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Verwandte
Anmeldungen
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung
mit der Serien-Nr. 60/622.742 für
eine ROTARY PISTON PUMP, angemeldet am 28. Oktober 2004, deren Offenbarung
hiermit durch Bezug voll eingeschlossen ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Hin-
und hergehende Kolbenpumpen mit einem einzigen hin- und hergehenden
Kolben, wie Schuss-Dosiergeräte,
sind allgemein bekannt. Die Arbeitsweise dieser Pumpen enthält einen
Einlasshub und einen Ausgabehub. Während des Einlasshubes bewegt
sich der Kolben innerhalb einer Zylinderbohrung und Fluid tritt
in die Pumpe ein. Während des
Ausgabehubes bewegt sich der Kolben in die entgegengesetzte Richtung
und drückt
das Fluid aus den Zylinder. Typischerweise werden Einwegventile benutzt,
um sicherzustellen, dass Fluid in die Zylinderbohrung nur während des
Einlasshubes gelangt und den Zylinder nur während des Ausgabehubes verlässt. Aus
diesem Grunde produzieren Schuss-Dosiergeräte keinen
kontinuierlichen Materialstrom, sondern vielmehr einen pulsierenden
Strom, weil die Kolbenkammer nach jedem Ausgabehub wieder gefüllt werden
muss.
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Ein
Schuss-Dosiergerät
hat normalerweise auch Volumengrenzen, da es nur die Fluidmenge ausgeben
kann, die in seine Zylinderbohrung passt. Dies hat zur Folge, dass
für große Abgabemengen eine
verhältnismäßig große Kolbenkammer
und ein entsprechender Antrieb erforderlich sind. Wegen dieser großen Abmessungen
muss die Einheit vom Abgabeort entfernt aufgestellt werden und erfordert
lange Schläuche,
was zu Zuführschlauchschwellungen und
Saugeffekten führen
kann. Soll ein solches großes
System für
die Abgabe kleinerer Mengen benutzt werden, enthielte das Schuss-Dosiergerät eine größere Materialmenge
als benötigt.
Somit verbleiben bei Arbeitsvorgängen
mit niedrigeren Materialmengen Restmengen im Kolbenzylinder. Dies
hat zur Folge, dass das erste Material, das in die Kammer kommt,
nicht notwendigerweise das erste Material ist, das wieder herauskommt,
und einiges Material in der Kammer länger als erwünscht verbleibt.
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Zahnradpumpen
sind eine Form von positiven Verdrängungspumpen mit kontinuierlichem Fluss,
die in einigen Schuss-Dosiergerät-Anwendungen
benutzt werden können.
Zahnradpumpen können
jedoch für
viele Materialien nicht benutzt werden, insbesondere solche, die
durch die zerschlagende Natur von Zahnradpumpen beschädigt oder
auf andere Weise beeinträchtigt
werden. Zahnradpumpen überstehen
auch keine stark schleifenden Materialien und weisen in begrenztem
Maße Überströmen (blow-by)
auf, so dass sie für
hochpräzise
Dosieranwendungen nicht geeignet sind.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung befasst sich mit einem Pumpenkonzept, das einen Pumpenbetrieb
mit positiver Verdrängung
schafft. In einer Ausführungsform
wird die Pumpe in der Form einer Rotationspumpe realisiert, die
eine in einem Körper
angeordnete Kammer und ein in der Kammer angeordnetes Verdrängungsglied
aufweist, das sich hierin hin- und herbewegen kann. Ein Antriebsglied
wird benutzt, um das Verdrängungsglied
innerhalb der Kammer abhängig
von der Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Antriebsglied
zu bewegen. Eine Ventilanordnung kann benutzt werden, um die Zeiten
zu steuern, an denen sich die Kammer in Fluidverbindung mit den Einlass-
und Auslassports der Pumpe befindet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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In
den beigefügten
Zeichnungen, die eingeschlossen sind und einen Teil der Anmeldung
bilden, werden Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt, die zusammen mit der vorhergehenden allgemeinen Beschreibung
und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung dazu dienen, Beispiele
der Erfindung aufzuzeigen.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer als Beispiel dienenden Pumpe gemäß der Erfindung, bei
der die Pumpenkomponenten in verallgemeinerter Form gezeigt sind;
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2 zeigt
eine Perspektivansicht einer als Beispiel dienenden Pumpenanordnung
gemäß der Erfindung
in typischer Anordnung mit einem Antriebsmotor;
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3 zeigt
eine Seitenansicht der Pumpenanordnung nach 2;
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4 zeigt
eine Ansicht des Einlassendes oder des hinteren Endes der Pumpenanordnung nach 2;
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht der Pumpe nach 1 entlang
der Linie 5-5 in 4;
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6 zeigt
eine Perspektivansicht einer Ventilanordnung für die Pumpe nach 1;
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht der Ventilanordnung nach 6 entlang
der Linie 7-7 in 6;
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8 zeigt
eine Querschnittsansicht der Pumpe nach 1 entlang
der Linie 8-8 in 4;
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9 zeigt
eine Perspektivansicht eines Zylinderblocks für die Pumpe nach 1;
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10 zeigt
eine detaillierte Querschnittsansicht eines Zylinderblocks für die Pumpe
nach 1;
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11 zeigt
eine Perspektivansicht einer Kolbenkonstruktion für die Pumpe
nach 1;
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12 zeigt
eine Querschnittsansicht der Kolbenkonstruktion nach 11 entlang
der Linie 12-12 in 11;
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13 zeigt
eine Querschnittsansicht der Pumpe nach 1 entlang
der Linie 5-5 in 4;
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14 zeigt
eine Querschnittsansicht der Pumpe nach 1 entlang
der Linie 14-14 in 3;
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15 und 16 zeigen
eine alternative Ausführung
eines Kolbens für
eine als Beispiel dienende Pumpe gemäß der Erfindung;
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17 zeigt
eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführung eines Zylinderblocks
für die Pumpe
gemäß der Erfindung;
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18 zeigt
eine Perspektivansicht eines Halteringes für den Zylinderblock nach 17;
und
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19 zeigt
einen Teil einer Querschnittsansicht des Kolbens, des Zylinderblocks
und des Halteringes der 15 bis 18 in
zusammengebautem Zustand.
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Detaillierte
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Fluidpumpen mit positiver Verdrängung. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf Rotationspumpen mit positiver Verdrängung, die
eine Alternative zu bekannten Schuss-Dosiergeräten bieten. In einem Ausführungsbeispiel
enthält
die Pumpe ein oder mehrere Verdrängungsglieder,
wie zum Beispiel Kolben, die in einem Körper angeordnet sind und durch
ein Antriebsglied, wie zum Beispiel einen Nocken, angetrieben werden.
Die Zeitgabe der Einlass- und Ausgabezyklen wird durch eine Ventilanordnung
gesteuert, wie zum Beispiel durch ein Radialschieberventil.
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Das
in dieser Anmeldung vorgestellte Pumpenkonzept kann auch auf andere
Pumpenanwendungen als Schuss-Dosiergeräte angewandt werden. Die Pum penkonstruktion
des Ausführungsbeispiels bietet
eine echte positive Verdränger-Dosierpumpe mit konstantem
Strom, und somit ist die Pumpe für eine
Vielzahl von Pumpenanwendungen geeignet. Zum Beispiel kann die Pumpe
in einer Vielzahl von Anwendungen in der Automobilindustrie benutzt
werden, um viskose Flüssigkeiten
an eine Fläche
abzugeben, die sich einem Fluss oder einer Selbstnivellierung entgegensetzen,
wie z.B. Klebstoffe, Dichtungsmittel oder Dichtungsmassen. Beispiele
dieser Anwendung schließen
das Zuführen
eines Nahtdichtungsmittels entlang der Naht von sich überlappenden
und punktgeschweißten
Unterbodensektionen, das Zuführen
von Epoxidharz um die Naht am Rand oder an den Umfang eines Türblattes
und das Zuführen
von Urethankleber zum Einkleben einer Windschutzscheibe in eine
Automobilkarosserie ein.
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Obgleich
unterschiedliche Aspekte und Konzepte der Erfindung hier in den
Ausführungsbeispielen
als in Kombination enthalten beschrieben und dargestellt sind, können diese
unterschiedlichen Aspekte und Konzepte in vielen Ausführungsformen entweder
einzeln oder in unterschiedlichen Kombinationen und untergeordneten
Kombinationen verwendet werden. Wenn dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen
ist, sollen alle solche Kombinationen und untergeordneten Kombinationen
als innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung liegend gelten. Weiterhin
haben, auch wenn unterschiedliche alternative Ausführungsformen
hinsichtlich der unterschiedlichen Aspekte und Merkmale der Erfindung, wie
alternative Materialien, Strukturen, Konfigurationen, Verfahren,
Vorrichtungen, Software, Hardware, Steuerlogik usw. hierin beschrieben
sein mögen,
solche Beschreibungen nicht das Ziel, eine vollständige oder
ausschließliche
Liste vorhandener möglicher Ausführungsformen
zu sein, ob sie nun zur Zeit bekannt sind oder später entwickelt
werden. Fachleute auf diesem Gebiet können ohne weiteres einen oder mehrere
der erfindungsgemäßen Merkmale,
Aspekte oder Merkmale der Erfindung in zusätzliche Ausführungsformen
im Rahmen des Bereiches der vorliegenden Erfindung einfügen, selbst
wenn solche Ausführungsformen
hier nicht ausdrücklich
offenbart sind. Außerdem
haben, auch wenn einige Merkmale, Konzepte oder Aspekte der Erfindung
hier als bevorzugte Anordnung oder Verfahren beschrieben werden,
solche Beschreibungen nicht das Ziel, ein solches Merkmal als erforderlich
oder notwendig darzustellen, wenn dieses Ziel nicht ausdrücklich genannt wird.
Weiter können
repräsentative
Werte und Bereiche als Beispiele hier enthalten sein, die jedoch
nicht so auszulegen sind, als ob sie eine Begrenzung darstellten,
und sie sind als kritische Werte oder Bereiche nur dann zu verstehen,
wenn dies ausdrücklich gesagt
wird.
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1 zeigt
eine vereinfachte Querschnittsteilansicht eines Ausführungsbeispiels
einer Pumpe gemäß der Erfindung,
bei der Teile in verallgemeinerter Form dargestellt sind. Die Pumpe 10 enthält eine Kammer
oder einen Zylinder 12, ein Verdrängungsglied 14 und
ein Antriebsglied 16. Im Ausführungsbeispiel der 1 kann
das Antriebsglied 16 als ein Nocken mit einem Nockenprofil
entlang seiner inneren Oberfläche 23 ausgebildet
sein, und das Verdrängungsglied 14 kann
als ein Kolben ausgebildet sein, der als Kolbenzylinder ausgebildet,
in der Kammer 12 angeordnet ist. Wie 1 zeigt,
hat die Pumpe 10 typischerweise eine Mehrzahl von Kolbenzylindern 12, die
radial in einem Körper 18,
wie z.B. einem Zylinderblock 18, angeordnet sind, wobei
jeder Zylinder 12 einen entsprechenden, darin angeordneten
Kolben 14 aufweist. 1 zeigt
die Pumpe 10 mit zehn Zylindern, aber eine besondere Anzahl
von Zylindern ist nicht erforderlich. Außerdem kann die Querschnittsform
der Kolben 14 und der Kolbenzylinder 12 anders
ausgebildet sein. Obgleich die Kolben 14 und die Kolbenzylinder 12 in
den Ausführungsbeispielen
allgemein mit rundem Querschnitt gezeigt sind, können auch andere Formen und
Konfigurationen benutzt werden, wie z.B. oval, quadratisch und dreieckig.
Die Pumpenkomponenten können
aus den verschiedensten Materialien hergestellt sein. Beispiele
solcher Materialien schließen
Aluminium, Stahl, rostfreien Stahl, Kunststoff, Gussmaterial, Messing
und gesintertes Material ein, sind hierauf jedoch nicht beschränkt.
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Die
Pumpe 10 ist allgemein eine Rotationspumpe, in der eine
Relativdrehung zwischen dem Zylinderblock 18 und dem Nocken 16 stattfindet.
In 1 ist der Zylinderblock 18 als entgegen
dem Uhrzeigersinn um eine zentrale Achse 20 rotierend gezeigt.
Die Drehrichtung kann jedoch umgekehrt werden. Eine Umkehrung der
Drehrichtung mag es erforderlich machen, das Nockenprofil umzukehren,
wie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung
hervorgeht.
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Während der
Relativdrehung zwischen dem Kolbenzylinder 12 und dem Nocken 16 um
die Achse 20 bewegt sich der Kolben 14 innerhalb
des Zylinders 12 zwischen einer ersten oder inneren Position
und einer zweiten oder äußeren Positi on
hin und her. Während
des Ausgabehubes wird der Kolben 14 innerhalb seines Kolbenzylinders 12 radial
nach innen bewegt, indem er dem Profil des Nockens 16 folgt. Während des
Einlasshubes zwingt der Fluiddruck des in den Zylinder 12 einströmenden Fluids
den Kolben 14 innerhalb seines Zylinders 12 radial
nach außen.
Das im allgemeinen elliptische Profil der Nockenfläche 23 sorgt
für die
Bewegung der Kolben und erreicht zwei vollständige Einlasshübe und zwei
vollständige
Ausgabehübe
bei einer Relativdrehung von 360° zwischen
dem Nocken 16 und dem Zylinderblock 18.
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Die
Pumpe 10 enthält
eine Ventilanordnung 22 zum Steuern der Zeitgabe des Fluidflusses
in die Zylinder 12 und aus diesen heraus. In dem Beispiel nach 1 weist
die Ventilanordnung ein Paar von Einlassöffnungen 24 und ein
Paar von Auslass- oder Abgabeöffnungen 26 auf,
obwohl die Anzahl und die Position der Öffnungen variieren kann. Die
Ventilanordnung 22 und der Nocken 16 sind derart
angeordnet, dass jeder Kolben Einlass- und Ausgabehübe entsprechend
dem Profil des Nocken 16 abwechselt, wobei die Zeitgabe
durch den Betrieb der Ventilanordnung 22 gesteuert wird.
Somit hat die Pumpe 10 ein zeitgesteuertes Öffnungskonzept,
in dem die Ventilanordnung 22 steuert, wann sich die Kolbenzylinder 12 in
Fluidverbindung mit den Einlassöffnungen 24 und
den Auslassöffnungen 26 befinden.
Die Ventilanordnung 22 stellt also sicher, dass die Einlass- und Auslassöffnungen 24, 26 zur
richtigen Zeit in Verbindung mit den richtigen Zylindern, aber nicht in
Verbindung mit den falschen Zylindern stehen. Zum Beispiel stehen
entsprechend dem Profil des Nockens 16 die Ausgabeöffnungen 26 in
Verbindung mit Zylindern 12, deren Kolben sich im Ausgabehub befinden,
und nicht mit Zylindern 12, deren Kolben sich im Einlasshub
befinden.
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In
dem Beispiel nach 1 ist der Nocken 16 als
eine allgemein ringförmige
Komponente dargestellt, die zentral zu einer Achse 20 angeordnet
ist und ein nicht-kreisförmiges,
im allgemeinen elliptisches Nockenprofil entlang ihrer Antriebsfläche oder inneren
Fläche 23 aufweist.
Der Zylinderblock 18 ist als eine allgemein ringförmige Komponente
dargestellt, die radial einwärts
vom Nocken 16 angeordnet ist. Darüber hinaus ist die Ventilanordnung 22 als
radial einwärts
vom Zylinderblock 18 angeordnet dargestellt. Die in 1 dargestellte
Ausrichtung und der Aufbau sind nur beispielhafter Natur und sollten nicht
in beschränkendem
Sinne ausgelegt werden. Eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfin dung
kann ebenso gut in alternativer Ausrichtung oder Ausbildung realisiert
werden. Zum Beispiel kann das Profil der Antriebsfläche oder
inneren Fläche 23 in
verschiedenen Formen ausgebildet sein, wie zum Beispiel elliptisch,
abgeflacht oder kreisförmig.
Darüber hinaus
kann der Nocken auf einer äußeren Fläche mit
einer profilierten Antriebsfläche
ausgebildet und radial einwärts
des Zylinderblocks angeordnet sein mit einer Ventilanordnung, die
radial auswärts
des Blocks ausgebildet ist. Außerdem
können
Nocken und Ventilanordnung so ausgebildet sein, dass sie rotieren
und der Zylinderblock still steht. Weitere Konfigurationen und Ausrichtungen
werden dem Fachmann klar, wenn er die hierin enthaltene Offenbarung liest.
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In
Verbindung mit 2 ist ein beispielhafter Aufbau
einer Rotationspumpe 10 gemäß der Erfindung dargestellt.
Die Pumpe 10 kann auf einer Grundplatte 32 mit
einer Montageplatte 34 befestigt werden und mit einem Antriebsmechanismus 36,
z.B. einem Motor, verbunden werden. Der Antriebsmechanismus 36 kann
ein beliebiger geeigneter Mechanismus sein, der ein ausreichendes
Drehmoment zum Antrieb der Pumpe 10 liefert. Der Motor 36 kann mit
einer Steuerfunktion für
eine variable Drehzahl ausgerüstet
oder die Drehzahlsteuerfunktion kann getrennt vorgesehen sein. Ein
Betrieb mit variabler Drehzahl ist nicht erforderlich, aber wird
in den meisten Fällen
benutzt, weil die Ausgangsleistung der Pumpe 10 eine direkte
Funktion der Drehzahl ist, mit der die Pumpe betrieben wird.
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Auf
der Grundplatte 32 kann ein Haltewinkel 38 montiert
sein, um den Motor 36 zu haltern. Es können jedoch auch alternative
Halterungen für
den Antriebsmechanismus 36 und die Pumpe 10 benutzt werden.
Zum Beispiel kann der Motor an der Pumpe über einen C-Flansch, wie er
allgemein bekannt ist, befestigt werden.
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Die
Pumpe 10 weist ein Hauptgehäuse auf, das einen Nabenkörper 40 und
eine Vorderabdeckung 42 enthält, die an dem Nabenkörper mit
einer Anzahl von Bolzen 44 oder anderen geeigneten Mitteln
befestigt ist. Die Pumpe hat eine erste oder Einlassseite 46 und
eine zweite oder Auslassseite 48. Eine Sensoranordnung 50 kann
an dem Nabenkörper
oder an einer anderen geeigneten Stelle befestigt werden, für Zwecke,
die später
noch näher
beschrieben werden.
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Nunmehr
wird Bezug auf 3 genommen. Eine Antriebswellenanordnung 52 kann
benutzt werden, um die Pumpe 10 mit dem Motor 36 (1)
zu koppeln. Die Antriebswellenanordnung 52 enthält eine
Antriebswelle 54, die sich aus dem Nabenkörper 40 heraus
erstreckt und entsprechend ausgebildet sein kann, um mit dem Antriebsmechanismus 36 wirksam
verbunden oder gekuppelt zu werden. Ein Fluideinlassbolzen 56 ist
an dem Nabenkörper 40 auf der
ersten oder Einlassseite 46 der Pumpe 10 angeordnet.
Ein Versorgungsschlauch oder eine Versorgungsleitung (nicht gezeigt)
von einer zu pumpenden Fluidquelle (nicht gezeigt) kann an den Einlassbolzen 56 angeschlossen
werden. Auf der zweiten oder Auslasseite 48 der Pumpe 10 ist
eine Kappe 58 befestigt. Die Kappe 58 enthält einen
Auslass 60 (2) oder steht mit diesem in
Verbindung, durch den das gepumpte Fluid die Pumpe 10 verlassen
kann oder von dieser ausgegeben werden kann. Ein oder mehrere entfernbare
Stopfen 62 sind in entsprechenden Bohrungen 64 vorgesehen,
die sich durch die Wand des Nabenkörpers 40 erstrecken.
Das Entfernen der Stopfen 62 ermöglicht einen Zugang zur Pumpe
10, um diese zu entleeren oder Schmieröl zuzusetzen.
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4 stellt
die Einlassseite 46 der Pumpe 10 dar und dient
in erster Linie dazu, die Schnittlinien für die 5, 8 und 13 zu
zeigen, wobei die 5 und 13 Schnitte
entlang der Linie 5-5 und 8 einen
Schnitt entlang der Linie 8-8 zeigen. 5 und 13 zeigen
zwar Schnitte entlang derselben Schnittlinie, sie stellen aber die
Pumpe 10 und den Zylinderblock 18 in verschiedenen
Relativpositionen gegenüber
der Ventilanordnung 22 dar, was nachfolgend beschrieben
wird.
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Die
Antriebswellenanordnung 52 ist mit der Einlassseite 46 der
Pumpe 10 über
eine Anzahl von Bolzen 66 verbunden. Passstifte oder Antriebskeile 68 können auf
der Antriebswelle 54 für
einen formschlüssigen
Antrieb vom Antriebsmechanismus 36 vorgesehen sein. Zur
Befestigung der Pumpe 10 auf dem Grundrahmen 32,
z.B. durch die vertikale Montageplatte 34 (2),
kann eine Reihe von Schraubenlöchern 70 vorgesehen
sein. Passstifte 72 können
vorgesehen sein, um eine richtige Ausrichtung der Pumpe 10 sicherzustellen,
wenn sie an der Platte 34 befestigt wird.
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In 5 ist
zu sehen, dass die Antriebswelle 54 um eine Achse 74 drehbar
ist und in einem Rollenlager 76 gelagert ist. Die Antriebswelle 54 trägt ein Antriebsritzel 78,
das in ein drehbar gelagertes Abtriebszahnrad 80 eingreift.
Das Abtriebszahnrad 80 enthält zwei zylindrische Bohrungen 82,
die jeweils das erste Ende eines Antriebsstiftes 84 aufnimmt. Schrauben 86 oder
andere geeignete Befestigungen verbinden das Abtriebszahnrad 80 mit
den Antriebsstiften 84. Die Antriebsstifte 84 erstrecken
sich nach vorn in Richtung auf die Auslassseite 48 der
Pumpe 10 und werden von entsprechenden Buchsen 88 aufgenommen.
Die Buchsen 88 sind in Durchgangslöchern 90 im drehbar
gelagerten Zylinderblock 18 angeordnet. Federringe 92 oder
andere geeignete Mittel werden benutzt, um die Antriebsstifte 84 in
den Buchsen 88 zu halten.
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Das
Abtriebszahnrad 80 ist mittels einer Rollenlageranordnung 94 auf
einer Lagerwelle 96 drehbar gelagert. Zwischen der Rückfläche 100 des
Abtriebszahnrades 80 und einer Lagerfläche 102 der Innenwand
des Nabenkörpers 40 ist
ein Axiallager 98 vorgesehen. Das Axiallager 98 verhindert
Kontakt zwischen dem Abtriebszahnrad 80 und dem Nabenkörper 40 bei
einer Axialbewegung des Zahnrades. Die beschriebene Anordnung der
Zahnräder,
der Lager und der Lagerwelle minimiert die axiale Belastung auf
die Pumpe 10. Darüber
hinaus werden durch Trennung der Zahnradantriebsfunktion vom Zylinderblock 18 durch
die Benutzung der Antriebsstifte 84 radiale Lasten auf
den Zylinderblock 18 vermieden.
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Der
Nabenkörper 40 bildet
eine Ölkammer 104,
die Öl
zum Schmieren der Pumpenkomponenten enthält, wie zum Beispiel der Rollenlageranordnung 94 und
der antreibenden und der angetriebenen Zahnräder 78, 80.
Dichtungselemente können
innerhalb der Pumpe an verschiedenen Stelle vorgesehen sein, um
gegen Ölverlust
abzudichten. Zum Beispiel sind Dichtungen 106 an den Flächen zwischen
dem Zylinderblock 18 und einer Ventilanordnung 22 vorgesehen,
um Ölverluste
durch die Ventilanordnung 22 zu vermeiden. Zusätzlich hält eine
Endkappe 108 eine Dichtung 110, um Ölverlusten
um die Antriebswelle 54 vorzubeugen. Die verschiedenen
Dichtungen innerhalb der Pumpe 10 können aus den verschiedensten
Dichtungsmaterialien hergestellt werden, wie z.B. Polyethylen und
den meisten anderen Polymeren.
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Der
Einlassbolzen 56 enthält
einen länglichen
Schaft 112 mit einem Gewindeende 114, das sich
in eine Gewindebohrung 116 in der Endkappe 58 erstreckt.
Somit halten der Einlassbolzen 56 und die Kappe 58 den
Zylinderblock 18, die Lagerwelle 96, die Rollenlageranordnung 94 und
den Nabenkörper 40 axial
zusammen.
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Der
Einlassbolzen 56 enthält
darüber
hinaus eine Fluidpassage 116, die in dem länglichen
Schaft 112 ausgebildet ist. Auf der Einlassseite 46 der
Pumpe 10 öffnet
sich die Passage 116 in einen Einlassport 118,
der eine Kupplung oder eine andere Verbindung zu einer Fluidquelle
aufnehmen kann. Im Innern der Pumpe 10 öffnet sich die Passage 116 in einen
Satz von Querbohrungen 118, die in dem Schaft 112 gebildet
sind. Die Querbohrungen 118 öffnen sich in einen gemeinsamen
Ringraum 120, der mit der Ventilanordnung 22 in
Verbindung steht.
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Wie
die 6 bis 7 des Ausführungsbeispiels zeigen, ist
die Ventilanordnung 22 in der Form eines Radialschieberventils
ausgebildet. Das Schieberventil 22 ist im allgemeinen zylindrisch
und enthält
zwei diametral gegenüberliegende
Einlassöffnungen
oder Schlitze 24 und zwei Ausgabeöffnungen oder Schlitze 26.
Die Schlitze 24, 26 sind in Umfangsrichtung durch
Stege 121 voneinander getrennt. Das Schieberventil 22 enthält darüber hinaus
eine Zentralöffnung 122,
die den mit einem Port versehenen Abschnitt des Einlassschaftes 112 (5)
aufnimmt. Die Zentralöffnung 122 steht über eine
Verbindungsbohrung 124 (7) mit den
sich diametral gegenüberliegenden
Einlassöffnungen 24 in
Verbindung, die in der Ventilanordnung 22 gebildet sind.
Da die beiden Einlassschlitze sich diametral gegenüberliegen und
die beiden Ausgabeschlitze sich diametral gegenüberliegen, wird das Druckungleichgewicht
in der Ventilanordnung 22 minimiert.
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8 zeigt
die Pumpe 10 mit den Einlassöffnungen 24 der Ventilanordnung 22 in
Fluidverbindung mit den Kolbenzylindern 12. Somit kann
Fluid in die Pumpe 10 über
den Einlassport 118 eintreten, die Passage 116 entlangströmen und
durch die Querbohrungen 118, die Verbindungsbohrungen 124 und die
Einlassöffnungen 24 in
die Kolbenzylinder 12 eintreten. Der Druck des in den Zylinder 12 eintretenden Fluids
bewegt die Kolben 14 innerhalb des Zylinders 12 radial
nach außen
bis zum Angriff an dem Nocken 16.
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Wie 8 (sowie
auch 5) zeigt, ist der Nocken 16 allgemein
als Platte ausgebildet werden, deren innere Nockenfläche 23 so
ausgebildet ist, dass sie am Kolben 14 angreift. Der Nocken 16 ist axial
zwischen der Vorderabdeckung 42 und dem Nabenkörper 40 eingeschlossen.
O-Ringe 125 können als
Dichtung zwischen dem Nocken 16 und der Vorderabdeckung 42 und
dem Nabenkörper 40 verwendet
werden.
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9 und 10 zeigen
den Zylinderblock 18 des Ausführungsbeispiels der Pumpe 10.
Der Zylinderblock 18 ist allgemein zylindrisch und enthält eine
Mehrzahl von sich radial erstreckenden Kolbenzylindern 12.
In dem Ausführungsbeispiel
enthält
der Zylinderblock 18 zehn Zylinder 12, die gleichmäßig um den
Umfang des Blocks verteilt sind. Jeder Zylinder 12 weist
eine sich axial erstreckende Schulter 126 auf und kann
auch einen Ausrichtmechanismus 128 enthalten. In dem Ausführungsbeispiel
der 9 und 10 enthält der Ausrichtmechanismus 128 einen
Schlitz, der sich radial von der Schulter 126 bis zu einer
radialen Außenfläche 130 des
Zylinderblocks 18 erstreckt. Der Schlitz 128 und
die Schulter 126 wirken mit dem Kolben 14 (8)
zusammen, wie hiernach beschrieben wird. Der Zylinderblock 18 weist
außerdem
eine Zentralöffnung 132 auf,
die die Ventilanordnung 22 gleitfähig aufnimmt, so dass der Zylinderblock 18 die
Lagerung für
die Ventilanordnung 22 bildet.
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11 und 12 zeigen
eine Ausführung des
Kolbens 14. Der Kolben weist einen Kolbenkörper 134,
eine Rolle 136, einen Rollenstift 138, einem Ausrichtstift 140 und
ein zusätzliches
Dichtungselement 142 auf. Der Kolbenkörper 134 ist allgemein
zylindrisch und enthält
einen ersten Abschnitt 144 und einen zweiten Abschnitt 146,
die durch eine sich axial erstreckende Schulter 148 miteinander
verbunden sind.
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Der
erste Abschnitt 144 kann einen Dichtungspfosten 149 enthalten,
der sich von dem Körper 134 des
Kolbens 14 erstreckt. Der Pfosten 149 kann dazu
benutzt werden, das Dichtungselement 142 zu haltern und
während
der Pumpvorgänge
eine Abdichtung mit dem Zylinder 12 vorzunehmen. Die Dichtung 142 kann
aus den verschiedensten Dichtungsmaterialien hergestellt sein, wie
z.B. Polyethylen und den meisten anderen Polymeren.
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Der
zweite Abschnitt 146 enthält zwei sich radial erstreckende
Arme 150, die dazu ausgebildet sind, zwischen sich die
Rolle 136 aufzunehmen. Die Rolle 136 ist auf dem
Rollenstift 138 drehbar gelagert, der an den Armen 150 in
Bohrungen 152 der Arme befestigt ist. Andere Verfahren
zur drehbaren Lagerung der Rolle können gemäß der Erfindung durch den Fachmann
realisiert werden. Die Rolle 136 bietet einen reibungsarmen
Angriff an dem Nocken 16. Niedrige Reibung zwischen den
Kolben 14 und der Nockenfläche 16 reduziert sowohl
die Leistungsaufnahme der Pumpe 10 als auch die Wärmeerzeugung
und die Neigung der Pumpe, sich festzufressen.
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Der
zweite Abschnitt 146 enthält außerdem den Ausrichtstift 140,
der sich allgemein rechtwinklig vom zweiten Abschnitt 146 erstreckt.
Der Schlitz 128 des Zylinderblocks 18 nimmt den
Stift 140 auf, um eine Verdrehung des Kolbens 14 innerhalb
des Zylinders 12 während
des Betriebes zu verhindern und eine einwandfreie Ausrichtung der
Kolben bei der Installation sicherzustellen.
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13 zeigt
eine Querschnittsansicht der Pumpe 10 mit den Auslassöffnungen 26 der
Ventilanordnung 22 in Fluidverbindung mit den Kolbenzylindern 12.
Die Kolben 14 sind in den Zylindern 12 angeordnet,
wobei die Rolle 136 an dem Nocken 16 angreift.
Der Ausrichtstift 140 an dem Kolben 14 ist gezeigt,
wie er in dem Schlitz 128 des Zylinderblocks 18 zu
liegen kommt.
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Als
Resultat der Relativdrehung zwischen dem Zylinderblock 18 und
dem Nocken 16 bewegt der Nocken 16 den Kolben 14 radial
nach innen. Die Schulter 126 auf dem Block 18 bildet
einen formschlüssigen
Anschlag für
die Schulter 148 des Kolbens 14, um sicher zu
stellen, dass der Pfosten 149 an dem Kolben 14 die
Ventilanordnung 22 nicht berührt. Sobald sich der Kolben 14 radial
nach innen bewegt, wird das Fluid im Zylinder 12 in die
Auslassöffnung 26 der
Vertilanordnung 22 ausgegeben.
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Die
Auslassöffnung 26 öffnet sich
in ein Paar von Auslasspassagen 154, die in der Kappe 58 gebildet
sind. Die Auslasspassagen 154 stehen mit dem Auslass 60 über Querbohrungen 156 in
Verbindung, die es ermöglichen,
dass Fluid von der Pumpe 10 ausgegeben wird. Somit geben
die beiden Abgabeschlitze 26 über den gemeinsamen Auslass 60 ab. Falls
gewünscht,
kann jeder Abgabeschlitz 26 mit einem eigenen Auslass in
Verbindung stehen, so dass die Pumpe zwei Abgabesysteme speisen
kann. Der Fluiddruck in den beiden Ausgangsleitungen müsste in
einigen Anwendungsfällen
jedoch gleich gehalten werden, um radiale Belastungen an dem Schieberventil 22 zu
vermeiden.
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14 zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 14-14 der 3 (und
der 5). In dem Beispiel der Pumpe nach 14 versetzen
die treibenden und angetriebenen Zahnräder 78, 80 den
Zylinderblock 18 gegenüber
dem Nocken 16 und der Ventilanordnung 22 in Drehung,
aufgrund des damit über die
Antriebsstifte 84 gekoppelten Abtriebszahnrades. In der
Ansicht der 14 rotiert der Zylinderblock 18 in
Uhrzeigerrichtung. Das Rotieren des Zylinderblocks 18 bewirkt,
dass jeder der Mehrzahl von Kolben 14 (im Ausführungsbeispiel
zehn Kolben) sich radial innerhalb seines Kolbenzylinders 12 in Übereinstimmung
mit dem radialen Profil des Nockens 16 bewegt. Die Kolben 14 werden
innerhalb des Zylinders 12 (im Einlasshub) unter dem Einfluss
des Druckes der gepumpten Flüssigkeit
radial nach außen
gedrückt
und (im Ausgabehub) innerhalb des Zylinders 12 durch das
Profil des Nockens 16 radial nach innen gedrückt.
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Während des
Einlasshubes strömt
das Fluid von der Passage 116 durch die Querbohrungen 118 in
die Einlassschlitze 24. Vier Querbohrungen 118 sind
vorgesehen, um einen freien Strom von der Fluidpassage 116 in
die Einlassschlitze 24 sicherzustellen. Dies vermeidet
Ausrichtprobleme zwischen den Bohrungen 118 und den Schlitzen 24,
wenn der Schaft 112 in die Öffnung 116 eingeschraubt
wird (5). Fluiddruck von den Einlassschlitzen 24 drückt die
Kolben 14 radial nach außen, so dass die Rolle 136 während der
Rotation des Zylinderblocks 18 dem Profil der Nockenfläche 28 folgt.
Der Nocken 16 hat ein derartiges Profil, dass der gewünschte Ausgabehub
der Kolben 14 erzeugt wird. Während des Ausgabehubes verdrängen die
Kolben 14 Flüssigkeit
aus ihren entsprechenden Zylindern 12 in die Abgabeschlitze 26,
die in Fluidverbindung mit dem Auslassport 60 (13)
stehen. Jeder Kolben 14 wechselt somit zwischen Einlasshub
und Ausgabehub entsprechend dem Profil des Nockens 16,
wobei die Zeiten durch den Betrieb der Ventilanordnung gesteuert
werden.
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Der
Kolben 14 befindet sich am Ende des Ausgabehubes im wesentlichen
an dem radial innersten Rand des Zylinders 12. Somit ist
nach Beendigung eines Ausgabehubes im wesentlichen das gesamte Fluid
aus dem Kolbenzylinder 12 ausgegeben. In dieser Weise erreicht
die Pumpe 10 einen Betrieb, bei dem das zuerst ankommende
Fluid zuerst ausgegeben wird (first-in-first-out = FIFO), da nur
kleine oder gar keine Fluidmengen in dem Zylinder aus dem Ausgabehub
in den nächsten
Einlasshub hinübergelangen.
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Das
Schieberventil 22 steuert somit die Einlass- und Ausgabezeiten
des Fluidstroms in die und aus den Kolbenzylindern 12 ohne
Benutzung von Einwegventilen. Der Nocken 16 steuert die
Geschwindigkeit und die Zeitgabe der Einlass- und Ausgabehübe der Kolben 14,
wenn der Zylinderblock 18 rotiert. Der Nocken 16 ist
an die Geometrie des Schieberventils 22 derart angepasst,
dass die Einlassschlitze 24 während der Einlasshubabschnitte des
Nockenprofils zu den Zylindern 12 offen sind und die Abgabeschlitze 26 während der
Abgabe- oder Ausgabehubabschnitte des Nockenprofils zu den Zylindern
offen sind. Somit hat die Pumpe ein zeitgesteuertes Portkonzept.
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Das
Schieberventil 22 dient im Betrieb der Pumpe 10 der
vollständigen
Trennung der Einlass- und Auslassfließpfade. Die Stege 121 des
Schieberventils 22 sind breiter als die Breite jedes Zylinders 14.
Somit steht keiner der Zylinder 14 zur gleichen Zeit mit
der Einlassöffnung 24 und
der Auslassöffnung 26 in
Verbindung.
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In
dieser Weise arbeitet die Pumpe 10 als echte positive Verdrängungspumpe,
in der der Abgabefluss unabhängig
vom Einlassdruck und somit eine Funktion der Geschwindigkeit ist,
mit der die Kolben 14 sich während des Ausgabehubes bewegen.
Die Geschwindigkeit der Kolben 14 während des Ausgabehubes wird
durch das ausgewählte
Profil des Nocken 16 und die Drehgeschwindigkeit bestimmt,
mit der der Zylinderblock 18 durch den Antriebsmechanismus
in Drehung versetzt wird. Somit können sehr genaue Flussraten
sogar bei sehr niedrigen Fließgeschwindigkeiten
erzielt werden.
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14 zeigt,
dass das Nockenprofil eine Anzahl von unterschiedlichen Abschnitten
und Funktionen aufweisen kann. Ein erster Abschnitt 160 des Nockens 16 ist
derjenige, der dem Schieberventil 22 am nächsten ist
und somit dem Endabschnitt der Ausgabehübe entspricht. Ein zweiter
Abschnitt 162 ist gekennzeichnet durch ein Oberflächenprofil
mit steilem Winkel (was bedeutet, dass der Radius der Nockenfläche 28 deutlich
pro Bogeneinheitslänge zunimmt).
Dies ist vorgesehen, damit der Kolben 14 während des
Einlasshubes schnell radial nach außen bewegt werden kann. Ein
dritter Abschnitt 164 ist gekennzeichnet durch ein Nockenflächenprofil
mit einem etwas flacheren Winkel. Dies führt zu einer etwas langsameren
Bewegung des Kolbens während des
Ausgabehubes als im Einlasshub. Darüber hinaus schafft dies die
notwendige Länge
zum Erreichen einer gesteuerten Überlappung
von Beschleunigung und Verzögerung
der Kolben, wie hiernach noch beschrieben wird. Die Änderungsgeschwindigkeit
des Radius des Nockenprofils für
den Ausgabehub kann so ausgebildet werden, dass die Fluidausgaberate von
den Kolbenzylindern nahezu konstant ist. Dies ist ein optionales
Merkmal für
Anwendungen, die einen gleichmäßigen Flüssigkeitsstrom
von der Pumpe benötigen.
Schließlich
kann ein vierter Abschnitt 166 des Nockenprofils zwischen
den verschiedenen Einlass- und Ausgabehüben benutzt werden und ist
gekennzeichnet durch einen konstanten Radius der Nockenfläche (die
im Querschnitt „flach" erscheint). Diese
Abschnitte können
als Verweilzeiten betrachtet werden, in denen die Kolben stationär sind.
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Wie
in den 7 und 14 gezeigt, sind die Auslass-
oder Abgabeschlitze 26 größer als die Einlassschlitze 24.
In anderen Worten, die Abgabeschlitze 26 erstrecken sich über einen
Bogen, der größer ist
als der Bogen der Einlassschlitze 24. In diesem Beispiel
sind die Einlassschlitze 24 so dimensioniert, dass während eines
Einlasshubes maximal zwei Kolbenzylinder 12 zu jedem Einlassschlitz 24 offen
sind, so dass sich in einem Einlasshub des Nockenprofils gleichzeitig
eine Summe von maximal vier Zylindern füllen. Die Abgabe- oder Ausgabeschlitze 26 sind
jedoch groß genug,
damit sich während
der Ausgabeabschnitte des Nockenprofils drei Zylinder in Fluidverbindung
mit jeden Abgabeschlitz 26 drehen können. Das Profil des Nockens 16 gleicht
die Kolbengeschwindigkeiten jedoch derart aus, dass die Pumpe 10 in
jedem Ausgabehub ein Fluidvolumen in jeden Abgabeschlitz abgeben
kann, das äquivalent zu
zwei Kolbenzylindern ist, also ein Gesamtvolumen von vier Zylindern.
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Insbesondere
in Bezug auf die Kolben A bis C der 14 arbeiten
die äußeren Kolben
in komplementärer
Weise nach dem Nockenprofil, was bedeutet, dass wenn einer der äußeren Kolben
(z.B. Kolben C in 14) verzögert wird (d.h. seinen Ausgabehub abschließt), der
andere äußere Kolben
A beschleunigt (d.h. seinen Ausgabehub beginnt). Die Verzögerungsrate
des Kolbens C und die Beschleunigungsrate des Kolbens A sind derart
ausgeglichen, dass sie zusammen die gleiche Kolbengeschwindigkeit und
Ausgaberate wie der mittlere Kolben B haben. Der mittlere Kolben
B befindet sich zu dieser Zeit im allgemeinen in Mittenausrichtung
mit dem Ausgabeschlitz 26. Das Profil des Nockens 16 ist
derart, dass während
der größten Zeit
des Ausgabehubes die Kolben 12 sich mit konstanter Geschwindigkeit
bewegen. Somit bietet das Nockenprofil während des größten Bereiches
des Ausgabehubes im allgemeinen eine konstante Kolbengeschwindigkeit,
und Überlappungen
von Beschleunigungen und Verzögerungen
der Kolben halten die Ausgaberate der Pumpe im allgemeinen konstant,
wenn die Drehzahl der Pumpe allgemein konstant ist.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 14 erreicht einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom
aus der Pumpe, weil das Nockenprofil sicherstellt, dass zu jedem
gegebenen Zeitpunkt das Äquivalent
von vier Zylindern sich im Abgabehubzyklus befindet. Somit wird
die Flüssigkeit
konstant ausgepumpt. Darüber
hinaus erzeugt die Pumpe keinen pulsierenden Strom, weil die kumulierte
Geschwindigkeit der Abgabezylinder im allgemeinen konstant ist.
Wird jedoch ein pulsierender Strom gewünscht, kann das Nockenprofil
derart modifiziert werden, dass die Kolben ohne Überlappungsbetrieb ausgeben.
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Die
Kolben 14 können
so ausgebildet sein, das sie eng toleriert in die Zylinder 12 passen,
um ein Durchlecken von Öl
in die Ausgabeschlitze 26 zu vermeiden. Zusätzlich sind
die Stege 121 der Ventilanordnung 22 eng toleriert
in die Innenfläche
der Öffnung 132 des
Zylinderkopfes 18 eingesetzt, um einen Fluidübergang
vom Einlassschlitz 24 in den Ausgabeschlitz 26 zu
verhindern oder zu minimieren. Aufgrund von engen Fertigungstoleranzen
und Spiel zwischen bewegten Metallteilen ist anzunehmen, dass eine Ölschmierung
allein nicht ausreicht, den Reibungskoeffizienten zwischen eng benachbarten Metallteilen
zu reduzieren, wie zum Beispiel zwischen den Kolben 14 und
den Zylindern 12 und zwischen dem Schieberventil 22 und
dem Zylinderblock 18. Somit können die Flächen, die einem hohen Reibungskontakt
mit anderen Flächen
ausgesetzt sind, auf erforderliche Weise behandelt werden, um den Reibungskoeffizienten
zu reduzieren. Zum Beispiel kann eine Festflächenbehandlung benutzt werden, wie
z.B. eine amorphe diamant-ähnliche
Beschichtung (ADLC). Dieses Verfahren enthält die Plasma-Beschichtung
der Oberfläche
in Verbindung mit einem chemischen Aufdampf-Prozess und ist dem Fachmann
als kommerziell zur Verfügung
stehendes Verfahren allgemein bekannt. Andere Verfahren oder Beschichtungen
können
je nach Erfordernis angewandt werden, wie zum Beispiel ein MOSTTM-Verfahren
der Firma Ion Bond. Einige Pumpenkonstruktionen und -anwendungen
können
jedoch auch mit Ölschmierung
allein auskommen.
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Wie
aus 14 zu sehen ist, ist die Sensoranordnung 50 in
der Form eines Annäherungssensors 170 ausgeführt, z.B.
mit einem induktiven Annäherungssensor,
wie er allgemein bekannt ist. Der Sensor 170 kann in einer Öffnung 172 installiert
werden, die in dem Nocken 16 gebildet ist. Die Öffnung 172 erstreckt
sich vollständig
durch den Nocken 16, so dass der Sensor 174 neben
oder bündig
mit der Innenfläche 28 des
Nockens 16 positioniert ist, so dass der Sensor das Vorhandensein
der Kolben 14 erkennen kann, wie noch beschrieben wird.
Der Sensor 170 kann, z.B. durch Signaldrähte, elektronisch mit
einer Sensor-Befestigungsanordnung 176 gekoppelt
sein, die am äußeren Umfang
des Nabenkörpers 40 befestigt
werden kann. Die Sensoranordnung 50 kann einen elektrischen
Verbinder 178 aufweisen (2 und 3),
um das Ausgangssignal des Sensors 170 an eine Ananalyseschaltung
weiterzugeben.
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Der
Sensor 170 kann dazu benutzt werden, festzustellen, wann
jeder Kolben 14 sich während des
Einlasshubes radial voll in Richtung des Nockens 16 bewegt
hat. Ist dies der Fall, so erkennt der Annäherungssensor 170 das äußere entfernte
Ende jedes Kolbens 14, wenn dieses an dem Sensor vorbei
rotiert. Das Signal (typischerweise die Zählimpulse) des Sensors 170 kann
dann mit der Drehzahl der Pumpe 10 verglichen werden, um
festzustellen, wenn irgendeiner der Kolben 14 nicht einwandfrei funktioniert.
Die Drehzahl der Pumpe kann durch konventionelle Mittel gemessen
werden, zum Beispiel durch einen Tachometer (nicht gezeigt) oder
einen anderen Geschwindigkeitsanzeiger. Fehlende „Zählimpulse" können z.B.
anzeigen, dass der Einlassdruck nicht ausreicht, die Zylinder 12 zu
füllen, oder
dass sich ein Leck oder eine andere Unregelmäßigkeit in der Pumpe 10 befindet.
Alternativ kann ein Einlasssensor (nicht gezeigt) in Kombination
mit dem Sensor 170 benutzt werden, eine Druckmessung des Fluids
am Einlass durchzuführen.
Ein einwandfreier Pumpenbetrieb kann bestätigt sein, wenn die „Zählimpulse" des Sensors 170 mit
der Drehzahl der Pumpe zusammenpassen und der Einlassdruck als ausreichend
erkannt wird.
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15 und 16 zeigen
eine andere Ausführungsform
eines Kolbens für
ein Pumpenbeispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Kolben 14' ist
allgemein zylindrisch und enthält
einen ersten Endabschnitt 200 und einen zweiten Endabschnitt 202. Der
erste Endabschnitt 200 ist im wesentlichen gleich dem ersten
Abschnitt 144 des Kolbens 14 der 11 bis 12,
außer
dass der erste Abschnitt 200 nicht den zusätzlichen
Dichtungspfosten 149 und das Dichtungselement 142 des
Kolbens 14 hat. Der Kolben 14' kann jedoch so ausgebildet sein,
dass er ein Dichtungselement hat, wenn dies gewünscht ist.
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Der
zweite Endabschnitt 202 enthält einen sich axial erstreckenden
Schlitz 204, der eine Ausrichtlippe 206 bildet.
Die Ausrichtlippe 206 bildet einen Teil eines Ausrichtmechanismus 207,
der hiernach noch beschrieben wird. Der Kolben 14' enthält außerdem eine
gekrümmte „Folge"-Fläche 208.
Diese Fläche 208 ist
ausgewählt,
um einen Kontakt mit niedriger Reibung mit dem Nocken 16 herzustellen, vorzugsweise,
aber nicht notwendigerweise, mit linienförmiger Berührung.
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17 zeigt
eine andere Ausführung
eines Zylinderblocks für
ein Pumpenbeispiel gemäß der vorliegenden
Erfindung. In dieser Ausführung
hat der Zylinderblock 18' dieselbe
Grundkonstruktion und die gleichen Merkmale, wie sie vorstehend
für den
Zylinderblock 18 der 9 bis 10 beschrieben
wurden. So ist der Zylinderblock 18' im allgemeinen zylindrisch und
enthält
eine Mehrzahl von am Umfang im Abstand angeordneten Kolbenzylindern 200 und eine
zentrale Öffnung 212 zur
Aufnahme der Ventilanordnung 22 (nicht gezeigt).
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In
diesem Beispiel weisen die Kolbenzylinder 200 jedoch keine
Schulter wie die Schulter 126 der Zylinder 12 der 10 auf.
Stattdessen sind die Kolbenzylinder 200 im Zylinderblock 18' im wesentlichen gerade,
zur Anpassung der Kontur an die Kolben 14'. Außerdem enthält der Zylinderblock 18' ebenfalls eine
Stufe 214 entlang seiner Außenfläche 216. Die Stufe 214 bildet
eine Kerbe 218 in jedem Zylinder 200 und eine
sich axial erstreckende Schulter 220 auf der Außenfläche 216.
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Wenn
jeder Kolben 14' richtig
in seinen Zylinder 200 eingesetzt ist, muss die Lippe 206 mit
der Kerbe 218 ausgerichtet sein. Ein Kolbenhaltering 222 (18)
ist im Presssitz auf die Schulter 220 neben dem Kerbabschnitt 218 der
Zylinder 200 aufgesetzt. Die Schulter 220 ist
in einen Abschnitt der Zylinder 12 eingeformt, so dass
wenn der Ring 222 aufgesetzt ist, ein innerer peripherer
Abschnitt 224 in die Kolbenschlitze 204 hineinreicht
(siehe 19). In dieser Weise verhindert
der Ring 222, dass die Kolben 14' während der Montage der Pumpe
aus dem Zylinderblock 18' herausfallen.
Der Ring 222 kann eine Reihe von Kerben 226 enthalten,
von denen jede mit einem entsprechenden Zylinder 200 ausgerichtet
ist, um den Ölfluss
innerhalb des Zylinders 200 zu ermöglichen.
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Der
Ausrichtmechanismus 207 dieses Ausführungsbeispiels kann deshalb
den Kolbenschlitz 204, die Zylinderkerbe 218 und
den Haltering 222 enthalten. Diese Anordnung stellt während des Pumpvorganges
eine einwandfreie Ausrichtung der Kolben 14' mit dem Nocken 16 sicher.
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Die
Erfindung wurde mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben. Modifikationen und Änderungen
werden nach dem Lesen und Verstehen dieser Beschreibung anderen
klar. Es ist beabsichtigt, dass alle solchen Modifikationen und Änderungen
eingeschlossen sind, die innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Ansprüche oder deren Äquivalente
liegen.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine Rotationspumpe geschaffen, die eine in einem Körper angeordnete
Kammer und ein Verdrängungsglied
aufweist, das in der Kammer angeordnet ist und hierin hin- und herbewegt
werden kann. Ein Antriebsglied wird benutzt, um das Verdrängungsglied
innerhalb der Kammer abhängig
von einer Relativdrehung zwischen dem Körper und dem Antriebsglied
zu bewegen. Eine Radialventilanordnung kann benutzt werden, um die
Zeiten anzugeben, wann die Kammer in Fluidverbindung mit Einlass-
und Auslassports der Pumpe steht.