DE252624C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES Δ

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ju 252624 KLASSE 59 a. GRUPPE

geregelt werden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. April 1911 ab.

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe,

. bei welcher sich mehrere Pumpenzylinder um eine gemeinsame Achse drehen und die Leistung

- der Pumpe von Null bis zum positiven oder negativen Maximum ohne Änderung der Drehungsrichtung nur durch Veränderung des die Kolben bewegenden Exzenters bewirkt wird. Die Erfindung besteht darin, daß ein ringförmiger Verteiler mit zwei in einer Durchmesserebene liegenden Trennungswänden vorgesehen ist, die.die Saugleitung von der Druckleitung trennen und in ihrer Stellung verändert werden können. Wenn die Symmetrieebene des Verteilers mit der Exzentermittel- linie zusammenfällt, so findet das ganze Saugen in einer Leitungsabteilung des Verteilers statt, während die andere Leitungsabteilung das Drücken besorgt. Wenn dagegen die Symmetrieebene im Winkel zur Exzentermittellinie steht, so findet in jeder Leitungsabteilung gleichzeitig ein teilweises Saugen und ein Drücken statt, wodurch die nützliche Wirkung oder die Leistung der Pumpe vermin-'dert wird. Auf diese Weise kann nicht nur die nützliche Wirkung der Pumpe vom Maximum auf Null zurückgeführt, sondern die Verhältnisse können umgekehrt werden, indem die Saugleitung zur Druckleitung wird, und umgekehrt.

Zur Verbindung eines jeden Pumpenzylinders mit dem Verteiler genügt je eine Öffnung ; jedoch bei den der Nulleistung nahe-35

45

liegenden Stellungen wird der Strom beim Durchgang durch die Öffnung durch die Zwischenwand der Leitungen des Verteilers plötzlich abgeschnitten und, es kann leicht ein starker Gegendruck auf die Kurbel der Achse stattfinden.

Um diesen Ubelstand zu beheben, bringt man an jedem Pumpenzylinder je zwei öffnungen an und läßt zwischen denselben eine Trennungswand, welche wenigstens ebenso groß ist als der Abstand zwischen den beiden Leitungen des Verteilers. Diese Anordnung ermöglicht es, daß während eine der beiden Öffnungen vor der Trennungswand der Leitungsabteilungen des Verteilers vorübergeht, die andere frei bleibt und dem Strom Durchlaß gestattet, so daß kein übermäßiger Druck entsteht. Es gibt hierbei jedoch ein Moment, in welchem der Strom von der Druckleitung zur Saugleitung abgeleitet werden könnte, während er den Zylinder durchströmt. Um dies zu vermeiden, werden die beiden Verbindungsöffnungen auf verschiedener Höhe im Zylinder angebracht, so daß stets eine von ihnen unbedeckt bleibt, sobald die andere bei Anlangen des Kolbens an die toten Punkte von diesem oder einem Ansatz desselben bedeckt wird.

Diese Pumpen können paarweise verbunden werden, um eine hydraulische Kraftübertragung zu bilden, wobei die eine Pumpe als Wasserstromerreger und die andere als hydraulischer

55

60

Motor arbeitet. Wenn dann die Symmetrieebenen so angeordnet werden, daß sie zusammenfallen, während die Exzentermittellinien unter sich einen Winkel von 90 ° bilden, so kann man in der von der Stromerregerpumpe geförderten Strommenge, ebenso wie in der Leistung der Motorpumpe, alle Veränderungen von Null bis zum Maximum erreichen, indem man einfach die Winkelstellung der Exzentermittellmien im Verhältnis zur Symmetrieebene verändert.

In beiliegender Zeichnung stellt Fig. 1 einen Schnitt durch eine Rotationspumpe mit vier Zylindern mit je einer Verbindungsöffnung dar; Fig. 2 und 4 sind Schnitte nach der Linie 4 der Fig. 3. Diese ist ein Schnitt nach der Linie 39 der Fig. 2, und Fig. 5 ist die schematische Darstellung zweier zusammengekuppelter Pumpen.

Die Pumpe besteht aus einem zylindrischen Körper i, welcher drehbar im Innern eines ringförmigen Verteilers angeordnet ist, welch letzterer von zwei durch die festen Trennungswände io, 11 geschiedenen Kanälen 2, 4 gebil- det wird, die mit den Leitungsrohren 3, 5 in entsprechender Verbindung stehen und auf der Berührungsseite mit ,dem Zylinder. 1 offen sind. In diesem zylindrischen Körper 1 befinden sich die Pumpenzylinder, und zwar nach Fig. 1 vier mit ihren entsprechenden Kolben 6, 7, 8, 9 und je einer Öffnung 15 zur Verbindung mit den Leitungen 2, 4 des Verteilers.

Die Pleuelstangen der Kolben 6,7, 8, 9 drehen sich vermittels einer sie verbindenden Scheibe um eine exzentrisch zur Drehungsachse 29 (Fig. 3) des Zylinders 1 angeordnete Achse 33.

Die toten Punkte der Kolben befinden sich

stets in der Exzentermittellinie. In Fig. 1 fällt die Exzentermittellinie 39 mit der Symmetrieebene 38 des Verteilers zusammen, und die toten Punkte entsprechen dem Vorbeigehen der Verbindungsöffnungen 15 vor den Trennungswandungen 10, 11 des Verteilers.
In der Ausführungsform der Fig. 2 sind zwei Verbindungsöffnungen 13, 14 in jedem Pumpenzylinder vorgesehen, und- zwar mit einem Abstand 12, welcher der Trennungswand der Leitungen 2, 4 des Verteilers gleich ist, damit beim Vorübergang eine der Verbindungsöffnungen vor den Trennungswänden 10, 11 des Verteilers die andere Öffnung frei bleibt und somit kein dem Apparat schädlicher Gegendruck erzeugt wird.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Verbindungsöffnungen 13,14 so angebracht sind, daß sie nicht direkt in den Boden des Pumpenzylinders, wie in Fig. 2, sondern in der Zylinderwandung und in verschiedener Höhe durch die Leitungen 35, 36 einmünden. Gleichzeitig ist auch der Kolben verändert, indem er sich nach dem Boden zu verlängert und den Ansatz 37 bildet, welcher die Leitung 36 der Verbindungsöffnung 14 verdeckt, sobald sich der Kolben beim inneren toten Punkt wie in der Stellung 8 befindet, während der Kolben selbst dieselbe Leitung 36 verdeckt, wenn er sich bei seinem äußeren toten Punkt wie in der Stellung 6 befindet. Die Leitung 35 der Verbindungsöffnung 13 bleibt dann immer frei und steht unmittelbar mit dem Zylinder in Verbindung.

Bei den Kolbenstellungen 7 und 9 ist die Leitung 36 offen und bringt den Pumpenzylinder mit der entsprechenden Ringleitung in Verbindung.

Bei der in Fig. 2 und 4 dargestellten Stellung der Exzentermittellinie ist die Nutzleistung der Pumpe gleich Null, denn die Pumpenzylinder saugen während der einen Hälfte des Hubes in eine Leitung ein und drücken in dieselbe Leitung während der anderen Hälfte des Hubes.

Wenn man in Fig. 1 den Zylinder 1 um die Achse 29 (s. Fig. 3) in der Richtung des Pfeiles 24 dreht, während die Achse 33 und der Verteiler 2, 4 festliegen, werden die Kolben im Innern der Pumpenzylinder in hin und her gehende Bewegung erhalten und einsaugen, sobald jeder entsprechende Zylinder die Leitung 2, hingegen drücken, sobald jeder Zylinder die Leitung 4 passiert. Wenn die Exzentermittellinie 39 mit der Symmetrieebene 38 einen Winkel bildet, wird die Leistung der Pumpe abnehmen, da jeder Pumpenzylinder in einer und derselben Leitung gleichzeitig teilweise Saugung und teilweise Druck ausübt, so daß die Nutzleistung die Differenz zwischen beiden Tätigkeiten darstellt. In Fig. 2 und 4 bilden die Exzentermittellinie 39 und die Symmetrieebene 38 einen rechten Winkel, und daher saugen die Kolben von der Stellung 6 bis 8 in den Pfeilrichtungen 26 und 25 und drücken von der Stellung 8 bis zur Stellung 7 in den Pfeilrichtungen 27 und 28; es findet also in jeder der beiden Leitungen zur Hälfte Saugung und zur Hälfte Druck statt, so daß die Nutzleistung gleich Null ist.

Wenn der von beiden Ebenen gebildete Winkel größer als 90 ° ist, wird die. Pumpe umgekehrt wirken, d. h. die Saugleitung wird zur Druckleitung, und umgekehrt.

Die Leistungen werden natürlich immer dieselben bleiben, gleichviel, in welcher Richtung die Exzentermittellinie sich dreht. Der Wechsel der gegenseitigen Stellung der Exzentermittel-.115 linie und der Symmetrieebene kann dadurch erreicht werden, daß man die eine oder die andere oder auch beide zugleich, und zwar unabhängig von der Drehung des Zylinders 1, dreht.

Wenn die zu saugende oder zu drückende Flüssigkeit nicht zusammenpreßbar ist, wie

dies übrigens bei allen wasserflüssigen Körpern praktisch der Fall ist, so bedeutet jene Leistungsverminderung keinen Kraftverlust, denn dadurch, daß ein Teil der in den Pumpenzylindern enthaltenen Flüssigkeit, anstatt nach 2 geschickt zu werden, nach 4 zurückgetrieben wird, geht keine Arbeitskraft verloren, denn diese betätigt sich nur durch den Druck der Flüssigkeit gegen den in 4 herrsehenden Druck.

Der vorbeschriebene Arbeitsvorgang findet auch dann statt, wenn die Pumpenzylinder bei jeder Umdrehung des zylindrischen Körpers ι mehr als einen Arbeitskreis ausführen, nur muß in diesem Falle der Verteiler so viele Leitungspaare 2, 4 besitzen, als Arbeitskreise bei jeder Umdrehung des zylindrischen Körpers ι von den Pumpenzylindern ausgeführt werden.

Die vorbeschriebenen Pumpen mit veränderlicher Leistung können paarweise zusammengekuppelt werden, und zwar so, daß die eine als Stromerreger und die andere als hydraulischer Motor dient.

Wenn beim Zusammenkuppeln dieser Pumpen (Fig. 5) die Symmetrieebenen 38 so angeordnet werden, daß sie zusammenfallen, während die Exzentermittellinien 39, 40 einen rechten Winkel zueinander bilden, so wird, sobald man die eine dieser Pumpen dreht, sich auch die andere von selbst in Bewegung setzen und somit eine hydraulische Transmission darstellen, und zwar mit folgendem Vorgang:
Wenn die Symmetrieebene 38 beider Pumpen den von beiden Exzentermittellinien 39, 40 gebildeten rechten Winkel halbiert (Fig. 5), so wird die durch die Stromerregerpumpe geförderte Strommenge der Leistung der Motorpumpe gleich sein, und beide Tätigkeiten werden Nutzbogen von 90 ° für Saugung und Druck entsprechen. Unter diesen Bedingungen ist die Geschwindigkeit beider Pumpen gleich.

Wenn man aber z. B. die Exzentermittellinien 39, 40 so dreht, daß in der Stromerregerpumpe der von ihr mit der Symmetrieebene 38 gebildete Winkel vergrößert wird, so wird der entsprechende Winkel in der Motorpumpe im gleichen Verhältnis vermindert, und die geförderte Strommenge wird ebenso vermindert, während die Leistung der Motorpumpe zunimmt; aus beiden Gründen aber wird das Geschwindigkeitsverhältnis vermindert. Wenn nun die Exzentermittellinien 39, 40 in entgegengesetztem Sinne gedreht werden, so wird die geförderte Strommenge zunehmen, während die Leistung der Motorpumpe abnimmt, und das Geschwindigkeitsverhältnis wird aus den zwei dargelegten Gründen zunehmen. In allen Fällen wird dies Verhältnis durch eine Bruchzahl ausgedrückt werden, deren Zähler die Leistung der Stromerregerpumpe bei jeder Umdrehung und deren Nenner die Leistung der Motorpumpe bei jeder Umdrehung darstellt.

Die Grenzen dieses Verhältnisses liegen praktisch zwischen Null und einem so hohen Werte, wie ihn die Herstellung des Apparates zuläßt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Sternmaschine als Pumpe, bei der sich die Pumpenzylinder um eine exzentrische Achse drehen und die Leistung und Förderrichtung durch Änderung der Exzentrizität geregelt werden, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Verteiler, der durch zwei in einer Durchmesserebene liegenden Trennungswände (10, 11) in zwei gleiche und entgegengesetzte Leitungen zerlegt wird, die mit den Zylinderöffnungen sowie mit der Förderleitung (Saug- oder Druckleitung) in Verbindung stehen, wobei die Stellung des Verteilers zur Exzentermittellinie veränderlich ist, so daß je nach der Stellung der Trennungswände zur Exzentermittellinie die Saugwirkung entweder nur in der einen Leitung und die Druckwirkung nur in der anderen, oder Saugwirkung und Druckwirkung teilweise in jeder Leitung stattfindet, oder daß Saug- und Druckleitung vertauscht, die Förderrichtung umgekehrt wird.

2. Als Sternmaschine ausgebildete Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Verbindungsöffnungen am Boden jedes Pumpenzylinders, welche so voneinander getrennt sind, daß, während sie an den Trennungswänden der Leitungen des Verteilers vorübergehen, immer nur eine der Verbindungsöffnungen verdeckt wird.

3. Als Sternmaschine ausgebildete Pumpe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch je eine Leitung, welche je eine Verbindungsöffnung mit dem Innern des entsprechenden Pumpenzylinders durch dessen Seitenwandung in Verbindung setzt, wobei der entsprechende Kolben so gestaltet ist, daß er eine der Leitungen deckt, während die andere immer offen bleibt, wenn er in einen der toten Punkte eintritt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,