Radialkolbenpumpe mit variabler Fördermenge Die Erfindung bezieht sich auf eine Radialkolben- pumpe mit variabler Fördermenge, bei welcher auf einem fest mit dem Pumpengehäuse verbundenen Steuerzapfen ein Sternzylinderblock drehbar gelagert und eine diesen umgebende, an ihm in Drehrichtung angelenkte, die Kolbenstützdrücke aufnehmende Trommel drehbar und zum Steuerzapfen quer ver stellbar angeordnet ist.
Bei bekannten Radialkolbenpumpen dieser Gat tung besitzt der auf dem Steuerzapfen drehbare Zylin derstern oder das Rotorgehäuse ein Zahnrad, das vom Antriebsmotor über ein Antriebszahnrad ange trieben wird. Das Antriebsdrehmoment wird dann über einen Gelenkmechanismus auf die Trommel über tragen. Dabei setzt der Zylinderblock dem Antriebs moment keinen eigentlichen Arbeitswiderstand ent gegen. Ein solcher tritt erst an der Trommel auf, wenn diese exzentrisch verschoben ist.
Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die quer verstellbare Trommel direkt anzutreiben anstatt über einen Gelenkmechanismus, der im allgemeinen schlecht zugänglich und dessen richtige Funktionsweise schwer zu überwachen ist. Erfindungsgemäss wird diese Auf gabe dadurch gelöst, dass dieTrommel mit einem Zahn rad versehen und in einem im Pumpengehäuse geführ ten Verstellrahmen drehbar gelagert ist, der quer zum Steuerzapfen verschiebbar ist, wobei dieses Zahnrad mit einem Antriebszahnrad kämmt,
dessen Drehachse parallel zur Steuerzapfenachse im Pumpengehäuse un- verschieblich und in einer zur Verstellrichtung senk rechten, wenigstens annähernd durch die Achse des Steuerzapfens gehenden Ebene liegt, so dass das Zahnradpaar bei aus der Mittellage verschobener Stel lung der Trommel mit vergrösserter Zahnrad-Achsdi- stanz arbeitet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäss ausgebildete Radial kolbenpumpe im Längsschnitt nach der Schnittlinie I-I der Fig. 3, Fig. 2 den Querschnitt nach der Schnittlinie H-II der Fig. 1, Fig. 3 den Querschnitt nach der Schnittlinie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 den Drehübertragungsmechanismus im Quer schnitt nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 1. Das Gehäuse 1 der Radialkolbenpumpe ist mit dem Gehäuse des Antriebsmotors 2 verschraubt und besitzt einen Deckel 3. In diesem Gehäuse ist der mit Leitungs- und Steuerkanälen versehene Zapfen 4 ab gestützt und mit ihm fest verbunden. Auf dem Steuer zapfen 4 ist der Zylinderstern 5 drehbar gelagert. Er besitzt 7 Bohrungen 6, welche die Arbeitskolben 7 aufnehmen. Die Zylinder sind auf ihrer Innenseite durch Öffnungen 8 mit den Steuerkanälen des Zapfens 4 verbunden.
Dabei sind Saug- und Druckseite durch die in Fig. 3 gezeigten, symmetrisch zur Horizontalen A-B liegenden Stege 4a voneinander getrennt. Nach aussen stützen sich die Kolben 7 über Gleitplatten 9 gegen das Innere der zweiteiligen Trommel 10. Dabei sind die Gleitplatten mittels Zapfen 11 mit den Seiten wänden der Trommel 10 verbunden, und stützen sich bei den Stellen 12 beidseits auf eine Schulter der Trommel 10. Die Trommel 10 besitzt zwei seitliche Rollenlager 13, welche über die Naben 14 des Ver- stellraumes 15, sowie über die Gleitschuhe 16 auf den ebenen Flächen 4b des Zapfens 4 gelagert sind.
Die Gleitschuhe 16 und die Zapfenpartien 17 erlauben mit ihren ebenen Gleitflächen 18 die horizontale Seitenverschiebung bei Verstellung des Rahmens 15 in Richtung A-B der horizontalen Symmetrieachse der Stege 4a. Mit dieser Anordnung wird erreicht, dass die Reaktionen der grossen hydraulischen, an der Trommel 10 (Rotor) angreifenden Kolbendrücke sehr nahe bei der Lagerung des Zylindersterns auf dem Steuerzapfen angreifen und an letzterem nur eine minimale Durchbiegung und Beanspruchung ent steht. Zu beiden Seiten weist der Verstellrahmen 15 einen horizontalen Führungszapfen auf.
Der rechts seitige dieser Zapfen, 20, stützt sich mittels der Schraubenfeder 21 gegen das Gehäuse, während der linksseitige Zapfen 22 sich in einem Zylinder 23 abstützt und verschieben kann. Dieser Zylinder ist im Betrieb durch die Leitung 24 mit der Ausström- seite der Pumpe verbunden und steht damit unter dem Förderdruck der Pumpe.
Bei laufender Maschine treibt der Antriebsmotor 2 über das Antriebszahnrad 26 die Trommel 10 mittels des auf ihm sitzenden Zahnrades 27 an. Die Trommel 10 und der Zylinderstern 5 sind durch einen Dreh gelenkmechanismus miteinander gekuppelt, der unter dem Namen Oldham-Kupplung bekannt ist und des sen Funktionsweise aus Fig. 4 am deutlichsten zu ersehen ist. Die Mitnehmerscheibe 28 ist als Malteser kreuz ausgebildet und besitzt vier Radialschlitze 29.
In die beiden in der Zeichnung horizontal stehenden Schlitze greifen die Mitnehmerfinger 30 der Trommel 10 ein, während in die beiden vertikal stehenden Schlitze die Finger 31 des Zylindersterns 5 greifen. In dieser Weise ist auch bei einer Querverschiebung der Trommel 10 gegenüber dem Zylinderstern 5 eine einwandfreie Drehmitnahme gesichert. Da aber am Zylinderstern kein Arbeitsmoment auftritt, hat auch der Übertragungsmechanismus keine nennenswerte Kräfte aufzunehmen und ist deshalb selbst bei sehr kleiner Dimensionierung der Abnützung kaum unter worfen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Ma schine wird der Verstellrahmen 15 durch die Feder 21 ganz nach der linken Seite des Gehäuses 1 gedrückt und die Trommel befindet sich damit in der äussersten Lage. In diesem Zustand ist die Pumpe auf maximale Fördermenge eingestellt. Dabei tritt die Förderflüssig- keit durch die Zubringerpumpe 32 und durch den Krümmer 33 in die Pumpe. Bei der eingezeichneten Drehrichtung fliesst sie dann in den Eintrittskanal 34 und durch den Verteilerkanal 35 (Saugseite) nach den in diesem Moment auf der Oberseite liegenden Zylinderräumen 6.
Aus den auf der unteren Seite liegenden Zylinderräumen 6 (Druckseite) fliesst die Förderflüssigkeit über den Sammelkanal 36 nach den Austrittskanälen 37 und von hier aus nach der Ver braucherstelle.
Die Zubringerpumpe 32 wird mit Vorteil als Zen trifugalpumpe ausgebildet, da ihr Kraftbedarf bei kleiner Fördermenge stark abnimmt. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Zubringerpumpe 32 vorteilhaft über die Welle 38 angetrieben, die mit dem schnellaufen den Zahnrad 26 gekuppelt ist und mit der Welle des z. B. mit 3000 U/min laufenden Eltktromotors 2 fluchtet. Es lässt sich bei dieser hohen Drehzahl der Zentrifugalpumpe schon mit einem einstufigen Lauf rad ein Zulaufdruck zur Kolbenpumpe von ca.. 5 atü erzielen.
Da der Verstellrahmen 15 durch den Kolben 22 dauernd unter dem Gegendruck der Förderflüssigkeit steht, wird er bei steigendem Arbeitsdruck selbsttätig und entgegen dem Druck der Feder 21 nach rechts gedrückt, womit die Exzentrizität der Trommel relativ zum Zylinderstern abnimmt und damit die Förder menge sich vermindert. Auf diese Weise stellt sich bei stärker werdendem Gegendruck des Verbrauchers automatisch eine kleinere Fördermenge ein und die Leistung der Maschine bleibt bei entsprechender Di- mensionierung der Regulierorgane ungefähr gleich gross. Bei aus der Mittellage verschobener Stellung der Trommel vergrössert sich die Achsdistanz zwischen dem Antriebszahnrad 26 und dem Zahnrad 27 um einen gewissen Betrag.
Dieser liegt aber für die Eingriffs verhältnisse in durchaus zulässigen Grenzen und hat deshalb keinen ungünstigen Einfluss auf den Gang der einzelnen Organe.
Die Querverstellung der Trommel 10 könnte auch durch eine Schwenkbewegung des Verstellrahmens erreicht werden. Zu diesem Zweck werden dann die Führungszapfen 20 und 22 weggelassen, unter Bei behaltung der Führung bei 4b. Wie in Fig. 3 strich punktiert angedeutet, ist nun unten am Verstellrah- men eine Gabel 40 angebracht, die über einen Gleitstein 41 einen am Pumpengehäuse festen Zapfen 42 umfasst. Die Verstellung des Rahmens 15 erfolgt jetzt mit Hilfe eines oben daran angesetzten kurzen Armes 43.
Diese Verstellung kann willkürlich oder automatisch erfolgen, letzteres, indem man einen Druckkolben und eine Feder sinngemäss angreifen lässt, wie es mit Kolben 22 und Feder 21 bei der weiter oben beschrie benen Ausführungsart geschieht.
Radial piston pump with variable delivery rate The invention relates to a radial piston pump with variable delivery rate, in which a star cylinder block is rotatably mounted on a control pin firmly connected to the pump housing and a drum that surrounds it and is hinged to it in the direction of rotation, absorbs the piston support pressures and rotates towards the control pin is arranged transversely adjustable.
In known radial piston pumps this Gat device has the rotatable Zylin derstern on the control pin or the rotor housing has a gear that is driven by the drive motor via a drive gear. The drive torque is then transmitted to the drum via a link mechanism. The cylinder block does not actually counteract the drive torque. This only occurs on the drum when it is eccentrically shifted.
It is therefore the object of the invention to drive the transversely adjustable drum directly instead of via an articulated mechanism, which is generally difficult to access and whose correct functioning is difficult to monitor. According to the invention, this task is achieved in that the drum is provided with a toothed wheel and is rotatably mounted in an adjusting frame guided in the pump housing, which is displaceable transversely to the control pin, this toothed wheel meshing with a drive gear,
whose axis of rotation is parallel to the control pin axis, immovable in the pump housing and in a plane perpendicular to the adjustment direction, at least approximately through the axis of the control pin, so that the gear pair works with an increased gear axis distance when the drum is shifted from the central position .
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. 1 shows a radial piston pump designed according to the invention in longitudinal section along section line II of FIG. 3, FIG. 2 shows the cross section along section line H-II of FIG. 1, FIG. 3 shows the cross section along section line III-III of FIG Fig. 1,
Fig. 4 shows the rotation transmission mechanism in cross section along the section line IV-IV of Fig. 1. The housing 1 of the radial piston pump is screwed to the housing of the drive motor 2 and has a cover 3. In this housing is the pin provided with line and control channels 4 supported and firmly connected to it. On the control pin 4, the cylinder star 5 is rotatably mounted. It has 7 bores 6 which accommodate the working piston 7. The cylinders are connected on their inside through openings 8 to the control channels of the pin 4.
The suction and pressure sides are separated from one another by the webs 4a shown in FIG. 3, which are symmetrical to the horizontal A-B. Outwardly, the pistons 7 are supported on sliding plates 9 against the interior of the two-part drum 10. The sliding plates are connected by means of pins 11 to the side walls of the drum 10, and are supported at the points 12 on both sides on a shoulder of the drum 10. The The drum 10 has two lateral roller bearings 13 which are mounted on the flat surfaces 4b of the journal 4 via the hubs 14 of the adjustment space 15 and via the sliding shoes 16.
The sliding shoes 16 and the pin parts 17, with their flat sliding surfaces 18, permit the horizontal lateral displacement when the frame 15 is adjusted in the direction A-B of the horizontal axis of symmetry of the webs 4a. With this arrangement it is achieved that the reactions of the large hydraulic piston pressures acting on the drum 10 (rotor) act very close to the bearing of the cylinder star on the control pin and the latter only undergoes minimal bending and stress. The adjusting frame 15 has a horizontal guide pin on both sides.
The right-hand side of these pins, 20, is supported against the housing by means of the helical spring 21, while the left-side pin 22 is supported in a cylinder 23 and can move. During operation, this cylinder is connected to the outflow side of the pump via line 24 and is therefore under the delivery pressure of the pump.
When the machine is running, the drive motor 2 drives the drum 10 via the drive gear 26 by means of the gear 27 seated on it. The drum 10 and the cylinder star 5 are coupled to one another by a rotary joint mechanism, which is known under the name Oldham coupling and the operation of the sen from Fig. 4 can be seen most clearly. The drive plate 28 is designed as a Maltese cross and has four radial slots 29.
The driver fingers 30 of the drum 10 engage in the two horizontally positioned slots in the drawing, while the fingers 31 of the cylinder star 5 engage in the two vertical slots. In this way, a perfect rotational drive is ensured even with a transverse displacement of the drum 10 relative to the cylinder star 5. However, since there is no working torque on the cylinder star, the transmission mechanism does not have to absorb any significant forces and is therefore hardly subject to wear even with very small dimensions.
In the position of the machine shown in Fig. 3, the adjusting frame 15 is pushed by the spring 21 all the way to the left side of the housing 1 and the drum is thus in the outermost position. In this state the pump is set to the maximum delivery rate. The delivery liquid then passes through the feeder pump 32 and through the elbow 33 into the pump. In the direction of rotation shown, it then flows into the inlet channel 34 and through the distributor channel 35 (suction side) to the cylinder spaces 6 which are on the upper side at this moment.
From the cylinder chambers 6 (pressure side) located on the lower side, the delivery fluid flows via the collecting channel 36 to the outlet channels 37 and from here to the consumer point.
The feeder pump 32 is advantageously designed as a Zen trifugal pump, since its power requirement decreases sharply with a small delivery rate. As shown in Fig. 1, the feed pump 32 is advantageously driven via the shaft 38, which is coupled to the high-speed gear 26 and with the shaft of the z. B. with 3000 U / min running electric motor 2 is aligned. At this high speed of the centrifugal pump, an inlet pressure to the piston pump of approx. 5 atm can be achieved with a single-stage impeller.
Since the adjusting frame 15 is constantly under the counterpressure of the pumped liquid by the piston 22, it is automatically pushed to the right when the working pressure rises and against the pressure of the spring 21, whereby the eccentricity of the drum relative to the cylinder star decreases and thus the conveyed amount is reduced. In this way, when the counterpressure of the consumer increases, a smaller delivery rate is automatically set and the output of the machine remains approximately the same given the corresponding dimensioning of the regulating elements. When the drum is in a shifted position from the central position, the axial distance between the drive gear 26 and the gear 27 increases by a certain amount.
However, this is within permissible limits for the intervention conditions and therefore has no unfavorable influence on the functioning of the individual organs.
The transverse adjustment of the drum 10 could also be achieved by a pivoting movement of the adjustment frame. For this purpose, the guide pins 20 and 22 are then omitted, while maintaining the guide at 4b. As indicated by dashed lines in FIG. 3, a fork 40 is now attached at the bottom of the adjustment frame, which fork includes a pin 42 fixed to the pump housing via a sliding block 41. The frame 15 is now adjusted with the aid of a short arm 43 attached to it at the top.
This adjustment can take place arbitrarily or automatically, the latter by having a pressure piston and a spring attack in the same way as it happens with piston 22 and spring 21 in the above-described enclosed embodiment.