DE2161560A1

DE2161560A1 - Kolbenpumpe

Info

Publication number: DE2161560A1
Application number: DE19712161560
Authority: DE
Inventors: Guenter Strauff
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1971-12-11
Filing date: 1971-12-11
Publication date: 1973-06-14
Also published as: IT971341B; JPS4866203A; GB1413998A; FR2164424A5

Description

Patentanmeldung £ I D I D O U

Gegenstand: Kolbenpumpe

Anmelderin: Fa. Langen & Co.

4 Düsseldorf, Klosterstr. 49

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe mit mindestens einem Paar gegenläufiger Kolben, welche in Zylindern gleitend dort Druckräume begrenzen, in welche Druckmittel über Ansaugkanäle o./msaugventije angesauut u. über Auslaßventile in eine Druckleitung ia-'.'juschoben wird, v/obei eine Verbindungsleitung zwischen den Druckräumen besteht.

Eine derartige Pumpe ist bereits bekannt geworden. Sie besitzt zwei getrennte Exzenter, welche auf zwei Kolben v/irken, deren Druckräume dauernd miteinander verbunden sind. Die Exzenter sind relativ zueinander verdrehbar. Wenn beide gleichsinnig wirken, ergibt sich die maximale Förderung als Summe der beiden einzelnen Förderungen. Werden die Exzenter ab--er so verdreht, daß sie gegensinnig wirken, ergibt sich eine Nullförderung, da das Druckmittel nur wechselweise von einem Druckraum zum anderen überströmt. Bei Kolbenpumpen mit nur einem Exzenter besteht diese Möglichkeit bisher nicht, da das Maß der Gegenläufigkeit nicht geändert werden kann.

Ausgehend von der Überlegung, daß nicht in allen Anwendungsfällen eine stufenlose Einstellung des Förderstromes notwendig ist, sondern wie zum Beispiel in Speicherkreisläufen ein Schwarz-Weiß-Effekt mit den Zuständen "Förderung unter Druck" - "druckloser Umlauf" genügt, ist es Aufgabe der Erfindung, Pumpen der

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eingangs erwähnten Art mit nur einem Exzenter so auszugestalten, daß diese Zustände mit einfachen Mitteln erreichbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgentäß dadurch, daß in die Verbindungsleitung ein Auf-ZuVentil eingebaut ist. Dieses Auf-Zu-Ventil kann mechanisch, z.B. von Hand, oder druckabhängig betätigt werden. Die druckabhängige Betätigung erfolgt zweckmäßigerweise gegen die Kraft einer Rückstellfeder. Durch Einbau von Rasten lassen sich verschiedene Drücke für das Dffnen und Schließen erzielen. Eine Halbierung der Förderung läßt sich dadurch erzielen, daß dem Auf-Zu-Ventil ein zweites Auf-Zu-Ventil parallel geschaltet wird, welches einen anderen Schaltdurck besitzt, wobei das Auf-Zu-Ventil mit dem niedrigeren Schaltdruck mit einem Rückschlagventil in Reihe geschaltet ist. Weitere Merkmale sind aus der Beschreibung und den Patentansprüchen ersichtlich.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß gegenüber Kreisläufen mit Abschaltventilen eine wesentlich einfachere, kompakte Bauweise innerhalb des Purapengehäuses erreicht werden kann. Die Lebensdauer der Kolbenpumpe wird erhöht, da die Auslaßventile während der Nullförderung geschlossen bleiben.

Anhand der Abbildungen wird die Erfindung näher erläutert

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung mit Hilfe von HydraulikaynLolen eine erfindung^cjor.uiiio i;v/ei-~Kolbenpumpe mit einem Auf-Zu-ventii.

Figur 2 zeigt eine entsprechende Darstellung mit zwei Auf-Zu-Ventilen.

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Figur 3 zeigt einen Schnitt durch eine Zwei-Kolbenpumpe durch die Achse der Welle und die Achsen der Kolben.

Figur 4 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Kelle durch die Achse des Auf-Zu-Ventils gemäß der Schnittlinie A-A von I^igur 3.

In einem Gehäuse 1 ist mit Hilfe von Radiallagern 2 und 3 eine Welle 4 gelagert, deren inneres freies * Ende aus einem exzentrisch angedrehten Zapfen 5 besteht, /vuf dem· Zapfen 5 ist ein Nadellager G befestigt, dessen ringförmige Außenschale als Exzenter 7 dient. Der Exzenter 7 läuft in einem Hohlraum 8 um, welcher in radial zur Welle 4 verlaufender Richtung von zwei sich diametral gegenüberliegenden Bohrungen 9 und Io angeschnitten wird, in denen Kolben 11 und 12 gleitbar angeordnet sind. Die Kolben 11 und 12 ragen in den hohlraum 8 hinein und werden in Kontakt mit dem Exzenter 7 gehalten. Zu diesem Zwecke weisen sie etwa in diesem Bereich üuerbohrungen 13 und 14 auf, in welche die Enden einer nicht dargestellten U-förmigen Feder gesteckt v/erden, welche den Exzenter in einem bestimmten Abstand umschlingt. Die Kolben 11 und 12 bilden in den bohrungen 'J und Io Druckräume 15 und IG veränderlicher Grüße. Das Ansaugen von Druckmittel erfolgt im Bereich des unteren Totpunktes über Ansaugkanäle 17 und IB, welche mit dem Hohlräumen Verbindung treten. Das Ausschieben von Druckmittel erfolgt während des wirksamen Druckhubes über Auslaßventile 19 und und Druckkanäle 21 und 22 in eine Druckleitung 23. Die Druckräuino Ib una 1(> sind über eine Verbindungsleitung

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24 miteinander verbunden. In die Verbindungsleitung ist ein Auf-Zu-Ventil 25 eingebaut, welches einen Steuerkolben 26 besitzt, der auf einer Stirnfläche von einer Rückstellfeder 27 und auf der anderen Stirnfläche über eine Steuerleitung 28 vom Druck des Druckkanals 22 belastet wird. Unterhalb eines bestimmten Druckes wird die Verbindungsleitung 24 durch eine Schulter 29 des Steuerkolbens 26 gesperrt. Oberhalb des Drlickes wird der Steuerkolben 26 gegen die Rückstellfeder 27 sowie gegen die Kraft einer in eine Ringnut 3o eingreifenden federbelasteten Kugelraste 31 durch das Druckmittel in eine zweite, stabile Schaltstellung gebracht, in welcher über eine Ringnut 32 im Steuerkolben 25 der Durchfluß durch die Verbindungsleitung 24 freigegeben wird. Die Schaltstellung wird durch Einrasten der Kugelraste 31 in eine zweite Ringnut 33 fixiert.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Solange in dem an die Druckleitung 23 angeschlossenen System ein bestimmter Druck nicht überschritten wird, verharrt das Auf-Zu-Ventil 25 in seiner dargestellten Schaltstellung. In dieser Schaltstellung ist der Durchfluß gesperrt. Das bedeutet, daß über die Verbindungsleitung 24 kein Druckmittel aus den Druckräumen 15 und 16 entweichen kann. Das Druckmittel wird daher ausschließlich über die Auslaßventile 19 und 2o sowie die Druckkanäle 21 und 22 in die Druckleitung gefördert. Mit steigendem Druck in der Druckleitung und der damit verbunden Steuerleitung 28 wächst die

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gegen die Rückstellfeder 27 und die Kugelraste 31 auf

den Steuerkolben 26. Wenn schließlich bei Erreichen eines bestimmten Druckes die Druckkraft groß genug geworden ist, wird der Steuerkolben schlagartig in seine zweite Schaltstellung bewegt, in welcher über die Ringnut 32 fein Durchfluß durch die Verbindungsleitung 24 stattfinden kann. Die Kugelraste 31 rastet in die Ringnut 33 ein. Druckmittel wird nur noch zwischen den Kolbenräumen 15 und 16 hin und her bewegt. Da dies mit relativ geringem Druck möglich ist, reicht dieser Druck nicht aus, die Auslaßventile gegen den Druck in den Druckkanälen 21 und 22 zu öffnen. Eine Förderung findet nicht statt. Ein zu häufiges Auf- und Zuschalten des Auf-ZuVentils 25 wird durch die Kugelraste 31 in Verbindung mit den Ringnuten 3o und 33 vermieden. Da die Rastkraft jeweils in verschiedenen Richtungen überwunden v/erden muß, ergibt sich eine Druckdifferenz zwischen dem Aufschalten und Zuschalten. Diese Druckdifferenz läßt sich vorteilhaft in Verbindung mit einem Druckspeicher verwenden. Die Größe der Druckdifferenz läßt sich durch Variieren der Rastkraft einstellen. Es ist natürlich auch möglich, bei einer abgewandelten Konstruktion die Federvorspannung der Rückstellfeder 27 zu verändern und damit die absolute Höhe des Abschaltens festzulegen.

In Figur 1 ist die gleiche Anordnung als Schaltplcin mit Symbolen dargestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Ansaugkanälen nun Ansaugventile wegen der

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X wirkende Kraft

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besseren symbolischen Darstellbarkeit gewählt wurden. Entsprechende Bezugszahlen wurden um loo erhöht.

In Figur 2 sind entsprechende Bezugszahlen um 2oo erhöht. In Abweichung von Figur 1 wurde dem Auf-Zu-Ventil 225 ein v/eiteres Auf-Zu-Ventil 225' in einer weiteren Verbindungsleitung 224· parallel geschaltet. In die Verbindungsleitung 224 ist ein in Richtung auf den Druckraum 215 öffnendes Rückschlagventil 234 eingebaut, Die Rückstellfedern 227 und

P 227' sind verschieden stark vorgespannt. Unter der Annahme, daß die Feder 227 die schwächere sei, werden zunächst beide Auf-Zu-Ventile 225 und 225' in der Schaltstellung "Zu" verharren. Bei Überschreiten eines bestimmten Druckes schaltet das Auf-Zu-Ventil 225 dann in die Schaltstellung "Auf". Das bedeutet, daß Druckmittel aus dem Druckraum 216 in den Druckraum 215 frei verdrängt wird. Aus dem Ruckraum 215 v/ird aber nach wie vor Druckmittel in den Druckkanal 221 ausgeschoben, da ein Überstömen einmal durch das immer noch geschlossene Auf-Zu-Ventil 225' und zum anderen durch das Rückschlagventil 23 4 verhindert ist. Erst

k bei weiterem Druckanstieg auf einen vorbestimmten Wert öffnet auch das Auf-Zu-Ventil 225' , und ein wechselseitiges überströmen findet statt. Bei Verringerung des Druckes ergibt sich ein Vorgang in umgekehrter Reihenfolge.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist selbstverständlich möglich, auch Kolbenpumpen mit mehreren Kolbenpaaren erfindungegemäß auszurüsten. Dabei kann man pro Paar

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ein Auf-Zu-Ventil verwenden, wodurch sich bei verschiedenen iichaltdrücken die Möglichkeit einer stufenweisen Verringerung der Förderung ergibt. Man kannjaber auch alle Druckräume über ein einziges Auf-Zu-Ventil kurzschließen. Die gleiche Möglichkeit ergibt sich sogar bei ungeraden Kolbenzahlen. Man erhält dann ?;war im Normalfall keine echte llullförderung, aber zuweilen ist auch nur eine wesentliche Verringerung der Förderung erwünscht. Grundsätzlich spielt die Lage und Anordnung der einzelnen Kolben zueinander keine Rolle, sondern nur das Maß ihrer Gegenläufigkeit. Die Erfindung ist daher gleichermaßen für Radial-, Axial- und Reihenkolbenpumpen geeignet unter der Voraussetzung, daß Auslaßventile vorhanden sind. Die Konstruktion des Auf-Zu-Ventils ist ebenso wie die Art seiner Betätigung in weiten Grenzen frei wählbar. Schließlich sei noch auf die schon erwähnte Möglichkeit hingewiesen, sowohl' die absolute Höhe der Schaltdrücke wie auch die Druckdifferenz einstellbar zu machen.

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Claims

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- 8 Patentansprüche:

f1.j Kolbenpumpe mit mindestens einem Paar gegenläufiger Kolben, welche in Zylindern gleitend dort Druckräume begrenzen, in welche Druckmittel über Ansaugkanäle oder Ansaugventile angesaugt und über Auslaßventile in eine Druckleitung ausgeschoben wird, wobei eine Verbindungsleitung zwischen den Druckräumen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (24,124,224) ein Auf-Zu-Ventil (25,125,225) eingebaut ist.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auf-«u-Ventil mechanisch oder magnetisch betätigbar ist.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auf-Zu-Ventil (25,125,225) hydraulisch vom Druck in der Druckleitung (23,123,223) oder einer danit lconmunizierenden Leitung gegen die Kraft einer Rückstellfeder (27,127,227) betätigt wird.
4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (2G) des Auf-Zu-Ventils (2b) zum Erzielen verschiedener Drücke beim Auf- und Zuschalten mit einer Raste (31, 3o, 33) versehen ist.

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5. Kolbenpumpe nach den Ansprüchen 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Rückstellfeder (127, 227) einstellbar ist.
6. Kolbenpumpe nach den Ansprüche 3-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkraft der Raste (31, 3o, 33) einstellbar ist.
7. Kolbenpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-b und mehreren Kolbenpaaren dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kolbenpaar ein eigenes Auf-Zu-Ventil zugeordnet ist.

b. Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Auf-Zu-Ventile auf verschiedene Drücke eingestellt sind.

y. Kolbenpumpe nach den Ansprüchen 1-b und mehr als zwei Kolben dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Druckräume durch ein einziges Auf-Zu-Veritil miteinander verbindbar sind.

Io. Kolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einem Auf-ZuVentil (225) ein weiteres Auf-Zu-VBiitil (225¹) parallel geschaltet ist und auf einen anderen Schaltdruck eingestellt ist, v/obei das Auf-Zu-Ventil (225) mit dem niedrigeren Schaltdruck mit einem Rückschlagventil (234) in Reihe geschaltet ist.

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