CH269288A - Axialkolbenpumpe mit variabler Fördermenge. - Google Patents

Axialkolbenpumpe mit variabler Fördermenge.

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CH269288A
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Maschinenfabrik Schw Lokomotiv
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Schweizerische Lokomotiv
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24Bypassing

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Description


      Axialkolbenpumpe    mit variabler Fördermenge.    Die Erfindung bezieht sich auf eine Axial  kolbenpumpe mit variabler Fördermenge, bei  der die Kolben durch eine     Schiefscheibe    kon  stanter Neigung angetrieben sind und bei der  eine axiale Verschiebung der     Sehiefscheibe     mitsamt den Kolben relativ zu an den Zylin  dern vorgesehenen Steueröffnungen eine Än  derung des für die Förderung wirksamen Kol  benhubes wenigstens einiger Kolben und da;  mit eine Änderung der Fördermenge ergibt.  Solche Pumpen     erlauben    bei entsprechender  Ausbildung, die Fördermenge von der durch  die     Abmessungen    und die Drehzahl gegebe  nen maximalen Menge bis auf Null zu ver  ändern.

   Wird der Antriebsmotor einer ent  sprechenden Pumpe so     bemessen,    dass er bei  etwa     ?_f        Maximal-Fördermenge    zur     Erzeugung     eines Druckes von zum Beispiel     200        at        aus-          reicht-,    so kann die Pumpe bei kleinem Gegen  druck von zum Beispiel 2     at    ohne weiteres die       Maximal-Ölmellge    fördern, wobei aber die  Motorleistung, wie leicht ersichtlich, nicht.  mehr voll     ausgenützt    ist.

   Wird ein grösseres  Verhältnis     zwischen    maximaler und minima  ler Fördermenge     gewünscht,    so muss bei den  bekannten Bauarten solcher     Pumpen    das Bau  volumen der ganzen Pumpe vergrössert wer  den, wobei dann wieder bei der maximalen  Fördermenge weder die     Motorleistung    noch  die Bauteile der Pumpe voll     ausgenützt    sind.  



  Vorliegende Erfindung erlaubt,     diesem          Übelstande    bei entsprechender Ausbildung ab  zuhelfen, und     bestellt    darin, dass der axiale       Verstellweg    der     Schiefscheibe    grösser als der    maximale wirksame Kolbenhub wenigstens  einer Gruppe von Kolben gemacht ist und dass  die dieser Kolbengruppe zugeordnete Gruppe  von Zylindern mit Steueröffnungen in solcher  Lage versehen ist,

   dass bei von der einen Ex       tremlage    aus um etwas mehr als den maxi  malen wirksamen Kolbenhub dieser Kolben       gruppe    von den Zylindern weg verschobener       Schiefscheibe    und bei der innern     Totpunkt.-          lage    der Kolben dieser Gruppe die Steueröff  nungen von den Kolben     mindestens    teilweise  geöffnet sind, so dass diese Kolben nicht mehr  fördern, während die Kolben der übrigen Zy  linder bei dieser     Stellung    der     Schiefseheibe     noch Flüssigkeit fördern.  



  Diese Anordnung hat bei entsprechender       Ausbildun-        zur    Folge,     da.ss    mit Pumpen vom  Bauvolumen der bekannten Bauart bei niedri  gem Druck eine viel grössere Fördermenge er  zielt werden kann, so dass das Verhältnis der       Fördermenge    beim     llaximaldi-tick    zu jener  beim Minimaldruck gegenüber den bekannten  Ausführungen von     etwa.    1 : 3 bis 4 auf 1: 6  bis 8 oder noch mehr gesteigert werden kann.  In der Zeichnung sind     Ausführungsbeispiele     des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und  zwar zeigt.  



       Fig-.1        eine    Pumpe im Längsschnitt mit.  horizontaler Achse,       Fig.    2 eine Variante eines Teils der Pumpe  mit vertikal     angeordneter    Achse,       Fi-.    3 den     Querschnitt    durch die Zylinder  der Pumpe nach der Linie     III-III    der     Fig.1.              Fig.    4 und 5 einen analogen Querschnitt  durch die Zylinder     zweier    Varianten,       Fig.    6 bis 8 eine schematische Darstellung  der Anordnung der Steueröffnungen für ver  schiedene Varianten in der Abwicklung.  



  Nach     Fig.    1 ist in     .dem;    äussern     Pumpen-          gehäuse    1, das durch die beiden Deckel 2 und 3  abgeschlossen ist, ein inneres Gehäuse 4 und  der Zylinderblock 5 befestigt. Der Zylinder  block weist eine gerade Anzahl, zum Beispiel       zwölf    Zylinder, auf. Sechs Zylinder 7 sind mit  grosser Bohrung und     sechs    Zylinder     7a    mit  kleiner Bohrung ausgeführt. Sie sind, wie es  die     Fig.    3 im Querschnitt erkennen lässt, regel  mässig abwechselnd im Kreise     uin    die Achse  der Antriebswelle 18 angeordnet.

   In diesen  Bohrungen, die zu der Antriebswelle 18 par  allel verlaufen, arbeiten sechs grosse Kolben 8  und sechs     kleine    Kolben     8a.    Die Kolben 8,     8a     werden     mittels    der Federn 9 gegen die Schief  scheibe 10 gedrückt und berühren dieselbe  längs einer Mantellinie des kegelförmigen Kol  benkopfes 11.  



  In die Zylinderbohrungen 7     bzw.        7a    mün  den seitliche Steueröffnungen 13 bzw.     13a,    die  diese Zylinder mit dem Raum la innerhalb  des äussern     Gehäuses    1 verbinden.     #    Dieser       Raum,        1a    ist bis zum Niveau 22 mit der zu  fördernden Flüssigkeit gefüllt. Das rechte  Ende der     Zylinderbohriuigen    wird gegen den  Förderraum 28 durch die federbelasteten, als       Rückschlagventile    dienenden Kugeln 14     ge-          schlesen    gehalten.

   Die Steueröffnungen     13a     in den Zylindern     7a    befinden sich in grösserer  Entfernung von den Druckventilen 14 als die  Öffnungen 13 in den Zylindern 7. Die Zylin  der     7a    sind mit je einem Saugventil 35 ver  sehen, so dass Flüssigkeit aus dem Raum     la     durch die     öffniuigen    36 in diese Zylinder ein  treten kann. Die Öffnungen 13 sind so an  geordnet, dass die Kolben bei einer Umdre  hung des     Mitnehmers    19 in einem bestimm  ten Zeitpunkt die in     Fig.1        gestriehelt    an  gegebene     Stellung    38 einnehmen und dabei die  Öffnungen 13 freigeben.  



  Die     Schiefscheibe    10     ist    mittels Kugel,  lagern 16 und 17 an dem mit der Antriebs  welle 18 drehfest, aber längsverschiebbar ver-         bundenen        Mitnehmer    19 in schiefer Stellung  gegenüber der Antriebswelle 18 drehbar ge  lagert. Die Antriebswelle 18 ist im innern Ge  häuse 4 und im Zylinderblock 5 in den Kugel  lagern 20 und 21 gelagert. Der     Mitnehmer    19  liegt mittels Kugellager 23 an der im     innern          Gehäuse    4 drehbar gelagerten und mittels des  daran vorgesehenen Gewindes 24 in Axial  richtung verschiebbaren     (verschraubbaren)          Verstelltrommel    25 an.

   Zur Verdrehung und  damit axialen Verstellung der Trommel 25 ist  an deren Umfang ein     Zahnkranz    26 vorge  sehen, in welchen .das im innern Gehäuse 4  drehbar gelagerte     Schneckenrad    27 eingreift.  



  Die Pumpe arbeitet bei der in der Zeich  nung gezeigten Stellung der     Verstelltrommel     25 in der Weise, dass bei laufender Welle die  grossen Kolben 8 durch die Öffnungen 13, die  kleinen Kolben durch die Saugventile 35 an  saugen und alle durch die Druckventile 14 in  den Druckraum 28 fördern, der über die Lei  tung 29 mit irgendeiner Arbeitsmaschine ver  bunden sein kann. Dabei ist, der - wirksame  Förderhub der grossen Kolben 8 maximal  gleich der .Strecke     s,,    indem die Stirnflächen  12 der Kolben 8 beim Überlaufen der Steuer  kanten 15 keine Flüssigkeit mehr in den Be  hälter la zurücktreiben können; der     Förder-          hub    der kleinen Kolben     8a    aber ist gleich dem  ganzen Kolbenhub s.

   Wird die     Verstelltrom-          mel    25 nach links geschoben, so nimmt .der  Förderhub der grossen Kolben 8 ab, jener .der  kleinen Kolben     8ra    bleibt stets gleich, da, letz  tere durch die Saugventile 35 und nicht durch  die Steuerschlitze     13a    .ansaugen. Wird diese  Verschiebung nur wenig grösser als, die  Strecke     s,    die den maximalen wirksamen     För-          derhub    :der grossen Kolben darstellt, gemacht,  so geht die Förderung der grossen Kalben auf  Null zurück, während die kleinen Kolben  immer noch die gleiche Menge fördern wie bei  der Stellung für maximale Förderung der  grossen Kolben.

   Erst eine noch weitere Ver  schiebung der     Verstelltrommel    25 nach links  hat     eine    verminderte Förderung auch der klei  nen Kolben     7a    zur Folge, wenn diese in der  äussern     TotpLmktlage    die Steuerschlitze     13a     öffnen, so dass     ein    Teil der in     die    Zylinder           eingesauäteii        Flüssi-keit    durch diese     Schlitze     in den Ölbehälter     zuriiekbefördert    wird.  



  Die Stellung der Steueröffnungen 13     und          13a        entsprechend    der     Ausführung    nach     Fig.    1  und 3 ist     deutlichkeitshalber    noch in der in       Fin.6    dargestellten Abwicklung eines durch  alle Kolbenachsen gelegten     zylindrischen     Schnittes gezeigt. Die     Staffelung    dieser Öff  nungen ist darin leicht zu erkennen.  



  Der Vorteil der beschriebenen     Anordnung-          besteht    darin, dass für Pumpen, bei     denen    bei  niedrigem Druck eine möglichst     grosse,    bei  hohem     Druck    eine kleine.

       Fördermenge        ver-          langt    wird, bei niedrigem Druck durch die  grossen Kolben     zusammen    mit den kleinen Kol  ben eine sehr grosse     Fördermenge    erzielt wer  den kann, während bei grossem Druck die gro  ssen Kolben vollkommen     ausgeselialtet     -erden  können, so dass sie die     Schiefscheibe    10 und  damit die Kugellager 16, 23 nicht mehr be  lasten und diese somit nur dem Druck der  kleinen Zylinder angepasst werden müssen.  



  Bei der     Anordnung    nach     Fig.2    ist die       Verstelltrommel    30 nicht. durch ein Gewinde  gestützt, sondern durch eine Feder 31, die  ihrerseits an     dein    am Gehäuse 4     befesti-ten     Deckel 32 anliest. Bei     zunehmendem        Förder-          druck    wird durch den auf den Kolben lasten  den     Flüssiä-keitsdruck    die     Verstelltrommel    30  nach oben geschoben, so dass sich automatisch  eine     Verminderung    der Fördermenge ergibt.  



  Statt regelmässig abwechselnd einen grossen  und einen kleinen Zylinder, also zum Beispiel  bei zwölf     Zylindern    sechs     grosse    und sechs  kleine     Zylinder    regelmässig     abwechselnd    vor  zusehen, können neun     grosse        ZZ-linder    7 und,       nleielimässig    im Kreis um die Achse der Welle  18     bz -.    der     Pumpe    verteilt, nur drei kleine  Zylinder     7a        aiig,eordnet    werden, wie die     Fig.        4:          zcinI;

      in ähnlicher Weise können acht grosse  und vier kleine Zylinder vorgesehen sein, zum  Beispiel wie     Fig.    5 zeigt.  



  In     Fig.7    ist die Anordnung der Steuer  öffnungen 13 der grossen Kolben 7 und jener  der kleinen Kolben     7a    für den Fall der An  ordnung nach     Fig.-1    für eine     Gruppe    von  einem kleinen und drei grossen Kolben in der  Abwicklung gezeigt..

      Statt Kolben von     zweierlei    Grösse einzu  bauen, können drei Gruppen von Kolben 7,       7a,        7g-        finit,    verschiedenen Durchmessern     vor-          gesehen    sein und die Steueröffnungen 13,     13a,     13b gestaffelt angeordnet sein, wie die     Fig.    S  in. der Abwicklung zeigt. Auch bei einer sol  chen Anordnung nimmt die Fördermenge mit  der     Verschiebtin;-    der Steuertrommel 25 nach  links ab, und das Verhältnis zwischen grösster  und kleinster     Förderinen-e    kann sehr gross  gemacht werden.

   Es können bei dieser Ausbil  dung     zum    Beispiel bei einer     12-Zylinder-          Pumpe    4     grosse,        -1    mittlere und     -1    kleine Kol  ben vorgesehen sein.  



  Bei     Anordnung    nach     Fig.l    können auch       clie    grossen Zylinder 7 bei 37 mit einem     Saug-          ventil    35 in gleicher Anordnung wie bei den  kleinen Zylindern 7a     angegeben,    ausgestattet  sein.

   Dies erlaubt, die     Fördermenge    der gro  ssen Zylinder bei der äussersten     Stellung-    der       Verstelltrommel    gegen die Zylinder hin noch       mrösser    zu machen, da dann bei dieser Stellung  durch die Steueröffnungen 13 keine Flüssig  keit mehr in den Behälter zurückströmen  kann, wenn die     Öffnungen    13 etwas nach  links     versetzt    werden.  



  Bei den kleinen Zylindern     7a.    können die       Steueröffnungen        13a    weggelassen werden,  wenn damit zu rechnen ist, dass .die bei hohem  Druck geförderte Menge stets durch die Ar  beitsmaschine konsumiert wird, oder wenn sie  ohne Schaden durch ein auf diesen hohen  Druck eingestelltes     Sieherheitsventil    abgelas  sen werden kann.  



  Die Öffnungen     13a    in den kleinen     7,ylin.-          dern        7cc    von     Fi-.    1 können etwas weiter rechts  angeordnet sein, so dass sie von den Kolben     Sa     schon geöffnet werden, bevor die Förderung  der grossen Kolben 7     vollkommen.    aufhört.  



  Es ist ferner klar,     dal>    die Stellung der  Steueröffnungen von .der Stellung der     Kol.-          benendfläche    12 bei der einen     Totpunktlage     abhängt. Werden demnach die einen Kolben  kürzer ausgeführt, so ist die Lage der     Stener-          öffnungen    in den betreffenden Zylindern ent  sprechend anders anzuordnen, das heisst bei  kürzeren Kolben sind die Steueröffnungen  weiter nach links zu versetzen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Axialkolbenpumpe mit variabler Förder menge, bei der die Kolben durch eine Schief scheibe konstanter Neigung angetrieben sind und bei der eine Axialverschiebung der Schief Scheibe mitsamt den Kolben relativ zu an den Zylindern vorgesehenen Steueröffnungen eine Änderung des für .die Förderung nutzbaren Kolbenweges wenigstens einiger Kolben er geben, .dadurch gekennzeichnet,
    dass der axiale Verstellweg der Schiefscheibe grösser als der maximale wirksame Kolbenhub wenigstens einer Gruppe von Kolben gemacht ist und dass die dieser Kolbengruppe zugeordnete Gruppe von Zylindern mit Steueröffniuigen (13) in solcher Lage versehen ist,
    dass bei von der einen Extremlage aus um etwas mehr als den maximalen wirksamen Kolbenhub dieser Kol bengruppe von den Zylindern weg verscho bener Schiefscheibe und bei der innern Tot, punktlage der Kolben dieser Gruppe die Steueröffnungen (13) von den Kolben (7) mindestens teilweise geöffnet sind, so dass diese Kolben nicht mehr fördern, während die Kolben der übrigen Zylinder bei dieser Stellung .der Schiefscheibe noch Flüssigkeit fördern.
    UNTERANSPRÜCHE: 1. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von Zylindern der angegebenen Art mit grösserem Zylinderdurchmesser als die übrigen Zylinder versehen ist.
    2. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch .gekennzeichnet, dass zwei Gruppen von Kolben und Zylindern der angegebenen Art vorgesehen sind, wobei die Kolben der einen Gruppe bei einer weiter von den Zylin dern entfernten Lage der Schiefscheibe in der Förderung aufhören als die Kolben der andern Gruppe.
    3. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, mit einer geraden An zahl von Zylindern, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Zylindergruppe aus der Hälfte der Gesamtzahl von Zylindern besteht, wobei grössere und kleinere Zylinder regel mässig abwechselnd im Kreise um die Achse der Pumpe angeordnet sind.
    4. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, mit zwölf Zy lindern, dadurch gekennzeichnet, da.ss sechs grössere und sechs kleinere Zylinder vorge sehen sind. 5. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, mit zwölf Zylindern, dadurch gekennzeichnet, @dass neun grössere und drei kleinere Zylinder vorgesehen sind, wobei die drei kleineren Zylinder in gleichen Abständen voneinander im, Kreise um die Achse der Pumpe angeordnet sind.
    6. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in sämtlichen Zylindern der Pumpe Steueröffnungen derart angeordnet sind, dass die Förderung der Pumpe bis auf Null vermindert werden kann.
    7. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben der genannten Gruppe von Zylindern durch die Steueröffnungen ansaugen. B. Axialkolbenpiunpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an den nicht zu der erwähnten Gruppe von Zylindern gehö renden Zylindern Saugventile vorgesehen sind.
    9. Axialkolbenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeich net, dass die zuletzt genannten Kolben ausser- dem durch Saugventile ansaugen.
CH269288D 1948-12-31 1948-12-31 Axialkolbenpumpe mit variabler Fördermenge. CH269288A (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1017467B (de) * 1954-10-05 1957-10-10 Eric Olov Sundin Axialkolbenpumpe mit feststehendem Zylinderblock
DE1298416B (de) * 1959-07-06 1969-06-26 Weatherhead Co Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe
DE1300830B (de) * 1960-04-12 1969-08-07 Applied Power Ind Inc Axialkolbenpumpe
CN108644082A (zh) * 2018-06-26 2018-10-12 贵州航天控制技术有限公司 一种电液伺服机构用的嵌入式微型变量泵

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