CH337730A - Flüssigkeits-Mehrkolbenpumpe - Google Patents

Description

      Flüssigkeits-Mehrkolbenpumpe       Die vorliegende Erfindung betrifft eine     Flüssig-          keits-Mehrkolbenpumpe,    deren Förderkapazität ver  änderlich ist und bei der ein Zylinderblock um eine  die Zu- und Ableitungen enthaltende, stationäre  Achse rotiert und radial angeordnete Kolben auf  weist, welche stirnseitig an einem in seiner Exzentri  zität zur stationären Achse einstellbaren Kreisring  abgestützt sind.  



  Gemäss der Erfindung wird dieser Kreisring von  einem Wälzlager gebildet, an dessen Innenring die  Kolben direkt anstehen und an dessen Aussenring  Mittel zum Verstellen des Wälzlagers quer zur sta  tionären Achse angreifen.  



  Durch die Anordnung eines Wälzlagers ergeben  sich bauliche Vorteile im Sinne konstruktiver Ver  einfachung, Herabsetzung des Verschleisses und Ver  billigung der Herstellung gegenüber bisher bekannt  gewordenen     Mehrkolbenpumpen    mit rotierendem  Zylinderblock, welche Vorteile im einzelnen aus der  anschliessenden Beschreibung von Ausführungs  beispielen des Erfindungsgegenstandes ersichtlich  sind.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung sind vier Aus  führungsbeispiele der     erfindungsgemässen    Mehr  kolbenpumpe schematisch dargestellt.  



       Fig.    1 ist ein     Axialschnitt    durch ein erstes Aus  führungsbeispiel mit einem Kolbenstern.  



       Fig.    2 ist ein     Axialschnitt    durch ein zweites Aus  führungsbeispiel mit zwei Kolbensternen.  



       Fig.    3 zeigt einen Querschnitt zu     Fig.    1 und 2.       Fig.    4 und 5 sind je ein     Axialschnitt    durch zwei  weitere Ausführungsbeispiele mit einem bzw. zwei  Kolbensternen, und       Fig.    6 zeigt einen Querschnitt zu     Fig.    4 und 5.  In allen Ausführungsbeispielen sind miteinander  übereinstimmende Bestandteile mit gleichen Bezugs  ziffern bezeichnet. Der stationäre Achszapfen 1 ist    im Pumpengehäuse 2 befestigt, dessen Deckel 3 ein  zum Achszapfen 1 koaxiales Lager 4 für die An  triebswelle 5 des auf dem Achszapfen 1 rotierenden  Zylinderblocks 6 aufweist.  



  Gemäss     Fig.    1 enthält der Zylinderblock 6 in  sternförmiger Anordnung um die Pumpenachse vier  Zylinderbohrungen 6a, deren Achsen in der gleichen  Ebene radial zur Pumpenachse liegen und welche  gegen den Achszapfen 1 hin je eine     Durchtritts-          öffnung    6b aufweisen. In jeder Zylinderbohrung     6n     ist ein am Aussenumfang des Zylinderblocks 6 aus  tretender Kolben 7 verschiebbar, der mit einem peri  pheren Teil seines Kolbenbodens unter der Wirkung  einer in der Zylinderbohrung 6a befindlichen Schrau  benfeder 8 an der konischen Innenfläche des Innen  ringes 9a eines Kugellagers 9 ansteht.

   Das Kugellager  9 ist mittels einer     im    Pumpengehäuse 2 einge  schraubten Stellschraube 11 entgegen der Wirkung  einer ihr diametral gegenüber angeordneten Schrau  benfeder 12 quer zur Pumpenachse verstellbar und  zu diesem Zweck durch zwei einander gegenüber  liegende Vorsprünge 10 am Gehäuse 2 in der     Ver-          stellrichtung    geführt und kann somit in dieser Rich  tung gegenüber der Pumpenachse eine beliebige  Exzentrizität innerhalb der baulichen Grenzen ein  nehmen.  



  Der stationäre Achszapfen 1 ist zum Zusammen  wirken mit den     Durchtrittsöffnungen    6b der Zy  linderbohrungen     6n    an seinem Umfang mit zwei sich  je über etwas weniger als den halben Umfang er  streckenden Nuten 13 und     13c    versehen, von denen  die Nute 13 über die Bohrung 14 im Achszapfen 1  mit der Zuleitung 15 und die Nute 13a über die  Bohrung 14a mit der Ableitung 15a in Verbindung  steht.  



  Im Betrieb wird der Zylinderblock 6 durch die  Welle 5 im Pfeilsinn in Drehung versetzt, wobei die      unter der Wirkung der Federn 8 und der Zentrifu  galkraft an den Innenring des Kugellagers 9 ange  drückten Kolben 7 den Innenring 9a infolge Rei  bungsschlusses     mitdrehen.    Mit jeder Umdrehung des  Zylinderblocks führen die Kolben je eine     Ansaug-          und    eine Ausstossbewegung aus, deren Hubhöhe dop  pelt so gross wie die eingestellte Exzentrizität des  Kugellagers 9 ist.

   In     Fig.    3 befindet sich der oberste  Kolben in der bei der eingestellten Exzentrizität am  weitesten eingeschobenen Lage, bei welcher die       Durchtrittsöffnung    6b der betreffenden Zylinder  bohrung 6a durch ein zwischen den Nuten 13 und  13a     befindliche    zylindrische Oberflächenstück des  Achszapfens 1 verschlossen ist. Infolge der Drehung  des Zylinderblocks im Pfeilsinn, gelangt und bleibt  für eine bestimmte Zeitdauer die     Durchtrittsöffnung     6b mit der Nute 13 in Verbindung, wobei der Kol  ben seinen Ansaughub ausführt und Flüssigkeit aus  der Zuleitung 15 ansaugt.

   Der unterste Kolben in       Fig.    3 hat seine äusserste Lage erreicht, wobei die zu  gehörige     Durchtrittsöffnung    6b erneut durch ein  zwischen den Nuten 13 und 13a befindliches zylin  drisches Oberflächenstück des Achszapfens 1 ver  schlossen wird. Dann gelangt und bleibt während  einer bestimmten Zeitdauer die     Durchtrittsöffnung     6b in Verbindung mit der Nute 13a, wobei der Kol  ben den Ausstosshub ausführt und die vorher ange  saugte Flüssigkeit in die Ableitung 15a fördert.  Dieser Vorgang findet in zyklischer Folge für alle  Kolben je einmal pro Umdrehung statt und ergibt  einen Flüssigkeitsstrom, der durch die Zuleitung 15  in die Pumpe eintritt und diese durch die Leitung  15a verlässt.  



  Durch Verschieben des Kugellagers 9 aus der in       Fig.    3 gezeigten Stellung mittels der Stellschraube 11  in Pfeilrichtung wird die Exzentrizität und somit der  Kolbenhub und die Förderkapazität vermindert.  Wird das Kugellager über die Nullage, in welcher  die Exzentrizität aufgehoben ist und keine Förde  rung erfolgt, weiterverschoben, so nimmt die Exzen  trizität auf der entgegengesetzten Seite zu und die  Pumpe fördert in umgekehrter Richtung.  



  Infolge der Exzentrizität zwischen den Rotations  achsen des Zylinderblocks und des Kugellagers fin  det zwischen der     Abstützstelle    des Kolbens am  Innenring und dem letzteren eine Relativbewegung  statt, bei welcher Leistungsverlust und Abnützung  eintreten würde, wenn der Kolben mit einem zentra  len Teil seiner Stirnseite am Innenring anstehen  würde. Damit er nun stets nur mit einem peripheren       Teil        seiner    Stirnfläche ansteht, ist die     Innenfläche     des Innenringes 9a konisch.

   Die zur Kolbenachse  exzentrische Lage der Berührungsstelle ermöglicht  dem Kolben, der Relativbewegung von Innenring  und Kolben durch Rotation um die Kolbenachse zu  entsprechen, wodurch zwischen Innenring und Kol  ben praktisch kein Gleiten, sondern eine     Abwälz-          bewegung    stattfindet.  



  Beim     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    2 weist der  Zylinderblock axial nebeneinander angeordnete Zy-    linder- bzw. Kolbensterne auf, deren Kolben 7 bzw.  <I>7a</I> am gleichen Innenring eines Kugellagers 9 an  stehen. Der Innenring hat zu diesem Zweck zwei ko  nische Innenflächen, die symmetrisch zur Mittelebene  des Kugellagers und für je einen der Kolbensterne  angeordnet sind. Zur Erhöhung der Gleichförmigkeit  der Förderung können die beiden Kolbensterne um  eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sein.  



  Bei der hinsichtlich der Kolbenachse exzentri  schen Abstützung der Kolben am Innenring des Ku  gellagers ist die axiale Führung des Kolbens auf  möglichst grosser Länge wesentlich. in     Fig.    4 ist ein  diesbezügliches Ausführungsbeispiel gezeigt, bei wel  chem das Kugellager 9 mit seiner Mittelebene axial  verschoben neben der     Radialebene    des Kolbensternes  angeordnet ist. Der Innenring 9a des Kugellagers 9  reicht dann seitlich nur ungefähr bis an die Radial  ebene des Kolbensternes, und im Zylinderblock 16  schliesst sich aussen an die Zylinderbohrungen 17  seitlich vom Kugellager 9 je eine sich bis auf die  volle Hublänge erstreckende Kolbenführung an, wo  bei der angestrebte Zweck schon erreicht wird, wenn  die Führungsverlängerung über wenigstens 120  des  Kolbenumfanges reicht.  



  Beim Ausführungsbeispiel nach     Fig.    5 weist der  Zylinderblock 18 zwei axial nebeneinander angeord  nete Zylinder- bzw. Kolbensterne auf, wobei jeder  Kolbenstern für sich an einem Kugellager 19 bzw.  20 abgestützt ist, dessen Exzentrizität unabhängig  von derjenigen des andern mittels einer Stellschraube  21 bzw. 22 einstellbar ist. Der Innenring jedes Ku  gellagers besitzt ebenfalls eine konische Innenfläche,  an welcher die Kolben mit einer peripheren Stelle  des Kolbenbodens anstehen.

   Der stationäre Achs  zapfen 1 ist zu jedem der beiden separaten Pumpen  systeme an seinem Umfang mit einem     Nutenpaar     23, 23a bzw. 26, 26a     (Fig.    6). versehen, von welchem  die eine Nute 23 bzw. 26 über eine im Innern des  Achszapfens befindliche Bohrung 24 bzw. 27 mit  einer Zuleitung 25 bzw. 28 und eine andere Nut  23a bzw. 26a über eine Bohrung 29 bzw. 31 mit  einer Ableitung 30 bzw. 32 in Verbindung stehen.  Die Wirkungsweise des einzelnen Pumpensystems  entspricht derjenigen, wie sie für das Ausführungs  beispiel nach     Fig.    1 beschrieben worden ist.  



  Im Zylinderblock könnten ohne weiteres mehr  als     zwei    Kolbensterne angeordnet sein, denen je ein  eigenes Wälzlager oder im Sinne von     Fig.    2 z. B.  paarweise ein Wälzlager zugeteilt ist. Auch ist die  Anzahl der Kolben eines Kolbensternes den räum  lichen Grenzen entsprechend beliebig. Die Innen  fläche des     Wälzlagerinnenringes    kann konkav anstatt       konisch    ausgebildet sein oder in anderer Weise von  einer     Zylinderfläche    abweichen, um nur eine Be  rührungsstelle mit dem Kolbenboden in ausreichen  dem Abstand von der Kolbenachse zu ergeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Flüssigkeits-Mehrkolbenpumpe, deren Förder- kapazität veränderlich ist und bei der ein Zylinder- block um eine die Zu- und Ableitungen enthaltende, stationäre Achse rotiert und radial zu dieser .ange ordnete Kolben aufweist, welche stirnseitig an einem in seiner Exzentrizität zur stationären Achse ein stellbaren Kreisring abgestützt sind, dadurch gekenn zeichnet, dass dieser Kreisring (9a) von einem Wälz lager (9 bzw. 19 bzw. 20) gebildet wird, an dessen Innenring die Kolben (7 bzw. 7a) direkt anstehen und an dessen Aussenring Mittel (11 bzw. 21 bzw. 22) zum Verstellen des Wälzlagers quer zur statio nären Achse (1) angreifen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Mehrkolbenpumpe nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die äussere Stirnseite jedes Kolbens (7 bzw. 7a) mit der Innenfläche des Wälz lagerinnenringes (9a) nur eine, hinsichtlich der Kol benachse seitlich versetzte Berührungsstelle aufweist. 2. Mehrkolbenpumpe nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die von den Kolben (7 bzw. 7a) berührte Innenfläche des Wälzlagerinnen- ringes (9a) konisch ist.

   3. Mehrkolbenpumpe nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die von den Kolben (7 bzw. 7a) berührte Innenfläche des Wälzlagerinnen- ringes (9a) in axialer Richtung konkav gekrümmt ist. 4. Mehrkolbenpumpe nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass einem Wälzlager (9) die Kolben (7 bzw. 7a) von zwei axial nebeneinander angeordneten Kolbensternen zugeordnet sind.

   5. Mehrkolbenpumpe nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Mittelebene des Wälz lagers (9) einen axialen Abstand von der die Kolben achsen enthaltenden Radialebene aufweist und der Zylinderblock (16) seitlich vom Wälzlager sich an die Zylinderbohrungen (17) anschliessende Kolben führungen (16a) bildet, welche die Kolben (7) je auf einem Teil ihres Umfanges umgreifen.

   6. Mehrkolbenpumpe nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass mehrere, in ihrer Exzen trizität zur stationären Achse unabhängig voneinan der verstellbare Wälzlager (19, 20) vorgesehen sind, wobei jedem Wälzlager ein Pumpensystem zu geordnet ist, für welches die stationäre Achse (1) je eine Zu- und eine Ableitung (25 bzw. 28; 30 bzw. 32) aufweist.