DE1653650A1

DE1653650A1 - Hydraulische Antriebsvorrichtung,insbesondere fuer eine doppeltwirkende Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE1653650A1
Application number: DE19671653650
Authority: DE
Inventors: Harklau Carroll Dean; Harklau Roger Lee
Original assignee: VAUDT ALBERT WILLIAM
Current assignee: VAUDT ALBERT WILLIAM
Priority date: 1966-07-21
Filing date: 1967-07-10
Publication date: 1971-08-12
Also published as: US3331330A; SE337328B; NL6709204A

Description

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Albert William VAVOT Xn Twin Lakes, Iowa, V,St.A.

Hydraulische Antriebsvorrichtung, insbesondere fur eine doppelt

wirkende Kolbenpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Antriebsvorrichtung, die insDesondere zum Antrieb einer doppelt wirkenden Kolbenpumpe bestimmt ist, jedoch auch zum Antrieb anderer Geräte, Getriebe oder Arbeitsmaschinen verwendet werden kann, die unmittelbar mit einer hin- und hergehenden oder mit einer hiervon abgeleiteten, hin- und herschwingenden, gegebenenfalls auch mit einer periodischen Drehbewegung in wechselnden Richtungen oder mit einer gleichsinnigen Drehbewegung angetrieben werden»

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Getriebe, das zwischen zwei durch eine Kolbenstange starr gekuppelten, in koaxialen Zylindern abwechselnd beaufschlagten Antriebskolben ein mit Ein- und Auslabstutzen für die Druckflüssigkeit versehenes Umsteuerventil aufweist, dessen Umschaltung zur abwechselnden füllung und Entleerung der Beaufschlagungskammern durch die hin- und hergehender Antriebskoiben selbsttätig erfolgt«

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. 2 - ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige, mit Druckflüssigkeit betriebene Antriebsvorrichtung so auszubilden, daß sie bei sehr unterschiedliehen Drucken aer durch das Umsteuerventil zuzuführenden Druckflüssigkeit stets zuverlässig und mit rascher Umsteuerung arbeitet, aus einfachen Teilen leicht und billig hergestellt, auf einfache Weise zusammengebaut werden kann und mit hoher Leistung arbeitet*

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zwischen den Antriebskolben befindliche Umsteuerventil zur wecnselweisen Verbindung seiner Ein- und Auslaßstutzen mit den Beaufechlagungskammern der Antriebskolben zwei doppelseitig wirkende Ein- und Auslaßventile mit gleichlaufend zu den Antriebskolben beweglichen Ventilkörpern aufweist, deren Verstellung durch die Antriebskolben mittels in den Beaufschlagungskammern angeordneter, von den Antriebskolben gespannter Druckfedern erfolgt» In diesen Federn werden bei ihrer Zusammendrückung Stellkräfte gespeichert, die einer raschen und momentanen Umsteuerung der beweglichen VeR-tilkörper bei stark unterschiedlichen Beaufschlagungsdrücken zugute kommen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind besondere Maßnahmen für die Anordnung der Federn, sowie für die Ausbildung und Betätigung der beweglichen Ventilkörper vorgesehen.

Soweit es sich um die Verwendung der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung zum Antrieb einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe handelt, beziehen sich weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung auch auf besondere Einzelheiten in der Ausbildung des Fumpenaggre-

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gates, die sich für die erstrebte Arbeitsweise der hydraulischen Antriebsvorrichtung förderlich auswirken«

Die Zeichnung zeigt Beispiele für die Ausführung und Anwendung der hydraulischen Antriebsvorrichtung nach der Erfindung, und zwar zeigen

Fig. 1 einen Teillängsschnitt der Vorrichtung im Bereich der

Beaufschlagungskamtner eines Antriebskolbens, Fig. 2 einen vollständigen Längsschnitt durch eine mit einer abgewandelten Antriebsvorrichtung nach der Erfindung versehene Doppelkolbenpumpe,
Fig. 3 und 4 Teilquerschnitte durch diese Antriebsvorrichtung nach den Linien 3-3 und 4-4 von Fig» 2,

Fig.= 5 das Schaltschema einer derartigen Doppelkolbenpurape, Figo b einen Querschnitt nach der Linie 6-6 durch die in Fig»l dargestellte '-Vaufic!.·].^s^-L ' ~" -^: s

Kolbenpumpe mit einer abgewandelten Antriebsvorrichtung

nach der Erfindung,
Flg. ö einen Längsschnitt durch diese doppeltwirkende Holbenpumpe und inre Antriebsvorrichtung,

Fig. 9 einen querschnitt nach der Linie 9-9 von Fig. b und Fig.10 ein Schaltschema dieser Doppelkolbenpumpe.

Die hydraulisch angetriebene Doppelkolbenpumpe 10 nach Figo 2 weist ein zylindrisches Gehäuse aus zwei rohrförmigen Hülsen 12 auf, die mit den einander zugekehrten finden an dem Gehäusekörper eines Umsteuerventils befestigt und an ihren äußeren Enden mit Stirnplatten 16 verschlossen sind· Die 'feile sind durch vier Zug-

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anker Ib zusammengehalten, die sich außen über die ganze Länge des Pumpengehäuses erstrecken und gemäß Fig. 3 in Ausnehmungen 20 des Ventilgehäuses 14· liegen. Im Innern des Pumpengehäuses befindet sich eine Kolbenstange 22, die das mittlere Ventilgehäuse 14 durchragt und an jedem ihrer beiden Enden zwei in Abstand voneinander liegende Kolben 24 und 26 trägt. Zwischen jedem dieser beiden Kolbenpaare 24,26 ist eine Abstandshülse 2ö mit einer auf dem zugeordneten äußeren Ende der Kolbenstange sitzenden Mutter 30 verspannt.

Zwischen den inneren Kolben 26 und dem Ventilgehäuse 14-.be-

■ finden sich zwei Beaufschlagungskammern 32 und 34. Ferner befinden sich zwischen den Stirnplatten 16 und den äußeren Kolben 24 zwei als Pumpenräume dienende Stirnkammern 36 und 3B. Schließlich befinden sich zwischen den Kolben 24 und 26 2wei Trennkammern 39 und 40.

Das Ventilgehäuse 14 ist mit zwei eingeschraubten unteren Einsatzhülsen 42 und 44 versehen, deren Durchlässe 46 in die Beaufschlagungskammern 32 und 34 münden und an einen mittleren ßlnlaßstutzen 46 angeschlossen sind«, Ferner enthält das Ventilgehäuse 14 zwei eingeschraubte obere Einsatzhülsen 50 und 52, deren Durchlässe 54 gleichfalls mit den Beaufschlagungskammern 32 und 34 in Verbindung stehen und an einen mittleren Auslaöstutzen 5ö angeschlossen sind. In den Durchlässen 46 der unteren Einsatzhülsen 42 und 44 befindet sich ein verschiebbar gelagerter Ventil-

törper $ti_t der mit einem mittleren Ventilkopf 60 in einer Ventilkammer 62 beweglich ist und keglige Stirnflächen aufweist, mit denen er an kegligen Sitzflächen der unteren Einsatzhülsen 42 und

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44 abdichtend zur Anlage Kommen kann. In den Durchlässen 4b der unteren Einsatzhülsen führt sich der Ventilkörper 5ü mit Gleitstiften, die gemäß Fig. 3 mit drei Längsnuten 64 von bogenförmigem Querschnitt versehen sind, damit die zur Beaufschlagung dienende Flüssigkeit aus der Ventilkammer 62 in eine der ßeuafschlagungskammern 32 und 34 gelangen kann. Die Gleitstifte des Ventilkörpers 50 sind an ihren äußeren Enden mit angeschraubten AnschlagDolzen 66 versehen, auf denen je eine Druckfeder 6b sitzt.

In den Durchlässen 5^ der oberen Einsatznülsen 50 und 52 ist' ein Ventilkörper 70 angeordnet, der an seinen äußeren Enden mit Ventilköpfen ?2 versehen ist. Diese Ventilköpfe weisen je eine keglige Stirnfläche auf, mit der sie an einer zugeordneten kegligen Sitzfläche der Einsatzhülsen 50 und 52 abdichtend zur Anlage kommen können. Die Ventilköpfe ?2 sind durch einen Gleitstift verbunden, dessen Länge etwas größer ist als der Abstand zwischen den kegligen Sitzflächen der oberen Einsatzhülsen, so daß jeweils nur einer der beiden Ventilköpfe ?2 an einer der oberen Einsatzhülsen anliegen kann,, Die Ventilköpfe 72 sind mit Anschlagbolzen 7^ versehen, auf denen je eine Druckfeder 68 sitzt. Der in den Einsatzhülsen 50 und 52 befindliche Gleitstift des Ventilkörpers 70 weist ebenfalls über seine ganze Länge reichende Längsnuten 76 von bogenförmigem querschnitt auf, die den in Fig. 3 ersichtlichen Längsnuten 64 entsprechen. Die Stirnplatten l6 des Pumpengehäuses 10 sind je mit einem Einlaßventil 7ö und einem Auslaßventil öO versehen, die je eine abgefederte Ventilkugel enthalten.

Die Trennkammern 39 und 40 zwischen den beiden Kolbenpaaren 24,26 sind an der Unterseite der zylindrischen Hülsen 12 des Pumpengehäuses mit je einem ständig offenen Austrittsloch Ö2 bzw.

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84 versehen, so daß Leckflüssigkeit, die entweder aus den Stirnkammern 36 und 38 oder aus den Beaufschlagungskammern 32 und 34 In die Trennkammern 39 und 40 eindringt, an diesen Austrittslöchern 82 und 84 sichtbar aus dem Pumpengehäuse abtropfen kann. Hierdurch ist eine Sicherheit dafür geschaffen, daß sich die Beaufschlagungsflüssigkeit nicht mit der von den äußeren Kolben 24 geförderten Arbeitsflüssigkeit vermischen kann, wenn einer der Kolben 24 oder 26 undicht wird« Würde eine solche Vermischung eintreten, so könnte dies eine bleibende Beschädigung des Ventilsatzes durch die mit der Kolbenpumpe zu fördernde Arbeitsflüssigkeit zur Folge haben«. Ohne die Austritts löcher 82 und b4 würde durchleckende Beaufschlagungsflüssigkeit oder Arbeitsflüssigkeit die Trennkammern 39 und 40 allmählich ausfüllen und dann in die benachbarte Kammer eindringen, in der sich die andere Flüssigkeit befindet. Diese Vermischung kann nicht eintreten, wenn der Druck in den Trennkammern zwischen den Kolben 24 und 26 stets auf dem Atmosphärendruck verbleibt.

Zu beiden Seiten des mittleren Ventilgehäuses 14 sind auf der Kolbenstange 22 Gleitbüchsen 86 und 88 gelagert, die an ihrer dem Ventilgehäuse 14 zugekehrten Seite je zwei Ausnehmungen 90 zur Aufnahme der Anschlagbolzen ö4 und der darauf sitzenden Federn 68 aufweisen. Diese Ausnehmungen sind an der den Kolben 26 zugekehrten Seite je durch eine Bodenfläche 94 geschlossen, an der sich die Federn t>8 abstützen» Ferner enthält jede der Gleitbüchsen 86 bzw. 88 an ihrer dem Kolben 26 zugekehrten Außenseite vier Ausnehmungen 96, in denen sich je eine Druckfeder 90 befindet. Diese Druckfedern stehen aus den Gleitbüchsen etwas

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hervor und können sich mit ihren äußeren Enden an einer auf dem Kolben 26 sitzenden Unterlegscheibe 100 abstützen. Damit zwischen den Gleitbüchsen 86 bzw. 88 und dem zugeordneten Kolben 26 kein Rückdruck entstehen kann* sind die Bodenflächen 94 der Ausnenmungen 90 je mit einem mittleren Loch 102 versehen, das in eine konzentrisch zur Kolbenstange 22 liegende Ringnut 104 einmündet. Die Federn 68 sind in ihrer Stärke so bemessen» daß sie nachgieDig zusammengedrückt werden» wenn die Pumpe mit niedrigem Druck arbeitet, z.B. mit einem Druck von 1,4 kg/cm , während die vier Druckfedern 98 wesentlich stärker sind und erst bei wesentlieh höherem Druck von z.B. 86 kg/cm zusammengedrückt werden. In der Stellung nach Fig« 2 hat der Kolben 26 beide Pedersätze der Gleitbüchse ö6 so weit zusammengedrückt, daß die Anschlagbolzen 74 an den uodenflächen 94 der Ausnehmungen 90 zur Anlage gekommen sind und die Federn 98 mit der zugeordneten Unterlegscheibe 100 des Kolbens 26 zusammenliegen,. Dies bedeutet aber, daß die Pumpe mit hohem Druck" betrieben worden ist, d«h. mit einem-Druck

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von etwa 85 kg/cm . Dieser Vorgang spielt sich so ab, daß der Kolben 26 zunächst die Federn 98 zusammendrückt und dann die Gleitbüchse ob verschiebt, Dis die Federn 68 so weit zusammengedrückt sind, daß die Anschlagbolzen 74 an den Bodenflächen 94 der Ausnehmungen 90 anliegen. 3ei niedrigen .Drücken reicht dies aus, um augenblicklich die Ventilkörper mit schneller Schaltgabe zu betätigen, so daß die Pumpe mit konstanter Mengenleistung und konstantem Druck arbeitet. Wird mit hohen Drücken gearbeitet, so wirken die beiden Federsätze 68 und 98 dahingehend zusammen, daß die Kolben 26 praktisch unmittelbar auf die Ventilkörper einwirken und

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die zusammengedrückten Federn die Ventilkörper augenblicklich betätigen. Durch die Verwendung der mit Federn ausgerüsteten Gleitbüchsen ö6 und bb kann die Pumpe somit bei jedem Druck betrieben werden, weil die sofortige Umschaltung der Ventilkörper für einen gleichbleibenden Austrittsdruck der geförderten Flüssigkeit aus den Stirnkammern 36 und 38 sorgt.

In Fig. 5 ist die Anordnung der Doppelkolbenpumpe 10 in einem Leitungssystem dargestellt- Der Doppelkolbenpumpe ist ein Vorratsbehälter 110 für die Beaufschlagungsflussigkeit zugeordnet, die durch eine Pumpe 112 zum Einlaßstutzen 4ö des tfentilgehäuses 14 gefödert wird. Anden Auslaßstutzen 56 ist eine Rücklaufleitung angeschlossen,, Zwischen der Pumpe 112 und der Hücklaufleitung

befindet sich ein auf Überdruck ansprechendes Sicherheitsventil 116, das eine Beaufschlagung des Ventilgehäuses 14 mit zu hohem Druck verhindert.

Die zu fördernde Flüssigkeit, z.B. eine Reinigungsflüssigkeit, wird aus einem nicht dargestellten Sammelbehälter durch die Einlaßventile 50 in die Stirnkammern 36 und 30 eingesaugt und durch die Auslaßventile öO in eine gemeinsame Auslaßleitung llö gefördert.

In Fig. 2 befindet sich die Kolbenstange 22 mit den darauf sitzenden Kolbenpaaren 24,26 in der rechten Umkehr«teilung, wobei der auf der linken Seite befindliche Kolben 26 gegen die Gleitbüchse Ö6 drückt und die Ventilkörper 5b und 70 in ihre rechtsseitigen Endstellungen bewegt worden sind. In dieser Stellung strömt die durch den Einlaßstutzen 4b einströmende Druckflüssigkeit durch die Ventilkammer 62 in die ßeaufschlagungskammer 32.

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Durch den darin ansteigenden Druck wird der Kolben 26 nach links bewegt und die in der Stirnkammer 3& befindliche Flüssigkeit von dem am linken Ende der Kolbenstange befindlichen Kolben 24 durch das Auslaßventil ÖO ausgetrieben. Gleichzeitig drückt der rechte Kolben 26 die in der Beaufschlagungskammer 34 befindliche Druckflüssigkeit durch die Einsatzbuchse 52 und den Auslaßstutzen 56 in die Rücklaufleitung 114, aus der sie in den Vorratsbehälter 110 zurückströmt. Soweit sich Luft im Leitungssystem befindet, wird sie mit der Druckflüssigkeit durch den Auslaßstutzen 56 abgefördert. Bei der durch Füllen der Beaufschlagungskammer 32 eintretenden Bewegung der Kolbenstange 22 in ihre linksseitige Endstellung stößt der auf der rechten Seite befindliche Kolben 26 gegen die Federn 9b der in der Beaufschlagungskammer 34 befindlichen Gleitb.üchse 88, die bei ausreichendem Druck die beiden Ventilkörper 58 und 70 gleichzeitig und augenblicklich in ihre Schließstellungen nach links bewegt, wobei dann die durch den Einlaßstutzen 48 eindringende Beaufschlagungsflüssigkeit aus der Ventilkammer 62 in die Beaufschlagungskammer 34 strömt und die Kolbenstange nach rechts bewegt, während die in der Beaufschlagungskammer 32 befindliche Druckflüssigkeit durch die obere Einsatzbüchse 50 hindurch in den Auslaßstutzen 56 gelangt» Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich in ständigem Wechsel und kann bei unterschiedlichen Drücken in den Beaufschlagungskammern 32 und 34 ablaufen. Sind die Beaufschlagungsdrücke nur klein, so arbeitet das Umsteuerventil dennoch, weil die Ventilkörper 58 und'70 nur einen kurzen Stellhub haben, um die Bewegungsrichtung der Kolben 24 und 26 umzukehren, und well die in den Federn 68 und 98 ge-

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speicherte Kraft für eine sofortige Bewegung der Ventilkörper sorgt» Die Kolbenstange 22 und ihre Kolben 24 und 26 sind frei drehbar gelagert und führen praktisch auch ständige Drehbewegungen aus ι so daß keine einseitigen Abnutzungen auftreten. So werden Z₀B. die Unterlegscheiben 100 der Kolben 26 von den Federn 98 bei jedem Hubwechsel ständig an anderen Stellen berührt, so daß die hierbei auftretende Abnutzung auf den ganzen Umkreis der Stirnfläche der Unterlegscheiben 100 verteilt wird.

Es ist nahezu ausgeschlossen, daß die Kolbenstange 22 bei Stillsetzen der Pumpe 112 (Fig.5) gerade in einer Umkehrstellung zum Stillstand kommt. Hierfür müßten sowohl die Ventilkörper 5& und 70, als auch die Kolben 26 in einer Umkehrstellung sein. Die durch den Einlaßstutzen 48 einströmende Druckflüssigkeit fliest normalerweise entweder auf die eine oder auf die andere Seite des Ventilkopfes 60. Die Vorrichtung läift daher unabhängig von den Stellungen, die die einzelnen Teile bei ßetriebsbeginn einnehmen, selbsttätig an_o

Wie sich aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 6 entnehmen läßt, sind die Kolben 26 an der Kolbenstange 22 mit zwei zusammenpassenden, halbzyllndrisehen Lagersehalen 120 gelagert, die in einer Ausnehmung 122 der Kolbenstange sitzen* Durch die Aostufungen dieser Ausnehmung sind die Lagersehalen 120 gegen Längsverschiebung gesichert. Die halbzylindrischen Lagerschalen 120 weisen einen Flansch 124 auf, der die Unterlegscheibe 100 des zugeordneten Kolbens hintergreift und in ihrer Lage sichert.

Bei der abgeänderten Ausführung nach Fig. 1 und 6 ist der Kolben 26a auf seiner den Ventilkörpern zugekehrten Seite mit vier auf den Umfang verteilt liegenden Bohrungen 200 zur Aufnahme von Federn versehen. In zwei sich gegenüberliegenden Bo.hr-

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ungen befinden sich schwächere Federn 202, die etwas länger sind als die in den beiden anderen Bohrungen befindlichen stärkeren Federn 2Ü4-. Die halbzylindrischen Lagerschalen 120 hintergreifen mit ihrem Flansch den Kolben 26A und sorgen für sein festes Zusammenliegen mit der Abstandshülse 28. Ferner 1st bei dieser Anordnung eine Gleitplatte 206 vorgesehen, die auf der Kolbenstange 22 zwischen einem federnden Anschlagring 20b und den Federn 202 und 20$ begrenzt verschiebbar gelagert ist. Die Ventilkörper 5bA und 7OA sind mit zylindrischen Köpfen 209 der Gleitplatte 20ό zugekehrt. Der Raumbedarf für diese Anordnung ist wesentlich kleiner als bei der Ausführung nach Fig. 2, weil die Ventilkörper 30A und VOA wesentlich kürzer sein können und die Federn unmitteloar in den Kolben 26A statt in einer besonderen Gleito'ic.'ise angeordnet sind. Die zur Übertragung des Federdruckes auf die Ventilkörper dienende Gleitplatte 20b kann verhältnismä-aig dann ausgeoildet werden. Gemäß Figo 1 ist die Gleitplatte ..'.Oo an ihrer den Anschlagring 20b zugekehrten Seite mit einem ^wecknuiaig gehärteten Anschlagbund 210 versehen und weist auf ihrer anderen 3-3ite eine Ausnenmung 212 auf, die über den Flanscn der Lagerschalen 120 paat, so daid nach dem Zusammendrücken der Feiern 202 und 204 die Gleitplatte 20b mit dem Kolben 26a berährenc .:usarameniiegen Kann.

bewegt sich der in Fig.l dargestellte Kolben 2öA nach links, so kommen zunächst die längeren, aber schwächeren Federn 202 an der Gleitplatte 20ο zur Anlage, worauf bei weiterer Bet^egung der KoIDenstange 22 nach links die Gleitplatte 206 gegen die Köpfe 2üy der Ventilkörper stöSt und sie nach linKs verschieot. In Abnängig-

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keit vom Beaufschlagungsdruck des Umschaltventils können die Ventilkörper 56A und 7OA entweder durch die längeren, aber schwächeren Federn 202 in ihre Umschaltstellung"verschoben werden.» Bei höheren Beaufschlagungsdrucken werden die Federn 202 jedoch zusammengedrückt» so daß auch die kürzeren, aber stärkeren Federn 204 an der Zwischenplatte 206 zur Anlage kommen. Auf jedem Fall werden die Ventilkörper $bk und 70A gleichzeitig in die UmsehaltStellungen bewegt. Im Vergleich zu üblichen, hydraulisch angetriebenen Kolbenpumpen arbeitet dieses Umschaltsystem besonders gleichmäßig und unter Vermeidung von Druckschwankungen im Fördersystem. Durch die Verwendung von starken und schwachen Federn 1st eine augenblickliche Umsteuerung bei allen Beaufschlagungsdrücken gewährleistet.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführung nach Fig. 7 und b weist die doppelt wirkende Kolbenpumpe 310 ein Umsteuerventil auf, an dem die inneren finden der rohrförmigen Hülsen 314 und des Pumpengehäuses befestigt sind. An den äußeren Enden sind diese Gehäusehülsen mit Stirnplatten 31b und 320 verschlossen, an denen auch die die Teile verspannenden Zuganker 322 angreifen,. Zürn Durchlaß dieser*Zuganker ist der nach außen ragende Teil des Umsteuerventiis 312 mit Ausnehmungen 324 versehen.

Das Umsteuerventil 312 besteht aus einem Leitkörper 326, der mit einem unteren Einlaßstutzen 32b und einem oberen Auslaßstutzen 330 für die den Antrieb der Pumpe vermittelnde Druckflüssigkeit versehen ist. yuerliegend zu diesen Stutzen weist der Leitkörper 326 eine mittlere Gewindeboiirung auf, in die zwei Einsatzhülsen

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3·32 eingeschraubt sind. Zwischen den inneren Enden dieser beiden Einsatzhülsen befindet sich ein Leitring 334» der auf einer Kolbenstange 336 verschiebbar gelagert und abgedichtet ist. Dieser Leitring weist in der Mitte einen flanschartigen Bund 33? auf, der an den inneren Enden der Einsatzhülsen 332 zur Anlage kommen kann» Dieser mittlere Bund befindet sich zwischen axial vorstehenden Stirnflächen 338 und 340, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Einsatzhülsen 332. In seiner Gleitfläche weist der Leitring 334 einen.an der Kolbenstange 336 anliegenden Dichtungsring' 342 auf.

Auf der Kolbenstange 336 sitzen ferner zwei Gleithülsen 344 und 346, die außen je mit einem Flansch 348 bzw. 350 versehen sind. Die Gleithülsen 344 und 346 ragen in die Einsatzhülsen 332, und ihre Flansche 348 und 350 sind im Außendurchmesser nur wenig kleiner bemessen als der Innendurchmesser der rohrförmigen Gehäusehülsen 314 und 3I6. Die Gleithülsen 344 und 346 sind so lang bemessen, daß sie mit ihren inneren Enden an die Stirnflächen 338 bzw. 340 des Leitringes 334 stoßen und den Leitring auf der Kolbenstange 336 verschieben können. Die in. den Einlaßstutzen 328 eingeleitete Druckflüssigkeit umströmt den Leitring 334 je nach seiner Stellung auf der einen oder anderen Seite, und zwar bildet der Leitring im Zusammenspiel mit den Einsatzhülsen 332 einen beweglichen Ventilkörper, der das zugeführte Druckmittel entweder nach der einen oder nach der anderen Stirnseite des Leitkörpers 326 umlenkt.

Im oberen Teil des Leitkörpers 326 befindet sich ein zweiter Ventilkörper 354, der in einer Bohrung 356 des Leitkörpers ver-

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schiebbar gelagert ist. Diese Bohrung steht mit dem Auslaßstutzen 330 in Verbindung. Der Ventilkörper 354 weist an seinen äußeren Enden Ventilköpfe 358 und 36O auf, die im Bewegungsbereich der Gleithülsenflansche 3^8 und 350 liegen. An ihren einander zugekehrten Innenflächen sind die Ventilköpfe 358 und 36O je mit einer kegligen Sitzfläche versehen, die an zugeordneten kegligen Sitzflächen 362 und 364 der Bohrung 356 des Leitkörpers 326 abdichtend zur Anlage kommen können. Gemäß Fig.9 weist der Ventilkörper 354 einen die Ventilköpfe verbindenden Gleitstift mit Längsnuten 366 von bogenförmigem Querschnitt auf, die Längskanäle 368 zum Durchlaß der das Gerät antreibenden Druckflüssigkeit bilden» Die Kolbenstange 336 trägt an jedem Ende zwei in Abstand voneinander liegende Kolben 37O0 Zwischen dem Inneren dieser Kolben und dem Leitkörper 326 des Umschaltventils befinden sich zwei innere Beaufschlagungskammern 372 und 37^j während sich zwischen den äußeren Kolben 370 und den Stirnplatten 3I8 bzw. Stirnkammern 376 und 378 befinden. Auch liier ist an der tiefsten Stelle der Gehäusewand zwischen den beiden Kolben auf jeder Seite ein Austrittsloch 38O vorgesehen, aus dem etwaige Leckflüssigkeit, die aus den Beaufschlagungskaramern 372 und 374 oder aus den Stirnkammern 376, 378 stammt, sichtbar abtropfen.

Auf der Kolbenstange 336 sitzen an der Außenseite der Flanschen 348, 350 der Gleithülsen zwei Druckfedern 382, die längs der Kolbenstange frei verschiebbar sind, wenn sie nicht bei der Hin- und Herbewegung der Kolbenstange von den inneren Kolben 270 unter Druck gesetzt werden» Geschieht dies, so werden die Ventil-

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körper 334 und 3$k in ihren Wechselstellungen verschoben.

Die beiden Stirnplatten 318 und 320 des Pumpengehäuses sind in ihrer Mitte je mit einem Schwingungsdämpfer 400 versehen» Diese Schwingungsdämpfer weisen je eine Gewindebüchse 402 auf, die mit einem Außengewinde in die zugeordnete Stirnplatte eingeschraubt ist und einen Hohlraum 404 enthält. In diesem Hohlraum befindet sich ein Ventilkörper 406, der den Boden der Gewindebüchse durchragt und von dem ihm zugekehrten Ende der Kolbenstange 336 verstellt werden kann, wie dies auf der rechten Seite in Fig. 8 dargestellt ist. In der Gewindebüchse 402 befindet sich eine Dichtung 40β, die unter dem Kopf 410 des Ventilkörpers 4θ6 angeordnet ist und in der Sperrstellung des Ventilkörpers eine Bohrung 412 verschließt, die an der äußeren Stirnfläche der Gewindebüchse 402 ausmündet und bis zum Stößel 414 des Ventilkörpers reicht. Normalerweise wird der Ventilkörper 406 und zusätzlich auch durch den Druck der in den Stirnkammern befindlichen Flüssigkeit in der Schließstellung gehalten, da der Hohlraum des Stoßdämpfers durch eine Bohrung 418 mit der zugeordneten Stirnkammer verbunden ist. Die Ventilfeder 416 ist mit ihrem äußeren Ende an einer der Gewindebüchse 402 befindlichen Madenschraube 419 abgestützt, mit der die Spannung der Ventilfeder 416 einstellbar ist«

Die Stirnplatten 318 und 320 des Pumpengehäuses weisen je ein abgefedertes Einlaßventil 420 und ein abgefedertes Auslaßventil 422 für die Stirnkaramern 376 bzw,378 auf. Die beiden Auslaßventile 422 sind gemäß Fig.10 durch eine Auslaßleitung 424 verbunden, die ZoB. an eine Spritzpistole od.dergl. angeschlossen ist«

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Die zu fördernde Flüssigkeit, z.B. Farbe, Lack od.dergl. wird durch an die Einlaßventile 420 angeschlossene Zuführungsleitungen angesaugt,Die zum Betrieb der Pumpe erforderliche Arbeitsflüssigkeit befindet sich in einem Vorratsbehälter 426 und wircL von einer Pumpe 428 in den Einlaßstutzen 328 des Umsteuerventils gefördert, dessen Auslaßstutzen 330 durch eine Bücklaufleitung 430-mit dem Vorratsbehälter 426 verbunden ist. Die Pumpe 428 ist mit der Rücklaufleitung 430 durch ein Druckminderventil 432 verbunden. Wird die Pumpe 428 eingeschaltet, so fördert sie Druckflüssigkeit in den Einlaßstutzen 328 des Urasteuerventils 312, von wo die Druckflüssigkeit bei der in Fig» 8 dargestellten Lage der Teile an der linken Seite des ringförmigen Leitkörpers 33^ vorbei zwischen der linken Einsatzhülse 332 und der linken üleithülse 334 hindurch In die Beaufschlagungskammer 372 strömt. Hierdurch wird der innere linksseitige Kolben 370 beaufschlagt, der die Kolbenstange 336 nach links verschiebt. Da die vom Flüssigkeitsdruck belastete Außenfläche des Flansches 348 der Gleithülse 344 größer ist als die von.der Druckflüssigkeit berührte Innenfläche, hält die Gleithülse mit ihrem Flansch 348 den Kopf 350 des Auslaßventils 356 in der Schließstellung. Der Leitring 334 wird durch die zugeführte Druckflüssigkeit mit der innere Stirnfläche der rechten Einsatzhülse 332 in=Berührung gehalten, so daß die Beaufschlagungskammer 374 gegen Eindringen der Druckflüssigkeit gesperrt bleibt. Erst bei der Bewegung der Kolbenstange 336 in ihre linksseitige Umkehrstellung wird die in der Beaufschlagungskammer 374 befindliche Feder 382 zusammengedrückt, bis sie die Gleithülse 346 verschiebt, die nun mit ihrem Flansch 350 den

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Kopf 360 des Ventilkorpers 354 In die Schließstellung bringt and mit ihrem die Kolbenstange umschließenden Hülsenschaft den Leitring 334 nach links verschiebt, so daß er von der Anlage am inneren. Ende der Einsatzhülse 332 freikommt und an das innere Ende der linken Einsatzhülse 332 angedrückt wird. Die von der Pumpe 428 laufend geförderte Druckflüssigkeit strömt nun in die Beaufschlagungskammer 374, während die in der Kammer 372 befindliche Druckflüssigkeit bei der Bewegung der Kolbenstange 336 nach rechts durch das inzwischen geöffnete Auslaßventil 358 dieser " m Kammer in Rücklaufleitung 430 ausgeschoben wird. Beim letzten Teil der Bewegung der Kolbenstange 336 nach links in die Umkehrstellung tritt in der BeaufsGhlagungskammer 37^ nach dem Schließen ihres Auslaßventils 360 kurzzeitig ein Druckanstieg auf, der dafür sorgt, daß das Auslaßventil 360 weiterhin geschlossen bleibt und der auch den Leitring 33^ in seiner nach links verschobenen Stellung hält. Hat die Kolbenstange 336 dann ihre linke Umkehrstellung erreicht, so ist die in der Kammer 374 befindliche Feder J58B 382 so stark zusammengedrückt, daß sie die Gleithülse 346 weiterhin solange in der vorgeschobenen Stellung hält, bis die Be- " aufschlagungskammer 372 hinreichend entleert ist und der zuge-

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ordnete Kolben/der in dieser Kammer befindlichen Feder 382 in Berührung kommt.

Am Ende jeden Hubes stößt die Kolbenstange 336 gegen den Schaft 414 des Ventilkörpers 406 des Schwingungsdämpfers 400 und hebt den Kopf 410 des Ventilkörpers vom Dichtungsring 408. In . diesem Augenblick kann ein kleiner Teil der in den Stirnkaramern 376 bzw. 378 befindlichen Flüssigkeit durch die Bohrungen 412 nach

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außen entweichen., Hiermit ist ein sehr kleiner Druckabfall in den Stirnkammern 376 bzw. 3?ö verbunden, durch den die Umkehr der Kolbenstange am Hubende beschleunigt wird. Hierdurch wird die
Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Druckes in der Austrittsleitung 4-24 begünstigt. Die geringe Menge der hierbei austreten- den Flüssigkeit kann in den Vorratsbehälter für die zu fördende Flüssigkeit zurückgeleitet werden. Die auf der Kolbenstange 336 sitzenden Federn 382 tragen zu einer schnellen Umschaltung der Ventilkörper 334- und 354- bei. .

Die hydraulische Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ist nicht auf die hier dargestellte Verwendung, zum Antrieb einer
doppeltwirkenden Kolbenpumpe beschränkt. Die hin- und hergehende Bewegung der dem Umsteuerventil zugekehrten Antriebskolben kann auch zum Antrieb anderer Teile verwendet werden, deren Bewegung aus der hin- und hergehenden Bewegung der Kolbenstange unmittelbar oder über zugeordnete Getriebe abgeleitet werden kann.

VO9833/Q446

Claims

Patentanspruches

■iJ Hydraulische Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine doppeltwirkende Kolbenpumpe, init einem zwischen zwei durch eine Kolbenstange starr gekuppelten, in koaxialen Zylindern abwechselnd beaufschlagten Antriebskolben angeordneten, mit Ein- und Auslaß stutzen für die Druckflüssigkeit versehenen Umsteuerventil, dessen Umschaltung zur abwechselnden Füllung und Entleerung der Beaufschlagungskammern durch die hin- und hergehenden Antriebskolben erfolgt, dadurph gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil (14,3? ) zur wechselweisen Verbindung seiner Ein- und Auslaßstutzen (4ö,56; 320,330) mit den Beaufschlagungskanimera (32,34 bzw.372,374-) der Antriebskolben (26,370) zwei doppelseitig wirkende Ein- und Auslaßventile mit gleichlaufend zu den Antriebskolben (26,370)' beweglichen Ventilkörpera (58,70;, 58A,70A; 374, 354) aufweist, deren Verstellung durch die Antriebskolben mittels in den 3eaufschlagungskammern angeordneter, von den Antriebskolben gespannter Druckfedern (68,90; 202,204; 382) erfolgt.

2. Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Beaufschlagungskammer (32,34) mehrere in Reihe liegende Druckfedern (68,98;202,204) von unterschiedlicher Stärke angeordnet sind.

3. Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daiä die unterschiedlich starken Druckfedern (68, 98; 202,204) für jede Beaufschlagungskammer (32,34) in Senklöohern (90,96) einer auf der Kolbenstange (22) verschiebbaren

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Gleitbüchse (86,88) derart angeordnet sind, daß die schwächeren Federn (68) mit ihrem beweglichen Ende den Ventilkörpern (50,70) die stärkeren Federn (98) den Antriebskolben (26) zugekehrt sind,

. k. Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwächeren Federn (68) auf sie durchragenden Anschlagbolzen (66,7*4·) der Ventilkörper (50,70) sitzen.

5· Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch" 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß die unterschiedlich starken Druckfedern (202,204·) für jede Beaufschlagungskammer (32,34-) in Senklöchern (200) des zugeordneten Antriebskolbens (26A) sitzen, sämtlich mit ihren beweglichen Enden einer zwischen den Ventilkörpern (56A₁70A) und dem Antriebskolben befindlichen Gleitplatte (206) zugekehrt und die schwächeren Federn (202) länger als die stärkeren Federn (204) bemessen sind.

6o Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden beweglichen Ventilkörper (58,70), z.B. der Einlaßventi!körper (58), einen in einer inneren Ventilkammer (62) beweglichen Ventilkopf (60) mit beidseltigen Sitzflächen, der andere Ventilkörper (70) zwei äußere Ventilköpfe (72) mit einseitiger, einwärts liegender Sitzfläche aufweist. ,

7· Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzflächen des Ventilgehäuses durch von beiden Stirnflächen her in koaxiale Gewindelöcher des Ventilgehäuses (14) eingeschraubte

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Einsatzhülsen (42,44; %O₉ 52) gebildetsind.

8. Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden beweglichen Ventilkörper (334,354), z.B. der Einlaßventilkörper, durch einen im Ventilgehäuse (326) angeordneten, auf der Kolbenstange (336) zwischen den inneren Enden von Einsatzhülsen (332) des Ventilgehäuses begrenzt verschiebbaren Leitring (334) gebildet ist, dessen Verstellung durch auf der Kolbenstange (336) verschiebbar gelagerte Gleithülsen (344,346) erfolgt, die je mit einem zur Verstellung des anderen Ventilkörpers (354) dienenden Plansch (3^8,350) versehen sind und an ihrer Außenfläche je mit einer von den Antriebskolben (370) zu spannenden Feder (382) zusammenliegen.

9. Hydraulische Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche", dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Verwendung zum Antrieb einer doppeltwirkenden Kolbenpumpe die das Umsteuerventilgehäuse (14,326) durchragende Kolbenstange (22,336) über die Antriebskolben (26) hinaus verlängert ist, an ihren Enden zwei in Abstand von den Antriebskolben (26) liegende Pumpenkolben (24; 370) trägt und die am Ventilgehäuse (14,336) beidseitig mittels Zugankern (18; 322) verspannten Zylinder (12; 314, 3I6) in den zwischen den Antriebs- und Pumpenkolben befindlichen Trennkammern (39.40) je eine untere Abtropföffnung (82,84; 38O) aufweisen.-

1Oo Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verspannen der Gehäuseteile dienenden

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Stirnplatten (16,310,320) des P_umpengehäuses je mit einem abgefederten Bin- und Auslaßventilstutzen (7Ö,öOj 420,4-22) versehen sind.

11. Hydraulische Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verspannen der Gehäuseteile dienenden Stirnplatten (31Ö, 320) des Pumpengehäuses je mit
einem Schwingungsdämpfer (4-00) versehen sand, der aus einer in
die Stirnplatte eingeschraubten, mit der zu fördernden flüssigkeit gespeisten Ventilbüchse (202) besteht, die ein vom Pumpenkolben betätigtes, abgefedertes Absperrventil (kOb) für eine nach außen führende Abflußleitung (412) aufweist.

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