DE19512777C2

DE19512777C2 - Pumpeneinheit für Druckmaschinen

Info

Publication number: DE19512777C2
Application number: DE19512777A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Uera
Original assignee: Tokyo Kikai Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Tokyo Kikai Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-04-05
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2015-04-06
Also published as: DE19512777A1; US5526745A; JPH07323520A; JP2864447B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit für Druckmaschinen.

In der US 3,636,873 ist eine Pumpeneinheit für Druckmaschinen beschrieben, die einer Druckmaschine Druckfarbe zuführt. Sie weist einen Zylinder mit einer Zylinderbohrung auf, die durch eine mit einem Einlaßanschluß und einem Auslaßanschluß versehe ne Zylinderwand definiert ist. Ein Vollkolben rotiert in der Zylinderbohrung und verschiebt sich in ihr axial hin und her. In einer Seite des Vollkolbens ist eine Aussparung gebildet, so daß die Zylinderbohrung je nach Drehposition des Vollkolbens abwechselnd mit dem Einlaßanschluß oder mit dem Auslaßanschluß in Verbindung steht oder auch beide voneinander trennt.

An einem Gehäuse ist ein Bügel derart angebracht, daß er ver drehbar ist. An dem Bügel ist ein Kurbelelement drehbar vorge sehen. Ein Querarm ist an einem Ende über ein Kugelgelenk am Kurbelelement angebracht und über das andere Ende mit dem Voll kolben verbunden. Der Bügel ist über einen Einstellmechanismus drehbar, um den Hubbetrag des Vollkolbens und damit die Pumpge schwindigkeit der Pumpe zu verändern.

Die Bewegung des Vollkolbens wird über ein am Vollkolben befe stigtes angetriebenes Zahnrad eingeleitet. Dies Zahnrad ist mit einem weiteren angetriebenen Zahnrad in Eingriff, das am Voll kolben einer daneben angeordneten Pumpe angebracht ist. Mehrere Pumpen sind in vorgegebenen Anzahl an einer Pumpeneinheit ne beinander angeordnet und werden von derselben Antriebsquelle angetrieben. Die Antriebskraft wird am Vollkolben zwischen der Aussparung und dem Bügel eingeleitet. Der Bügel modifiziert die reine Drehbewegung in eine kombinierte Dreh- und Axialbewegung.

Da bei dieser Einheit mehrere Pumpen von derselben Antriebs quelle angetrieben werden, bedeutet ein Ausfall einer einzelnen Pumpe den Ausfall der gesamten Einheit. Es sind stets auch die jenigen Pumpen in Betrieb, die momentan nicht zum Fördern von Druckfarbe erforderlich sind. Dadurch entsteht unnötige Reibung an den Gleitflächen des Zylinders und des Vollkolbens. Die in Reibung umgesetzte Wärme kann die Farbfördermenge in dieser oder der benachbarten Pumpe beeinflussen.

Zum Verstellen der Farbfördermenge muß der Einstellmechanismus des Bügels verstellt werden, um den Hubbetrag und damit die Pumpgeschwindigkeit des Vollkolbens zu verändern. Der Einstell mechanismus ist relativ aufwendig und kompliziert, was zu einer erhöhten Defektanfälligkeit führt.

Ferner ist der Verstellbereich der Farbfördermenge durch den beschränkten Winkelbereich des Einstellmechanismus beschränkt.

Bei einer aus der US 4,461,209 bekannten Druckmaschine sind mehrere Pumpeneinheiten nebeneinander angeordnet. Die Anordnung des Vollkolbens mit Ausschnitt und der Zylinderbohrung mit den Anschlüssen entspricht dem der US 3,636,873.

Die axiale Verschiebung erfolgt über eine schräg gestellte Tau melscheibe, an der die Vollkolbeneinheit anliegt. Der Winkel der Taumelscheibe ist über einen Einstellmechanismus ver schwenkbar, so daß die Axialverstellung des Vollkolbens pro Hub veränderbar ist.

Die Antriebskraft wird über ein am Vollkolben vorgesehenes Zahnrad eingeleitet. Über die Taumelscheibe wird ein Teil der Antriebskraft in den axialen Kolbenhub umgesetzt. Die US 4,461,209 hat einen gegenüber der US 3,636,873 kinematisch an ders gestalteten Einstellmechanismus, aber ansonsten dieselben Funktionseigenschaften.

In der JP 61-41551 A ist eine Druckzuführeinrichtung mit mehre ren nebeneinander zu einer Pumpeneinheit zusammengefaßten Pum pen vorgesehen. Wenn die Druckfarbe gewechselt werden soll, so wird die gesamte Pumpeinheit gegen eine andere Pumpeinheit auf einer Träger platte ersetzt.

US 5 168 807 zeigt Pumpeneinheiten, die separat zur Versorgung von Druckma schinen angeordnet sind. Jede der Pumpeinheiten weist einen elektrischen Motor auf, der mittels eines parallel zur Abtriebswelle vorstehenden Armes einen zylindri schen Kolben über ein Verbindungselement bewegt. Die Bewegung des Kolbens erfolgt dabei sowohl in Längsrichtung einer Hauptbohrung als auch drehend in die ser Hauptbohrung. Die Hauptbohrung ist durch eine zylindrische Hülse und ein Ge häuse gebildet. Zwischen Gehäuse und zylindrischer Hülse sind Verbindungsöff nungen zum Zuführen und Abführen von Tinte zu einer Pumpkammer gebildet.

Der hin und her bewegliche Kolben und der parallel zur Achse des elektrischen Mo tors vorstehende Arm sind schräg zueinander ausgerichtet, wobei sich der entspre chende Schnittwinkel zwischen diesen je nach Drehstellung des Kolbens ändert. Das Verbindungselement zwischen Kolben und Armvorsprung ist stiftförmig und mit einem Ende am Kolben und mit seinem anderen Ende in einem sphärischen Lager am Armvorsprung angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpeneinheit für Druckmaschinen zu schaffen, die dahingehend verbessert ist, dass sie hinsichtlich Reibung, Ge räuschentwicklung und Wärmeerzeugung günstiger ist uni bei einem einfachen, kompakten Aufbau geringere Antriebsverluste hat, wobei Rückstände von Druckfar be in der Pumpeneinheit abführbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Pumpeneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Da bei der erfindungsgemäßen Pumpeneinheit für Druckma schinen der Motor mit variabler Drehzahl, der ein Armele ment antreibt, in der Weise angeordnet ist, daß die Dreh achse der Ausgangswelle des Motors die Drehachse des Vollkolbens in einem vorgegebenen Winkel schneidet, wird dann, wenn das Armelement durch den Motor mit variabler Drehzahl gedreht wird, die Kopplungsposition des Armele ments mit einem Verbindungselement parallel zur Drehachse des Vollkolbens verschoben.

Das Verbindungselement besitzt eine Mittelachse, die die Drehachse des Vollkolbens und die Drehachse der Ausgangs welle schneidet, so daß der Schnittwinkel der Mittelachse des Verbindungselements mit der Drehachse des Vollkolbens stets konstant ist und der Schnittwinkel der Mittelachse des Verbindungselements mit der Drehachse der Ausgangs welle veränderlich ist. Wenn daher das Verbindungselement parallel zu seiner Mittelachse längs irgendeines Verbin dungsabschnitts mit dem Vollkolben oder mit dem Armele ment gleitet, wird die Verschiebung des Kopplungsab schnitts zwischen dem Armelement und dem Verbindungsele ment an den Vollkolben übertragen, so daß die Hin- und Herbewegung auf den Vollkolben in einer zu seiner Dreh achse parallelen Richtung übertragen wird und die Drehung des Motors mit veränderlicher Drehachse ebenfalls an den Vollkolben übertragen wird, wodurch sich dieser dreht.

Das bedeutet, daß der Vollkolben einmal hin und her be wegt wird, wenn er sich aufgrund einer Drehung des Motors mit veränderlicher Drehzahl einmal dreht und daß dann, wenn sich der Vollkolben in seinen beiden Totpunkten der Hin- und Herbewegung befindet, die Saug- und Förderan schlüsse für das Fluid durch die Umfangsfläche des Voll kolbens gleichzeitig geschlossen werden, während dann, wenn sich der Kolben zu einer Seite der Zylinderbohrung bewegt, der Förderanschluß durch einen im Vollkolben ausgebildeten Ausschnitt mit der Zylinderbohrung in Ver bindung steht und dann, wenn der Vollkolben zur anderen Seite der Zylinderbohrung bewegt wird, der Sauganschluß durch den Ausschnitt mit der Zylinderbohrung in Verbin dung steht.

Bei einer solchen Bewegung des Vollkolbens werden das Ansaugen des Fluids in die Zylinderbohrung durch den Sauganschluß und das Fördern des Fluids durch den Förder anschluß wiederholt ausgeführt, ferner wird die Betriebs geschwindigkeit des Vollkolbens aufgrund der Drehzahl pro Zeiteinheit des Motors mit veränderlicher Drehzahl geän dert, weshalb auch die Fördermenge des Fluids pro Zeit einheit geändert wird.

Wenn die Pumpeneinheit mit den obenbeschriebenen Merkma len als Druckfarbenpumpe einer Druckmaschine verwendet wird, können die bei entsprechenden herkömmlichen Pumpen einheiten auftretenden Probleme beseitigt werden.

Da der Kolben nämlich über einen Übertragungsmechanismus durch den am Basiselement angebrachten Motor mit verän derlicher Drehzahl angetrieben wird, wird der Betrieb des Vollkolbens durch Anhalten des Betriebs des Motors mit veränderlicher Drehzahl angehalten, wenn bei der zugehö rigen Pumpe keine Farbförderung erforderlich ist, so daß eine unnötige gegenseitige Reibung zwischen dem Vollkol ben und dem Zylinder, in den der Vollkolben gleitend eingepaßt ist, vermieden wird, ferner wird die Wärmeer zeugung in der Pumpe aufgrund einer solchen Reibung ver hindert, so daß die Lebensdauer der Pumpe verlängert werden kann. Ferner beeinflußt in der Pumpeneinheit, die mehrere Pumpen enthält, die von einer Pumpe erzeugte Wärme die benachbarte Pumpe nicht. Der Übertragungsmecha nismus ist mit keinerlei Zahnradmechanismen versehen, so daß die Erzeugung von Geräuschen während des Pumpbetriebs wirksam verhindert werden kann, ferner wird der Übertra gungsverlust soweit wie möglich reduziert. Weiterhin wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau, in dem der Betrieb des Motors mit veränderlicher Drehzahl durch Unterbrechen der elektrischen Versorgung des Motors angehalten wird, Energie gespart.

Da ferner der Mechanismus durch Beseitigen des Mechanis mus zum Einstellen der Hin- und Herbewegung des Vollkol bens vereinfacht ist, kann die Häufigkeit der Entstehung von Defekten oder dergleichen reduziert werden, ferner ist eine einfache Wartung und Fehlerbeseitigung möglich. Weiterhin ermöglicht die konstante Hin- und Herbewegung des Vollkolbens eine Minimierung der in der Zylinderboh rung zu speichernden Farbe, so daß bei einer Druckma schine, die häufige Farbwechselvorgänge erfordert, die Menge der nutzlosen Farbe in der Zylinderbohrung auf einen minimalen Wert verringert werden kann. Da weiterhin die Einstellung der Farbfördermenge durch Verändern der Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl erfolgen kann, kann die Farbfördermenge in einem verhältnismäßig weiten Bereich erfolgen, wobei bei Verwendung eines Schrittmotors als Motor mit veränderlicher Drehzahl eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Drehzahl erzielt werden kann und daher die Farbfördermenge präzise repro duziert werden kann.

Darüber hinaus kann die Erfassungseinrichtung, die die Bewegung des Armelements erfaßt, den gewünschten Betrieb des Vollkolbens, mit dem das Armelement funktional ver bunden ist, überprüfen, ferner kann sie den gewünschten Betrieb der Pumpe selbst überprüfen, so daß ein stabiler Betrieb der Druckmaschine aufrechterhalten wird, wodurch Druckerzeugnisse hoher Qualität möglich sind. Außerdem kann die Erfassungseinrichtung eine Beschädigung der mechanischen Teile der Pumpe aufgrund einer Überlastung des Motors mit veränderlicher Drehzahl vermeiden.

Ferner kann eine Nickelbeschichtung auf den Gleitoberflä chen des Vollkolbens und des Zylinders die Beständigkeit gegen chemische Korrosion und die Beständigkeit gegen mechanischen Abrieb verbessern, so daß die Lebensdauer des Vollkolbens und des Zylinders und somit der Pumpe selbst verbessert werden. Durch den autokatalytischen Nickelbeschichtungsprozeß kann die Beschichtung entspre chend den Formen des Vollkolbens bzw. des Zylinders gleichmäßig ausgebildet werden, so daß die Oberflächenei genschaft verbessert wird.

Da das Basiselement an der Rückseite der Zylinderbohrung mit einem offenen unteren Abschnitt versehen ist, kann selbst dann, wenn durch die Zylinderbohrung Druckfarbe austritt, diese Farbe aus diesem offenen Abschnitt her ausfließen und außerhalb des Basiselements entsorgt wer den, so daß jegliche Defekte oder Schwierigkeiten, die in den Strukturelementen oder -teilen der Pumpe durch das Vorhandensein von in der Pumpe ausgetretener Farbe, bei spielsweise eine unregelmäßige Drehung des Armelements, ein rauhes Gleiten des Verbindungselements und ein rauher Betrieb des sphärischen Lagers auftreten können, und somit unregelmäßige Operationen der Pumpen und eine Be schädigung des Motors mit veränderlicher Drehzahl durch Überlastung vermieden werden können.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die beigefüg ten Zeichnungen Bezug nimmt es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Pumpeneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der in einer Basis platte acht Pumpen eingebaut sind;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1; und

Fig. 3 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht der Pumpeneinheit der Fig. 1 oder 2.

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Pumpeneinheit PU, die beispielsweise einer Druckmaschine Druckfarbe zuführt und mit acht Pumpen P versehen ist, die in eine Basisplatte 1 eingebaut sind, während Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1 ist und Fig. 3 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht im vergrößertem Maßstab eines Hauptabschnitts der in Fig. 2 gezeigten Pumpeneinheit ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist jede Pumpe P mit einem an einer Seite der Basisplatte 1 angebrachten Zylinder 2 sowie mit einem in eine Hauptbohrung 3 des Zylinders 2 eingepaßten Vollkolben 7 versehen, der sich hin und her bewegen und drehen kann.

Die Hauptbohrung 3 des Zylinders 2 besitzt ein (vorderes) Ende, das mittels eines Stopfens 6 verschlossen ist, und ist mit zwei Durchgangsbohrungen versehen, nämlich einem Sauganschluß 4 und einem Förderanschluß 5, die bei Be trachtung in Fig. 2 vertikal aufeinander ausgerichtet sind. Die Mittelachsen der beiden Anschlüsse schneiden die Mittelachse der Hauptbohrung 3. Der Sauganschluß 4 steht mit einem nicht gezeigten Farbbehälter, der als Fluidversorgungsquelle dient, über Fluidkanäle 16 und 17 in Verbindung, während der Förderanschluß 5 mit einer nicht gezeigten Farbschiene, die als Abschnitt dient, an den die Farbe geliefert wird, über einen Fluidkanal 18 in Verbindung steht, wobei diese Fluidkanäle 16, 17 und 18 in der Basisplatte 1 ausgebildet sind.

Der Vollkolben 7 ist in seinem äußeren Umfangsbereich mit einem Ausschnitt 8 versehen und ständig in der Hauptboh rung 3 des Zylinders 2 angeordnet, so daß sich der Aus schnitt 8 an einem vorderen Ende 9 auf der Einschubseite des Vollkolbens 7, die durch den Stopfen 6 verschlossen ist, befindet. Der Ausschnitt 8 stellt zwischen dem vor deren Raum der Bohrung 3 und dem Sauganschluß 4 einer seits und dem vorderen Raum der Bohrung 3 und dem Förder anschluß 5 andererseits abwechselnd bei jeder halben Umdrehung des Vollkolbens 7 in der Zylinderbohrung 3 eine Verbindung her, wobei dann, wenn sich der Vollkolben 7 in einer Drehposition befindet, in der diese Anschlüsse 4 und 5 dem Ausschnitt 8 nicht zugewandt sind, diese An schlüsse 4 und 5 gleichzeitig durch die äußere Umfangs fläche des Vollkolbens 7 verschlossen sind.

In der gezeigten Ausführungsform werden mittels eines autokatalytischen Beschichtungsprozesses auf den aneinan der gleitenden Oberflächen des Zylinders 2 bzw. des in den Zylinder 2 eingepaßten Vollkolbens 7 Nickelschichten (Ni-Schichten) ausgebildet, so daß eine Beständigkeit gegen chemische Korrosion sowie eine als Abriebbeständig keit sich auswirkende mechanische Festigkeit geschaffen wird.

Auf der anderen (hinteren) Seite der Basisplatte 1 ist an einem Gehäuse für die Anordnung eines Übertragungsmecha nismus 50 ein Motor 11 mit veränderlicher Drehzahl in der Weise befestigt, daß die Drehachse CL1 einer Ausgangs welle 12 des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl die Drehachse CL2 des Vollkolbens 7 in der Zylinderbohrung 3 in einem vorgegebenen Schnittwinkel θ schneidet. In der gezeigten Ausführungsform ist der Motor 11 mit veränder licher Drehzahl ein Schrittmotor, der durch einen nicht gezeigten Motortreiber angesteuert wird und sich dadurch mit der wählbaren geeigneten Drehzahl pro Zeiteinheit dreht.

Der in dem obigen Gehäuse 50 befindliche Übertragungs mechanismus ist so beschaffen, daß er den Vollkolben 7 aufgrund der Drehbewegung des Motors 11 mit veränderli cher Drehzahl hin und her bewegt und dreht. Der Übertra gungsmechanismus 50 enthält ein Armelement 13 mit einem an der Ausgangswelle 12 des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl befestigten Basisabschnitt 13a und einem vorste henden Armabschnitt 13b. Der Übertragungsmechanismus 50 enthält außerdem ein Verbindungselement 14, welches das freie Ende des Armelements 13, d. h. den vorstehenden Armabschnitt 13b mit dem hinteren Ende 10, d. h. dem rech ten Ende in Fig. 2 des Vollkolbens 7 verbindet. Das Arm element 13 steht von einem Abschnitt des Basisabschnitts 13a in einem Abstand von der Drehachse CL1 der Ausgangs welle 12 in einer hierzu im wesentlichen parallelen Rich tung nach vorn vor, so daß es mit dem hinteren Ende 10 des in die Zylinderbohrung 3 eingepaßten Vollkolbens 7 nicht in Konflikt gelangt.

Das Verbindungselement 14 ist mit einem Ende mit dem Vollkolben (7) in der Weise verbunden, daß die Mittel achse CL3 des Verbindungselements 14 die Drehachse CL2 des Vollkolbens 7 stets mit einem vorgegebenen Winkel, in der gezeigten Ausführungsform beispielsweise 90°, schnei det, während sein anderes Ende mit dem vorstehenden Arm abschnitt 13b des Armelements 13 über ein sphärisches Lager 15 verbunden ist, so daß der Kopplungswinkel frei veränderbar ist, d. h. der Schnittwinkel der Achse CL3 in bezug auf die Achse CL1 der Ausgangswelle 12 des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl ist frei veränderbar (im Bereich vom minimalen Winkel α bis zum maximalen Winkel β in der gezeigten Ausführungsform). Das Verbindungselement 14 ist so verbunden, daß es an einem der Kopplungsab schnitte entweder mit dem Vollkolben 7 oder mit dem Arm element 13 in einer zur Achse CL3 parallelen Richtung gleiten kann, wobei das Verbindungselement 14 in der gezeigten Ausführungsform so gekoppelt ist, daß es im Kopplungabschnitt mit dem Armelement 13 in der zur Achse CL3 parallelen Richtung gleiten kann.

Dieser Schnittwinkel zwischen der Mittelachse CL3 des Verbindungselements 14 und der Mittelachse CL1 der Aus gangswelle 12 ist so festgelegt, daß der Schnittwinkel in den zwei Drehpositionen des Vollkolbens 7, in denen der Sauganschluß 4 und der Förderanschluß 5 gleichzeitig geschlossen sind, minimal (α) oder maximal (β) ist.

Die Anordnung der beiden Anschlüsse 4 und 5 und des Aus schnitts 8 weist eine Beziehung auf, derart, daß sowohl der Sauganschluß 4 als auch der Förderanschluß 5 ge schlossen sind, wenn sich bei einer Hin- und Herbewegung des Vollkolbens 7, die durch eine Umdrehung des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl bewirkt wird, der Vollkolben 7 in den beiden Totpunkten befindet, während andernfalls, wenn sich der Vollkolben 7 von einem (vorderen) Ende zum anderen (hinteren) Ende der Zylinderbohrung 3 bewegt, der Sauganschluß 4 mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 über den Ausschnitt 8 in Verbindung steht, während dann, wenn sich der Vollkolben 7 von der anderen (hinteren) Seite zur einen (vorderen) Seite bewegt, der Förderan schluß 5 mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 über den Ausschnitt 8 in Verbindung steht.

Ferner kann in dem Gehäuse, in dem der Übertragungsmecha nismus 50 angeordnet ist, eine Erfassungseinrichtung 19 für die Erfassung der Position des Raumelements 13 so vorgesehen sein, daß die Erfassungseinrichtung 19 der Drehfläche des Armelements 13 zugewandt ist, wie in Fig. 2 oder 3 durch die Zweipunkt-Strichlinie gezeigt ist. In der gezeigten Ausführungsform kann die Erfassungseinrich tung 19 einen Annäherungsschalter enthalten, der so be schaffen ist, daß er erfaßt, wenn das Armelement 13 eine nahe Position erreicht, wobei er ein diesen Sachverhalt repräsentierendes Signal aussendet. Ferner ist es mög lich, einen Durchgangsabschnitt 20 zur Basisplatte 1 auszubilden, der dem unteren Abschnitt der Öffnung der Zylinderbohrung 3 auf seiten des Motors 11 mit veränder licher Drehzahl entspricht.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemä ßen Pumpeneinheit anhand der gezeigten Ausführungsform beschrieben.

Wenn in dem obenbeschriebenen Aufbau der Motor 11 mit veränderlicher Drehzahl durch den nicht gezeigten Motor treiber angesteuert wird und in dem durch die durchgezo genen Linien in den Fig. 2 und 3 gezeigten Zustand die Ausgangswelle 12 des Motors 11 in Richtung des Pfeils X in Fig. 3 gedreht wird, wird das Armelement 13 in die gleiche Richtung X gedreht.

Hierbei wird das Verbindungselement 14 zunächst zu einer Gleitbewegung parallel zur Achse CL3 des Verbindungsele ments 14 angetrieben, wobei der Kopplungswinkel im Kopp lungsabschnitt durch das sphärische Lager 15 zwischen dem Verbindungselement 14 und dem Armelement 13 geändert wird, anschließend wird das Verbindungselement 14 aus der durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 gezeigten Positi on in die durch die Zweipunkt-Strichlinie gezeigte Posi tion verschoben.

Entsprechend dieser Verschiebung wird der Vollkolben 7 geradlinig um die Verschiebungslänge L zu der einen (vorderen) Seite der Zylinderbohrung 3 verschoben, gleichzeitig wird der Vollkolben 7 in Richtung des Pfeils Y in Fig. 3 gedreht, so daß der Ausschnitt 8 dem Förder anschluß 5 zugewandt ist und daher der Förderanschluß 5 mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 in Verbindung steht. Dann wird der Vollkolben 7 um eine halbe Umdrehung weitergedreht und nimmt eine Position ein, die dem in Fig. 3 gezeigten Zustand entgegengesetzt ist, wodurch der Förderanschluß 5 durch die Umfangsfläche des Vollkolbens 7 verschlossen ist. Während dieser Drehung des Vollkol bens 7 wird der Sauganschluß 4 durch die Umfangsfläche des Vollkolbens 7 geschlossen gehalten, so daß ein in der Zylinderbohrung 3 befindliches Fluid durch den Förderan schluß 5 entleert wird.

Anschließend wird das Verbindungselement 14 im wesentli chen auf die gleiche Weise wie oben beschrieben im Kopp lungsabschnitt durch das sphärische Lager 15 zwischen dem Verbindungselement 14 und dem Armelement 13 gleitend verschoben und anschließend aus der durch die Zweipunkt- Strichlinie gezeigten Position in die durch die durchge zogene Linie in Fig. 2 gezeigte Position geschoben.

Entsprechend dieser Verschiebung wird der Vollkolben 7 geradlinig um eine Verschiebungslänge L zur anderen (hinteren) Seite der Zylinderbohrung 3 verschoben, gleichzeitig wird der Vollkolben 7 in Richtung des Pfeils Y in Fig. 3 gedreht, so daß der Ausschnitt 8 dem Saugan schluß 4 zugewandt ist und somit der Sauganschluß 4 mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 in Verbindung steht. Dann wird der Vollkolben 7 um eine halbe Umdrehung weitergedreht und nimmt die in Fig. 3 gezeigte Position ein, d. h. eine Position, die der durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 gezeigten Position entgegengesetzt ist, wobei der Sauganschluß 4 durch die Umfangsfläche des Vollkolbens 7 erneut verschlossen wird. Während dieser Drehung des Vollkolbens 7 wird der Förderanschluß 5 durch die Umfangsfläche des Vollkolbens 7 geschlossen gehalten, so daß ein in der Zylinderbohrung 3 befindliches Fluid durch den Sauganschluß 4 in die Zylinderbohrung 3 gesaugt wird.

Diese Operationen werden bei jeder Umdrehung des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl ausgeführt, so daß das Fluid abwechselnd in die Zylinderbohrung 3 gesaugt und aus ihr entleert wird. Folglich können die Häufigkeiten der Saug- und Entleerungsvorgänge pro Zeiteinheit in verhältnismäßig weiten Bereichen durch Änderung der Dreh zahl pro Zeiteinheit des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl geändert werden, weshalb die Fördermenge des Fluids pro Zeiteinheit ebenfalls in einem verhältnismäßig weiten Bereich geändert werden kann.

Weiterhin wird der Motor 11 mit veränderlicher Drehzahl in dem Fall, in dem er ein Schrittmotor ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, durch Impulssi gnale, d. h. durch eine digitale Steuervorrichtung gesteu ert, so daß eine sehr gut reproduzierbare Steuerung aus geführt wird, die für eine Pumpe einer Druckmaschine äußerst nützlich ist.

Andererseits ist es in dem Fall, in dem die Erfassungs einrichtung 19 vorgesehen ist, möglich, zu erfassen und zu prüfen, ob das Armelement 13 die Drehbewegung ausführt oder nicht, wobei es entsprechend einer solchen Prüfung der Drehbewegung des Armelements 13 möglich wird zu prü fen, ob der Vollkolben 7 tatsächlich betätigt wird oder nicht, was wiederum dazu führt, daß eine anomale Be triebsbedingung der Pumpe P und die Überlastung des Mo tors 11 mit veränderlicher Drehzahl in Verbindung mit Funktionsanomalien früher erkannt werden.

Weiterhin kann in dem Fall, in dem im unteren Abschnitt der Öffnung der Hauptzylinderbohrung 3 des Zylinders 2 der geöffnete Abschnitt 20 für die Basisplatte 1 vorgese hen ist, das durch diesen Durchgangsabschnitt 20 austre tende Fluid aus der Pumpe P herausgeführt werden und dann beispielsweise in einer Wanne 21 zurückgewonnen werden, selbst wenn das Fluid in der Zylinderbohrung 3 durch die andere (hintere) Seite austritt, so daß eine solche Ano malie einfach behoben werden kann.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Pum peneinheit PU mit acht Pumpen P ausgerüstet, die in die einzige Basisplatte 1 eingebaut sind. Wenn eine solche Pumpeneinheit PU als Druckfarbenzuführungs-Pumpeneinheit für Druckmaschinen verwendet wird, wird eine Druckfläche parallel zur Bewegungsrichtung eines zu bedruckenden Materials wie etwa Papier, Tuch, Filmmaterial usw. in Abschnitte unterteilt, wobei jedem Abschnitt des zu be druckenden Materials die Druckfarbe durch die entspre chende Pumpe zugeführt wird, so daß sich eine kompakte und vorteilhafte Druckmaschine ergibt.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform eingeschränkt, viel mehr sind viele verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne vom Umfang abzuweichen, der durch die bei gefügten Ansprüche angegeben ist.

Claims

1. Pumpeneinheit für Druckmaschinen, mit einem Basiselement (1) und mehreren Pumpen (P), die in das Basiselement (1) eingebaut sind, wobei jede Pumpe aufweist:

- ein Zylinderelement (2), das am Basiselement (1) angebracht ist und mit einer Hauptbohrung (3) versehen ist, die an einem Ende verschlossen ist und sich in axialer Richtung des Zylinderelements (2) erstreckt, sowie mit einem Sauganschluss (4) und einem Förderanschluss (5), deren Mittelachsen die Mittelachse (CL2) der Hauptbohrung (3) in derselben Ebene kreuzen,
- einen Vollkolben (7), der in die Hauptbohrung (3) des Zylinderelements (2) in der Weise eingeschoben ist, dass das andere Ende der Hauptbohrung (3) stets verschlossen und der Vollkolben (7) darin hin und her bewegt werden kann und drehbar ist,
- einen Motor (11) mit veränderlicher Drehzahl, der am Basiselement (1) angebracht ist und eine Ausgangswelle (12) aufweist, deren Mittelachse (CL1) die Drehachse (CL2) des Vollkolbens (7) in einem vorgegebenen Winkel (θ) schneidet und
- einen Übertragungsmechanismus (50), der zwischen dem Vollkolben (7) und dem Motor (11) mit veränderlicher Drehzahl angeordnet ist und die Ausgangsleistung des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl an den Vollkolben (7) überträgt, wobei

der Übertragungsmechanismus (50) ein Armelement (13), das an der Ausgangswelle (12) des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl angebracht ist, und einen Abschnitt (13b) aufweist, der zum Vollkolben (7) vorsteht und von der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) beabstandet ist, sowie ein Verbindungselement (14) enthält, das mit einem Ende mit dem Vollkolben (7) gekoppelt und mit dem anderen Ende über ein sphärisches Lager (15) mit dem Armelement (13) gekoppelt ist,
der Vollkolben (7) an seinem Einschubende mit einem Ausschnitt (8) versehen ist,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der Sauganschluss (4) und der Förderanschluss (5) durch zwei Abschnitte der äußeren Umfangsfläche des Vollkolbens (7), die durch eine halbe Umdrehung des Vollkolbens (7) voneinander getrennt sind, gleichzeitig verschließbar sind und durch zwei andere Abschnitte der äußeren Umfangsfläche des Vollkolbens (7), die von den beiden obigen Abschnitten um im wesentlichen 90° entfernt sind, über den Ausschnitt (8) abwechselnd mit der Hauptbohrung (3) verbunden sind;
- dass das Verbindungselement (14) eine Mittelachse (CL3) aufweist, die die Drehachse (CL2) des Vollkolbens (7) und die Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) in der Weise schneidet, dass der Schnittwinkel der Mittelachse (CL3) des Verbindungs elements (14) mit der Drehachse (CL2) des Vollkolbens (7) stets konstant ist und der Schnittwinkel (α, β) der Mittelachse (CL3) des Verbindungselements (14) mit der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) veränderlich ist, und
- dass das Basiselement (1) einen geöffneten Abschnitt (20) aufweist, der im Wesent lichen unterhalb des dem Übertragungsmechanismus (50) zugewandten Ende der Hauptbohrung (3) des Zylinderelements (2) angeordnet ist.

2. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14) dann, wenn der Ausschnitt (8) des Vollkolbens (7) so positioniert ist, dass sowohl der Sauganschluss (4) als auch der Förderanschluss (5) durch die Umfangsfläche des Vollkolbenelements (7) in zwei Drehphasen geschlossen sind, so angeordnet ist, dass die Schnittwinkel seiner Mittelachse (CL3) mit der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) minimal (α) oder maximal (β) ist.

3. Pumpeneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Vollkolben (7) aufgrund einer Umdrehung des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl eine Umdrehung ausführt und dabei einmal hin und her bewegt wird und
der Sauganschluss (4) und der Förderanschluss (5) in den Zeitpunkten, in denen sich der Vollkolben (7) in den beiden Totpunkten einer Hin- und Herbewegung befindet, geschlossen sind und der Sauganschluss (4) und der Förderanschluss (5) durch den Ausschnitt (8) in zwei weiteren Abschnitten, die von den beiden obigen Abschnitten verschieden sind, abwechselnd mit der Hauptbohrung (3) in Verbindung gebracht werden.

4. Pumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erfassungseinrichtung (19) so angeordnet ist, dass sie einem Drehbereich des Armelements (13) zugewandt ist, das durch den Motor (11) mit veränderlicher Drehzahl gedreht wird, so dass die Bewegung des Armelements (13) erfasst werden kann.

5. Pumpeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (19) ein Annäherungsschalter ist, der eine Annäherung des Armelements (13) erfasst.

6. Pumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenseitig aneinander gleitenden Einpassoberflächen des Zylinderelements (2) und des Vollkolbenelements (7) autokatalytisch sind.

7. Pumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Längsachse der Hauptbohrung (3) so unter einem Winkel bezüglich einer Horizontalen geneigt ist, dass das von dem Übertragungsmechanismus (50) abge wandte Ende der Hauptbohrung (3) tiefer als deren dem Übertragungsmechanismus (50) zugewandten Ende angeordnet ist.

8. Pumpeneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit veränderlicher Drehzahl ein Schrittmotor (11) ist.