DE19616125A1 - Spherical piston pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kugelkolbenpumpe zum Fördern un terschiedlichster Medien in einem weiten Anwendungsbereich.The invention relates to a ball piston pump for conveying un various media in a wide range of applications.
Kugelkolbenpumpen arbeiten nach dem Verdrängungsprinzip ähn lich der Hubkolbenpumpen, aber mit einer verbesserten Förder kennlinie, die einer idealen Sinusform entspricht. Sie benö tigen außerdem keine Ventile für eine Umkehr der Förderrich tung.Ball piston pumps work similarly on the principle of displacement Lich the piston pumps, but with an improved delivery characteristic curve that corresponds to an ideal sinusoidal shape. You need there are also no valves for reversing the conveying direction tung.
Obwohl Kugelkolbenpumpen seit langem bekannt sind, be schränkte sich ihr bisheriger Einsatz auf Sonderanwendungen. Die Ursache lag in der aufwendigen präzisen Fertigung, um die Reibungs- und Dichtungsprobleme auf ein vertretbares Maß zu reduzieren. Besondere Probleme bereitete die Herstellung der zahlreichen sphärischen Oberflächen in geringen Toleranzen.Although ball piston pumps have been known for a long time, be their previous use was limited to special applications. The reason was the elaborate, precise production, in order to Friction and sealing problems to an acceptable level to reduce. The production of the numerous spherical surfaces in small tolerances.
Aufgrund der durch die Kugelbauart einleuchtenden drucktech nischen Vorteile, wurde die Kugelkolbenpumpe immer wieder Ge genstand von Erfindungen, ohne daß wesentliche Qualitätsstei gerungen gegenüber anderen Pumpenarten, wie Kreisel-, Hubkol ben- oder Umlaufkolbenpumpen erreicht werden konnten.Due to the printing tech nical advantages, the ball piston pump was repeatedly Ge subject of inventions without significant quality increase wrestled against other types of pumps, such as centrifugal, reciprocating ben or circulation piston pumps could be achieved.
Die DE PS 808 915 beschreibt eine Vierkammer- Kugelkolbenpum pe, welche ähnlich einem Kardangelenk arbeitet. Sie besteht aus einem kugelförmigen Hohlkörper, in den eine Antriebswelle und eine, zu dieser geneigt angeordneten, Blindwelle ragt. Beide Wellen sind mit orthogonal zueinander angeordneten Schiebern versehen, die einen Kugelkolben in Drehung verset zen. Die Schieber gleiten dabei in Ausnehmungen des Kugelkol bens, so daß vier Kammern entstehen, die bei einer Umdrehung nacheinander vergrößert und verkleinert werden und so das Me dium von einem Einlaßkanal in einen Auslaßkanal pumpen.DE PS 808 915 describes a four-chamber ball piston pump pe, which works similar to a universal joint. she consists from a spherical hollow body, into which a drive shaft and a blind wave, which is arranged at an angle to this, protrudes. Both waves are arranged orthogonally to each other Provide sliders that set a ball piston in rotation Zen. The slides slide into recesses in the spherical piston bens, so that four chambers arise, which with one revolution successively enlarged and reduced and so the me Pump dium from an inlet duct into an outlet duct.
Damit die Pumpe auch für große Drücke ausgelegt werden kann, müssen die Dichtungsflächen zwischen den Schiebern und den Ausnehmungen in dem Kugelkolben sehr breit ausgeführt werden, was zu einer Verkleinerung der wirksamen Kammervolumen führt. So that the pump can also be designed for high pressures, the sealing surfaces between the slides and the Recesses in the ball piston are made very wide, which leads to a reduction in the effective chamber volume.
Ein weiterer Nachteil derartiger Pumpen besteht darin, daß die Reibungsflächen zwischen den Kolbenausnehmungen und den Schiebern der Kraftübertragung dienen, wodurch die Reibung weiter erhöht wird und eine große Wärmewirkung in Kauf genom men werden muß.Another disadvantage of such pumps is that the friction surfaces between the piston recesses and the Sliders serve to transmit power, reducing friction is further increased and a great heat effect in buying genom must be.
Eine andere Bauweise der Kugelkolbenpumpe beschreibt die DE PS 10 10 834. Auf einer durchgehenden Antriebsachse ist ein Kugelkörper befestigt, in dem in Nuten, längs der Meridianen des Kugelkörpers, Kolben geführt werden, welche gelenkig an einem Führungsring angeordnet sind, dessen Achse gegenüber der Antriebsachse um einen Winkel geneigt ist. Durch eine Drehbewegung der Antriebsachse werden die Kolben in den Nuten des Kugelkörpers hin und her bewegt.Another design of the ball piston pump describes the DE PS 10 10 834. On a continuous drive axle is a Ball body attached, in the grooves, along the meridians of the spherical body, pistons are guided, which are articulated to a guide ring are arranged, the axis opposite the drive axis is inclined at an angle. By a Rotary motion of the drive axis will cause the pistons to be in the grooves of the spherical body moved back and forth.
Diese Bauart vereinigt die Vorteile der Kugelkolbenpumpe mit denen einer Hubkolbenpumpe. Der Nachteil besteht darin, daß die Leistungssteigerung der Pumpe durch einen erhöhten Raum bedarf der gesamten Pumpenanordnung erreicht wird. Der wirk same Arbeitsraum der Kammern konnte nicht wesentlich vergrö ßert werden, und zur Führung der radial eingreifenden Kolben sind zum Ausgleich der Radialkräfte zusätzliche Gegenkräfte aufzubringen. Dadurch, daß die Kolben von außen in die Ar beitsräume des Kugelkörpers geführt werden, erhöhen sich die Reibungs- und Dichtungsprobleme.This design combines the advantages of the ball piston pump those of a reciprocating pump. The disadvantage is that the performance increase of the pump through an increased space requires the entire pump arrangement is achieved. The real one same working space of the chambers could not be increased significantly ßert, and to guide the radially engaging piston are additional counterforces to balance the radial forces to apply. The fact that the pistons from the outside in the Ar beitsraum of the spherical body, the increase Friction and sealing problems.
In der DE OS 15 53 165 wurde die Kugelkolbenpumpe, die auch als Kugelmotor betrieben werden kann, dahingehend vereinfacht und verbessert, indem der Kugelkolben zu einer Taumelscheibe reduziert wurde. In einem kugelförmigen Gehäuse rotiert ein Kreuzgelenk-Drehkolben, der aus einer Kreisscheibe besteht, die zwischen zwei orthogonal zueinander ausgerichteten Halb kreisscheiben gelenkig angeordnet ist. Die Kreisscheibe und die beiden Halbkreisscheiben sind in ihrem Radius so groß ausgeführt, daß sie das kugelförmige Gehäuse voll ausfüllen und somit in vier Kammern aufteilen. Jede der beiden Halb kreisscheiben ist radial in ihrer Mitte mit einem Achsstutzen versehen, von denen der eine als Antriebsachse dient und der andere blind ausgeführt ist.In DE OS 15 53 165 the ball piston pump, which also can be operated as a spherical motor, simplified to that effect and improved by turning the ball piston into a swash plate was reduced. Rotates in a spherical housing Universal joint rotary piston, which consists of a circular disc, the half between two orthogonally aligned circular discs is articulated. The circular disc and the radius of the two semicircular disks is so large executed that they completely fill the spherical housing and thus divide it into four chambers. Each of the two halves circular discs is radial in the middle with an axle socket provided, one of which serves as the drive axle and the others are blind.
Werden die so gebildeten Drehachsen der beiden Halbkreis scheiben in einem Winkel zueinander geneigt, entsteht bei Ro tation der Achsen eine taumelnde Bewegung der Kreisscheibe und die vier Kammern werden bei einer Umdrehung nacheinander vergrößert und verkleinert.Are the axes of rotation of the two semicircles thus formed slices at an angle to each other, is the result of Ro tation of the axes a wobbling movement of the circular disc and the four chambers become one after the other in a revolution enlarged and reduced.
Der Nachteil dieser Kugelpumpe (bzw. Kugelmotor) besteht in der hohen Belastung und dem damit verbundenen Verschleiß in den Gelenken zwischen der Taumelscheibe und den antreibenden Halbkreisscheiben. Da die Gelenke gleichzeitig der Kraftüber tragung dienen, überlagern sich Reibungskräfte und Drehmo mente.The disadvantage of this ball pump (or ball motor) is the high load and the associated wear in the joints between the swashplate and the driving ones Semicircular discs. Because the joints are simultaneously the force support, superimposed frictional forces and torque ment.
In den praktischen Anwendungen von Kugelkolbenpumpen mit Tau melscheiben bestehen die Gelenke aus Gleitflächen, wobei die Halbkreisscheiben an der Kante entlang ihrem Durchmesser zy linderförmig abgerundet sind und in entsprechende gewölbte Nu ten an der Taumelscheibe eingreifen. Da diese Gelenke, insbe sondere bei hohen Drehzahlen und/oder hohen Drücken, sehr großen Verschleißerscheinungen unterliegen, ist die Anwendung dieser Pumpen begrenzt.In the practical applications of ball piston pumps with rope the discs consist of sliding surfaces, the Semicircular discs on the edge along their diameter zy are rounded linden-shaped and in corresponding domed nu engage the swashplate. Since these joints, esp especially at high speeds and / or high pressures, very much application is subject to major signs of wear of these pumps limited.
Zur Erhöhung der Lebensdauer solcher Pumpen wird deshalb, z. B. nach der DE OS 43 40 692 vorgeschlagen, die Reibungsflä chen an diesen Gelenken oder alle reibenden Teile der Kugel kolbenpumpe mit einer verschleißfesten Keramik zu beschich ten. Diese Technologie ist sehr aufwendig und führt zu einem hohen Preis, welcher einer breiten Anwendung dieser Kugelkol benpumpen entgegen steht.To increase the service life of such pumps, e.g. B. proposed by DE OS 43 40 692, the friction surface chen on these joints or all rubbing parts of the ball to coat the piston pump with a wear-resistant ceramic This technology is very complex and leads to one high price, which is a wide application of this Kugelkol is opposed to pumping.
Außerdem müssen bei den bekannten Kugelkolbenpumpen mit Tau melscheiben die zylinderförmigen Gleitflächen, wenn sie gro ßen Drücken standhalten und eine ausreichende Dichtwirkung gewährleisten sollen, sehr breit ausgeführt werden, was den wirksamen Arbeitsraum der Pumpe verringert und ihren Wir kungsgrad verschlechtert.In addition, in the known ball piston pumps with rope the cylindrical sliding surfaces if they are large Withstand high pressures and a sufficient sealing effect to ensure that what is carried out is very broad effective working space of the pump is reduced and its us efficiency deteriorated.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kugelkolbenpumpe zu schaffen, welche einfach und verschleißarm im Aufbau ist, einen hohen Wirkungsgrad besitzt und einen universalen Anwen dungsbereich für unterschiedlichste Drücke und Medien zuläßt.It is therefore an object of the invention to provide a ball piston pump to create which is simple and low-wear in construction, has a high efficiency and a universal application range for different pressures and media.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des 1. Pa tentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The task is inventively with the features of the 1st Pa claim resolved. Advantageous further developments and Refinements are the subject of the dependent claims.
Nach dem Grundgedanken der Erfindung dreht sich in einem ku gelförmigen Arbeitsraum ein flügelartiger Kolben und voll führt dabei gleichzeitig eine Hin- und Herbewegung. Die Um formung der Drehbewegung einer Antriebswelle in eine drehende und pendelnde Bewegung des Kolbens erfolgt durch sich drehen de und ineinandergreifende Arbeitselemente innerhalb des ku gelförmigen Arbeitsraumes.According to the basic idea of the invention rotates in a ku gel-shaped work area a wing-like piston and full performs a back and forth movement at the same time. The order Forming the rotary motion of a drive shaft into a rotating one and oscillating movement of the piston takes place by turning de and interlocking work elements within the ku gel-shaped work space.
Die Kugelkolbenpumpe ist sehr kompakt und druckfest aufge baut. In den kugelförmigen Arbeitsraum führen nur eine An triebswelle und die notwendigen Einlaß- und Auslaßkanäle.The ball piston pump is very compact and pressure-resistant builds. Only one type leads into the spherical work area drive shaft and the necessary inlet and outlet channels.
Die Antriebswelle ist fest mit einer relativ schmalen An triebsscheibe verbunden, die den Kolben, im weiteren Drehkol ben genannt, längs in zwei Hälften teilt und innerhalb des Drehkolbens pendelnd bewegbar ist. Der Drehkolben besitzt achsensymmetrisch zwei Flügel und ist in seiner Drehachse mit Hilfe eines abdichtenden Kolbenführungselementes in einem Führungsring drehbar gelagert. Der Führungsring ist ebenfalls drehbar in einem Durchmesser des kugelförmigen Arbeitsraumes der Kugelkolbenpumpe gelagert, jedoch mit einer ortsfesten Drehachse. Er teilt den kugelförmigen Arbeitsraum in zwei gleich große halbkugelförmige Arbeitskammern auf, so daß ein Flügel des Drehkolbens in eine Arbeitskammer und der andere Flügel des Drehkolbens in die andere Arbeitskammer ragt.The drive shaft is fixed with a relatively narrow on drive pulley connected to the piston, in the further rotary piston called ben, divided lengthways into two halves and within the Rotary piston is oscillating. The rotary piston has axisymmetric two wings and is in its axis of rotation With the help of a sealing piston guide element in one Guide ring rotatably mounted. The guide ring is also rotatable in a diameter of the spherical working space the ball piston pump, but with a fixed one Axis of rotation. It divides the spherical workspace into two equally large hemispherical working chambers, so that a Wing of the rotary lobe into one working chamber and the other Wing of the rotary piston protrudes into the other working chamber.
Über die Antriebswelle und die Antriebsscheibe wird der Dreh kolben zusammen mit dem Führungsring in Drehungen versetzt, wobei sich ein Flügel des Drehkolbens in der einen Arbeits kammer und der andere Flügel in der anderen Arbeitskammer dreht. Die Form der Flügel ist dabei derart gestaltet, daß sie dichtend an den halbkugelförmigen Innenräumen der Kammern entlanggleiten. Der Einsatz zusätzlicher Dichtungsmittel, z. B. Kolbenringe, ist möglich.The rotation is via the drive shaft and the drive pulley piston rotates together with the guide ring, with a wing of the rotary piston working in one chamber and the other wing in the other working chamber turns. The shape of the wing is designed such that they seal against the hemispherical interior of the chambers slide along. The use of additional sealants, e.g. B. Piston rings is possible.
Eine pendelnde bzw. taumelnde Wirkung des Drehkolbens wird dann erzeugt, wenn die Antriebswelle zusammen mit der Dreh achse der Antriebsscheibe gegenüber der Drehachse des Füh rungsringes um einen Winkel α < 90° geneigt ist. Jetzt pen delt die Antriebsscheibe, die durch die Antriebswelle zwangs geführt ist, in dem Drehkolben und der Drehkolben pendelt mit Hilfe des Kolbenführungselementes in dem Führungsring, wel cher wiederum innerhalb des kugelförmigen Arbeitsraumes zwangsgeführt ist.There is a swinging or tumbling effect of the rotary lobe then generated when the drive shaft along with the rotation axis of the drive pulley opposite the axis of rotation of the Füh ring is inclined by an angle α <90 °. Pen now delt the drive pulley, which is forced by the drive shaft is guided, oscillates in the rotary piston and the rotary piston Help of the piston guide element in the guide ring, wel cher in turn within the spherical work space is forced.
Die Bewegung des Drehkolbens ist mit der Bewegung der Taumel scheibe der Kugelkolbenpumpen nach dem Stand der Technik zu vergleichen. Der Unterschied besteht aber in den Mitteln, mit denen diese taumelnde Bewegung erzeugt wird. Bei der Taumel scheibe erfolgt die Kraftübertragung durch relativ schmale Gleitgelenkflächen, welche, will man große Drücke und Kräfte übertragen, relativ breit ausgeführt werden müssen, was auf Kosten des wirksamen Arbeitsvolumens geht.The movement of the rotary piston is with the movement of the wobble disc of the ball piston pumps according to the state of the art to compare. The difference is in the means with to which this wobbling motion is generated. At the tumble the power transmission takes place through relatively narrow Sliding joint surfaces, which one, want great pressures and forces transferred, must be run relatively broad, what on Cost of the effective work volume goes.
In der erfindungsgemäßen Lösung wird in den Kolben eine schmale pendelnde Antriebsscheibe, die mit relativ breiten Kraftübertragungsflächen ausgerüstet werden kann, eingesetzt. Auf diese Art und Weise wird der Arbeitsraum optimal ausge nutzt und die Reibung kann an dieser Stelle durch geeignete zusätzliche Mittel, z. B. Kugeln, und/oder eine gesonderte Schmierung verringert werden.In the solution according to the invention, a narrow oscillating drive pulley with relatively wide Power transmission surfaces can be used. In this way, the work space is optimally designed uses and the friction can at this point by suitable additional funds, e.g. B. balls, and / or a separate Lubrication can be reduced.
Durch die drehende und pendelnde Bewegung des Drehkolbens wird das zu fördernde Medium von einem Einlaßkanal (Ansaugen) zu einem Auslaßkanal (Ausstoßen) bewegt. Dieser Vorgang läuft synchron in den beiden halbkugelförmigen Arbeitskammern ab, wobei jede der Arbeitskammern mit je einem Einlaßkanal und einem Auslaßkanal versehen ist und die Arbeitskammern durch jeweils einen Flügel des Drehkolbens in zwei Förderkammern aufgeteilt werden. Der Einlaß- und der Auslaßkanal wird der art in die Arbeitskammer geführt, daß bei Bewegung des Dreh kolbens immer nur ein Kanal pro Förderkammer freigegeben ist.Due to the rotating and oscillating movement of the rotary piston the medium to be pumped is fed from an inlet channel (suction) moved to an outlet channel (ejection). This process is ongoing synchronously in the two hemispherical working chambers, each of the working chambers with an inlet channel and an outlet channel is provided and through the working chambers one wing of the rotary lobe each in two delivery chambers be divided. The inlet and outlet channels become the Art led into the working chamber that when the rotation piston is only ever released one channel per delivery chamber.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Kugelkolbenpumpe an
Hand der Stellung des Drehkolbens bzw. der Winkelstellung des
Führungsringes bei 0°, 90° und 180° beschrieben. Betrachtet
wird jeweils nur eine der beiden analog aufgebauten halbku
gelförmigen Arbeitskammern:
0°: Die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung ist durch den
Flügel des Drehkolbens geschlossen. Die 1. Förderkam
mer besitzt ein minimales Fördervolumen und die 2.
Förderkammer ein maximales Fördervolumen.
90°: Die Einlaßöffnung ist geöffnet und das Medium strömt
in die sich vergrößernde 1. Förderkammer. Die Aus
laßöffnung ist geöffnet und das Medium strömt aus der
sich verkleinernden 2. Förderkammer.
180°: Beide Öffnungen sind geschlossen. Die 1. Förderkammer
besitzt ein maximales Fördervolumen und die 2. Förder
kammer ein minimales Fördervolumen. Die Stellung des
Drehkolbens ist analog wie bei 0°, nur daß beide För
derkammern gegeneinander vertauscht sind.The operation of the ball pump is described below using the position of the rotary piston or the angular position of the guide ring at 0 °, 90 ° and 180 °. Only one of the two semi-spherical working chambers with the same structure is considered:
0 °: The inlet opening and the outlet opening are closed by the wing of the rotary piston. The 1st delivery chamber has a minimum delivery volume and the 2nd delivery chamber has a maximum delivery volume.
90 °: The inlet opening is open and the medium flows into the enlarging 1st delivery chamber. The outlet opening is open and the medium flows out of the shrinking 2nd delivery chamber.
180 °: Both openings are closed. The 1st delivery chamber has a maximum delivery volume and the 2nd delivery chamber has a minimum delivery volume. The position of the rotary lobe is analogous to that at 0 °, except that both För derkammern are interchanged.
Obwohl in der vorliegenden Erfindung der Aufbau und die Ar beitsweise einer Pumpe beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann naheliegend, die gleiche Anordnung auch als einen Motor zu verwenden.Although in the present invention, the structure and the ar was described for a pump, it is for one Obviously a specialist, the same arrangement as one Motor to use.
Durch den neuartigen Aufbau der Kugelkolbenpumpe, ihrer cha rakteristischen sinusförmigen Kennlinie und ihren konstrukti onsbedingten Eigenschaften ist sie vielfältig einsetzbar. Ihr Hauptanwendungsbereich ist der der Hubkolbenpumpe gleichzu stellen, jedoch mit erheblich höheren Leistungswerten.Due to the new design of the ball piston pump, its cha characteristic sinusoidal characteristic and its constructi ons-related properties, it can be used in a variety of ways. your The main area of application is that of the reciprocating pump but with significantly higher performance values.
Durch die pendelnde, schraubenförmige Bewegung des Drehkolbens ist die Kugelkolbenpumpe besonders auch für die Förderung hochviskoser Flüssigkeiten oder Flüssigkeiten mit festen Be standteilen geeignet. Due to the oscillating, helical movement of the rotary piston the ball piston pump is particularly suitable for conveying highly viscous liquids or liquids with solid loading suitable parts.
Werden zwei Kugelkolbenpumpen nach der Erfindung parallel, aber in ihrer Förderkennlinie um 90° versetzt betrieben, er hält man einen kontinuierlichen Förderstrom.If two ball piston pumps according to the invention are in parallel, but operated in their conveying characteristic offset by 90 °, he you keep a continuous flow.
Über die Drehzahl ist die Kugelkolbenpumpe kontinuierlich steuerbar. Eine weitere Steuermöglichkeit wäre denkbar, wenn der Winkel der Antriebsachse zur Drehachse des Kolbenfüh rungsringes veränderbar gestaltet wird.The ball piston pump is continuous via the speed controllable. Another tax option would be conceivable if the angle of the drive axis to the axis of rotation of the piston guide ring is designed to be changeable.
Durch das konstruktionsbedingte Zweikammersystem mit getrenn ten Ein- und Auslaßkanälen können zwei gleiche oder auch un terschiedliche Medien synchron gefördert oder aber auch ge mischt werden.Due to the design-related two-chamber system with separate th inlet and outlet channels can be the same or un Different media promoted synchronously or also ge to be mixed.
Die erfindungsgemäße Kugelkolbenpumpe besitzt einen großen Anwendungsbereich. Sie ist einsetzbar in der Labor- und Medi zintechnik z. B. als Mikropumpe oder Dosierpumpe, als Förder pumpe für Öle und Benzin, als Wasserpumpe mit hoher Förder leistung, wie z. B. Lenzpumpen, Hauswasseranlagen oder Was serstrahlantriebe für Boote. Weitere Anwendungen sind möglich für Kompressoren und Verdichter oder als Vakuumpumpe. Auch in der Steuer- und Regeltechnik ist die Kugelkolbenpumpe als hy draulisches oder pneumatisches Bauelement einsetzbar.The ball piston pump according to the invention has a large one Scope of application. It can be used in laboratory and medi zin technology z. B. as a micropump or dosing pump, as a conveyor pump for oils and petrol, as a water pump with high delivery performance, such as B. bilge pumps, domestic water systems or what Serjet drives for boats. Further applications are possible for compressors and compressors or as a vacuum pump. Also in The control technology is the ball piston pump as hy draulic or pneumatic component can be used.
An Hand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der er finderischen Lösung näher beschrieben. Es zeigen:Using drawings, an embodiment of the he inventive solution described in more detail. Show it:
Fig. 1 Eine teilweise im Schnitt gezeichnete perspektivi sche Darstellung der Kugelkolbenpumpe. Fig. 1 is a partially sectioned perspective view of the spherical piston pump.
Fig. 2 Einen Schnitt A-A durch die Kugelkolbenpumpe nach Fig. 1 mit 0°-Stellung des Führungsringes für den Drehkolben. Fig. 2 shows a section AA through the ball pump according to Fig. 1 with the 0 ° position of the guide ring for the rotary lobe.
Fig. 3a Einen Schnitt A-A durch die Kugelkolbenpumpe nach Fig. 1 mit 90°-Stellung des Führungsringes für den Drehkolben. Fig. 3a shows a section AA through the ball pump according to Fig. 1 with the 90 ° position of the guide ring for the rotary lobe.
Fig. 3b Einen Schnitt B-B durch die Kugelkolbenpumpe nach Fig. 3a. FIG. 3b is a section BB through the ball piston pump according to Fig. 3a.
Fig. 4 Einen Schnitt A-A durch die Kugelkolbenpumpe nach Fig. 1 mit 180°-Stellung des Führungsringes für den Drehkolben. Fig. 4 shows a section AA through the ball pump according to Fig. 1 with the 180 ° position of the guide ring for the rotary piston.
Fig. 5 Eine Darstellung des Führungsringes im Auf- und Seitenriß. Fig. 5 shows the guide ring in elevation and side elevation.
Fig. 5 Eine Darstellung des Drehkolbens im Auf- und Sei tenriß. Fig. 5 An illustration of the rotary piston in the up and Be tenriß.
Fig. 7 Eine Darstellung des Drehkolbenführungselementes. Fig. 7 is an illustration of the rotary piston guide element.
Fig. 8 Eine Darstellung der Antriebsscheibe in zwei mögli chen Ausführungsformen. Fig. 8 shows the drive pulley in two possi ble embodiments.
Die erfindungsgemäße Kugelkolbenpumpe ist in Fig. 1 perspek tivisch im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus einem Gehäuse 1, das einen kugelförmigen Arbeitsraum 2 zur Aufnahme aller für den Pumpvorgang notwendigen Elemente umgibt. Zur besseren Montage besteht das kugelförmige Gehäuse 1 aus zwei Halbscha len 1a und 1b, die durch geeignete Mittel, z. B. eine ver schraubte Flanschverbindung 7, miteinander verbunden sind. In das Gehäuse 1 führen Öffnungen, von denen eine (in Fig. 1 nicht zu erkennen) zur Aufnahme einer Antriebswelle 8 dient und vier weitere, die als Einlaßkanäle 11a und 11b und als Auslaßkanäle 12a und 12b nötig sind. Die in Fig. 1 darge stellte Anordnung der Ein- und Auslaßkanäle 11a, 11b, 12a, 12b gilt für den Linkslauf der Antriebswelle 8. Bei Drehrich tungsumkehr (Rechtslauf) sind 12a und 12b die Einlaßkanäle und 11a und 11b die Auslaßkanäle. Der Auslaßkanal 12b ist in der Darstellung nach Fig. 1 verdeckt und deshalb nicht zu er kennen.The ball piston pump according to the invention is shown in Fig. 1 perspectively in section. It consists of a housing 1 which surrounds a spherical working space 2 for receiving all the elements necessary for the pumping process. For better assembly, the spherical housing 1 consists of two half-shells 1 a and 1 b, which by suitable means, for. B. a screwed flange connection 7 , are connected together. In the housing 1 lead openings, one of which (not shown in Fig. 1) serves to receive a drive shaft 8 and four more, which are necessary as inlet channels 11 a and 11 b and as outlet channels 12 a and 12 b. The arrangement shown in Fig. 1 Darge the inlet and outlet channels 11 a, 11 b, 12 a, 12 b applies to the counterclockwise rotation of the drive shaft 8th In the direction of rotation reversal (clockwise rotation) 12 a and 12 b are the inlet channels and 11 a and 11 b are the outlet channels. The outlet channel 12 b is covered in the illustration of FIG. 1 and therefore not known.
Der kugelförmige Arbeitsraum 2 wird durch einen drehbar ange ordneten Führungsring 3 in zwei halbkugelförmige Arbeitskam mern 2a und 2b aufgeteilt, wobei die Drehachse 9 senkrecht auf der Ebene des Führungsringes 3 steht und innerhalb des Gehäuses 1 der Kugelkolbenpumpe ortsfest angeordnet ist. Mit Hilfe einer geeigneten Lagerung 17 ist der Führungsring 3 in das kugelförmige Gehäuse 1, zweckmäßigerweise an der Stelle der Flanschverbindung 7, eingelassen.The spherical working space 2 is divided by a rotatably arranged guide ring 3 into two hemispherical working chambers 2 a and 2 b, the axis of rotation 9 being perpendicular to the plane of the guide ring 3 and being arranged in a stationary manner within the housing 1 of the ball piston pump. With the aid of a suitable bearing 17 , the guide ring 3 is let into the spherical housing 1 , expediently at the location of the flange connection 7 .
Jede der durch die Anordnung des Führungsringes 3 gebildeten halbkugelförmigen Arbeitskammern 2a bzw. 2b besitzt jeweils einen Einlaßkanal 11a bzw. 11b und einen Auslaßkanal 12a bzw. 12b für das zu fördernde Medium.Each of the hemispherical working chambers 2 a or 2 b formed by the arrangement of the guide ring 3 has an inlet channel 11 a or 11 b and an outlet channel 12 a or 12 b for the medium to be conveyed.
Innerhalb des Führungsringes 3 ist ein Drehkolben 4, beste hend aus zwei Flügeln 4a und 4b und einem Kolbenführungsele ment 13, derart drehbar um eine Achse 14 angeordnet, daß die Ebene des Drehkolbens 4 die Ebene des Führungsringes 3 in ih rer Mitte derart durchschneidet, daß der eine Flügel 4a des Drehkolbens 4 in die erste halbkugelförmige Arbeitskammer 2a und der andere Flügel 4b des Drehkolbens 4 in die zweite halbkugelförmige Arbeitskammer 2b ragt. Der Winkel zwischen der Ebene des Führungsringes 3 und der Ebene des Drehkolbens 4 ist über die Achse 14 veränderbar.Within the guide ring 3 is a rotary piston 4 , best consisting of two wings 4 a and 4 b and a Kolbenführungsele element 13 , so rotatably arranged about an axis 14 that the plane of the rotary piston 4 intersects the plane of the guide ring 3 in its center that one wing 4 a of the rotary piston 4 protrudes into the first hemispherical working chamber 2 a and the other wing 4 b of the rotary piston 4 b into the second hemispherical working chamber 2 b. The angle between the plane of the guide ring 3 and the plane of the rotary piston 4 can be changed via the axis 14 .
Der Drehkolben 4 besitzt in einer Ebene längs durch seine Flügel 4a, 4b eine Ausfräsung oder einen Schlitz 5, in den eine Antriebsscheibe 6 eingesetzt ist, welche sowohl inner halb des Schlitzes 5 um eine Achse 15 senkrecht zur Ebene des Drehkolbens 4 bzw. der Antriebsscheibe 6 als auch um eine ortsfeste Achse 10 durch die Ebene der Antriebsscheibe 6 um die Antriebswelle 8 drehbar angeordnet ist. Zur Erreichung einer pendelnden Wirkung des Drehkolbens 4 ist die ortsfeste Achse 10 der Antriebsscheibe 6 zur Drehachse 9 des Führungs ringes 3 um einen festen Winkel α < 90°, vorzugsweise 45°, geneigt.The rotary piston 4 has in a plane longitudinally through its wings 4 a, 4 b a milling or a slot 5 , into which a drive disk 6 is inserted, which is both inside the slot 5 about an axis 15 perpendicular to the plane of the rotary piston 4 or the drive pulley 6 as well as about a fixed axis 10 through the plane of the drive pulley 6 around the drive shaft 8 . To achieve an oscillating effect of the rotary piston 4 , the fixed axis 10 of the drive disk 6 to the axis of rotation 9 of the guide ring 3 is inclined by a fixed angle α <90 °, preferably 45 °.
Alle Achsen 9, 10, 14, 15 treffen sich im Mittelpunkt M des kugelförmigen Arbeitsraumes 2 der Kugelkolbenpumpe, wobei die Achsen 9 und 10 Rotationsachsen und die Achsen 14 und 15 Pen delachsen sind.All axes 9 , 10 , 14 , 15 meet at the center M of the spherical working space 2 of the ball-piston pump, the axes 9 and 10 being axes of rotation and the axes 14 and 15 being delaxes.
Die Wirkungsweise der Kugelkolbenpumpe wird an Hand der Zeichnungen Fig. 2 bis Fig. 4 erläutert. The operation of the ball piston pump will be explained with reference to the drawings Fig. 2 to Fig. 4.
In Fig. 2 ist die Kugelkolbenpumpe nach Fig. 1 in einem Schnitt A-A, der in der Ebene der Rotationsachse 9 des Füh rungsringes 3 liegt, dargestellt.In Fig. 2, the ball piston pump according to FIG. 1 is shown in a section AA, which lies in the plane of the axis of rotation 9 of the guide ring 3, is shown.
In dem Gehäuse 1 ist der Drehkolben 4 mit seinen beiden Flü geln 4a und 4b zu erkennen, der über das Kolbenführungsele ment 13 in dem Führungsring 3 gelagert ist. Innerhalb des Drehkolbens 4 ist die Antriebsscheibe 6 eingesetzt, die mit der Antriebswelle 8 verbunden ist. Die Antriebswelle 8 ist durch eine Bohrung 16 in dem Gehäuse 1 der Kugelkolbenpumpe festgelegt. Die Drehachse 10 der Antriebswelle 8, die auch durch die Ebene der Antriebsscheibe 6 führt, ist gegenüber der Drehachse 9 des Führungsringes 3 um einen Winkel α = 45° geneigt. Der Führungsring 3 teilt den kugelförmigen Arbeits raum 2 in zwei identische halbkugelförmige Arbeitskammern 2a und 2b, in denen sich die beiden Flügel 4a und 4b des Drehkolbens 4 bewegen.In the housing 1, the rotary piston 4 is connected to its two Flü rules 4 a and 4 b can be seen, the element on the Kolbenführungsele is mounted in the guide ring 3. 13 The drive disk 6 , which is connected to the drive shaft 8 , is inserted within the rotary piston 4 . The drive shaft 8 is fixed by a bore 16 in the housing 1 of the ball piston pump. The axis of rotation 10 of the drive shaft 8 , which also leads through the plane of the drive disk 6 , is inclined by an angle α = 45 ° with respect to the axis of rotation 9 of the guide ring 3 . The guide ring 3 divides the spherical working space 2 into two identical hemispherical working chambers 2 a and 2 b, in which the two wings 4 a and 4 b of the rotary piston 4 move.
Dreht sich die Antriebswelle 8 um die Achse 10, werden der Drehkolben 4 mit dem Führungsring 3 um die Achse 9 gedreht. Da der Drehkolben 4 der Antriebsachse 10 nicht ausweichen kann, bewegt sich die Antriebsscheibe 6 in dem Drehkolben 4 hin und her und vollführt neben einer um die Achsen 9 und 10 drehenden gleichzeitig eine um die Achse 14 pendelnde Bewe gung.If the drive shaft 8 rotates about the axis 10 , the rotary piston 4 with the guide ring 3 is rotated about the axis 9 . Since the rotary piston 4 of the drive axle 10 cannot evade, the drive disk 6 moves back and forth in the rotary piston 4 and, in addition to rotating about the axes 9 and 10 , performs a movement oscillating about the axis 14 .
Der Führungsring 3 ist durch geeignete Mittel 17, zum Bei spiel Kugel- oder Wälzlager, in dem Gehäuse 1 gelagert. Das kugelförmige Gehäuse 1 besteht zur Erleichterung der Montage der Kugelkolbenpumpe aus zwei Halbschalen 1a und 1b, die mit tels Flanschen 18 und einer Schraubverbindung 19 zusammenge fügt sind.The guide ring 3 is mounted in the housing 1 by suitable means 17 , for example ball or roller bearings. The spherical housing 1 consists of two half-shells 1 a and 1 b, which are joined together by means of flanges 18 and a screw connection 19 to facilitate the assembly of the ball piston pump.
In der Darstellung nach Fig. 2 befinden sich der Drehkolben 4 und der Führungsring 3 in einer Stellung, die als Ausgangs stellung bzw. 0°-Stellung bezeichnet sein soll. Der Drehkol ben 4 teilt die beiden Arbeitskammern 2a und 2b in jeweils zwei Förderkammern 20a und 21a sowie 20b und 21b. In der 0°- Stellung besitzen die Kammern 20a und 20b ein maximales Volu men und die Kammern 21a und 21b ein minimales Volumen. Die Einlaßkanäle 11a und 11b sind durch die Flügel 4a und 4b des Drehkolbens 4 geschlossen. Ebenfalls auch die Auslaßkanäle 12a und 12b, die senkrecht zur Zeichnungsebene gegenüber den Einlaßkanälen 11a und 11b angeordnet, aber in der Darstellung nach Fig. 2 nicht zu erkennen sind.In the illustration of FIG. 2 there are the rotary piston 4 and the guide ring 3 in a position as a starting position or 0 ° position to be designated. The Drehkol ben 4 divides the two working chambers 2 a and 2 b into two delivery chambers 20 a and 21 a and 20 b and 21 b. In the 0 ° position, the chambers 20 a and 20 b have a maximum volume and the chambers 21 a and 21 b have a minimum volume. The inlet channels 11 a and 11 b are closed by the wings 4 a and 4 b of the rotary piston 4 . Likewise, the outlet channels 12 a and 12 b, which are arranged perpendicular to the plane of the drawing opposite the inlet channels 11 a and 11 b, but cannot be seen in the illustration according to FIG. 2.
Dreht sich die Antriebswelle 8 um die Achse 10 in Uhrzeiger richtung (Rechtslauf), bewegt sich auch der Führungsring 3 um die Achse 9 in die gleiche Richtung. Die Kammern 21a und 21b beginnen sich zu öffnen und saugen Medium durch die sich öff nenden Einlaßkanäle 11a und 11b an. Gleichzeitig verkleinern sich die Kammern 20a und 20b und das sich in diesen Kammern befindliche Medium wird aus den sich öffnenden Auslaßkanälen 12a und 12b durch den sich um die Achsen 9 und 10 drehenden und um die Achse 14 pendelnden Drehkolben 4 herausgedrückt.If the drive shaft 8 rotates about the axis 10 in the clockwise direction (clockwise rotation), the guide ring 3 also moves about the axis 9 in the same direction. The chambers 21 a and 21 b begin to open and suck medium through the opening inlet channels 11 a and 11 b. At the same time, the chambers 20 a and 20 b are reduced and the medium in these chambers is pressed out of the opening outlet channels 12 a and 12 b by the rotary piston 4 rotating about the axes 9 and 10 and oscillating about the axis 14 .
In der Darstellung nach Fig. 3a und Fig. 3b hat sich der Füh rungsring 3 um seine Drehachse 9 um 90° gedreht. Fig. 3a zeigt den gleichen Schnitt wie in Fig. 2 und Fig. 3b einen Schnitt B-B in einer senkrechten Ebene dazu.In the illustration of FIG. 3a and FIG. 3b, the Füh has approximately ring rotated 90 ° about its axis of rotation 9 3. FIG. 3a shows the same section as in FIG. 2 and FIG. 3b shows a section BB in a plane perpendicular thereto.
Der Drehkolben 4 mit seinen beiden Flügeln 4a und 4b teilt die Arbeitskammern 2a und 2b in jeweils zwei gleich große Kammer- bzw. Fördervolumen 20a und 21a sowie 20b und 21b. Die Einlaßkanäle 11a und 11b sind mit den Kammern 21a und 21b und die Auslaßkanäle 12a und 12b mit den Kammern 20a und 20b ver bunden.The rotary piston 4 with its two wings 4 a and 4 b divides the working chambers 2 a and 2 b into two equal chamber or delivery volumes 20 a and 21 a and 20 b and 21 b. The inlet channels 11 a and 11 b are connected to the chambers 21 a and 21 b and the outlet channels 12 a and 12 b with the chambers 20 a and 20 b.
In Fig. 4 hat sich der Führungsring 3 um seine Drehachse 9 um 180° gedreht. Der Drehkolben 4 hat die gleiche Stellung wie in Fig. 2, nur um ebenfalls 180° um die Achse 9 gedreht. Die Kammern 21a und 21b haben ihr maximales Volumen erreicht und die Kammern 20a und 20b sind geschlossen (minimales Kammervo lumen).In Fig. 4, the guide ring 3 has rotated about its axis of rotation 9 by 180 °. The rotary piston 4 has the same position as in Fig. 2, only rotated by 180 ° around the axis 9 . The chambers 21 a and 21 b have reached their maximum volume and the chambers 20 a and 20 b are closed (minimum Kammervo lumen).
Dreht sich nun die Antriebswelle 8 um die Achse 10 in Uhrzei gerrichtung weiter, wiederholt sich der Vorgang nach Fig. 2, jedoch mit vertauschten Förderkammern 20a, 20b, 21a, 21b. Bei einer Umdrehung des Führungsringes 3 um 360° wird also zwei mal Medium angesaugt und ausgestoßen.Now the drive shaft 8 rotates around the axis 10 in the clockwise direction, the process according to FIG. 2 is repeated, but with reversed delivery chambers 20 a, 20 b, 21 a, 21 b. When the guide ring 3 is rotated through 360 °, medium is sucked in and ejected twice.
Fig. 5 zeigt die Abbildung des Führungsringes 3 für den Dreh kolben 4 im Auf- und Seitenriß. Er besteht im wesentlichen aus einer runden Scheibe 22 mit einem Durchbruch 23 zur Auf nahme des Kolbenführungselementes 13. Der Führungsring 3 ist von einem Lagerring 24 umfaßt, mit dem er in einer Nut inner halb des kugelförmigen Arbeitsraumes 2 der Kugelkolbenpumpe drehbar gelagert ist. Der Lagerring 24 kann ein Kugel- oder Gleitlager sein. Fig. 5 shows the illustration of the guide ring 3 for the rotary piston 4 in elevation and side view. It consists essentially of a round disk 22 with an opening 23 for taking on the piston guide element 13th The guide ring 3 is surrounded by a bearing ring 24 , with which it is rotatably mounted in a groove within half of the spherical working space 2 of the ball piston pump. The bearing ring 24 can be a ball or plain bearing.
Ferner ist in dem Führungsring 3 ein Einsatz 25 zur abdich tenden Lagerung des Drehkolbens 4 (Fig. 6) mit dem Kolbenfüh rungselement 13 (Fig. 7) vorgesehen.Furthermore, an insert 25 is provided in the guide ring 3 for sealing the rotary piston 4 ( FIG. 6) with the piston guide element 13 ( FIG. 7).
Eine zweckmäßige Form des Drehkolbens 4 ist in Fig. 6 darge stellt. Er besteht aus einem flachen Steg 26 und den beiden Flügeln 4a und 4b. Der flache Steg 26 dient zur Aufnahme des Kolbenführungselementes 13 (dargestellt in Fig. 7), mit dem der Drehkolben 4 im Führungsring 3 (Fig. 5) gelagert ist.A useful shape of the rotary piston 4 is shown in Fig. 6 Darge. It consists of a flat web 26 and the two wings 4 a and 4 b. The flat web 26 serves to receive the piston guide element 13 (shown in FIG. 7) with which the rotary piston 4 is mounted in the guide ring 3 ( FIG. 5).
In der Ausführung nach Fig. 6 ist der Drehkolben 4 mit einem durchgehenden Schlitz 5 zur Aufnahme der Antriebsscheibe 6 (dargestellt in Fig. 8) versehen, der den Drehkolben 4 in zwei Hälften teilt. In einer anderen Ausführung muß dieser Schlitz 5 nicht unbedingt durchgehend sein. Es kann z. B. in der Mitte des Drehkolbens 4 eine kreisringförmige Verbindung 27 als feste Verbindung zwischen den beiden Drehkolbenhälften erhalten bleiben, zur Aufnahme einer sich um diese Verbindung 27 drehenden gabelförmigen Antriebsscheibe 6 (ebenfalls in Fig. 8 dargestellt).In the embodiment according to FIG. 6, the rotary piston 4 is provided with a continuous slot 5 for receiving the drive disk 6 (shown in FIG. 8), which divides the rotary piston 4 into two halves. In another embodiment, this slot 5 does not necessarily have to be continuous. It can e.g. B. in the middle of the rotary piston 4, an annular connection 27 is retained as a fixed connection between the two rotary piston halves, for receiving a forked drive disk 6 rotating about this connection 27 (also shown in FIG. 8).
Das in Fig. 7 gezeigte Kolbenführungselement 13 dient neben seiner Funktion als Drehlager für den Drehkolben 4 gleichzei tig als Abdichtungselement zwischen den beiden halbkugelför migen Arbeitskammern 2a und 2b der Kugelkolbenpumpe. Es be sitzt an seinen Enden Lagerzapfen 28 zur Lagerung in dem Füh rungsring 3 nach Fig. 5 und einen durchgehenden Schlitz 29 zur Aufnahme des Drehkolbens 4. Um die Montage des Kolbenfüh rungselementes 13 zu erleichtern, wird dieser zweckmäßiger weise ebenfalls in zwei Hälften zerlegt, die über den Lager einsatz 25 im Führungsring 3 durch die beiden Gehäusehalb schalen 1a und 1b des kugelförmigen Arbeitsraumes 2 zusammen gehalten werden.The piston guide element 13 shown in Fig. 7 serves in addition to its function as a pivot bearing for the rotary piston 4 at the same time as a sealing element between the two hemispherical working chambers 2 a and 2 b of the ball piston pump. It sits at its ends journal 28 for storage in the guide ring 3 according to FIG. 5 and a continuous slot 29 for receiving the rotary piston 4th In order to facilitate the assembly of the piston guide element 13 , this is expediently also broken down into two halves, which are inserted over the bearing insert 25 in the guide ring 3 through the two housing halves 1 a and 1 b of the spherical working space 2 .
In Fig. 8 sind zwei mögliche Varianten der Antriebsscheibe 6 beschrieben. Sie kann eine im wesentlichen runde oder elliptische Scheibenform 30 (durchgezogene Linie) oder eine Gabelform 31 (gestrichelte Linie) aufweisen. Bei der Gabelform 31 greift die U-förmige Rundung 32 um die kreisringförmige Verbindung 27 in dem Schlitz 5 des Drehkolbens 4 (dargestellt in Fig. 6). Mit der Antriebsscheibe 6 ist die Antriebswelle 8 fest verbunden.In Fig. 8, two possible variants of the drive pulley 6 are described. It can have a substantially round or elliptical disk shape 30 (solid line) or a fork shape 31 (dashed line). In the fork shape 31 , the U-shaped curve 32 engages around the annular connection 27 in the slot 5 of the rotary piston 4 (shown in FIG. 6). The drive shaft 8 is firmly connected to the drive disk 6 .
Darüber hinaus sind weitere Formen der Antriebsscheibe 6 im Zusammenhang mit einer entsprechenden Gestaltung der Aus fräsung oder des Schlitzes 5 in dem Drehkolben 4 denkbar.In addition, other forms of drive pulley 6 are milled or in conjunction with a corresponding design of the off of the slot 5 in the rotary piston 4 is conceivable.
Zur leichteren Drehung der Antriebsscheibe 6 in dem Drehkol ben 4, kann diese entweder aus einem selbstschmierenden Mate rial gefertigt sein, eine separate Schmierung erhalten und/oder zur Verringerung der Reibung eingelassene Kugeln be sitzen.For easier rotation of the drive disk 6 in the Drehkol ben 4 , this can either be made of a self-lubricating mate rial, receive a separate lubrication and / or be used to reduce the friction let balls sit.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gehäuse der Kugelkolbenpumpe
1a und 1b Gehäusehalbschalen
2 Arbeitsraum der Kugelkolbenpumpe
2a und 2b halbkugelförmige Arbeitskammern
3 Führungsring
4 Drehkolben
4a und 4b Flügel des Drehkolbens
5 Schlitz im Drehkolben
6 Antriebsscheibe
7 Flanschverbindung
8 Antriebswelle der Kugelkolbenpumpe
9 Drehachse des Führungsringes
10 Drehachse der Antriebswelle
11a und 11b Einlaßkanäle
12a und 12b Auslaßkanäle
13 Kolbenführungselement
14 Drehachse des Kolbenführungselementes
15 Drehachse der Antriebsscheibe
16 Bohrung für die Antriebswelle
17 Lagerung für den Führungsring
18 Flansche zur Verbindung der Gehäusehalb
schalen
19 Schraubverbindung Gehäuse
20a und 21a Förderkammer 1 (2a)
20b und 21b Förderkammer 2 (2b)
22 Scheibe des Führungsringes
23 Durchbruch im Führungsring
24 Lagerung des Führungsringes
25 Lagereinsatz Führungsring
26 Steg am Drehkolben
27 kreisringförmige Verbindung im Drehkolben
28 Lagerzapfen am Kolbenführungselement
29 Schlitz im Kolbenführungselement
30 runde Scheibenform der Antriebsscheibe
31 Gabelform der Antriebsscheibe
32 U-förmige Rundung in der Antriebsscheibe 1 ball piston pump housing
1 a and 1 b half shells
2 Working area of the ball piston pump
2 a and 2 b hemispherical working chambers
3 guide ring
4 rotary pistons
4 a and 4 b wing of the rotary lobe
5 slot in the rotary lobe
6 drive pulley
7 flange connection
8 Ball screw pump drive shaft
9 axis of rotation of the guide ring
10 axis of rotation of the drive shaft
11 a and 11 b inlet channels
12 a and 12 b outlet channels
13 piston guide element
14 axis of rotation of the piston guide element
15 axis of rotation of the drive pulley
16 hole for the drive shaft
17 Bearing for the guide ring
18 flanges for connecting the housing half-shells
19 Screw connection housing
20 a and 21 a delivery chamber 1 ( 2 a)
20 b and 21 b delivery chamber 2 ( 2 b)
22 washer of the guide ring
23 Breakthrough in the guide ring
24 Bearing of the guide ring
25 Bearing insert guide ring
26 web on the rotary lobe
27 circular connection in the rotary lobe
28 journal on the piston guide element
29 Slit in the piston guide element
30 round disk shape of the drive disk
31 Fork shape of the drive pulley
32 U-shaped curve in the drive pulley
Claims (17)
- - der kugelförmige Arbeitsraum (2) durch einen drehbar angeordneten Führungsring (3) in zwei halbkugelförmige Arbeitskammern (2a, 2b) geteilt ist, wobei die Dreh achse (9) senkrecht auf der Ebene des Führungsringes (3) steht und innerhalb des Gehäuses (1) der Kugelkol benpumpe ortsfest angeordnet ist,
- - jede halbkugelförmige Arbeitskammer (2a und 2b) je ei nen getrennten Einlaßkanal (11a bzw. 11b) und je einen getrennten Auslaßkanal (12a bzw. 12b) für das zu för dernde Medium besitzt,
- - innerhalb des Führungsringes (3) der Drehkolben (4), bestehend aus zwei Flügeln (4a, 4b), drehbar um eine Achse (14) angeordnet ist, indem die Ebene des Drehkol bens (4) die Ebene des Führungsringes (3) in ihrer Mitte derart durchschneidet, daß der eine Flügel (4a) des Drehkolbens (4) in die erste halbkugelförmige Ar beitskammer (2a) und der andere Flügel (4b) des Dreh kolbens (4) in die zweite halbkugelförmige Arbeitskam mer (2b) ragt, und der Winkel zwischen der Ebene des Führungsringes (3) und der Ebene des Drehkolbens (4) veränderbar ist,
- - der Drehkolben (4) längs der Ebene durch seine Flügel (4a, 4b) eine Ausfräsung oder einen Schlitz (5) besitzt und diesen symmetrisch, teilweise oder auch vollständig durchteilt,
- - in den Schlitz (5) des Drehkolbens (4) eine Antriebs scheibe (6) eingesetzt ist, welche sowohl innerhalb des Schlitzes (5) um eine Achse (15) senkrecht zur Ebene des Drehkolbens (4) bzw. der Antriebsscheibe (6) als auch um eine ortsfeste Achse (10) durch die Ebene der Antriebsscheibe (6) drehbar angeordnet ist, wobei die ortsfeste Achse (10) der Antriebsscheibe (6) zu der Drehachse (9) des Führungsringes (3) um einen festen Winkel α < 90° geneigt ist,
- - die Antriebsscheibe (6) eine Antriebswelle (8) besitzt, welche durch eine Bohrung (16) durch das Gehäuse (1) der Kugelkolbenpumpe geführt ist.
- - The spherical working space ( 2 ) by a rotatably arranged guide ring ( 3 ) in two hemispherical working chambers ( 2 a, 2 b) is divided, the axis of rotation ( 9 ) being perpendicular to the plane of the guide ring ( 3 ) and inside the housing ( 1 ) the ball piston pump is arranged stationary,
- - Each hemispherical working chamber ( 2 a and 2 b) each has a separate inlet channel ( 11 a and 11 b) and a separate outlet channel ( 12 a and 12 b) for the medium to be conveyed,
- - Within the guide ring ( 3 ) of the rotary piston ( 4 ), consisting of two wings ( 4 a, 4 b), is rotatably arranged about an axis ( 14 ) by the plane of the rotary piston ( 4 ), the plane of the guide ring ( 3 ) cuts in the middle so that one wing ( 4 a) of the rotary piston ( 4 ) in the first hemispherical Ar working chamber ( 2 a) and the other wing ( 4 b) of the rotary piston ( 4 ) in the second hemispherical working chamber ( 2 b) protrudes and the angle between the plane of the guide ring ( 3 ) and the plane of the rotary piston ( 4 ) can be changed,
- - The rotary piston ( 4 ) along the plane through its wings ( 4 a, 4 b) has a cutout or a slot ( 5 ) and divides it symmetrically, partially or completely,
- - In the slot ( 5 ) of the rotary piston ( 4 ) a drive disc ( 6 ) is inserted, both within the slot ( 5 ) about an axis ( 15 ) perpendicular to the plane of the rotary piston ( 4 ) or the drive disc ( 6 ) as well as being rotatable about a stationary axis ( 10 ) through the plane of the drive disk ( 6 ), the stationary axle ( 10 ) of the drive disk ( 6 ) relative to the axis of rotation ( 9 ) of the guide ring ( 3 ) by a fixed angle α < Is inclined 90 °,
- - The drive disc ( 6 ) has a drive shaft ( 8 ) which is guided through a bore ( 16 ) through the housing ( 1 ) of the ball-piston pump.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8122 | Nonbinding interest in granting licenses declared | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |