Mechanismus mit veränderlichem Hub Die Erfindung betrifft einen Mechanismus. mit veränderlichem Hub, wie er insbesondere beim Betrieb von Pumpen mit regelbarem Volumen verwendet wind. Die Erfindung bezweckt, einen Mechanismus zu lie fern, der robust und betriebssicher und dennoch ein fach ist und geringe Herstellungskosten erfordert.
Es ist ein Mechanismus bekannt, ,bei welchem ein linearer Zusammenhang zwischen dem Einstellbetrag des Mechanismus und der sich ergebenden Hub änderung erreicht wird. Zugleich wird dafür gesorgt, dass das vordere Ende des Hubes für alle Hubgrössen im wesentlichen am selben Punkt liegt.
Dieser be kannte Mechanismus arbeitet zwar befriedigend und er ist besond;rs gut für Pumpen mit regelbarem Volumen von grosser Kapazität und hohem Ausström- druck geeignet; doch ist er zu kompliziert im Aufbau und nicht für regelbare Pumpen jeder Grösse und mit jedem gewünschten Ausströmdruck geeignet.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist der Mecha nismus mit veränderlichem Hub, bei welchem ein wenigstens angenähert lineares Verhältnis über den ganzen Einstellbereich zwischen der Einstellgrösse eines Antriebsgliedes und der resultierenden Ände rung im Hub eines hin und her beweglichen getrie benen Gliedes besteht und das vordere Ende des Hubes für alle Hublängen auf wenigstens annähernd derselben Stelle verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kurbelarm und ein angetriebenes Rad zur Drehung des Kurbelarmes auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, die einen Support besitzt,
wel cher um eine Antriebswelle drehbar ist, die ein An triebsrad trägt, das mit dem angetriebenen Rad in Eingriff steht, wobei der Drehbereich des Supports einen kleineren Winkel als neunzig Grad zwischen einer Stellung, in welcher ein Antriebspunkt am Kur b larm keine Längsbewegung auf ein Glied ausübt, welches ihn mit dem hin und her beweglichen getrie- benen Glied verbindet, und einer Stellung umfasst, in welcher der Antriebspunkt einen vollen Hub auf das Verbindungsglied überträgt,
wobei die Achse der An- triebswelle die senkrechte Winkelhalbierende einer Bogensehne schneidet, welche die zwei Stellungen verbindet, die durch den Antriebspunkt eingenommen werden, wenn der Mechanismus für Nullhub bzw. für vollen Hub des Antriebsrades in der gleichen Winkel- stellung um seine Drehachse eingestellt ist.
Vorteilhaft ist als Verbindungsglied eine Stange vorgesehen, die an einem Ende mit einer Schubstange und an dem anderen Ende mit dem Kurbelarm ver bunden ist, der eine Drehachse besitzt, welche sich in derselben allgemeinen Richtung erstreckt wie die Bewegungsbahn der Schubstange.
Durch Drehen des Supports kann dann der Ort der Kurbelbahn verlagert werden, und zwar aus einer solchen Stellung, in der er in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Hubrichtung der Schubstange steht, in verschiedene Winkel'stellun- gen, bei denen die Kurbelbahn in einer Ebene liegt, die einen Winkel mit dieser Hubrichtung bildet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er findung kann dafür gesorgt sein, dass die vordere Stel lung der Schubstange angenähert konstant bleibt.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausfüh:rungs- beispiele des erfindungsgemässen Mechanismus dar gestellt.
Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen Antriebs mechanismus für eine regelbare Pumpe.
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 und 4 ,sind, schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Mechanismus mit veränderlichem Hub.
Fg. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 1.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Sup ports dieser Ausführungsform. Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine modifizierte Form des Mechanismus.
Fig. 8 ist der Grundriss der Ausführungsform nach Fig. 7 mit weggeschnittenem Deckel.
Fig. 9 zeigt die Befestigung einer Anzahl von An triebsmechanismen für Pumpen mit regelbarem Volu men an der Kontrolltafel.
Fig. 10, 11, 12 und 14 zeigen einige Modifika tionen des Verbindungsgliedes zwischen dem hin und her beweglichen Glied und der Kurbel.
Fig. 13 isst ein Schnitt durch ein Endhager der Ausführung nach Fi!g. 12.
Fig. 15 und 16 zeigen weitere Modifikationen des Mechanismus., und Fig. 17 zeigt schematisch eine weitere Modifika tion, bei welcher die Antriebswelle nicht auf die Bewegungsbahn ,der Schubstange ausgerichtet ist.
Nach den Fig. 1 bis 6 ist beim Antriebsmechanis mus 10 als angetriebenes Glied eine Schubstange 11 verwendet, welche einen Kolben antreibt oder selbst einen Kolben bildet, :der in einem Zylinder sitzt, der im Innern eines Pumpenkörpers 13 untergebracht ist.
Es ist jedoch klar, d ass der Zylinder auch in einem getrenwen Aufbau untergebracht sein kann oder, dass er eine Anordnung enthalten kann, in der .er eine bauliche Einheit einer Vorrichtung ist, welche zwei Kugelventile auf der Eingangsseite und zwei Kugel ventilz auf .der Ausgangsseite des Zylinders trägt. Nach Fig. 1 hat der Pumpenkörper 13 eine Eingangs leitung 13a; eine Ausgangsleitung 13b, zwei Ein gangsventile 14 und 15 und zwei Auslassventile 16 und 17.
Wenn sich die Teile in den in Fig. 1 gezeigten Stellungen befinden, so ist zu erkennen, :dass bei einer Drehung der Antriebswelle 20 ein Antriebsrad 21, welches starr auf der Welle 20 sitzt, ein Treibrad 22 dreht, welches auf der Kurbelwelle 23 sitzt. Die Welle 23 ist an ihrem einen Ende mit der Kurbel 24 ver bunden. Zwischen ,dem Ende der Kurbel 24 und der Schubstange 11 erstreckt sich ein Verbindungsglied 25.
Die Achse ,der Welle 23 verläuft bei der gezeigten Stellung koaxial zu der Bewegungsrichtung der Schub stange 11. Infolgedessen liegt die Laufbahn der Kur bel 24, und zwar insbesondere ihres Verbindungs zentrums 55c mit einem Ende des Verbindungsgliedes 25 in einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Schubstange 11 verläuft.
Daher tritt keine Längs- @bewegung des Zwischengliedes 25 auf und die Schub stange 11 und, der zugehörige Kolben bleiben während der Drehung der Kurbel 24 aus ihrer voll ausgezo genen Stellung in ihre gestrichelte Stellung im Still stand. Dies ist der Zustand für einen Hub Null.
Es ist zu erkennen, d!ass die Welle 23 durch die Rollenlager 18 und 19 in einem Support 26 (siehe auch Fig. 6) gelagert ist, der ;nach Fig. 2 selbstdrehbar auf den zylindrischen Ansätzen 27a und 28a der Ab schlusskappen 27 und 28 sitzt, welche sich in die Öffnungen des stationären Gehäuses 29 erstrecken und fest in diesen sitzen.
Die Antriebswelle 20 ist in den Rollenlagern 30 und 31 gelagert, welche von den Abschlusskappen 27 und 28 getragen werden. Ein Stopfen 32 und eine Öldichtung 33 sind angebracht, so dass sich alle beweglichen Teile in einem Bad von Schmieröl bewegen können, welches in dem ge schlossenen Gehäuse 29 enthalten ist.
Der Support 26 ist um die Achse der Antriebs welle 20 drehbar. Er wird nach Fig. 1 durch eine Spindel 34 in seiner Stellung gehalten. Letztere er streckt sich mit ihrem Gewinde durch den Kopf einer Mutter 35 (sehe auch Fig. 5), die Lagerböcke 38a und 38b besitzt, die rehbar auf ihren zylindrischen Enden sitzen. Arme mit gegabelten Enden 36 und 37 erstrecken sich von dem Support 26 aus in radialer Richtung zur Achse der Antriebswelle 20. Die Lager böcke 38a und 38b sitzen in den gegabelten Enden 36 und 37 und werden auf der Mutter 35 :durch Stifte in einer passenden Stellung gehalten. Die Spindel 34 hat ein verjüngtes Ende 34a, welches zur Drehung in einer zylindrisch gebohrten Öffnung des Gehäuses 29 geführt wird.
Das obere Ende der Spindel 34 ist ge- schl:,tzt, um eine flache blattförmige Antriebsverlän gerung 39 eines kalibrierten Einstellknopfes 40 auf zunehmen, der einen Kragen 40a besitzt, welcher an der Achse des Knopfes sitzt. Der Einstellspindel 34 ist ein Drucklager 41 zugeordnet mit einem Element 42, welches durch einen Stift 43 mit der Spindel 34 starr verbunden ist. Ihm ist auch ein stationäres Teil 44 zugeordnet, welches an einem oder an beiden Enden mit dem unteren Teil des Gehäuses 29, beispielsweise durch Kopfschrauben 45 und 46, verbunden ist. Ein Kragen 47, der durch einen Stift 48 mit d'er Spindel 34 starr verbunden ist, kann durch ein Drucklager ähnlich dem Lager 41 ersetzt sein.
Wenn sich die Teile in der Stellung befinden, in welcher der Hub der Schubstange 11 Null ist, so liegt ein Anschlag 49 an dem Support 26 an und ver hindert eine Drehung des Supportes 26 entgegen gesetzt dem Uhrzeigersinn über die in Fig. 1 gezeigte Stellung hinaus. Ein Anschlag 50 liegt an dem Sup port 26 an, wenn dieser im Uhrzeigersinn in eine Stellung gedreht wird, in welcher die Schubstange 11 ihren maximalen Hub hat.
Um den Hub der Schubstange 11 von dem Wert Null auf irgendeine gewählte Länge zu bringen, wird der Knopf 40 (Fig. 1) in einer solchen Richtung ge dreht, dass der Support 26 in Richtung des Uhrzeiger sinns gedreht wird. Die Drehung erfolgt um die Achse der Antriebswelle 20. Infolgedessen wird die Achse der Kurbelwelle 23 im Uhrzeigersinn gekippt. Die Wirkung eines solchen Kippvorganges der Welle 23 besteht darin, dass die Ebene, welche den geometri schen Ort des Kurbelendes darstellt, gekippt wird, so d'ass sie gegen die Bewegungsbahn der Schubstange 11 geneigt ist.
Wenn nun die Kurbel 24 um die geneigte Achse der Welle 23 rotiert, bewegt sie das Verbin dungsglied 25 aus der in Fig. 1 gezeigten untersten Stellung in eine obere Stellung, bei welcher die Kurbel gegenüber der gestrichelt gezeigten Stellung nach rechts verschoben ist. Eine Drehung der Kurbel aus ihrer obersten Stellung führt sie in eine Stellung zu rück, in welcher die Schubstange 11 in engster An näherung wieder in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückgeführt ist.
Wie später noch ausführlich erklärt wird, wird die vordere Stellung der Schubstange 11 über einen ausgewählten Einstellbereich nur wenig durch die Vergrösserung des Pumpenhubs der Pumpe beeinflusst. Daher wird eine annähernd konstante vordere Stellung des Kolbens im Innern des Zylinders erzielt.
In den Fig. 3,und 4 ist der Mechanismus schema tisiert. Die kugelförmigen Gelenke 54 und 55 sind durch das Zwischenglied 25 miteinander verbunden. In Fig. 3 ist die kennzeichnende Linie<I>CD</I> der Ebene, welche den geometrischen Ort für die Laufbahndes Mittelpunktes des Gelenkes 55 darstellt, senkrecht zur Achse der Laufbahn der Schubstange 11. Das Zwischenglied 25 beschreibt dann, wenn es durch die Kurbel 24 gedreht wird, einen Konus, dessen Spitze der Mittelpunkt des Gelenkes 54 ist.
Wenn die Welle 23 im Uhrzeigersinn um die Achse der Antriebswelle 20 gekippt wird, so bewegt sich das Gelenk 55 in seiner unteren Stellung längs des Bogens EF von der Anfangsstellung G mit dem Hub Null in eine Grenzstellung M, welche für den vollständigen Hub gewählt ist. Diese letztere Stellung M ist eine, in welcher sich die Schubstange 11 in genau derselben vorderen Stellung für den vollen Hub befindet wie für den Hub Null.
Dieser Zustand wird, wie in Fig. 4 dargestellt, erreicht, wenn eine gerade Linie zwischen dem Mittelpunkt des Gelenkes 54 und der Achse der Welle 20 die senkrechte Halbierende der Sehne zu dem Bogen GM ist.
Wenn die Welle 23 um die Achse der Welle 20 gekippt wird, bewegt sich das Gelenk 55 längs dem Bogen EF (Fig. 3) und aus der Geometrie ergibt sich, dass dabei anfänglich eine geringe Verschiebung der Schubstange 11 in die Richtung nach hinten erfolgt. Die Schubstange bewegt sich aber weniger, als der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Bogen be trägt, die sich bei G und M schneiden. Ein Bogen ist dabei mit dem Radius des Verbindungsgliedes 25 beschrieben und der andere mit einem Radius GL, welcher der gleiche ist wie ML.
Der Weg der Schub stange 11 ist etwas kleiner auf Grund der Tatsache, dass das Verbindungsglied 25 mit der Bewegungsbahn der Schubstange einen Winkel bildet.
Der volle Hub der regelbaren Pumpe ist auf einen kleineren Wert begrenzt als der maximal erreichbare Hub, um einen kompakten Aufbau der Anordnung zu erreichen und zu garantieren, dass in diesem kom pakten Aufbau am Ende jeden Hubes unabhängig von dessen Grösse der Kolben mit annehmbaren Grenzen in dieselbe vordere Stellung zurückkehrt.
Der Winkel HLK in Fig. 3 und 4, über dien sich das Gelenk 55 in seiner oberen oder vorderen Stellung bei Änderung des Hubs vom Wert Null bis zum vollen Hub bewegt, ist gleich dem Winkel GLM,
über dem sich das Gelenk 55 in seiner unteren oder hinteren Stellung bei Änderung dies Hubs von dem Wert Null bis zum vollen Hub bewegt. Die Linie AL ist wie schon gesagt die senkrechte Halbierende zu der Sehne GM.
Der Punkt L liegt auch auf der senkrechten Halbierenden zu der Sehne<I>HK.</I> Es besteht .ein un gefähr linearer Zusammenhang zwischen der Hub- änderung -der Schubstange. 11 und der Bewegung des Gelenkes in seiner oberen Stellung längs des Bogens PQ von seiner Stellung für den Hub Null im Punkt H in diejenige für vollen Hub in Punkt K.
Infolgedessen ist die Skala am Knopf 40 (Fig. 1) linear. Der lineare Zusammenhang ist dann vorteilhaft, wenn ein Motor für die automatische Drehung der Spindel 34 sorgt, um dadurch die Neigung der Welle 23 zu ändern.
Infolgedessen ist die .Änderung im Hub, die sich aus der Verstellung des Supports 26 über den Winkel d in Fig. 1 ergibt,
proportional der Stellungsänderung. Die Skala des Knopfes 40 oder ein durch die .Spindel 34 angetriebener Drehungszähler liefert die Anzeige für die Länge des Hubes oder für die Menge der Flüssigkeit pro Hub zur Messung des Durchflusses durch die Ausgangsleitung 13b.
Die Einstellspindel 34 ist bis zu einem gewissen. Grad selbsthemmend, da sie durch Gewinde mit der Mutter 35 in Eingriff steht. Um jede Drehung der Spindel 34 als Folge irgendeines Druckes von den gabelförmigen Enden 36 und 37 her zu verhindern, ist eine Klemmvorrichtung vorgesehen.
Beispielsweise kann ein Bmemsklernmhebel 40b (Fig. 1) eine Rei bungsfläche gegen das Gehäuse aufweisen und da durch eine Drehung der Spindel 34 verhindern. Die Spindel 34 hält den Support 26 in seiner Stellung während der Hin und Herbewegung der Schubstange 11.
Das Gehäuse 29 ist mit nach innen gewandten Ansätzen (Fig. 5) für den Teil 44 versehen, die, mit dem Gehäuse 29 gegossen sind. Anderseits besitzt das Gehäuse einen Deckel 29a.
Um eine zusätzliche Führungsfläche für den Sup port 26 zu vermeiden, hat das Gehäuse 29 nach innen gewandte Knaufe 29b und 29c (Fig. 2), deren flache Oberflächen Lagerflächen für die entsprechenden ab geflachten Flächen 26a und 26b bilden, die im. oberen Teil des Supports 26 vorgesehen sind. Diese Flächen nehmen jeden Seitendruck auf, der durch den Support 26 ausgeübt wird.
Um das übersetzungsverhältnis zu ändern, kön nen eine Schnecke und ein Schneckenrad von ande rem Durchmesser die in Fig. 1 und 2 dargestellten Teile ersetzen. Dabei haben die verschiedenen Ge triebesätze solche Durchmesser, damit sie in den Abstand zwischen der Antriebswelle 20 und d'er Kur belwelle 23 passen. Das übersetzungsverhältnis kann auch durch Änderung der Ganghöhe an Getriebe rädern gleicher Grösse verändert werden.
Wo -eine Vielzahl von gesteuerten Pumpen mit unterschied- licher Geschwindigkeit von derselben Antriebswelle betrieben werden s & 1, werden - verschiedene über setzungen für sie verwendet.
Wie später noch erläutert werden soll, kann das Zwischenglied 25 verschieddne Formen aufweisen, In Fig. 1 besteht es aus zwei Teilen, die geeignet mitein ander verbunden sind, so dass sie kugelförmige Aus sparungen an den Enden bilden zur Aufnahme der Gelenkkugeln. Um ein Spiel zwischen dem Ende des Zwischengliedes 25 und der Kurbel 24 zu erzeugen, ist die Gelenkkugel auf einem Stift 55b befestigt, der sich in den Kurbelarm erstreckt und eine Schulter besitzt, welche auf der Kurbel aufliegt.
Ein Befesti- gungsstift <I>55a</I> erstreckt sich durch die Kurbel 24 und durch das Teil, welches das Gelenk 55 trägt.
Aus Fig. 3 und 4 ist zu erkennen, dass die Achse des Stiftes 55b gegen die Ebene geneigt ist, deren kennzeichnende Linie <I>CD</I> ist (Fig. 3) und in der der Mittelpunkt des Gelenkes 55 rotiert.
Im Zustand, für welchen der Hub Null ist (Fig. 3), erstreckt sich das Zwischenglied 25 von dem Gelenk 54 zum Gelenk 55 unter einem Winkel, der während der Drehung der Kurbel 24 konstant bleibt. Wenn jedoch die Achse der Welle 23 geneigt wird, tritt eine Änderung in dem Winkel ein, den das Zwischenglied 25 mit der Ebene bildet, in welcher der Mittelpunkt des Gelenkes 55 umläuft.
Der Winkel ändert sich sukzessive, wenn das Gelenk 55 in der geneigten Ebene umläuft, welche durch die Neigung der Welle 23 festgelegt wird. Dabei ist, wie schon gesagt, die Achse des Stiftes 55b gegen diese Ebene geneigt, so dass sich etwa bei Einstellung auf einen mittleren Hub die Achse des Stiftes 55b etwa in Richtung der Halbie renden des Winkels GAM erstreckt.
Die Gesamtlänge des Einstellmechanismus ist bei der Ausführung nach Fig. 7 und 8 beträchtlich ver ringert dadurch, dass die Einstellspindel 34 über dem Support 126 angebracht ist. Die Kurbelwelle 23 ist dabei in einem Lager gehalten, welches in dem zylin drischen Teil 126d des Supports 126 enthalten ist. Das stationäre Gehäuse 129 hat vier nach innen ge richtete Ansätze, die einen im allgemeinen recht eckigen Rahmen 130 tragen.
Durch diesen erstrecken sich Kopfschrauben, die durch Gewinde in je einen der nach innen gerichteten Ansätze eingeschraubt sind. Der rechteckige Rahmen 130 hat fein bearbeitete Flächen 130a und 130b, an welchen die fein be arbeiteten Flächen der gabelförmigen Enden<B>136</B> und <B>137</B> der Arme anliegen, welche sich von dem Support 126 aus erstrecken. Anschläge 149 und 150 ragen von dem Rahmen 130 aus nach oben in einer solchen Stellung, dass sie das Ausmass der Einstellung der Mutter 138a, 138b begrenzen und somit das Ausmass der Hubeinstellung für die Schubstange 11.
Der Rahmen 130 enthält die Lagerböcke 88 und 89 zur Lagerung der mit Gewinde vorsehenen Spindel 34. Ein Drucklager 141 drückt gegen einen Kragen, welcher an :der Stirnwand eines Lagerbockes 89 an liegt, um den Druck von d em Support 126 aufzuneh men. Ein Druckkragen 142, der mit der Spindel 34 starr verbunden ist, liegt an dem Bock 89, um einen geringeren Anteil des Druckes in der entgegengesetz ten Richtung aufzunehmen.
Es ist klar, d'ass der Knopf 40 durch ein Rad von etwas grösserem Durchmesser als der Knopf ersetzt sein kann, um die Einstellung zu erleichtern, wobei eine Klammer angeordnet ist, um die Spindel 34 in jeder gewählten Stellung festzuklem men. Ebenso ist es klar, dass die Spindel 34 ein Getrieberad b sitzen kann, welches durch das An triebsrad eines Motors oder eine andere automatische Einstellvorrichtung bewegt werden kann, um durch Drehung der Spindel 34 den Hub zu ändern.
In Fig. 8 ist zu erkennen, dass ein Motor 91 eine Flansche 92.besitzb, d'ie an einer Stelle desGehäuses 129 anliegt und die durch Kopfschrauben mit dem Ge häuse verbunden ist. Die Motorwelle 20 selbst kann die Schnecke 11 tragen.
Wie in Fig. 8 dargestellt, er streckt sich die Welle 20 so weit über das Gehäuse 129 hinaus, dass sie an eine zweite regelbare Pumpe angeschlossen werden kann oder ein Teil derselben bildet. Nach Fig. 8 sind Ölabdichtungen um die Welle 20 herum angebracht, dort, wo sie in das Gehäuse eintritt und dieses wieder verlässt, um die Ölabdich- tung des Gehäuses 129 aufrechtzuerhalten.
Nach Fig. 9 treibt der Motor 91 die Pumpen 95, 96 und 97 an, wobei übliche Wellenkupplungen 98 und 99 jeweils zwischen benachbarten Pumpen ange bracht sind. Dabei kann die Tafel 105 in vertikaler oder horizontaler Ebene angeordnet sein. Die Anord nung in vertikaler Ebene wird im allgemeinen bevor zugt, um eine freie Bodenfläche zu erhalten, und die Tafel selbst kann die Haltearme tragen, welche an den Füssen 129e und 129d (Fig. 7) sitzen, oder aber es kann eine getrennte Halterung hinter der Platte angebracht sein, welche das Gewicht einer Vielzahl von Pumpen tragen kann.
In manchen Fällen ist es erwünscht, die Pumpen direkt auf der Vorderseite der Tafel zu befestigen. Dies geschieht dadurch, dass die Füsse von jedem Gehäuse durch Bolzen direkt mit der Platte verbunden werden, wobei sich das Gehäuse, der Motor 91 und die Ventile 106, 107 und 108 vor der Tafel befinden. Wenn es erwünscht ist, dass viele Pumpen mit regel barem Volumen miteinander verkoppelt werden, so liegt die einzige Beschränkung für die Anzahl in der Grösse des Motors 91 und dem zulässigen Dreh moment, welches an die Antriebswelle 20 gelegt wird. J- ,de Pumpe kann mit anderer Geschwindigkeit und mit einem anderen Hub arbeiten.
Dadurch, dass ein einziger Antrieb vorgesehen ist, ist das Verhältnis der Durchströmmengen zueinander an den. Ausgangslei tungen 101 bis 103 bei einer Änderung der Geschwin digkeit des Motors 91 konstant.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungen war das Zwischenglied 25 als Stange dargestellt, die mit Lagerflächen für die Gelenkkugeln versehen ist. Die sphärischen konkaven Lagerflächen des Zwischen gliedes 25 sind dabei etwas gröss--r als eine Halbkugel fläche. Nach Fig. 10 ist eine Stange 70 mit Kugel köpfen 71 und 72 vorgesehen, welche in Kugelflächen sitzen, die jeweils in der Schubstange 11 und in der Kurbel 24 vorgesehen sind.
Beide kugelförmigen Hohlräume sind: in den austauschbaren Teilen 24a und 71a gebildet, die für den Zusammenbau des Zwischengliedes 70 mixt der Schubstange 11 und der Kurbel 24 dienen. Der Teil 71a ist auf ein verjüngtes Ende eines entiernbaren Einsatzes in der Schubstange 11 aufgeschraubt, während der Teil 24a mit (nicht dargestellten) Öffnungen für Kopfschrauben versehen ist. Er besitzt eine konische Öffnung 72a, welche die Bewegungsfreiheit der Stange 70 garantiert.
Nach Fig. 11 hat das Zwischenglied 69 kugel förmige Enden, die aus einem Stück mit dem Glied bestehen.
Nach Fig. 12 hat das Verbindungsglied 75 ab nehmbare Endstücke 76 und 77. Sie können auf das Zwischenglied 75 aufgeschraubt und weiterhin, bei spielsweise durch Stifte 78, mit diesem verbunden sein. Zur Lagerung endet nach Fig. 13 die Schub stange 11 in einer Gabel, :durch welche sich ein Hohl stift 79 erstreckt. Zwischen den Armen der Gabel befindet sich das kugelförmige Element 80 des Ge lenkes. Der angreifende Teil des Lagers besteht aus Lagereinsätzen 81, die aus Bronze sein können.
Ab standshalter 79a sind vorgesehen, um das Element 80 zentriert in der Gabel zu halten und um ein gewisses Spiel für die Winkelbewegung des Zwischengliedes 81a zu liefern.
Eine weitere Variante des Zwischengliedes ist in Fig. 14 gezeigt, wo die Stange 82 die Kugelelemente 83 und 84 trägt. Diese Elemente sitzen in den An griffsflächen, die mit Lagermetall 86 und 87 aus gekleidet sind. Das Lagermetall wird durch dahinter angebrachte Teile gehalten, die jeweils mit der Schub stange 11 und der Kurbel 24 beispielsweise durch eine oder mehrere Schrauben 85 starr verbunden sind, die sich in die Ölkanäle der Lager erstrecken.
Anstelle eines Kugelgelenkes kann ein Kreuz gelenk zwischen der Kurbel 24 und der Schubstange 11 vorgesehen sein. Wenn ein Kugelgelenk auch nur an einem Ende vorgesehen ist, so wird die Schubstange 11 nicht gedreht.
Bei der Modifikation nach Fig. 15 besteht das eingebaute Reduziergetriebe aus der Schnecke 21 und; dem Schneckenrad 22. Der Support und die Einstell- vorrichtung für den Hub sind dabei in Fig. 15 weg gelassen.
Nach Fig. 15 ist die Kurbel 224 mit der Welle 23 des Zahnrades 22 verbunden, damit sie mit diesem gedreht wird. An dem oberen erweiterten Ende der Kurbel 224 ist ein Lager 225 für ein Gleitgelenk mit einem Lagerteil 227 angebracht, welches eine kugel förmige Aussenfläche besitzt. Die Antriebsverbindung zwischen der Kurbel 224 und der Schubstange 211 wird durch einen Antriebsarm 229 gebildet, der einen Lagerstift 230 besitzt, der mit dem äussersten Ende des Armes 229, beispielsweise durch einen Stift 231,
starr verbunden ist.
In Fig. 15 sind die Teile in der Einstellung. ge zeichnet, in welcher die Schubstange 211 den Hub Null hat. Die Bezugsziffer 232 bezeichnet den Mittel punkt des Lagers. Wenn die Kurbel 224 um 180 gedreht wird, so liegt der Punkt 232 auf der Vertikal linie 233 an der Stelle, die mit der Ziffer<I>232d</I> be- zeichnet ist. Wenn die Welle 23 um die Achse der Welle 20 :beispielsweise um den Winkel d gekippt wird, so wird der Punkt 232 längs des Bogens 235 bis zu dem mit der Ziffer 232a bezeichneten Punkt bewegt.
Der geometrische Ort für die Bahn des Punktes<I>232a</I> bei Drehung der Kurbel 224 ist dann die Ebene, welche gegen d ie Achse der Schubstange 211 geneigt ist und sich durch die Punkte <I>232a</I> und <I>232b</I> erstreckt. Dieses ist die Stellung dies Punktes 232 bei der vorderen Stellung der Schubstange 211 für einen maximalen Hub.
Wie dargestellt, sind die Einstellungen für den Hub Null und für einen vollen Hub so ausgewählt, dass sie gleich weit auf den gegenüberliegenden Seiten .der senkrechten Halbieren den der Sehne liegen, welche sich zwischen den Punk- ten <I>232b</I> und <I>232d</I> erstreckt. Infolgedessen ist die vordere Stellung der Schubstange bei dem Hub Null und bei vollem; Hub die gleiche.
Es ist zu erkennen, dass bei Vergrösserung des Hubs die Kurbel 224 im Uhrzeigersinn um die Achse der Welle 20 gedreht wird. Wenn sich die Kurbel 224 längs dem Bogen 235 bewegt, dann bewegt sich das Lager 225 im Uhrzeigersinn relativ zu dem Lagerteil 227. Bei einer Einstellung, welche dem Hub Null ent spricht, steht das Lager 225 senkrecht zu dem An triebsstift 230.
Es ist zu erkennen, dass dann, wenn die Kurbel 224 aus der dargestellten Stellung in die gestrichelt gezogene Stellung bewegt wird, eine Längsbewegung dies Lagerteiles 227 nach oben längs des Stiftes 230 erfolgt. Die zylindrische Lagerinnenfläche des Bau teiles 227, weiche auf dem Stift 23-0 gleitet, kann aus einem Bronzeeinsatz oder einem anderen verschleiss festen Material bestehen, um die Reibung zu ver ringern und für eine .grössere Lebensdauer der arbei tenden Teile zu sorgen.
Die Ausbildung nach Fig. 15 macht eine Verringe rung der Längsausdehnung des Mechanismus um einen wesenblnchen Betrag möglich. Der Antriebsaren 229 verläuft nämlich nicht unter einem spitzen Winkel wie das Verbindungsglied 25 nach Fig. 1, so dass die Schubstange und der zugehörige Kolben und der Ven- tilkörper näher an dem Antriebsmechanismus ange bracht sein können.
Gemäss Fig. 16 wird die Kurbel 324 von dem Zahnrad 22 in ähnlicher Weise wie bei den, vorher beschriebenen Modifikationen angetrieben. Das äussere Ende der Kurbel 324 enthält ein Lager 325 für einen Lagerteil 327, welcher eine zylindrische Lager- innenfläche und eine sphärische Lageraussenfläche besitzt,
welche auf dein Lagerfutter 326 aufliegt. Durch den inneren Lagerteil 327 erstreckt sich ein Stift 329, der starr mit der Schubstange 311 verbun den und beispielsweise durch einen Stift 330 an seinem Platz gehalten wird.
Am äusseren Ende der Schubstange 311 erstreckt sich ein Kolben 331 in einen Zylinder 332, welche in der Mitte des. Ventil- körpeTs 333 angebracht ist.
Bei der Modifikation nach Fig. 16 bewegt sich der Antriebsmittelpunkt 334 längs des Bogens 335 von der angegebenen Lage für einen Hub Null in die Stel lung 336 für den vollen Hub.
In beiden Modifikationen nach Fig. 15 und- 16 ist zu erkennen, dass die vordere Stellung der Schub stange bei einem Hub Null und bei einem vollen Hub die gleiche ist. In Fig. 16 tritt die vordere Stellung der Schubstange 311 an den Punkten 338 und 339 der Linie 339a auf. Die Kurbelwelle 23 steht senkrecht zur Achse des Stiftes 329, welche selbst senkrecht zur Achse der Schubstange 311 steht.
Die Länge des Hubs wird dadurch vergrössert, dass durch Schwenkung des Supports der Radius der Kur bel 224 bzw. 324 vergrössert wird, das heisst in Fig. 16 der Abstand. zwischen dem Verbindungspunkt 330 und -dem Angriffspunkt 334 an dem Antriebsarm 329.
Aus den Modifikationen nach Fig. 15 und 16 ist zu erkennen, dass die Änderung in der vorderen Stel lung -der Schubstange dann, wenn sich der Hub von dem Wert Null bis zu einem vollen Hub ändert, einen geringeren Betrag ausmacht als bei der Modifikation nach Fig. 1. Bei den Modifikationen nach Fig. 15 und 16 überschreitet die Abweichung in der vorderen Stellung der Schubstange nicht den maximalen Ab stand zwischen der Sehne und dem Bogen zwischen den Punkten<I>232b</I> und<I>232d</I> in Fig. 15 und 338 und 339 in Fig. 16.
Während nach Fig. 15 und 16 die Schubstangen 211 und 311 mit den Kurbelarmen 224 und 324 rotieren, können die Kolben je nach Wunsch mit den Schubstangen zusammen rotieren oder sie können gegen eine Drehung gesichert sein, wobei eine Schleifverbindung zwischen jedem Kolben und der Schubstange vorgesehen ist.
In manchen Fäl len kann die Abdichtung selbst, wie dies in Fig. 16 gezeigt, dazu dienen, eine Drehung des: Kolbens 331 zu verhindern, und in manchen Fällen kann es er wünscht sein, eine Drehung des Kolbens 331 um einen bestimmten Betrag zuzulassen. Ob eine solche Dre hung auftritt oder nicht, kann von den relativen Rei- bungskräften beispielsweise zwischen der Schubstange 311 und dem Kolben 331 und den Reibungskräften zwischen dem Kolben<B>331</B> und der Abdichtung ab hängen.
In Fig. 16 ist der Kolben 331 so dargestellt, dass er wesentlich kleiner ist als der Zylinder 332, um die Darstellung der Feder klarer zu machen, welche die Abdichtung fest an ihrem Platz hält, und auch, um die Tatsache zu verdeutlichen, dass bei der Pumpe der Durchfluss der Flüssigkeit von einer Volumen änderung im Innern des Zylinders 332 abhängt und nicht von dem Grad der Passung zwischen ,dem Kol ben und der benachbarten Zylinderwand..
Gemäss Fig. 17 bewegt sich das Kugelgelenk 54 zwischen der fest ausgezogenen Stellung und der ge strichelt angegebenen rückwärtigen Stellung. Der Hub ist wesentlich vergrössert gegenüber dem nach Fig. 1 bis 6 und für den Hub Null ist die Welle 23, auf welcher die Kurbel 24 sitzt, numehr nach unten ge neigt gegenüber der Achse 52 der Schubstange 11.
In dieser Stellung ist der Winkel GLM gleich dem Winkel HLK. Die Achse der Drehung für die Einstel- lung der Neigung der Wedle 23 verläuft durch den Punkt L und die Linie von diesem Punkt zu dem Mittelpunkt des Kugelgelenkes 54 in der vorderen Stellung ist eine senkrechte Halbierende zu der Sehne GM. Die Achse der Welle 23 ist eine senkrechte Halbierende zu der Sehne<I>GH</I> und sie schneidet den Mittelpunkt des Kugelgelenkes 54, wenn sich dieser in seiner vorderen Stellung befindet.
Bei der Modifi kation nach Fig. 17 ist der Winkel<B>0,</B> etwas kleiner als bei der Modifikation nach FinG. 1 bis 6 und der Winkel 0., ist etwas grösser als bei dem Ausführungs beispiel nach Fig. 1 bis 6.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 15 und 16 vollführen der Kolben und die Schubstange in jedem Fall eine rein harmonische Bewegung für alle Ein- stellungen des Hubs von Null bis zum Maximalwert aus.
Variable Stroke Mechanism The invention relates to a mechanism. with variable stroke, as it is used in particular when operating pumps with adjustable volume. The aim of the invention is to provide a mechanism that is robust and reliable and yet is simple and requires low manufacturing costs.
A mechanism is known in which a linear relationship is achieved between the adjustment amount of the mechanism and the resulting change in stroke. At the same time, it is ensured that the front end of the stroke is essentially at the same point for all stroke sizes.
This known mechanism works satisfactorily and is particularly well suited for pumps with adjustable volumes of large capacity and high discharge pressure; however, it is too complicated in structure and not suitable for controllable pumps of any size and with any desired discharge pressure.
According to the present invention, the mechanism is with variable stroke, in which there is an at least approximately linear relationship over the entire adjustment range between the setting of a drive member and the resulting change in the stroke of a reciprocating driven member and the front end of the stroke remains at at least approximately the same point for all stroke lengths, characterized in that a crank arm and a driven wheel for rotating the crank arm are arranged on a common shaft which has a support,
wel cher is rotatable about a drive shaft that carries a drive wheel that engages with the driven wheel, the range of rotation of the support an angle smaller than ninety degrees between a position in which a drive point on the curb b larm no longitudinal movement on a Exerts link which connects it to the reciprocating driven link and includes a position in which the drive point transmits a full stroke to the link,
The axis of the drive shaft intersects the vertical bisector of a bowstring which connects the two positions assumed by the drive point when the mechanism for zero stroke or for full stroke of the drive wheel is set in the same angular position around its axis of rotation .
A rod is advantageously provided as a connecting member, which is connected at one end with a push rod and at the other end to the crank arm which has an axis of rotation which extends in the same general direction as the path of movement of the push rod.
By turning the support, the location of the crank path can then be shifted, namely from such a position in which it lies in a plane that is perpendicular to the stroke direction of the push rod, into various angular positions in which the crank path is in a Plane that forms an angle with this stroke direction.
In a preferred embodiment of the invention, it can be ensured that the forward position of the push rod remains approximately constant.
In the accompanying drawing, exemplary embodiments of the mechanism according to the invention are shown.
Fig. 1 is a cross section through a drive mechanism for a controllable pump.
Figure 2 is a section taken along line 2-2 in Figure 1. Figures 3 and 4 are diagrams illustrating the operation of the variable lift mechanism.
FIG. 5 is a section taken along line 5-5 of FIG.
Fig. 6 is a perspective view of the support of this embodiment. Figure 7 is a section through a modified form of the mechanism.
Fig. 8 is the plan view of the embodiment of Fig. 7 with the cover cut away.
Fig. 9 shows the attachment of a number of drive mechanisms for pumps with adjustable volume on the control panel.
10, 11, 12 and 14 show some Modifika functions of the link between the reciprocating link and the crank.
FIG. 13 is a section through an end hanger of the embodiment according to FIG. 12.
15 and 16 show further modifications of the mechanism., And Fig. 17 shows schematically a further Modifika tion in which the drive shaft is not aligned with the path of movement of the push rod.
According to FIGS. 1 to 6, a push rod 11 is used as the driven member in the drive mechanism 10, which drives a piston or itself forms a piston: which sits in a cylinder which is housed inside a pump body 13.
It is clear, however, that the cylinder can also be housed in a separate structure or that it can contain an arrangement in which it is a structural unit of a device which has two ball valves on the inlet side and two ball valves on the Output side of the cylinder carries. According to Fig. 1, the pump body 13 has an input line 13a; an outlet line 13b, two inlet valves 14 and 15 and two outlet valves 16 and 17.
When the parts are in the positions shown in FIG. 1, it can be seen that: when the drive shaft 20 rotates, a drive wheel 21, which is rigidly seated on the shaft 20, rotates a drive wheel 22, which is seated on the crankshaft 23 . The shaft 23 is ver at one end with the crank 24 connected. A connecting member 25 extends between the end of the crank 24 and the push rod 11.
The axis of the shaft 23 extends in the position shown coaxially to the direction of movement of the push rod 11. As a result, the career of the Kur bel 24, in particular its connection center 55c with one end of the connecting member 25 in a plane perpendicular to the axis the push rod 11 runs.
Therefore, there is no longitudinal @ movement of the intermediate member 25 and the push rod 11 and, the associated piston remain during the rotation of the crank 24 from its fully extended position in its dashed position at a standstill. This is the state for a stroke of zero.
It can be seen that the shaft 23 is supported by the roller bearings 18 and 19 in a support 26 (see also FIG. 6) which, according to FIG. 2, is self-rotating on the cylindrical extensions 27a and 28a of the end caps 27 and 28 sits, which extend into the openings of the stationary housing 29 and sit firmly in these.
The drive shaft 20 is mounted in the roller bearings 30 and 31, which are carried by the end caps 27 and 28. A plug 32 and an oil seal 33 are attached so that all moving parts can move in a bath of lubricating oil contained in the closed housing 29.
The support 26 is rotatable about the axis of the drive shaft 20. According to FIG. 1, it is held in its position by a spindle 34. The latter he stretches with its thread through the head of a nut 35 (see also Fig. 5), which has bearing blocks 38a and 38b that sit rehbar on their cylindrical ends. Arms with forked ends 36 and 37 extend from the support 26 in the radial direction to the axis of the drive shaft 20. The bearing blocks 38a and 38b sit in the forked ends 36 and 37 and are on the nut 35: by pins in a suitable position held. The spindle 34 has a tapered end 34 a which is guided for rotation in a cylindrically bored opening of the housing 29.
The upper end of the spindle 34 is slotted to receive a flat blade drive extension 39 of a calibrated adjustment knob 40 which has a collar 40a which sits on the axis of the knob. The setting spindle 34 is assigned a thrust bearing 41 with an element 42 which is rigidly connected to the spindle 34 by a pin 43. It is also assigned a stationary part 44 which is connected at one or both ends to the lower part of the housing 29, for example by means of head screws 45 and 46. A collar 47, which is rigidly connected to the spindle 34 by a pin 48, can be replaced by a thrust bearing similar to the bearing 41.
When the parts are in the position in which the stroke of the push rod 11 is zero, a stop 49 rests on the support 26 and ver prevents rotation of the support 26 counterclockwise beyond the position shown in FIG . A stop 50 rests on the Sup port 26 when it is rotated clockwise to a position in which the push rod 11 has its maximum stroke.
In order to bring the stroke of the push rod 11 from the value zero to any selected length, the knob 40 (FIG. 1) is rotated in such a direction that the support 26 is rotated in the clockwise direction. The rotation takes place around the axis of the drive shaft 20. As a result, the axis of the crankshaft 23 is tilted in the clockwise direction. The effect of such a tilting process of the shaft 23 is that the plane which represents the geometrical location of the end of the crank is tilted so that it is inclined against the path of movement of the push rod 11.
When the crank 24 rotates about the inclined axis of the shaft 23, it moves the connec tion member 25 from the lowest position shown in Fig. 1 to an upper position in which the crank is displaced to the right relative to the position shown in phantom. A rotation of the crank from its uppermost position leads it back to a position in which the push rod 11 is returned to the closest approximation to the position shown in FIG.
As will be explained in detail later, the forward position of the push rod 11 is only slightly influenced by the increase in the pump stroke of the pump over a selected adjustment range. Therefore an approximately constant forward position of the piston inside the cylinder is achieved.
In FIGS. 3 and 4 the mechanism is schematized. The spherical joints 54 and 55 are connected to one another by the intermediate member 25. In FIG. 3, the characteristic line <I> CD </I> of the plane which represents the geometric location for the track of the center point of the joint 55 is perpendicular to the axis of the track of the push rod 11. The intermediate member 25 describes when it passes through the crank 24 is rotated, a cone whose tip is the center of the joint 54.
When the shaft 23 is tilted clockwise about the axis of the drive shaft 20, the joint 55 moves in its lower position along the arc EF from the initial position G with the stroke zero into a limit position M, which is selected for the full stroke. This latter position M is one in which the push rod 11 is in exactly the same front position for the full stroke as for the stroke zero.
This condition is achieved, as shown in FIG. 4, when a straight line between the center point of the joint 54 and the axis of the shaft 20 is the perpendicular bisector of the chord to the arch GM.
When the shaft 23 is tilted about the axis of the shaft 20, the joint 55 moves along the arc EF (FIG. 3) and the geometry shows that initially there is a slight displacement of the push rod 11 in the rearward direction. The push rod moves less than the distance between the centers of the arcs that intersect at G and M. One arc is described with the radius of the connecting link 25 and the other with a radius GL, which is the same as ML.
The path of the push rod 11 is slightly smaller due to the fact that the connecting member 25 forms an angle with the path of movement of the push rod.
The full stroke of the controllable pump is limited to a smaller value than the maximum achievable stroke in order to achieve a compact structure of the arrangement and to guarantee that in this compact structure at the end of each stroke, regardless of its size, the piston within acceptable limits the same forward position returns.
The angle HLK in FIGS. 3 and 4, over which the joint 55 moves in its upper or front position when the stroke is changed from zero to the full stroke, is equal to the angle GLM,
above which the joint 55 moves in its lower or rear position when this stroke changes from the value zero to the full stroke. As already said, the line AL is the perpendicular bisector to the chord GM.
The point L also lies on the perpendicular bisector to the chord <I> HK. </I> There is an approximately linear relationship between the change in stroke of the push rod. 11 and the movement of the joint in its upper position along the arc PQ from its position for the stroke zero at point H to that for the full stroke at point K.
As a result, the scale on button 40 (Fig. 1) is linear. The linear relationship is advantageous when a motor ensures the automatic rotation of the spindle 34 in order to thereby change the inclination of the shaft 23.
As a result, the change in the stroke that results from the adjustment of the support 26 via the angle d in FIG.
proportional to the change in position. The scale of the button 40 or a rotation counter driven by the spindle 34 provides the display for the length of the stroke or for the amount of liquid per stroke for measuring the flow through the output line 13b.
The adjustment spindle 34 is up to a certain point. Degree of self-locking as it is threadedly engaged with nut 35. To prevent any rotation of the spindle 34 as a result of any pressure from the forked ends 36 and 37, a clamping device is provided.
For example, a brake clamping lever 40b (FIG. 1) can have a friction surface against the housing and prevent the spindle 34 from rotating. The spindle 34 holds the support 26 in its position during the reciprocating movement of the push rod 11.
The housing 29 is provided with inwardly facing projections (FIG. 5) for the part 44 which are cast with the housing 29. On the other hand, the housing has a cover 29a.
In order to avoid an additional guide surface for the Sup port 26, the housing 29 has inwardly facing knobs 29b and 29c (Fig. 2), the flat surfaces of which form bearing surfaces for the corresponding flattened surfaces 26a and 26b, which are in the. upper part of the support 26 are provided. These areas take up any side pressure exerted by the support 26.
To change the gear ratio, a worm and a worm wheel of other diameter can replace the parts shown in FIGS. The various Ge gear sets have such a diameter that they fit into the distance between the drive shaft 20 and d'er cure belwelle 23. The transmission ratio can also be changed by changing the pitch on gear wheels of the same size.
Where - a large number of controlled pumps are operated at different speeds by the same drive shaft s & 1 - different gear ratios are used for them.
As will be explained later, the intermediate member 25 can have different shapes. In Fig. 1 it consists of two parts that are suitably connected to each other so that they form spherical recesses at the ends to accommodate the joint balls. In order to create a play between the end of the intermediate link 25 and the crank 24, the joint ball is mounted on a pin 55b which extends into the crank arm and has a shoulder which rests on the crank.
A fastening pin <I> 55a </I> extends through the crank 24 and through the part that supports the joint 55.
It can be seen from FIGS. 3 and 4 that the axis of the pin 55b is inclined with respect to the plane whose characteristic line is <I> CD </I> (FIG. 3) and in which the center of the joint 55 rotates.
In the state for which the stroke is zero (FIG. 3), the intermediate member 25 extends from the joint 54 to the joint 55 at an angle which remains constant during the rotation of the crank 24. However, when the axis of the shaft 23 is inclined, a change occurs in the angle which the intermediate member 25 forms with the plane in which the center of the joint 55 revolves.
The angle changes successively when the joint 55 revolves in the inclined plane which is determined by the inclination of the shaft 23. As already mentioned, the axis of the pin 55b is inclined with respect to this plane, so that the axis of the pin 55b extends approximately in the direction of the halves of the angle GAM when setting to a medium stroke.
The overall length of the adjustment mechanism is considerably reduced in the embodiment according to FIGS. 7 and 8 in that the adjustment spindle 34 is mounted above the support 126. The crankshaft 23 is held in a bearing which is contained in the cylindrical part 126d of the support 126. The stationary housing 129 has four inwardly directed approaches that carry a generally rectangular frame 130.
Head screws, which are screwed into one of the inwardly directed lugs by thread, extend through this. The rectangular frame 130 has finely machined surfaces 130a and 130b, on which the finely machined surfaces of the fork-shaped ends <B> 136 </B> and <B> 137 </B> of the arms which extend from the support 126 rest extend. Stops 149 and 150 protrude upward from frame 130 in such a position that they limit the extent of the adjustment of the nut 138a, 138b and thus the extent of the stroke adjustment for the push rod 11.
The frame 130 contains the bearing blocks 88 and 89 for supporting the threaded spindle 34. A thrust bearing 141 presses against a collar which rests against the end wall of a bearing block 89 in order to absorb the pressure from the support 126. A pressure collar 142, which is rigidly connected to the spindle 34, rests on the block 89 in order to absorb a smaller proportion of the pressure in the opposite direction.
It will be understood that the knob 40 can be replaced by a wheel of slightly larger diameter than the knob to facilitate adjustment, with a bracket arranged to clamp the spindle 34 in any selected position. It is also clear that the spindle 34 can seat a gear wheel b which can be moved by the drive wheel of a motor or some other automatic adjustment device in order to change the stroke by rotating the spindle 34.
In Fig. 8 it can be seen that a motor 91 has a flange 92 which rests against one point on the housing 129 and which is connected to the housing by cap screws. The motor shaft 20 itself can carry the worm 11.
As shown in FIG. 8, the shaft 20 extends so far beyond the housing 129 that it can be connected to a second controllable pump or forms part of it. According to FIG. 8, oil seals are applied around the shaft 20, where it enters the housing and leaves it again, in order to maintain the oil seal of the housing 129.
According to Fig. 9, the motor 91 drives the pumps 95, 96 and 97, conventional shaft couplings 98 and 99 are each placed between adjacent pumps. The board 105 can be arranged in a vertical or horizontal plane. The arrangement in the vertical plane is generally given before in order to obtain free floor space, and the panel itself can carry the support arms which sit on the feet 129e and 129d (FIG. 7), or there can be a separate support behind the plate which can support the weight of a variety of pumps.
In some cases it is desirable to mount the pumps directly on the front of the panel. This is done by bolting the feet of each housing directly to the panel, with the housing, motor 91 and valves 106, 107 and 108 in front of the panel. If it is desired that many pumps with a controllable volume are coupled to one another, the only limitation on the number is the size of the motor 91 and the permissible torque which is applied to the drive shaft 20. J-, the pump can work at a different speed and with a different stroke.
Because a single drive is provided, the ratio of the flow rates to each other is at the. Output lines 101 to 103 with a change in the speed of the motor 91 constant.
In the designs described so far, the intermediate member 25 was shown as a rod which is provided with bearing surfaces for the joint balls. The spherical concave bearing surfaces of the intermediate member 25 are slightly larger - r than a hemispherical surface. According to Fig. 10, a rod 70 with ball heads 71 and 72 is provided which sit in spherical surfaces which are provided in the push rod 11 and in the crank 24, respectively.
Both spherical cavities are: formed in the interchangeable parts 24a and 71a, which are used for the assembly of the intermediate member 70, the push rod 11 and the crank 24. The part 71a is screwed onto a tapered end of a removable insert in the push rod 11, while the part 24a is provided with (not shown) openings for head screws. It has a conical opening 72a, which guarantees the freedom of movement of the rod 70.
According to Fig. 11, the intermediate member 69 has spherical ends which are made in one piece with the member.
According to Fig. 12, the connecting member 75 has from removable end pieces 76 and 77. They can be screwed onto the intermediate member 75 and continue to be connected to this, for example by pins 78. For storage ends according to Fig. 13, the push rod 11 in a fork: through which a hollow pin 79 extends. The spherical element 80 of the joint is located between the arms of the fork. The attacking part of the bearing consists of bearing inserts 81, which can be made of bronze.
From spacers 79a are provided to keep the element 80 centered in the fork and to provide a certain amount of play for the angular movement of the intermediate member 81a.
Another variant of the intermediate link is shown in FIG. 14, where the rod 82 carries the ball elements 83 and 84. These elements sit in the grip surfaces that are clad with bearing metal 86 and 87. The bearing metal is held by parts attached behind it, each of which is rigidly connected to the push rod 11 and the crank 24, for example by one or more screws 85 which extend into the oil passages of the bearings.
Instead of a ball joint, a cross joint between the crank 24 and the push rod 11 can be provided. If a ball joint is only provided at one end, the push rod 11 is not rotated.
In the modification according to FIG. 15, the built-in reduction gear consists of the worm 21 and; the worm wheel 22. The support and the adjustment device for the stroke are omitted in FIG.
According to FIG. 15, the crank 224 is connected to the shaft 23 of the gear 22 so that it is rotated therewith. At the upper widened end of the crank 224, a bearing 225 for a sliding joint with a bearing part 227 is attached, which has a spherical outer surface. The drive connection between the crank 224 and the push rod 211 is formed by a drive arm 229 which has a bearing pin 230 which is connected to the outermost end of the arm 229, for example by a pin 231,
is rigidly connected.
In Fig. 15 the parts are in adjustment. ge draws in which the push rod 211 has the stroke zero. The reference numeral 232 denotes the center point of the bearing. If the crank 224 is turned through 180, the point 232 lies on the vertical line 233 at the point which is designated with the number <I> 232d </I>. When the shaft 23 is tilted about the axis of the shaft 20: for example by the angle d, the point 232 is moved along the arc 235 up to the point designated by the numeral 232a.
The geometric location for the path of the point <I> 232a </I> when the crank 224 is rotated is then the plane which is inclined relative to the axis of the push rod 211 and passes through the points <I> 232a </I> and <I> 232b </I> extends. This is the position of this point 232 in the front position of the push rod 211 for a maximum stroke.
As shown, the settings for the stroke zero and for a full stroke are selected in such a way that they lie equidistantly on the opposite sides of the vertical halves of the chord, which are located between the points <I> 232b </I> and <I> 232d </I>. As a result, the forward position of the push rod is zero on stroke and full; Hub the same.
It can be seen that when the stroke is increased, the crank 224 is rotated clockwise about the axis of the shaft 20. When the crank 224 moves along the arc 235, the bearing 225 moves clockwise relative to the bearing part 227. With a setting which corresponds to the stroke zero, the bearing 225 is perpendicular to the drive pin 230.
It can be seen that when the crank 224 is moved from the position shown into the position shown in dashed lines, a longitudinal movement of this bearing part 227 upwards along the pin 230 takes place. The cylindrical inner bearing surface of the construction part 227, which slides on the pin 23-0, can consist of a bronze insert or other wear-resistant material in order to reduce friction and ensure a larger life of the working parts.
The embodiment of FIG. 15 makes it possible to reduce the longitudinal extent of the mechanism by an essential amount. The drive arm 229 does not run at an acute angle like the connecting member 25 according to FIG. 1, so that the push rod and the associated piston and the valve body can be brought closer to the drive mechanism.
Referring to Fig. 16, the crank 324 is driven by the gear 22 in a manner similar to that of the modifications previously described. The outer end of the crank 324 contains a bearing 325 for a bearing part 327, which has a cylindrical bearing inner surface and a spherical bearing outer surface,
which rests on your bearing chuck 326. A pin 329 extends through the inner bearing part 327 and is rigidly connected to the push rod 311 and is held in place, for example by a pin 330.
At the outer end of the push rod 311, a piston 331 extends into a cylinder 332, which is attached in the middle of the valve body 333.
In the modification of FIG. 16, the drive center 334 moves along the arc 335 from the specified position for a stroke zero in the position 336 for the full stroke.
In both modifications according to FIGS. 15 and 16 it can be seen that the front position of the push rod is the same for a stroke of zero and for a full stroke. In Fig. 16, the forward position of the push rod 311 occurs at points 338 and 339 on line 339a. The crankshaft 23 is perpendicular to the axis of the pin 329, which itself is perpendicular to the axis of the push rod 311.
The length of the stroke is increased in that the radius of the cure 224 or 324 is increased by pivoting the support, that is to say the distance in FIG. 16. between the connection point 330 and the point of application 334 on the drive arm 329.
From the modifications according to FIGS. 15 and 16 it can be seen that the change in the front position of the push rod, when the stroke changes from the value zero to a full stroke, is less than in the case of the modification after 1. In the modifications according to FIGS. 15 and 16, the deviation in the front position of the push rod does not exceed the maximum distance between the tendon and the arch between the points <I> 232b </I> and <I> 232d < / I> in Fig. 15 and 338 and 339 in Fig. 16.
15 and 16, while the push rods 211 and 311 rotate with the crank arms 224 and 324, the pistons can rotate together with the push rods as desired, or they can be locked against rotation with a sliding connection between each piston and the push rod is.
In some cases, as shown in Figure 16, the seal itself may serve to prevent rotation of the piston 331, and in some cases it may be desirable to allow the piston 331 to rotate a certain amount. Whether or not such a rotation occurs can depend on the relative frictional forces, for example between the push rod 311 and the piston 331 and the frictional forces between the piston 331 and the seal.
In Fig. 16, piston 331 is shown to be substantially smaller than cylinder 332 in order to clarify the illustration of the spring holding the seal firmly in place and also to clarify the fact that at of the pump, the flow of the liquid depends on a change in volume inside the cylinder 332 and not on the degree of fit between the piston and the adjacent cylinder wall.
According to FIG. 17, the ball joint 54 moves between the firmly extended position and the rear position indicated by broken lines. The stroke is significantly increased compared to that according to FIGS. 1 to 6 and for the stroke zero, the shaft 23 on which the crank 24 sits is inclined more downward with respect to the axis 52 of the push rod 11.
In this position the angle GLM is equal to the angle HLK. The axis of rotation for setting the inclination of the fronds 23 runs through point L and the line from this point to the center point of the ball joint 54 in the front position is a perpendicular bisector to the chord GM. The axis of the shaft 23 is a perpendicular bisector to the chord <I> GH </I> and it intersects the center point of the ball joint 54 when it is in its forward position.
In the modification according to FIG. 17, the angle <B> 0 </B> is slightly smaller than in the modification according to FinG. 1 to 6 and the angle 0, is slightly larger than in the execution example of FIGS. 1 to 6.
In the embodiments according to FIGS. 15 and 16, the piston and the push rod always perform a purely harmonic movement for all settings of the stroke from zero to the maximum value.