lagerspalt zwischen dem Gleitlager und der Exzenterwelle ständig mit einem geschlossenen Öl­ film zu versorgen, der eine Dämpfung der radialen Bewegungen der Exzenterwelle bewirkt. Hierdurch wird eine Geräuschentwicklung durch mechanische Berührung der Exzenterwelle mit dem Gleitlager vermieden, so daß die Radialkolbenpumpe insgesamt geräuschärmer ar­ beitet, insbesondere einem Klopfen durch Überlagerung von auf die Exzenterwelle wirkender hydraulischer Kraft und Riemenkraft entgegengewirkt werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Druckverbindung von einem in ein Ge­ häuse der Radialkolbenpumpe eingebrachten Kanal ge­ bildet wird, der mit wenigstens einer Austrittsöff­ nung in dem Gleitlager mündet. Hierdurch wird es mög­ lich, einen Volumenstrom des Pumpmediums von dem Druckbereich der Radialkolbenpumpe zu dem Gleitlager aufzubauen, der die Schmierung und Dämpfung des Gleitlagers übernimmt.

Insbesondere ist bevorzugt, wenn das Pumpmedium in einen radial mittleren Bereich des Gleitlagers gelei­ tet wird. Hierdurch wird eine gute Verteilung über die gesamte Lagerfläche des Gleitlagers möglich, so daß eine besonders gute Dämpfung und Schmierung er­ zielbar ist.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Druckverbindung in einem Be­ reich von ±90°, vorzugsweise ±50°, insbesondere ±30°, gegenüber einem Richtungsvektor einer, an die Exzen­ terwelle angreifenden Zugmittelkraft, insbesondere Riemenzugkraft, mündet. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß insbesondere in dem Bereich des Gleit­ lagers, in dem die Exzenterwelle durch die Riemen­ zugkraft gegen die Lagerschale drückbar ist, der Druckaufbau zuerst erfolgt, so daß in Richtung der Riemenzugkraft eine besonders gute Dämpfung des Gleitlagers gegeben ist.

Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Druckverbindung in meh­ reren, vorzugsweise symmetrisch über den Umfang des Gleitlagers angeordneten Öffnungen mündet. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, einen gleichmäßigen Ölfilm in die Lagerspalte zwischen der Exzenterwelle und dem Gleitlager aufzubauen, so daß insbesondere bei Ra­ dialkolbenpumpen mit großen hydraulischen Kräften, die die Riemenzugkräfte entgegengesetzt überlagern können, eine große Dämpfung des Gleitlagers in allen radialen Richtungen möglich ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung er­ geben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie­ len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Radialkolben­ pumpe;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Ra­ dialkolbenpumpe gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 bis 6 schematische Querschnitte durch ein Gleitlager einer Radialkolbenpumpe in verschiedenen Ausführungsvarianten.

In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Radial­ kolbenpumpe 10 gezeigt. Die Radialkolbenpumpe 10 be­ sitzt ein Gehäuse 12, in dem eine Stufenbohrung 14 eingebracht ist. Zur Ausbildung der Stufenbohrung 14 kann das Gehäuse 12 aus mehreren, nachfolgend nicht einzeln erläuterten Teilen bestehen. Diese sind mit geeigneten Mitteln druckdicht miteinander verbunden. Die Stufenbohrung 14 dient der Aufnahme einer Exzen­ terwelle 16, die einen Exzenter 18 trägt. Beidersei­ tig des Exzenters 18 sind Gleitlager 20 beziehungs­ weise 22 angeordnet, die einer Lagerung der Exzenter­ welle 16 dienen. Die Gleitlager bestehen jeweils aus einer Lagerschale 24, die in die Stufenbohrung 14 des Gehäuses 12 eingesetzt, beispielsweise eingepreßt ist. Im Bereich der Gleitlager 20 und 22 besitzt die Exzenterwelle 16 durchmessergrößere Abschnitte 26 beziehungsweise 28, deren Außendurchmesser dem Innen­ durchmesser der Lagerschalen 24 angepaßt ist. Die Durchmesser sind derart aufeinander abgestimmt, daß ein geringfügiger Lagerspalt 30 zwischen den Ab­ schnitten 26, 28 beziehungsweise den Lagerschalen 24 verbleibt. Der Lagerspalt 30 dient einer später noch erläuterten Aufnahme eines Schmiermittels für die Gleitlager 20 beziehungsweise 22. Ferner ist die Ex­ zenterwelle 16 in Dichtungen 32 beziehungsweise 34 (Fig. 2) geführt, die eine druckdichte Lagerung der Exzenterwelle 16 übernehmen.

Im Bereich des Exzenters 18 sind in das Gehäuse 12 Zylinder 36 eingebracht, die radial zu einer Dreh­ achse 38 der Exzenterwelle 16 ausgerichtet sind. Die Anzahl der Zylinder 36 kann bei unterschiedlichen Radialkolbenpumpen 10 variieren. So kann lediglich ein Zylinder 36 oder mehrere, gegebenenfalls gleich­ mäßig über den Umfang des Exzenters 18 angeordnete Zylinder 36 vorgesehen sein. Innerhalb jedes Zylin­ ders 36 ist ein Kolben 40 geführt, der durch die Kraft eines Federelementes 42 gegen den Exzenter 18 gedrückt wird. Das Federelement 42 stützt sich einer­ seits an einem den Zylinder 36 verschließenden Stopfen 44 und andererseits an einem Grund 46 des Kolbens 40 ab. Der Kolben 40 ist topfförmig aus­ gebildet, wobei eine Öffnung in Richtung des Stopfens 44 angeordnet ist. In einer Wandung des Kolbens 40 ist wenigstens eine Einlaßöffnung 48, im gezeigten Beispiel sind über den Umfang des Kolbens 40 sym­ metrisch vier Einlaßöffnungen 48 angeordnet, vorgese­ hen.

Von dem Zylinder 36 führt eine Bohrung 50 zu einem in dem Gehäuse 12 angeordneten Ringkanal 52. Zwischen der Bohrung 50 und dem Ringkanal 52 ist ein Ventil 54 angeordnet, bei dem ein Schließkörper gegen die Kraft eines Federelementes eine Verbindung zwischen der Bohrung 50 und dem Ringkanal 52 verschließt. Der Ringkanal 52 ist mit einem Druckanschluß 56 der Radialkolbenpumpe 10 verbunden.

Die Stufenbohrung 14 bildet im Bereich des Exzenters 18 eine Einlaßkammer 58 aus, die über wenigstens ei­ nen Kanal 60 mit einem Sauganschluß 57 der Radial­ kolbenpumpe 10 verbunden ist.

Der Ringkanal 52 steht mit einer Stufenbohrung 62 in Verbindung, die im wesentlichen parallel zur Dreh­ achse 38 verläuft. Von einem durchmesserkleineren Abschnitt 64 der Stufenbohrung 62 führt ein Stichka­ nal 66 zu dem Gleitlager 20. In dem Abschnitt 64 ist eine Drossel 68 oder Blende angeordnet. Eine Stufe 70 der Stufenbohrung 62 nimmt ein Sieb 72 auf. Ein Durchmesser der Drossel 68 beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere 0,15 bis 0,3 mm. Eine Maschenweite des Siebes 72 ist etwas feiner als der Durchmesser der Drossel 68 und beträgt vorzugsweise 0,1 bis 0,4 mm.

Die Lagerschale 24 des Gleitlagers 20 besitzt eine Durchgangsöffnung 74, die einerseits mit dem Stichka­ nal 66 in Verbindung steht und andererseits in eine koaxiale Ringnut 76 der Lagerschale 24 mündet, die in Richtung des Abschnittes 26 der Exzenterwelle 16 of­ fen ist.

Ein Fortsatz 78 der Exzenterwelle 16 trägt einen Flansch 80, an dem ein Antriebsrad 82 über wenigstens ein Befestigungsmittel 84 befestigt ist. Das An­ triebsrad 82 ist topfförmig ausgebildet und umgreift das Gehäuse 12 der Radialkolbenpumpe 10. An seinem freien Ende besitzt das Antriebsrad 82 eine Aufnahme 86 für einen, nicht dargestellten Antriebsriemen.

Die Kolben 46 stützen sich auf einem Laufring 110 ab, der beispielsweise als Stahlring ausgebildet ist. Der Laufring 110 stützt sich auf dem Exzenter 18 ab. Zwischen Exzenter 18 und Laufring 110 ist eine Gleitlagerbuchse 112 angeordnet, die in den Laufring 110 eingepreßt ist. Die Exzenterwelle 16 weist eine Durchgangsöffnung 114 auf, die einerseits am Umfang des Exzenters 18 mündet und andererseits mit einem Druckbereich innerhalb der Radialkolbenpumpe 10 ver­ bunden ist, der mit dem Sauganschluß 57 in Verbindung steht. Somit liegt in der Durchgangsöffnung 114, die beispielsweise als unter einem Winkel zur Drehachse 38 verlaufende Bohrung eingebracht ist, ein Druck an, der dem Druck am Sauganschluß 57, beispielsweise einem Tankdruck, entspricht. Die Durchgangsöffnung 114 mündet vorzugsweise - in axialer Erstreckung des Exzenters 18 gesehen - in dessen mittleren Bereich.

Die in Fig. 1 gezeigte Radialkolbenpumpe 10 zeigt folgende Funktion:

Die allgemeine Funktion einer Radialkolbenpumpe 10 ist bekannt, so daß im Rahmen der vorliegenden Be­ schreibung hierauf nicht näher eingegangen werden soll. Mittels des Zugmittels wird das Antriebsrad 32 und somit die Exzenterwelle 16 in Rotation versetzt. Entsprechend der Rotation der Exzenterwelle 16 ro­ tiert der auf dieser drehfest angeordnete Exzenter 18 mit, so daß entsprechend einer Exzentrizität die in Anlagekontakt mit dem Exzenter 18 liegenden Kolben 40 eine radiale Hubbewegung erfahren. Hierbei werden die Kolben 40 durch das Federelement 42 jederzeit in An­ lagekontakt mit dem Exzenter 18 gehalten, so daß eine alternierende einwärtsgerichtete und auswärtsgerich­ tete Radialbewegung erfolgt. Bei Einwärtsbewegung gelangen die Einlaßöffnungen 48 in Überdeckung mit der Einlaßkammer 58, so daß der Innenraum des Kolbens 40 mit einem zu fördernden Medium, beispielsweise Öl, gefüllt wird. Durch die anschließende radial aus­ wärtsgerichtete Bewegung der Kolben 40 wird dieses Pumpmedium - durch ein sich verkleinerndes Volumina eines vom Zylinder 36 im Kolben 40 umschlossenen Rau­ mes - in die Bohrung 50 gedrückt. Hierdurch wird das Ventil 54 geöffnet, so daß das Pumpmedium in den Ringkanal 52, von diesem über die Stufenbohrung 62 zum Druckanschluß 56 der Radialkolbenpumpe 10 ge­ langt. Bei Anordnung mehrerer Kolben 50 pumpen diese, nach dem erläuterten Prinzip, alle das Medium in den Ringkanal 52. Dieser liegt somit in einem Druck­ bereich der Radialkolbenpumpe 10.

Über die Stufenbohrung 62, deren Abschnitt 64 sowie dem Stichkanal 66 ist eine Druckverbindung mit dem Gleitlager 20 aufgebaut. Die in dem Abschnitt 64 an­ geordnete Drossel 68 dient hierbei der Begrenzung eines Volumenstromes des Pumpmediums, der vom Druck­ bereich der Pumpe zum Gleitlager 20 fließt. Da das Gleitlager 20 in Richtung der Einlaßkammer 58 nicht abgedichtet ist, ergibt sich ein Kreislauf zwischen dem Druckbereich und dem Saugbereich der Radial­ kolbenpumpe 10 über das Gleitlager 20. Entsprechend der Einstellung der Drossel 68 ist hierbei ein exakter Volumenstrom einstellbar. Durch das der Dros­ sel 68 vorgelagerte Sieb 72 wird das Eindringen von eventuell geförderten Verunreinigungen in das Gleit­ lager 20 vermieden. Diese werden am Sieb 72 abge­ schieden. Auch ein Zusetzen der Drossel 68 wird so vermieden.

Durch den sich einstellenden Volumenstrom über das Gleitlager 20 wird der Lagerspalt 30 mit einem Ölfilm (bei Öl als Pumpmedium) versorgt. Eine Verteilung des Ölfilms über den Lagerspalt 30 erfolgt über die Ring­ nut 76, die vorzugsweise koaxial zur Drehachse 38 angeordnet ist und in bezug auf eine axiale Er­ streckung des Abschnittes 26 mittig liegt. Über die Durchgangsöffnung 74 wird hierbei das unter Druck stehende Öl in die Ringnut 76 gedrückt, so daß sich dieses über die Ringnut 76 verteilt. Das in dem Ring­ spalt 30 vorhandene unter Druck stehende Öl bewirkt eine sichere Schmierung des Gleitlagers 20. Dadurch, daß das Gleitlager gut geschmiert ist mit wenig verschäumtem Öl, wird eine Dämpfung von schlagenden Bewegungen der Exzenterwelle 16 erreicht, die infolge der Überlagerung einer nachfolgend noch zu erläutern­ den Riemenzugkraft und einer auf die Exzenterwelle 16 wirkenden hydraulischen Kraft auftreten.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich das Gleitlager 20 mit einem unter Druck stehenden Ölstrom beaufschlagt. Nach weiteren Ausführungsbeispielen kann zusätzlich oder gegebenenfalls ausschließlich das Gleitlager 28 ebenfalls mit dem Drucköl beauf­ schlagt werden. Hierzu sind dann entsprechend ange­ paßte Verbindungswege von dem Druckbereich der Ra­ dialkolbenpumpe 10 zu dem Gleitlager 22 vorzusehen.

Durch die in der Exzenterwelle 16 vorgesehene Durch­ gangsöffnung 114 wird erreicht, daß eine Schmierung zwischen dem Exzenter 18 und der Gleitlagerbuchse 112 verbessert ist. Aufgrund einer relativ hohen Relativ­ geschwindigkeit zwischen dem Laufring 110 und somit der Gleitlagerbuchse 112 und dem Exzenter 18 ist zur Erhöhung einer Standzeit und zu einer Geräusch­ dämpfung eine Schmierung dieses Bereiches notwendig. Da in der Einlaßkammer 58 das zu fördernde Medium (Öl) stark verschäumt ist, würde dieses alleine nicht ausreichen, eine ausreichende Schmierung vorzunehmen. Das Öl im Exzenterraum 58 ist stark verschäumt, da der angesaugte Ölstrom bereits vor der Einlaßkammer 58 gedrosselt wird. Hierdurch liegt gleichzeitig in der Einlaßkammer 58 ein Unterdruck an. Über die Durchgangsöffnung 114 gelangt nun wenig verschäumtes Öl, das den Ausgangsdruck (Tankdruck) aufweist, zwischen den Exzenter 18 und der Gleitlagerbuchse 112. Aufgrund eines Druckgefälles zwischen der Ein­ laßkammer 58 und der Durchgangsöffnung 114 wird ein stetiger Ölstrom zur Schmierung der Gleitlagerbuchse 112 zur Verfügung gestellt.

Fig. 2 zeigt in einer Detailansicht eine aus­ schnittsweise Vergrößerung der Radialkolbenpumpe 10, wobei insbesondere die Anordnung der Druckverbindung zwischen dem Druckbereich der Radialkolbenpumpe 10 und dem Gleitlager 20 gezeigt ist. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.

Insbesondere ist in Fig. 2 mittels eines Pfeiles 88 die Druckverbindung zwischen dem Druckbereich (Ring­ kanal 52) und dem Saugbereich (Einlaßkammer 58) der Radialkolbenpumpe 10 verdeutlicht. Diese Druckverbin­ dung 88 erfolgt über die Stufenbohrung 62, deren Ab­ schnitt 64, dem Stichkanal 66, der Durchgangsöffnung 74, der Ringnut 76, dem Lagerspalt 30 zu der Einlaß­ kammer 58.

In den Fig. 3 bis 6 sind jeweils Radialschnitte durch den Abschnitt 26 der Exzenterwelle 16 und somit des Gleitlagers 20 gezeigt.

In Fig. 3 ist die in der Ringnut 76 der Lagerschale 24 mündende Durchgangsöffnung 74 gezeigt. Diese steht in Verbindung mit dem Stichkanal 66, der wiederum in den Abschnitt 64 der Stufenbohrung 62 mündet. Über die Ringnut 76 erfolgt eine Verteilung des Drucköls über den gesamten Umfang des Abschnittes 26 der Ex­ zenterwelle 16. Über die Ringnut 76 wird der Lager­ spalt 30, dessen Größe von einem Lagerspiel abhängig ist, verteilt. Zwischen dem Abschnitt 26 und der La­ gerschale 24 baut sich hierdurch quasi ein dünner Film eines unter Druck stehenden Öls auf. Somit ist genügend Öl, das außerdem nur mäßig verschäumt ist, vorhanden, damit sich im Gleitlager ein hydro­ dynamischer Schmierfilm aufbauen kann.

In Fig. 3 ist ferner ein Pfeil 90 eingetragen, der einem Richtungsvektor einer Riemenzugkraft F ent­ spricht. Diese Riemenzugkraft F wirkt auf die Exzen­ terwelle 16 und besitzt einen Richtungsvektor, der abhängig ist vom Angreifen eines Riemenantriebes an das Antriebsrad 82. Der Richtungsvektor der Riemen­ zugkraft F ist abhängig vom Einbauort der Radialkol­ benpumpe 10, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug in bezug auf eine Brennkraftmaschine, über die der Rie­ men angetrieben wird. Der Richtungsvektor sowie ein Betrag der Riemenzugkraft F ist idealerweise kon­ stant. Gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbei­ spiel mündet die Durchgangsöffnung 74 in der Ringnut 76 in etwa gegenüberliegend der Wirkrichtung der Rie­ menzugkraft F. Nach weiteren Ausführungsbeispielen kann die Durchgangsöffnung 74 an beliebiger Stelle in der Ringnut 74 und somit in bezug zur Wirkrichtung der Riemenzugkraft F münden.

Bei bekannter Einbaulage der Radialkolbenpumpe 10 kann durch gezieltes Einbringen der Druckverbindung zwischen dem Druckbereich der Radialkolbenpumpe 10 und dem Gleitlager 20 die Durchgangsöffnung 74 in definierter Lage zur Wirkrichtung der Riemenzugkraft F im Lagerspalt 30 münden.

In Fig. 4 ist ein Vorzugsbereich 91 eingezeichnet, innerhalb dem die Durchgangsöffnung 74 in bezug auf die Wirkrichtung der Riemenzugkraft F mündet. Der Bereich 91 schließt einen Winkel α in und entgegenge­ setzt einer Drehrichtung der Exzenterwelle 16 vom Richtungsvektor 90 ein. Die Drehrichtung ist in dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel in Uhr­ zeigersinn angenommen (Pfeil 92). Der Winkel α be­ trägt beispielsweise 90°, vorzugsweise 50° und im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel insbesondere 30°. Inner­ halb des Winkels α ist gemäß der gezeigten Darstel­ lung die Durchgangsöffnung 74 um einen Winkel β von zirka 10° in Drehrichtung 92 zur Wirkrichtung 90 der Riemenzugkraft F versetzt angeordnet. Hierdurch wird erreicht, daß das Drucköl in den Lagerspalt 30 in einen Bereich einströmt, der von der Drehachse 38 aus betrachtet in radialer Richtung in etwa der Wirk­ richtung der Riemenzugkraft F liegt. Von diesem Bereich 91 aus verteilt sich das Drucköl über den Lagerspalt 30 über den gesamten Umfang des Gleit­ lagers 20. Da ausgehend von dem Querschnitt der Durchgangsöffnung 74 sich entsprechend der Ausbildung des Lagerspaltes 30 der Querschnitt für den Volumen­ strom des Drucköls zur Einlaßkammer 58 (Fig. 2) ver­ größert, wird ein geringfügiger Druckabbau mit zuneh­ mender Entfernung von der Mündung der Durchgangsöff­ nung 74 auftreten. Liegt diese nun in dem genannten Bereich 91 in bezug auf die Riemenzugkraft F, wird dort der größte Druckaufbau erfolgen, so daß die Rie­ menzugkraft F kompensierbar ist. Insbesondere bei Überlagerung der Riemenzugkraft F von einer hydrauli­ schen Kraft, die in der gleichen Wirkrichtung wie die Riemenzugkraft F wirkt, wird so eine gute Dämpfung des Spiels der Exzenterwelle 16 in dem Gleitlager 20 erhalten. Die Wirkrichtung der hydraulischen Kraft ist in den Fig. 3 und 4 nicht eingezeichnet, da diese entsprechend der Drehzahl der Exzenterwelle 16 dem Volumenstrom der Radialkolbenpumpe 10 und der Anzahl der gleichzeitig und/oder nacheinander folgen­ den Kolben 40 in Drehrichtung 92 sowohl betragsmäßig als auch richtungsvektormäßig rotiert. Die hydrauli­ sche Kraft überlagert die Riemenzugkraft F zu einer resultierenden Lagerkraft, mit der der Abschnitt 26 der Exzenterwelle 16 gegen die Lagerschale 24 ge­ drückt wird. Diese resultierende Lagerkraft besitzt ebenfalls einen rotierenden Richtungsvektor mit un­ terschiedlichem Betrag, der in Abhängigkeit des mo­ mentanen Richtungsvektors der hydraulischen Kraft zu dem konstanten Richtungsvektor der Riemenzugkraft F liegt. Bildlich betrachtet gibt es einen elliptischen Verlauf der resultierenden Lagerkraft um die Dreh­ achse 38. Durch das in den Lagerspalt 30 eingeleitete Drucköl wird unabhängig von dem Betrag und dem Rich­ tungsvektor der resultierenden Lagerkraft eine Dämp­ fung der radialen Bewegung des Abschnittes 26 der Exzenterwelle 16 in dem Gleitlager 20 erreicht.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde auf die Anordnung der Ringnut 76 verzichtet. Die Durchgangsöffnung 74 mündet somit unmittelbar als Schmiertasche in dem Lagerspalt 30. Nach einem weite­ ren Ausführungsbeispiel kann eine mit der Durchgangs­ öffnung 74 korrespondierende Ringnut in dem Abschnitt 26 der Exzenterwelle 16 angeordnet sein.

In Fig. 5 ist die Anordnung der Durchgangsöffnung 74 in bezug auf einen maximalen Druckpunkt P_max der Ex­ zenterwelle 16 gezeigt. Der Druckpunkt P_max ent­ spricht hierbei dem Punkt, an dem die größte resul­ tierende Lagerkraft F_L auftreten kann, die der Über­ lagerung der Riemenzugkraft F und der hydraulischen Kraft entspringt. Der Druckpunkt P_max läßt sich aus der Einbaulage der Radialkolbenpumpe 10 sowie den theoretisch berechenbaren maximalen hydraulischen Kräften bestimmen. Die Durchgangsöffnung 74 mündet hierbei in einem Bereich 96, der um einen Winkel γ entweder in und entgegengesetzt der Drehrichtung 92 um einen Punkt 98 (Radiale) liegt, wobei der Punkt 98 um einen Winkel δ entgegengesetzt der Drehrichtung 92 vor den Druckpunkt P_max liegt. Hierdurch wird er­ reicht, daß das Drucköl in dem Lagerspalt 30 in den Winkelbereich ± γ in bezug auf den Winkel δ in den Lagerspalt 30 einströmt und durch die Drehbewegung der Exzenterwelle 16 in den Bereich des maximalen Druckpunktes P_max eingeschleppt wird. Hierdurch läßt sich in den Bereich des maximalen Druckpunktes P_max ein konstanter hoher Druck im Lagerspalt 30 aufbauen, der eine sichere Dämpfung der Bewegung der Exzenter­ welle 16 im Gleitlager 20 bewirkt. Der Winkel δ be­ trägt vorzugsweise 30° und der Winkel γ vorzugsweise 15°.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der in das Gehäuse 12 eine Ringnut 100 eingebracht ist. In die Ringnut 100 mündet der Stichkanal 66. Die Ringnut verläuft koaxial um die Lagerschale 24. Im Bereich der Ringnut 100 besitzt die Lagerschale 24 wenigstens eine, im gezeigten Beispiel sechs Durch­ gangsöffnungen 102, über die das Drucköl in den La­ gerspalt 30 gelangt. Die Durchgangsöffnungen 102 sind hierbei symmetrisch über den Umfang der Lagerschale 24 angeordnet. Nach weiteren Ausführungsbeispielen kann die Anordnung der Durchgangsöffnung 102 so er­ folgen, daß diese im Bereich des maximalen Druckpunk­ tes P_max und/oder dem Bereich der Wirkrichtung der Riemenzugkraft F in geringeren Abständen angeordnet sind.

Eine Kombination der verschiedenen gezeigten Ausfüh­ rungsvarianten in Fig. 3 bis 6 ist möglich. So kann insbesondere nach einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, daß die Lagerschale 24 aus zwei Teillagerschalen besteht, die zur Ausbildung der Ringnut 76 in einem geringen axialen Abstand zuein­ ander angeordnet sind.

Claims (24)

1. Radialkolbenpumpe, mit radial zu einer Drehachse einer Exzenterwelle ausgerichteten Zylindern, in den Zylindern gegen die Kraft eines Federelementes radial beweglich angeordneten Kolben, wobei die Kolben durch eine Drehbewegung eines Exzenters radial nach außen und durch das Federelement radial nach innen gedrückt werden, die Kolben wenigstens eine Einlaßöffnung auf­ weisen, die bei radial innerer Position der Kolben mit einer Einlaßkammer eines Pumpmediums in Verbin­ dung kommt, und das Pumpmedium bei radialer Auswärts­ bewegung der Kolben in einen Druckbereich gedrückt wird, und die Exzenterwelle in beiderseitig des Ex­ zenters angeordneten Gleitlagern gelagert ist und über ein Zugmittel antreibbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Druckbereich (Ringkanal 52) und wenigstens einem der Gleitlager (20, 22) eine Druckverbindung (88) besteht.

2. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckverbindung (88) durch eine in ein Gehäuse (12) eingebrachte Fluidverbindung (62, 64, 66) gebildet wird, die über wenigstens eine Austrittsöffnung in dem Gleitlager (20) mündet.

3. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lager­ schale (24) des Gleitlagers (20) wenigstens eine Durchgangsöffnung (74) aufweist, die mit der Fluid­ verbindung (62, 64, 66) in Verbindung steht.

4. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch­ gangsöffnung (74) in einer koaxialen Ringnut (76) der Lagerschale (24) mündet, die zu einem Lagerspalt (30) des Gleitlagers (26) offen ist.

5. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluid­ verbindung (62, 64, 66) eine Drossel (68) oder Blende angeordnet ist.

6. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Durchmesser der Drossel (68) vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm, insbesondere 0,15 bis 0,3 mm beträgt.

7. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fluid­ verbindung (62, 64, 66) ein Sieb (72) angeordnet ist.

8. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Maschenweite des Siebes vorzugs­ weise 0,1 bis 0,4 mm beträgt.

9. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidver­ bindung (62, 64, 66) in axialer Erstreckung des Gleitlagers (20) zu einer Drehachse (38) der Exzen­ terwelle (16) mittig mündet.

10. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidver­ bindung (62, 64, 66) an beliebiger Stelle in Umfangs­ richtung des Gleitlagers (20) mündet.

11. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidver­ bindung (62, 64, 66) in einen Bereich (91) mündet, der einen Winkel (α) in und entgegengesetzt einer Drehrichtung (92) der Exzenterwelle (16) umfaßt, wo­ bei eine Winkelhalbierende des Bereiches (91) mit einem Richtungsvektor (90) einer auf die Exzenter­ welle (16) wirkenden Zugmittelkraft (F) zusammen­ fällt.

12. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkel (α) 90°, vorzugsweise 50°, insbesondere 30° beträgt.

13. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidver­ bindung (62, 64, 66) in Drehrichtung (92) in einem Winkel (β) von dem Richtungsvektor (90) mündet.

14. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkel (β) 5° bis 15°, insbe­ sondere 10° beträgt.

15. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidver­ bindung (62, 64, 66) in einen Bereich (96) mündet, der einen Winkel (γ) in und entgegengesetzt um eine Radiale (98) umfaßt, wobei die Radiale (98) um einen Winkel (δ) entgegengesetzt der Drehrichtung (92) vor einem Druckpunkt (P_max) liegt, in dem die größte aus einer Überlagerung der Zugmittelkraft (F) und einer hydraulischen Kraft resultierende Lagekraft (F_L) auf­ tritt.

16. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkel (γ) 15° beträgt.

17. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkel (δ) 30° beträgt.

18. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidver­ bindung (62, 64, 66) in einer in das Gehäuse (12) eingebrachten Ringnut (100) mündet.

19. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerschale (24) wenigstens eine, mit der Ringnut (100) verbundene Durchgangs­ öffnung (102) aufweist.

20. Radialkolbenpumpe nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerschale (24) sechs sym­ metrisch über den Umfang der Lagerschale (24) angeordnete Durchgangsöffnungen (102) aufweist.

21. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durch­ gangsöffnungen (102) im Bereich (90) und/oder im Bereich (96) einen geringeren Abstand aufweisen als im übrigen Umfangsbereich.

22. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (74) von zwei axial zueinander beabstandeten, die Lagerschale (24) bildenden Teillagerschalen gebildet ist.

23. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter­ welle (16) wenigstens eine Durchgangsöffnung (114) aufweist, die mit einem Sauganschluß (57) in Verbin­ dung steht und am Außenumfang des Exzenters (18) mündet.

24. Radialkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (40) sich an einen Laufring (110) abstützen, der über eine Gleitlagerbuchse (112) von dem Exzenter (18) geführt wird.