CH204332A - Kolbenpumpe mit vom Förderdruck abhängiger Fördermenge und einstellbarem Enddruck. - Google Patents

Description

  Kolbenpumpe mit vom Förderdruck abhängiger Fördermenge  und einstellbarem Enddruck.    Die vorliegende Erfindung betrifft eine  Kolbenpumpe, die vorzugsweise für den  Einzelantrieb von hydraulischen Pressen  und andern hydraulischen     Arbeitsmaschinen     Verwendung finden soll. Hydraulische Pres  sen und andere hydraulische Arbeitsmaschi  nen eignen sich wegen ihres sanften stoss  freien Arbeitens für die allerfeinsten Arbei  ten. Ein schwerwiegender Nachteil steht je  doch einer noch weitgehenderen Verwendung  entgegen, das ist die langsame Arbeitsweise.  Der     Arbeitskolben    hat in der Regel einen  gewissen Weg, sozusagen drucklos zurück  zulegen, bis das Pressgut erreicht ist.

   Um den  Arbeitskolben das, für diesen toten Weg, not  wendige Druckmittel zuzuführen, braucht  aber die, für den Höchstdruck berechnete,  Pumpe viel Zeit.  



  Diesem Übelstand zu begegnen sind  vielerlei Vorkehrungen getroffen worden:       Mehrkolbenpumpen,    mit verschiedenen Kol  bendurchmessern, bei denen die grösseren  Kolben bei Erreichung     eines    bestimmten    Druckes ausgeschaltet werden; Füllreservoire,  das sind hochliegende oder unter Druck  stehende Behälter, aus denen durch besondere  Ventile die     Flüllflüssigkeit    dem Arbeitskol  ben zugeführt wird;

   Akkumulatoren, bei  denen die     Druckflüssigkeit    während der  Ruhepausen der Presse aufgespeichert wird,  um es für den Arbeitshub zur Verfügung zu  haben; neuerdings schliesslich Füllpumpen  (meist Zahnrad- oder Kapselpumpen) mit  grosser Fördermenge, die bei Erreichung eines  bestimmten Druckes automatisch auf     Lehr-          lauf    geschaltet werden. Abgesehen davon,  dass bei allen erwähnten     Vorrichtungen    auto  matische Ventile     unerlässlich    sind, kann bei  den Akkumulatoren sowohl wie bei den Ein  zelantriebspumpen eine     unökonomische    Ar  beitsweise festgestellt werden.

   Bei den Akku  mulatoren, weil auch für den     Leerlaufweg     hochgespannte Druckflüssigkeit verwendet  wird; bei den     Einzelantriebspumpen    dann,  wenn, wie sehr oft erwünscht, es sich darum  handelt, den maximalen     Pressdruck        eine    be-      stimmte Zeit lang auf dem Pressgut zu be  lassen, weil dann die gesamte von der Pumpe  auf Höchstdruck gebrachte Flüssigkeits  menge durch ein Drosselventil abgelassen wer  den muss. Die vorliegende Erfindung ver  sucht die Lösung durch automatische Ver  änderung des Hubes und damit der Förder  menge der Kolbenpumpe.

   Dies wird erreicht  durch eine auf dem Kurbelzapfen der Kur  belwelle drehbar angeordnete und unter regu  lierbarer Vorspannung einer Torsionsfeder  stehende Exzenterbüchse, welche ein aussen  auf ihr sitzendes Kugellager, das die stern  förmig angeordneten Kolben betätigt, bei ge  ringem Förderdruck auf eine maximale Ex  zentrizität bringt, bei steigendem Förder  druck aber unter Überwindung der Spannung  der Torsionsfeder sich sukzessive gegenüber  dem Kurbelzapfen verdreht, so dass die Ex  zentrizität des Kugellagers entsprechend ab  nimmt und schliesslich bei Erreichung des  Enddruckes ein Minimum erreicht.  



  Eine beispielsweise vertikalachsige Aus  führungsform des Erfindungsgegenstandes  ist in der Zeichnung dargestellt:  Fig. 1 zeigt einen vertikalen achsialen  Schnitt;  Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der  Linie I-I in Fig. 1 bei grösstem Hub;  Fig. 3 zeigt einen Querschnitt nach der  Linie I-I in Fig. 1 bei Hub gleich Null;  Fig. 4 zeigt ein Detail in vergrössertem  Massstab mit eingezeichneten Kräften.  



  Die Kurbelwelle 1 besitzt einen Kurbel  zapfen 1' mit einer festen Exzentrizität e1.  Drehbar auf dem Kurbelzapfen 1' befindet  sich eine Exzenterbüchse 2 mit einer festen  Exzentrizität e2. Die Vorspannung einer  Torsionsfeder 3, deren eines Ende in einem  Loch 2' der Exzenterbüchse 2, das andere  Ende in einem Loch 4' der Spannmutter 4  steckt, hat das Bestreben, die Exzenterbüchse  2 auf dem Kurbelzapfen 1' im Sinne des  Pfeils r1, das heisst im Sinne der Umlauf  richtung der Kurbelwelle 1 zu verdrehen.  Ein Stift 2", fest in der Exzenterbüchse 2,  welcher in einer mit dem Kurbelzapfen 1'  konzentrischen Nute 1" in der Kurbelwelle 1    läuft, begrenzt diese Drehbewegung im Sinne  des Pfeils r1, wenn er am Ende der Nute 1"  zum Anschlag kommt (Fig. 2).

   In dieser  Stellung ist die für die Leistung der Pumpe  massgebende Gesamtexzentrizität E gleich der  Summe der beiden Exzentrizitäten e1 und e2.  Die Spannung der Torsionsfeder 3 kann       durch    Drehung der Spannmutter 4 verändert  werden. Gesichert wird die Spannmutter 4  durch eine Sicherungsmutter 5, welche beide  i auf einer Verlängerung 1"' des Kurbel  zapfens 1' angeordnet sind. Fest auf der     Ex-          zenterbüchse    2 sitzt das Kugellager 6, seit  lich durch den Bund 2"' und durch die Mut  ter 7 gehalten.

   Gleitschuhe 8 als Kugel  pfannenlager ausgebildet, von Druckfedern 9  beständig an den äussern Ring des Kugel  lagers 6 gedrückt, übertragen die Exzenter  bewegung des Kugellagers 6 auf die Kolben  10, welche in radial angeordneten Zylindern,  Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 und Z6 laufen. Die Zy  linder Z1 bis Z6 stecken in einem Gehäuse  11, das am Lagerschild 12 eines Elektro  motors 13 angeflanscht ist.  



  Die Wirkungsweise der Pumpe ist wie  folgt:  Zu Beginn des Pressvorganges ist der von  der Pumpe zu überwindende Druck gering,  weil der Arbeitskolben seinen Leerweg zu  rückzulegen hat. Wenn sich die Kurbelwelle  1 im Sinne des Pfeils     r1    dreht, befindet. sieh  die     Exzenterbüehse    2 und damit das Kugel  lager 6 unter Einfluss der     Vorspannung    der  Feder 3 in Stellung nach     Fig.    2 und 4, das  heisst in Stellung der maximalen Förderung,        eil    die Gesamtexzentrizität E =     e1        +    e2  ist.

   Aus     Fig.    4 ergibt sich für die     Exzenter-          biichse        \?    ein Drehmoment.    <I>M =</I> R1 .     a1        @--    R2 .     a-2        +   <I>R3 .</I>     a3       im Sinne des Pfeils r2. also entgegengesetzt  der     Antriebsrichtung    der Kurbelwelle 1 und       entgegengesetzt    dem Moment, das die Feder  3 auf die     Exzenterbüchse    2 ausübt. Die  Grösse dieses Momentes 31 ist naturgemäss in  erster Linie von den ausgeübten Kolben  drücken also vom Förderdruck, abhängig.

   So  lange nun das     Moment    31 kleiner ist als jenes,      welches durch die Feder 3 ausgeübt, werden  die Kolben ihren maximalen Weg beschrei  ben und die     Pumpe    wird ihre grösste Förder  menge abgeben. Wenn aber der Arbeits  kolben seinen Leerweg     beendet    hat und der  Förderdruck zu steigen beginnt, wird das  wachsende Drehmoment M dasjenige der  Feder 3 überwinden und die Exzenterbüchse  2 im Sinne des Pfeils r2 so lange zurück  drehen, bis sich die beiden Momente das  Gleichgewicht halten. Durch die Drehung der  Exzenterbüchse 2 hat sich aber eine kleinere  Gesamtexzentrizität E und damit eine klei  nere Fördermenge eingestellt.

   Durch Regu  lierung der Vorspannung der Feder 3 hat  man es in der Hand zu erreichen, dass beim  Höchstdruck die Exzenterbüchse 2 so weit  zurückgedreht ist, dass bei Wahl von e1 = e2  die Gesamtexzentrizität E = e1 - e2 also  gleich Null und damit die Fördermenge theo  retisch ebenfalls gleich Null wird (Fix. 3).  Praktisch wird sich eine geringe Gesamt  exzentrizität E einstellen, um die unvermeid  lichen Leckverluste zu decken und damit den  Höchstdruck konstant zu halten. Sicherheits-,    Drossel- oder Seitenauslassventile sind dazu  nicht nötig.

   Bei Wahl von: e1 > e2 kann für  den Höchstdruck eine ganz bestimmte För  dermenge entsprechend der Gesamtexzentrizi  tät<I>E = e1 - e2</I> erzielt werden, zwecks Aus  gleich von     Leckverlusten    bei erreichtem     End-          druck.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kolbenpumpe mit vom Förderdruck ab hängiger Fördermenge und einstellbarem Enddruck, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle dreh bar angeordnete und unter regulierbarer Vor spannung einer Torsionsfeder stehende Ex zenterbüchse, welche ein aussen auf ihr sitzen des Kugellager, das die sternförmig" angeord neten Kolben betätigt, bei geringem Förder- druek auf eine maximale Exzentrizität bringt,

   bei steigendem Förderdruck aber unter Über windung der Spannung der Torsionsfeder sieh sukzessive gegenüber dem Kurbelzapfen verdreht, so dass die Exzentrizität des Kugel lagers entsprechend abnimmt und schliesslich bei Erreichung des Enddruckes ein Minimum erreicht.