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"Pumpenantrieb"
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Die Erfindung betrifft das Zusammenwirken der Antriebsvorrichtung
mit der von ihr angetriebenen Pumpe. Diese Pumpe kann auf ein Gas oder eine Flüssigkeit
wirken, also eine Hydraulikpumpe oder Pneumatikpumpe sein. Der Einfachheit halber
wird sie nachstehend als Hydraulikpumpe bezeichnet und entsprechend beschrieben.
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Für manche technische Aufgaben, in denen ein Flüssigkeitsstrom oder
ein Flüssigkeitsdruck oder beides verlangt wird, ist es unerläßlich, daß ein Ausfall
der die Flüssigkeit unter Druck setzenden und/oder bewegenden Pumpe so schnell wie
möglich ausgeglichen wird. Dazu wird üblicherweise eine zusätzliche Hydraulikpumpe
bereitgestellt und bei Ausfall der Betriebs- oder Hauptpumpe in Betrieb genommen.
Dies kann dadurch geschehen, daß die zusätzliche Pumpe (Not- oder Hilfspumpe) einen
eigenen Antrieb hat, der bei Bedarf in Betrieb genommen wird. Bei dieser Verfahrensart
sind also stets zwei Hydraulikpumpen erforderlich und es ist auch Ublich, zwei Antriebe
zu benutzen. Die
Nachteile liegen auf der Hand: Es sind zusätzliche
Hyraulikleitungen sowie Umschaltventile und weitere Armaturen erforderlich. Diese
zusätzlichen Teile begründen eine zusätzliche Störanfälligkeit.
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Mit der Erfindung sollen diese Nachteile beseitigt werden.
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Insbesondere liegt die Aufgabe darin, eine Hydraulikpumpe von zwei
Antriebsquellen, die gleich oder unterschiedlich sein können, anzutreiben, wobei
diese beiden Antriebsquellen unabhängig voneinander sein sollen. Da,-- wie gesagt,
in manchen Fällen, ein Notbetrieb unbedingt erforderlich ist, beispielsweise bei
Ausfall der Hauptenergie, die in der Regel elektrische Energie sein wird, soll mit
der Erfindung eine Möglichkeit geschaffen werden, den Antrieb der Hydraulikpumpe
in kürzester Zeit mittels einer anderen Energieart vorzunehmen. So soll bei Ausfall
des die Pumpe treibenden Elektromotors der sofortige Übergang auf Handbetrieb möglich
gemacht werden. Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben ist die erfundene Hydraulikpumpe
mit einer durchgehenden Antriebswelle ausgestattet. Dadurch kann die Pumpe von jeder
ihrer beiden Seiten aus, also von jedem Wellenende her angetrieben werden. Die Erfindung
wird vorzugsweise angewandt auf eine als Hubkolbenpumpe ausgebildete Hydraulikpumpe,
die ihre Ein- und Auslaßöffnungen durch Sog und Druck selbst steuert und daher unabhängig
von der Drehrichtung der den Kolben bewegenden Welle arbeiten kann. Damit ist es
möglich, die Drehrichtung für den Antrieb jeder Seite frei und unabhängig von der
Drehrichtung des der anderen Seite zugeordneten Antriebs zu wählen. Besondere Vorteile
werden aber dadurch erlangt, daß beide Antriebsquellen in Bezug auf die von einer
Seite her betrachtete Drehrichtung die gleiche Drehrichtung haben, was zugleich
besagt, daß die Antriebsquellen für sich betrachtet gegenläufige Drehrichtungen
haben. Sollte dies
bisher nicht klar sein, wird es aus der weiteren
Beschreibung deutlicher werden.
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In einer besonderen und besonders vorteilhaften Ausführungsform ist
nur jeweils die zum Antrieb bestimmte und nötige Antriebsquelle mit der Hydraulikpumpe
(kraft- oder formschlüssig) verbunden und die jeweils andere Antriebsquelle ist
dabei außer Eingriff.
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Vorzugsweise sind die Antriebsqúellen (Motor einschließlich Kupplung)
mit Freiläufen an die Antriebswelle der Hydraulikpumpe angeschlossen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
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In der Zeichnung ist in skizzenhafter Form eine Hydraulikpumpe 1 mit
den Merkmalen der Erfindung dargestellt. Die Pumpe 1 ist eine Radialkolbenpumpe,
deren Kolben im Zylinder 2 auf- und abbewegt wird, und zwar aufwärts durch die im
Bereich des Kolbens exzentrische oder mit Kurbel ausgerüstete Welle und in der entgegengesetzten
Richtung (Saugrichtung) durch Rückstellfedern. Das den Exzenter 3 aufnehmende Gehäuse
4 kann auf seinem Außenumfange mehrere gleichartige Zylinder 2 aufweisen, die sowohl
in axialer Richtung (also nebeneinander) als auch radial abstehendwie bei 5 angedeutet,
angeordnet sein können. Jeder Zylinder enthält also einen Kolben mit Rückstellfeder,
gegen die der Exzenter 3 arbeitet. Die den Exzenter tragende Welle liegt in der
Achse 6 und ist auf jeder Seite aus dem Gehäuse 4 herausgefUhrt. Die Welle ist also
durchgehend. Sie ist hier bezeichnet durch ihre Wellenenden oder -stummel 7 und
8.
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Jedes der beiden Wellenenden 7 und 8 ist über eine lösbare Kupplung
9 bzw. 10 an einen Antrieb angeschlossen, und zwar in der Zeichnung auf der linken
Seite an einen Elektromotor 11 und auf der rechten Seite an einer Handkurbel 12.
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Beide Kupplungen sind Freilauf- oder Überholkupplungen, was bedeutet,
daß antreibende und getriebene Kupplungshälfte nur durch Umkehr der relativen Drehrichtung
vertauscht werden können.
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Für die folgende Betrachtung seien als Drehrichtungen diejenigen erörtert,
die sich bei Betrachtung des Aggregates von links nach rechts, also auf das der
Pumpe 1 abgewandte Wellenende des Elektromotors 11 ergeben. Der Elektromotor sei
so geschaltet, daß er antreibend in Richtung des Uhrzeigers (bei der genannten Betrachtungsrichtung)
laufe. Die Freilaufkupplung 9, beispielsweise eine Klemmrollenkupplung, sei so ausgebildet,
daß der Kuppeleingriff vorhanden ist, wenn die pumpenseitige Kupplungshälfte gebremst
ist, sei es durch den Energiebedarf des bestimmungsgemäßen Pumpvorganges, sei es
vom anderen Wellenende 8 her. Der Elektromotor wünscht also entgegen dieser Last
schneller zu drehen, wodurch das Kuppeln zustande kommt, die Pumpe also angetrieben
wird.
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Bei der vorbeschriebenen Drehmitnahme der Radialpumpe, also des Pumpennockens
und der Pumpenwelle, ist die Kupplung 10 ausgekuppelt. Wenn dort die Handkurbel
12 festgehalten wird, ändert dies an der beschriebenen Arbeitsweise nichts. In der
durch die Betrachtungsrichtung nach Pfeil 13 festgelegten Drehrichtung hat also
die Kupplung 10 dieselbe Mitnahme-und dieselbe Löserichtung. Wann immer von außen
- von 11 oder 12 her - drehangetrieben wird, wird nur die Pumpe mitgenommen, nicht
aber das jeweils andere Antriebsaggregat 12 bzw. 11. Wenn der Motor 11 stehenbleibt,
sei es wegen
Energieausfalls, sei es wegen Abschaltung, bleibt auch
die Pumpe stehen, doch kann sie sofort von der Handkurbel 12 oder irgendeinem anderen
Antrieb dank der automatischen Dreheingriffsumschaltung durch die beiden Freilaufkupplungen
wieder in Betrieb genommen werden. Sie wird zu diesem Zweck in derselben Drehrichtung
(bezogen auf Blickrichtung 13) angetrieben. Falls absichtlich oder unabsichtlich
der Motor 11 wieder anhängt zu laufen, wird er den Antrieb in dem Moment Ubernehmen,
in dem er den Antrieb vom rechten Ende her eingeholt hat und überholt. Von diesem
Augenblick an kuppelt die Freilaufkupplung 10 wieder aus. Es ist also bei Nothandbetrieb
etwa durch eine Kurbel 12 ausgeschlossen, daß das Wiedereinschalten des Motors die
Kurbel 12 dem sie FUhrenden aus der Hand schlägt.
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Als Überholkupplung kommen verschiedene Bauformen in Betracht, erwähnt
wurde schon die Klemmrollenkupplung. Es gibt aber auch andere nur in einer Richtung
wirkende Kupplungen (Einrichtungskupplungen), z.B. mit in axialer Richtung verscbiebbaren,
ein- und auskuppelnden Teilen, wie z.B. Schub-Schraubtriebkupplungen. Diese Kupplungen
an sich sind nicht Gegenstand der Erfindung.
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In der beschriebenen Ausführungsform ist also ein Antrieb der Pumpenwelle
und damit der Pumpe nur in Richtung des Uhrzeigers möglich, also nur in einer Richtung.
Ist dagegen die Pumpe gegenUber einer der beiden Antriebsvorrichtungen antreibend,
so kommt es nicht zum Kuppeln; die jeweilige Kupplung arbeitet im Freilauf.
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Bei Betrachtung von der Antriebsquelle auf die Pumpe sind die beiden
Antriebsquellen als gegenläufig anzusprechen.
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Wie im Beispiel gezeigt, würde die Handkurbel von ihrer Seite aus
gesehen nur im Linkslauf (entgegen dem Uhrzeiger) antreibend wirken, der Elektromotor
dagegen, von seiner Seite aus gesehen, im Rechtslauf (mit dem Uhrzeiger). Beide
Antriebsquellen können zusammen mit ihren Kupplungen vertauscht werden, weil die
dann in entgegengesetzter Richtung betätigte Pumpe als Radialkolbenpumpe drehrichtungsunabhängig
arbeitet.
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In einer anderen Ausführungsform eines Pumpendrehantriebs sind zwei
voneinander unabhängige Antriebe auf der entsprechend verlängerten Pumpenwelle auf
nur einer Seite der Putze ageordet, also tespels'--ese ein Hauptantrieb etwa in
Form eines Elektromotors und ein zweiter Antrieb vorzugsweise in Form eines Hilfs-
oder Notantriebs. Die Kupplungen sind auch hier wieder Vberhol- oder Freilaufkupplungen,
die auf die Pumpenwelle in nur einer Richtung antreibend wirken, in der anderen
Richtung dagegen nicht fassen, wobei diese Drehrichtungen auf die Pumpenwelle bezogen
sind. So kann am Ende der verlängerten Welle die Freilaufkupplung sitzen, die die
Verbindung mit dem Elektromotor herstellt, während zwischen dieser Kupplung und
dem Motor die zweite Freilaufkupplung auf die Welle aufgesetzt ist, also etwa in
Form einer Klemmrollenkupplung die Welle umgibt; ihr äußerer antreibender Teil kann
über einen Seiltrieb (Riementrieb oder Kette) von einem gesondert gelagerten Handkurbelrad
angetrieben werden.
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Wie schon gesagt, ist der beschriebene Antrieb sowohl auf Flüssigkeitspumpen
als auch auf Gaspumpen (Hydraulik oder Pneumatik) anwendbar.
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Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale
für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination erfindungswesentlich. Schutz
wird begehrt für das, was objektiv schutzfähig ist.
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Patentansprüche:
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