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Kolbenpumpe mit zwei Pumpensätzen Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe
mit zwei Pumpensätzen, deren Antriebsexzenter durch ein mit Zahnflankenspiel behaftetes
Getriebe, z. B. ein Umlaufrädergetriebe, miteinander gekuppelt sind. Beim Einschieben
der Kolben in die Zylinder müssen von den Exzentern Drehmomente aufgebracht und
als Bewegungsenergie der Kolben in diese eingeleitet werden. Beim Herausschieben
der Kolben aus den Zylindern wird die Bewegungsenergie der Kolben, vermindert um
den zur Aufbringung der Förderleistung erforderlichen Betrag, von den Kolben wieder
in die Exzenter eingeleitet und diesen als Gegendrehmoment mitgeteilt. Den Exzentern
wird also im ständigen Wechsel ein Drehmoment entzogen und ein Gegendrehmoment mitgeteilt.
Der ständige Wechsel zwischen Drehmornentabgabe und Gegendrehmomentaufnahme der
Exzenter hat zur Folge, daß von den leiden Flanken jedes Zahnes des Umlauf räde.rgetriebes
im ständigen Wechsel eine Flanke mit einer Flanke des Nachbarzahnes zusammenarbeitet.
Dieser sogenannte Zahnflankenwechsel erfolgt bei bekannten Anordnungen schlagartig,
wodurch die Umlaufrädergetriebe erheblich beansprucht und unter Umständen vorzeitig
zerstört werden. Bei der bekannten Anordnung treten außerdem in erheblichem ':Maße
Geräusche und Störschwingungen auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
und sie besteht im wesentlichen in der Anwendung eines auf das mit Zahnflankenspiel
behaftete Getriebe einwirkenden Federgliedes. Dieses Federglied kann ohne oder mit
Vor-.,pannung versehen sein. Ist das Federglied ohne Vorspannung angeordnet, so
wird es während des Flankenwecliels gespannt und wirkt als Bremse des Zahuflankenwechsels.
Dieser erfolgt nicht mehr .schlagartig, und das Getriebe wird geschont, läuft ruhiger
und schwingungsfreier. Ist das Federglied mit Vorspannung versehen, so kann die
Vorspannung derart bemessen sein, daß ein Zahnflankenwechsel überhaupt nicht mehr
stattfindet und beim tTbersclireiten eines Totpunktes eines der Pumpenelemente lediglich
die Flankenpressung zwischen den ständig aneinanderliegenden Zahnflanken eine Änderung
erfährt.
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Das Federglied kann gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung dem mit
Zahnflankenspiel behafteten Getriehe parallel geschaltet oder mit dem Getriebe in
Reihe geschaltet sein. Ist das Federglied mit einem "Zahnradgetriebe in Reihe geschaltet,
so ist eine doppelte Anordnung -vorteilhaft, indem jeweils ein Federglied zwischen
dem Zahnradgetriebe und einem der Exzenter der Pumpensätze angeordnet ist. Als mit
einem Zahnradgetriebe in Reihe zu schaltende Federglieder sind besonders tordierbareBlattfederngeeignet.
Zur Parallelschaltung mit einem Zahnradgetriebe ist insbesondere eine federbelastete
Kettenkupplung geeignet.
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Findet als Federglied eine federbelastete Kettenkupplung Anwendung,
so kann die Anordnung in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so getroffen werden,
da.ß das als Kettentrieb ausgebildete Getriebe mit Zahnflankenspiel gleichzeitig
der federbelastete Kettentrieb, also das Federglied ist. In diesem Fall werden die
Zahnflanken des Getriebes von den Zahnflanken der Kettenräder und den mit diesen
Zahnflanken zusammenarbeitenden Flanken der Kettenglieder gebildet. Diese Anordnung
zeichnet sich durch einen geringen baulichen Aufwand aus.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt in schematischer Darstellung Fig. 1 eine Kolbenpumpe bekannter Bauweise, Fig.
2 und 3 Einzelheiten der Pumpe gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und verschiedenen
Betriebsstellungen der Pumpe, Fig. 4 bis 6 vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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Die Pumpe besteht aus zwei Pumpensätzen. jeder Pumpensatz besteht
aus einem Kolben 1, 2 und einem Zylinder 3, 4 (Fig. 1, 4, 5, 6). Die Pumpensätze
fördern pulsierend in eine gemeinsame Förderleitung 5. Jeder Pumpensatz wird angetrieben
von einem Exzenter, 6, 7. Die Exzenter sind miteinander gekuppelt durch ein Zahnradgetriebe.
Das mittlere Zahnrad 8 des als Verteilergetriebe wirkenden Zahnradgetriebes wird
angetrieben von einem Motor 9 (Fig. 1, 4). Die äußeren Zahnräder 10, 11 sind mit
dem Exzentern 6, 7 fest verbunden. Wird das Rad 8 in Richturig des Pfeiles 12 angetrieben,
so wird der Kolben 1 in Richtung des Pfeiles 13 aus dem Zylinder 3 herausbewegt
und der Kolben 2 in Richtung des Pfeiles 14 in den Zylinder 4 hineinbewegt. Der
Exzenter 7 bringt ein Drehmoment als den Kolben 2
antreibende Bewegungsenergie
auf den Kolben auf, während der Kolben 1 die Bewegungsenergie, vermindert um den
zur Förderung erforderlichen Energiebetrag, als Gegendrehmoment auf den. Exzenter
6. aufbringt. Die Zähne der Zahnräder des Getriebes nehmen dabei die in Fig.2 dargestellte
Stellung ein. Haben die Exzenter ihren Totpunkt überschritten, so wird der Kolben
1 entgegen der Richtung des Pfeiles 13 in den Zylinder 3 hineinbewegt und der Kolben
2 entgegen der Richtung des Pfeiles 14 aus dem Kolben 4 herausbewegt. Der Exzenter
6 teilt dem Kalben 1 ein Drehmoment als Bewegungsenergie mit, während der Kolben
2 Bewegungsenergie als Gegendrehmoment dem Exzenter 7 mitteilt. Die Zähne des Zahnradgetriebes
nehmen dabei die in Fig. 3 dargestellte Stellung ein. Der hierbei stattgefundene
Zahnflankenwechsel erfolgt bei bekannten Anordnungen (Fig.1) schlagartig, beansprucht
die Zähne des Zahnradgetriebes und. führt unter Umständen zur vorzeitigen Zerstörung
des Getriebes.
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Gemäß der Erfindung wirkt nun auf das Getriebe 8, 10, 11 ein Federglied
ein. Dieses Federglied kann dem Zahnradgetriebe parallel geschaltet sein (Fig.4),
es kann mit dem Zahnradgetriebe in Reihe geschaltet sein (Fig. 5), oder es kann.
bei entsprechender Ausgestaltung des Getriebes mit diesem eine bauliche Einheit
bilden bzw. von diesem selbst gebildet werden (Fig. 6).
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 sitzt auf einer gemeinsamen Welle 15,
16 mit je einem der Zahnräder 10, 11 je ein Kettenrad 17, 18. Die Kettenräder sind
miteinander gekuppelt durch eine Kette 19, die über ein von der Feder
40 belastetes Kettenspann.rad 41 geführt ist. Ist die Feder in normalen Betrieb
entspannt, so wird sie während eines Flankenwechsels im Zahnradgetriebe gespannt
und bremst den; Zahnflankenwechsel. Bei dieser Anordnung wird also der Zahnflankenwechsel
durch die federbelastete Kettenkupplung gleichsam gebremst und erfolgt nicht mehr
schlagartig.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ist das Zahnrad-Betriebe als Umlaufrädergetriebe
20 bekannter Bauart ausgebildet. Mit Hilfe des Umlaufrädergetriebes sind die als
Kurbeln ausgebildeten Exzenter 6, 7 gegeneinander verstellbar, und die Fördermenge
der Pumpe kann durch Verstellen der Exzenter gegeneinander geändert werden. Zwischen
dem Umlaufrädergetriebe 20 und jedem Exzenter ist eine tordierbare Blattfeder 21,
22 als auf das Umlaufrädergetriebe 20 einwirkendes und mit diesem in Reihe geschaltetes
Federglied angeordnet. Jedem Exzenter ist unter Zwischenschaltung eines Schwungrades
23, 24 ein Antriebsmotor 25, 26 zugeordnet. Bei dieser Anordnung- wirken die Blattfedern
21, 22 nicht nur als Bremse für den Zahnflankenwechsel, sondern die beim Zahnflankenwechsel
auftretenden Kräfte sind auch relativ klein zu halten, da durch die Kupplungen und
das Umlaufrädergetriebe nicht mehr das von den Motoren, 25, 26 aufgebrachte Gesamtdrehmoment
übertragen wird, sondern. nur noch ein Drehmoment, welches die Blattfedern auf Grund
ihrer Bemessung, d. h. auf Grund ihrer Federcharakteristik, zu übertragen in der
Lage sind.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 ist das Federglied wiederum eine federbelastete
Kettenkupplung, die jedoch hier gleichzeitig ein gegenseitiges Verstellen. der Exzenter
6, 7 gestattet. Die Kettenkupplung übernimmt somit die Aufgabe des Umlaufrädergetriebes
20 der Anordnung gemäß Fig. 5. Die KettenkupplunZ besteht aus zwei Hälften, die
durch einen zwischen, ihnen liegen.denAntriebsmotor 27 angetrieben werden. Der Antriebsmotor
treibt je ein Kettenrad 28, 29 an. Über jedes Kettenrad 28, 29 jeder Kupplungshälfte
30, 31 sowie mehrere Zwischenräder 32, 33 ist die Kupplungskette 34, 35 geführt.
Eines der Zwischenräder 32 a, 33 a jeder Kupplungshälfte ist mittels eines Spind.eltriebes
36, 37 an einem Rahmen 38, 39 vorstellbar, so da.ß die Kupplungshälften und damit
df-e Exzenter gegeneinander verstellbar sind. Zwischen; den Kettenrädern 32a, 33a
und den Rahmen 38, 39
sind die Belastungsfedern 42, 43 angeordnet.
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Ein Flankenwechsel beim Überschreiten des Totpunktes der Exzenter
kann unterbunden werden, wenn die Federglieder entsprechend vorgespannt sind. Sind
die Federglieder entsprechend vorgespannt, so führt ein Überschreiten des Exzentertotpunktes
nicht mehr zu einem Flankenwechsel im Getriebe, sondern nur noch zu einer Erhöhung
bzw. Verminderung der Vorspannung der Federglieder und zu einer Än@deruog der Flankenpressung
zwischen den stets aneinander= liegenden Flanken der Getriebe.