Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die vorteilhaften Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemässen Gleitringanordnung;

2 eine vergrösserte Darstellung eines Teils der in 1 dargestellten Gleitringanordnung;

3 einen Teil eines Zwischenringes;

4 eine perspektivische Gesamtansicht eines Zwischenringes;

5 schematisch die Anordnung von Nuten an dem in 4 dargestellten Zwischenring;

6 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Zwischenringes und die

7 bis 11 Messergebnisse hinsichtlich der erreichten Reduzierung von Luftschallpegeln bei Verwendung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Gleitringanordnung in einer Radialkolbenpumpe für ein Kraftfahrzeug.

In 1 ist eine perspektivische Gesamtansicht der Gleitringanordnung 1 dargestellt, die aus einem Innenring aus Metall, vorzugsweise Stahl, einem Aussenring 3 aus Metall, ebenfalls vorzugsweise aus Stahl und aus einem Zwischenring 4 aus Elastomer besteht.

2 zeigt eine vergrösserte Darstellung eines Teils der in 1 dargestellten Gleitringanordnung, woraus ersichtlich ist, dass der zwischen dem Innenring 2 und dem Aussenring 3 aus Metall eingesetzte Zwischenring 4 aus mehreren Bauteilen besteht. Bei diesem Ausführungsbeispiel setzt sich der Zwischenring 4 aus drei konzentrischen Bauteilen zusammen, und zwar aus einem ersten zylindrischen Bauteil 41, das den Innenring 2 aus Metall umgibt, einem zweiten zum ersten Bauteil 41 konzentrischen Bauteil 42, das das Bauteil 41 umgibt und aus einem dritten zu den beiden Bauteilen 41 und 42 konzentrischen Bauteil 43, das das zweite Bauteil 42 umgibt und an den Aussenring 3 aus Metall angrenzt.

Die konzentrischen Bauteile 41, 43 bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen aus einem ersten elastischen Elastomer, vorteilhafterweise aus einem Elastomer mit guten Gleiteigenschaften; ein Beispiel dafür ist ein Polyamid, das unter der Bezeichnung PA 66 im Handel ist. Das zwischen den beiden Bauteilen 41, 43 eingesetzte Bauteil 42 besteht aus einem anderen Elastomer, vorteilhafterweise aus einem Elastomer mit guten Fähigkeiten zur Reduzierung von Luftschall- und Körperschallpegeln; ein Beispiel für ein derartiges Elastomer, aus dem das Bauteil 42 besteht, ist ein unter der Bezeichnung FPM im Handel erhältliches Teflon.

Der Innenring 2 aus Stahl und der Aussenring 3, ebenfalls aus Stahl, verleihen der erfindungsgemässen Gleitringanordnung die erforderliche hohe mechanische Festigkeit. Durch die Kombination der unterschiedlichen Materialien in der erfindungsgemässen Gleitringanordnung gemäss 1 und 2 werden der Luftschall- und der Körperschallpegel reduziert.

In 3 ist perspektivisch ein Teil eines Zwischenringes 4 dargestellt, der über seinen Umfang mit einer Vielzahl von durchgehenden Querbohrungen 6 versehen ist. Der Zwischenring 4 besteht auch bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Elastomer, vorzugsweise einem Polyimid. Durch das Anbringen der Querbohrungen 6 in dem Zwischenring aus Elastomer wird die Elastizität, d. h. die Nachgiebigkeit unter mechanischer Beanspruchung, gesteigert. Dadurch wird bei Beginn des Druckaufbaus im Zylinder mehr Nachgiebigkeit im Antrieb umgesetzt, wodurch, wie experimentell bestätigt werden konnte, der Luftschallpegel reduziert wird. Durch diese Massnahme bleibt die mechanische Festigkeit des Zwischenringes bei Verwendung ausreichend fester Materialien erhalten.

4 zeigt perspektivisch eine Gesamtansicht eines Zwischenringes 4, der, wie in 5 schematisch dargestellt, an seinem Innendurchmesser und/oder an seinem Aussendurchmesser mit einer Vielzahl von eingearbeiteten Nuten 7 versehen ist, deren mögliche Verformungsrichtungen mit 8 und 9 bezeichnet sind. Als Material für diesen Zwischenring eignet sich ein Elastomer, das vorzugsweise ein Polyamid ist, wie es z. B. unter der Bezeichnung PA 66 im Handel erhältlich ist. Durch das Vorsehen von Nuten an den zylindrischen Innen- und Aussendruchmessern des Zwischenrings aus Elastomer wird die Nachgiebigkeit des Rings sowohl in radialer als auch in axialer Richtung erhöht. Die mechanische Festigkeit elastomerer Zwischenringe ist bei Wahl eines geeigneten Materials ausreichend hoch, sodass durch Zulassen einer zusätzlichen Nachgiebigkeit in radialer und/oder axialer Richtung die Festigkeitsanforderungen noch immer erfüllt werden können. Die Nuten lassen sich dabei kostengünstig, z. B. durch eine mechanische Bearbeitung oder durch sonstige geeignete Formgebungsverfahren herstellen.

6 zeigt eine Gleitringanordnung für eine Radialkolbenpumpe, die aus einem (nicht dargestellten) Innenring aus Metall, vorzugsweise Stahl, einem Zwischenring 4 aus Elastomer und einem Aussenring 3 aus Metall, ebenfalls vorzugsweise aus Stahl, besteht. Der Zwischenring 4 weist einen zylindrischen Innendurchmesser auf und ist an seinem Aussendurchmesser mit einer Vielzahl von sich achsparallel erstreckenden Abflachungen 10 versehen. Durch das Vorsehen der Abflachungen 10 am ursprünglich zylindrischen Aussendurchmesser des Zwischenringes 4 aus einem Elastomer für eine Radialkolbenpumpe wird eine zusätzliche Elastizität zwischen dem Aussenring 3, auf welchem sich die Kolben abstützen und dem Zwischenring 4 aus Elastomer geschaffen. Dadurch wird der Geräuschpegel durch Reduzierung des Druckanstiegsgradienten im Zylinder verringert. Durch diese Massnahme wird die mechanisch ausreichende Festigkeit und die Eigenschaft eines Elastomerrings, Körperschall und Luftschall zu dämpfen, erweitert um die Fähigkeit des Aussenrings aus Metall, insbesondere Stahl, neben der hohen mechanischen Festigkeit durch eine zusätzliche Elastizität den Luftschallpegel und den Körperschallpegel zu reduzieren. Es sei betont, dass auch Kombinationen der verschiedenen Ausführungsbeispiele möglich sind.

In den 7 bis 11 sind Messergebnisse graphisch dargestellt, die die Verringerung des Luftschallpegels zeigen, welche mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Gleitringanordnung in einer Radialkolbenpumpe erreicht wurden, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt war.

In allen Figuren ist an der Abszisse die Umdrehungsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugmotors (U/min) abgetragen, und an der Ordinate der gemessene Luftschallpegel der Radialkolbenpumpe in dB(A).

In 7 zeigt die obere Kurve den Luftschallpegel bei verschiedenen Umdrehungsgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugmotors, der von einer Radialkolbenpumpe erzeugt wird, die einen Zwischenring aus nur einem Elastomer aufweist (Basis genannt), während die untere Kurve den Luftschallpegel zeigt, der von einer Radialkolbenpumpe erzeugt wird, die gemäß dem in 1 und 2 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel einen Zwischenring aus unterschiedlichen Materialen, d. h. aus zwei unterschiedlichen Elastomeren, aufweist. Wie aus dem Vergleich der beiden Kurven hervorgeht wird mit der Radialkolbenpumpe, die erfindungsgemäss einen Zwischenring aus zwei unterschiedlichen Elastomeren aufweist, eine Verbesserung der Reduzierung des Luftschallpegels um durchschnittlich zwei dB(A) erzielt.

In 8 zeigt die obere Kurve den Luftschallpegel für eine Radialkolbenpumpe, die in herkömmlicher Weise mit einem Zwischenring aus einem Elastomer und zwar bei diesem Beispiel einem Polyimid (PI) versehen ist und der als Basis dient für einen Vergleich mit einer Radialkolbenpumpe, die gemäss der Erfindung mit einem Zwischenring versehen ist, der aus einem Elastomerring mit Querbohrungen besteht, gemäss den 3 und 4; die untere Kurve zeigt das Messergebnis für die Radialkolbenpumpe mit dem erfindungsgemässen Zwischenring, der ebenfalls aus einem Polyimid besteht, jedoch mit Querbohrungen gemäss den 3 und 4 versehen ist. Durch Einsatz eines Polyimid-Ringes mit Querbohrungen kann der Luftschallpegel um durchschnittlich 1 dB(A) zusätzlich verringert werden.

In 9 zeigt die obere Kurve den Luftschallpegel einer Radialkolbenpumpe mit einem Zwischenring ohne Querbohrungen, wobei als Material ein unter der Bezeichnung HYTREL erhältliches Elastomer verwendet wurde. Die untere Kurve hingegen zeigt den Luftschallpegel einer Radialkolbenpumpe, die mit einem Zwischenring aus dem gleichen Material aus HYTREL versehen war, der jedoch, wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben worden ist, mit einer Vielzahl von Querbohrungen 6 versehen ist. Aus dem Vergleich dieser beiden Kurven wird deutlich, dass der Luftschallpegel der Radialkolbenpumpe mit dem erfindungsgemässen Zwischenring zusätzlich um durchschnittlich 1 dB(A) verringert werden kann.

In 10 zeigt die obere Kurve den Luftschallpegel einer Radialkolbenpumpe mit einem Zwischenring aus einem Elastomer, das unter der Bezeichnung PA 66 erhältlich ist, während die untere Kurve den Luftschallpegel einer Radialkolbenpumpe zeigt, die ebenfalls mit einem Zwischenring aus dem gleichen Elastomer PA 66 versehen ist, die jedoch gemäss der Erfindung, wie es im Zusammenhang mit 5 erläutert worden ist, mit einer Vielzahl von Nuten am Innen- und Aussendurchmesser versehen ist. Aus dem Vergleich dieser beiden Kurven geht hervor, dass der Luftschallpegel, der mit dem erfindungsgemäss ausgestalteten Zwischenring versehenen Radialkolbenpumpe um durchschnittlich 2 dB(A) zusätzlich verringert ist.

In 11 zeigt die untere Kurve den Luftschallpegel einer Radialkolbenpumpe, die einen Zwischenring aufweist, der, wie es im Zusammenhang mit 6 beschrieben worden ist, einen zylindrischen Innendurchmesser und einen Aussendurchmesser aufweist, der mit einer Vielzahl von Abflachungen versehen ist. Das Material des Zwischenringes ist in diesem Fall ebenfalls ein Polyamid (PA 66): Zum Vergleich dazu zeigt die obere Kurve den Luftschallpegel einer Radialkolbenpumpe, die einen Zwischenring aus dem gleichen Werkstoff PA 66 aufweist und der sowohl einen zylindrischen Innendurchmesser als auch einen zylindrischen Aussendurchmesser aufweist, d. h. nicht mit Abflachungen versehen ist. Eine zusätzliche Reduzierung des Luftschallpegels um durchschnittlich 2 dB(A) kann mit der Radialkolbenpumpe erreicht werden, die den erfindungsgemäss ausgestalteten Zwischenring mit den Abflachungen am Aussendurchmesser aufweist.

Es sei betont, dass die erfindungsgemässe Ausgestaltung von Zwischenringen nicht auf Radialkolbenpumpen für Kraftfahrzeuge beschränkt ist. Die Erfindung lässt sich auf andere Anwendungen übertragen, bei denen es darauf ankommt, durch Kombination unterschiedlicher Werkstoffe die jeweils geforderten positiven Eigenschaften zu kombinieren, ohne Nachteile hinsichtlich der mechanischen Festigkeit und/oder den Luftschall- und Körperschallpegeln in Kauf nehmen zu müssen. Ausserdem lässt sich die Erfindung auf Anwendungen übertragen, bei denen die mechanische Festigkeiten der verwendeten Bauteile bereits derart hoch sind, dass eine Reduzierung nicht zu Bauteilversagen führt, dafür aber Verbesserungen in anderen technischen Eigenschaften wie z. B. die Reduzierung von Luftschall- und Körperschallpegeln erreicht werden.