DE2649127C2 - Doppelpumpenaggregat - Google Patents

Description

a) beide Pumpen weisen Schwenkschlitterbauform auf,

b) die gemeinsame Ebene, in der die Achsen der beiden Zylindertrommeln (8) liegen, und die Achse der Antriebswelle (28) sind senkrecht zueinander angeordnet

2. Doppelpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Pumpen unabhängig voneinander einstellbar sind.

3. Doppelpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (17) der einen Pumpe im Triebflansch (15) der gegenüberliegenden anderen Pumpe abgestützt ist und daß auf der Welle (17) der erstgenannten Pumpe ein Kegelrad (21) angeordnet ist, das mit dem auf der Antriebswelle (28) angeordneten Kegelrad (27) kämmt.

4. Doppelpumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindertrommel der einen Pumpe nach der einen Seite der Achse der gemeinsamen Welle (i7) und die Zylindertrommel der anderen Pumpe nach der anderen Seite der Achse der gemeinsamen Welle (17) schwenkbar ist.

5. Doppelpumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zylindertrommeln nach der gleichen Seite der Achse der gemeinsamen Welle (17) schwenkbar sind.

6. Doppelpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Triebflansche beider Pumpen aus einem gemeinsamen scheibenförmigen Werkstück bestehen, an dessen beiden Seiten Kugelkalotten für die Pleuelstangenköpfe angeordnet sind und an den mit größerem Radius als der Radius, auf dem die Kugelkalotten angeordnet sind, die Wälzlager, vorzugsweise Kegellager, angeordnet sind und daß am Umfang dieses Werkstückes eine Kegelverzahnung angeordnet ist, die mit dem auf der Antriebswelle angeordneten Kegelrad kämmt.

Die Erfindung betrifft ein Doppelpumpenaggregat gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bei einem bekannten Doppelpumpenaggregat dieser Gattung sind zwei Triebflanschaxialkolbenmaschinen derart in einem Gehäuse angeordnet, daß die Zylindertrommelachsen in einer Ebene liegen. Beide Triebflansche sind an einer gemeinsamen Welle angeordnet, die über ein Kegelradpaar angetrieben wird, dessen erstes Kegelrad auf einer Antriebswelle sitzt, die in der gleichen Ebene liegt, wie die Zylindertroninielachsen. Beide Zylindertrommelachsen ragen von der Achse der gemeinsamen Antriebswelle fort nach der der Antriebswelle entgegengesetzten Seite (CH-PS 3 25 587). Dieses Doppelpumpenaggregat weist in Richtung der Antriebswellenachse eine große Baulänge auf. Innerhalb des Gehäuses ist gegenüber der Antriebswelle ein großer freier unbenutzter Raum vorhanden.

Bei einem anderen bekannten Doppelpumpenaggregat sind zwei Schrägscheibenpumpen koaxial einander zugewandt angeordnet, wobei die Achse der Antriebswelle senkrecht auf der gemeinsamen Achse steht um die beide Zylindertrommeln rotieren. Die Zylindertrommeln sind geteilt und das jeweils triebflanschseitige Teil ist mit einem Kegelrad versehen, welches mit dem Kegelrad auf der Antriebswelle kämmt. Die beiden Schrägscheiben sind in einem gemeinsamen Ring gelagert, so daß die der einen Pumpe gegebene Einstellung zwangsläufig auch der anderen Pumpe gegeben werden muß. Der Durchmesser der den Zylindertrommeln zugeordneten Kegelräder muß nicht nur größer sein als die innerhalb dieser Kegelräder angeordneten Zylindertrommeln sondern muß auch so groß sein, daß der Ring, in dem die Schrägscheiben abgestützt sind, in diese Kegelräder eintauchen kann (GB-PS 6 43 313). Diese Anordnung ist nicht nur sehr aufwendig sondern bedingt auch eine im Verhältnis zum Hubolumen große Erstrekkung in Richtung der Achse der Antriebswelle.

Weiterhin ist ein Doppelpumpenaggregat bekannt, das aus zwei bezüglich ihres Hubvolumens pro Umdrehung nicht einstellbaren Pumpen besteht, wobei die Zylindertrommeln im Gehäuse derart gelagert sind, daß die Achsen der Zylindertrommeln einen Winkel miteinander einschließen und beide Zylindertrommeln am Umfang eine Verzahnung aufweisen, durch die beide Zylindertrommeln von einer gemeinsamen Schnecke aus angetrieben werden. Jeder Kolben, der in der einen Zylindertrommel verschiebbar ist, stützt sich unmittelbar gegen einen Kolben, der in der anderen Zylindertrommel verschiebbar ist, ab, mit der Folge, daß die Kraft des jeweils anderen Kolbens an dem Kolben, gegen den sich dieser abstützt, eine Querkraft erzeugt, die doppelt so groß ist wie im Falle der Abstützung gegen eine Schrägscheibe und diese Querkräfte begrenzen bei Axialkolbenmaschinen den anwendbaren Neigungswinkel (US-PS 20 96 907). Bei dieser Konstruktion wird von der Hoffnung ausgegangen, daß sich die Kolben in beiden Zylindertrommeln jeweils symmetrisch verschieben. Da aber unwahrscheinlich ist, daß die Reibungsverhältnisse an beiden Kolben gleich sind, dürfte das nicht eintreten und diese Konstruktion schon deshalb nicht funktionsfähig sein.

Weiterhin sind Doppelpumpenaggregate bekannt, die aus zwei Triebflanschpumpen bestehen, wobei die Zylindertrommeln nebeneinander mit zueinander parallelen Wellen angeordnet sind, wobei die Zylindertrommein auf der einen Seite der Ebene, in der die Triebflansche liegen, angeordnet sind und die Antriebswelle auf der anderen. Das ergibt eine relativ große Baulänge. In den meisten praktischen Anwendungsfällen für ein Doppelpumpenaggregat wird gefordert, daß die Einbaulänge in Richtung der Antriebswelle möglichst kurz sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein raumsparendes, insbesondere in Richtung der Antriebswelle kurzes Doppelpumpenaggregat zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Über die Lösung der Aufgabe hinaus hat das Doppelpumpenaggregat gemäß der Erfindung weitere

Vorteile, insbesondere kann es unter weitgehender Verwendung der Einzelteile von Einzelpumpen gebaut werden und hat ein relativ geringes Gewicht. Das Doppelpumpenaggregat gemäß der Erfindung kam. mit einem Minimum an Wälzlagern oder Gleitlagern und an Zahnrädern gebaut werden, so daß es bezüglich des Wirkungsgrades und der Herstellkosten günstig ist. Häufig wird auch die Bedingung gestellt, daß die Erstreckung des Doppelpumpenaggregats senkrecht zur Antriebswelle nicht größer sein soll als die Breite der antreibenden Kolbenbrennkraftmaschine. Auch diese Bedingung kann durch die Anordnung gemäß der Erfindung gelöst werden. Gemäß der Erfindung verläuft die Antriebswelle somit senkrecht zu der Ebene, in der die gemeinsame Achse der beiden Triebwellen und die Achsen der Zylindertrommeln liegen, wobei die Pumpen »Stirn gegen Stirn« mit koaxialer Welle angeordnet sind.

D-irch die Verwendung einer entsorechenden Verzahnung kann erzielt werden, daß die Antriebswelle zu einem freien Wellenanschluß durchgeführt werden kann.

Verzichtet man darauf, die beiden Triebflansche über eine Welle gegeneinander abzustützen, kann auch mit einfachen Kegelrädern eine Anordnung erzielt werden, bei der die Antriebswelle durch das Gehäuse hindurch geführt wird. Bezüglich der Ausschwenkrichtung der Schwenkschlitten der beiden Pumpen sind verschiedene Zuordnungen möglich, die in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben sind. Auch in den übrigen Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungsformen angegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile sind anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

F i g. 1 zeigt im Schnitt senkrecht zur Antriebswelle ein Doppelpumpenaggregat in Schwenkschlittenbauform.

F i g. 2 zeigt eine Außenansicht des Aggregates gemäß Fig. 1.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die Achse der Antriebswelle durch ein Aggregat gemäß Fig. 1 und Fig. 2.

Fig.4 zeigt ein Aggregat nach den Fig. 1 bis 3, bei dem eine weitere Pumpe angeflanscht ist.

F i g. 5 zeigt, wie an ein Doppelpumpenaggregat mit freiem Wellenanschluß ein zweites gleichartiges Aggregat angeflanscht sein kann.

F i g. 6 zeigt ein Doppelpumpenaggregat, das sich von dem Doppelpumpeiiaggregat gemäß den Fig. 1 und 2 nur durch die Schwenkrichtung der Pumpen unterscheidet.

Fi g. 7 zeigt im Schnitt senkrecht zur Achse der Antriebswelle ein Doppelpumpenaggregat mit durch Verwendung einer Hypoidverzahnung durchgeführten Antriebswelle.

F i g. 8 zeigt einen Schnitt durch das Aggregat gemäß F i g. 7 in der Ebene der Achse der Antriebswelle.

Der Befestigungsflansch 1 dient zum Befestigen des Doppelpumpenaggregates an der Schwungradglocke einer Brennkraftmaschine. Dieser Flansch 1 besteht aus einem Gußwerkstück mit dem Gehäuse 2, gegen das auf beiden Seiten ein Gehäuseboden 3 aufgesetzt ist, der gleichzeitig den Stellzylinder mit dem Stellkolben 4 aufnimmt, dessen Zapfen 5 in die Bohrung 6 im Schwenkschlitten 7 eingreift, gegen den die Zylindertrommel 8 anliegt. In der Zylindertrommel 8 sind Kolben 9 verschiebbar, von denen jeder über eine Pleuelstange 10 mit einem Kugelkopf 11 gegen einen Triebflansch 12 (bei der in der F i g. 1 linken Pumpe) bzw. 15 (bei der in F i g. 1 rechten Pumpe) abgestützt ist. Die Zylindertrommel 8 ist durch einen Mittelzapfen 13 geführt, der einen Kugelkopf 14 aufweist, der bei der in der Zeichnung linken Pumpe in einer Kugelkalotte in der Drehachse des Triebflansches 12 gelagert ist bzw. bei der in der Zeichnung rechten Einheit in einer Kugelkalotte in einer Zwischenscheibe 16 gelagert ist, die ihrerseits zentrisch zur Achse des Triebflansches 15 in diesem gelagert ist. Der Triebflansch 12 besteht aus einem Teil der ίο Triebwelle 17, die einen Bund 18 aufweist gegen den der Triebflansch 15 abgestützt ist. Der Triebflansch 15 ist durch eine Paßfeder 19 gegen Verdrehen gesichert und durch eine Schraube 20 befestigt.

Auf der Triebflanschwelle 17 ist weiterhin ein Kegelrad 21 gelagert und durch eine Paßfeder 22 mit der Welle ί7 drehfest verbunden.

Der Triebflansch 12 ist über den Innenring eines Kegellagers 23 und einen Spreizring 24 abgestützt und der Triebflansch 15 ist über ein Wälzlager 25 und einen Spreizring 26 abgestützt.

Das Kegelrad 21 kämmt mit dem Kegelrad 27 auf der Antriebswelle 28, die durch zwei Wälzlager 29 im Gehäuse gelagert ist. Der mittlere Teil des Gehäuses 2 ist durch einen Deckel 30 verschlossen, der durch Schrauben 31 abnehmbar auf eine Gehäuseöffnung aufgesetzt ist.

Dadurch daß sich der Triebflansch 15 über den Bund 18 auf der Triebflanschwelle 17 abstützt, wirken über diesen Bund 18 die Axialschubkräfte der beiden Triebflansche gegeneinander, so daß diese Axialschubkräfte, soweit sie sich gegenseitig aufheben, nicht die Wälzlager 23 und 25 belasten sondern diese Wälzlager 23 bzw. 25 nur durch die Differenz der Axialschubkräfte und die Radialkräfte belastet werden.

Das Aggregat gemäß F i g. 4 entspricht völlig dem gemäß F i g. 3 mit dem einzigen Unterschied, daß gestrichelt ein weiteres Zahnrad 32 eingezeichnet ist. das auf der Antriebswelle 33 einer Schrägscheibenpumpe 34 angeordnet ist, die anstelle des Deckels 30 auf die Gehäuseöffnung aufgeschraubt ist. Das Kegelzahnrad 32 kämmt ebenfalls mit den Kegelzahnrad 21, so daß von der Antriebswelle 28 aus über die Kegelräder 27 und 21 und 32 die Schrägscheibenpumpe 34 angetrieben wird.

In Fig.5 ist dargestellt, wie auch zwei gleichartige Doppelpumpenaggregate hintereinander angeordnet werden können, wenn an das Gehäuse 2 des unmittelbar an die Brennkraftmaschine angeschraubten Doppelpumpenaggregates eine Zwischenplatte 35 geschraubt wird, an die dann der Befestigungsflansch 1 des nächsten Doppelpumpenaggregates angeschraubt ist, dessen Antriebswelle 28a an den freien Wellenanschluß 286 des unmittelbar an die Brennkraftmaschine angeflanschten Doppelpumpenaggregates angeschlossen ist.

Die Ausgestaltungsform gemäß F i g. 6 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 1 und Fig.2 lediglich dadurch, daß bei der Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 und 2 beide Zylindertrommeln zu der gleichen Seite der Achse der Triebflanschwelle 17 schwenken während bei der Ausgestaltungsform gemaß F i g. 6 die eine Zylindertrommel nach der Oberseite und die andere nach der Unterseite schwenkt. Bei dieser Anordnung gemäß Fi g. 6 sind die Anflanschflächen, an denen die Gehäuseböden 3 gegen das Gehäuse 2a geschraubt sind, zueinander parallel und können deshalb in einer Aufspannung auf der Werkzeugmaschine hergestellt werden. Ferner ist die Gesamtbreite des Doppelpumpenaggregates noch kleiner wie die des Aggregates nach den Fig.] und 2 und die Anschlüsse für

die Förderdruckleitungen liegen symmetrisch zur Achse der Antriebswelle.

Bei allen diesen Aggregaten können jedoch die gleichen Gehäuseböden 3 mit Stellzylindern, Stellkolben 4 und die gleichen Zylindertrommeln 8 und Mittelzapfen 13 mit Kugelkopf 14 und Kolben 9 mit Pleuelslangen IO verwendet werden wie bei den Einzelpumpen, so daß in soweit für Doppelpumpen keine besonderen Bauteile angefertigt werden müssen außer dem Gehäuse 2 bzw. 2a mit dem angegossenen Befestigungsflansch 1.

Die Ausgestaltungsform gemäß den F i g. 7 und 8 unterscheidet sich von der Ausgestaltungsform gemäß Fi g. I bis 3 lediglich dadurch, daß das Gehäuse 2b am Befestigungsflansch 1 etwas höher angeordnet ist und daß das Zahnrad 21a mit der Hypoidverzahnung verse- !5 hen ist und mit dem entsprechenden Kegelrad 27a infolge dessen mit Achsversetzung kämmt, so daß die Antriebswelle 28a einen Wellenanschluß 38 aufweist und in zwei voneinander entfernten Wälzlagern 39 gelagert ist.

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Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Doppelpumpen-Aggregat aus zwei bezüglich des Hubvolumens pro Umdrehung einstellbaren Axialkolbenmaschinen in Triebflanschbauform, deren mit Antriebsmitteln verbundene Wellen koaxial zueinander mit einander entgegengesetzt gerichteten Triebflanschen angeordnet sind, wobei die Zylindertrommelachsen in einer gemeinsamen Ebene liegen und die Antriebswelle senkrecht zu der beiden Axialkolbenmaschinen-Wellen gemeinsamen Achse angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: