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Pumpeneinheit
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpeneinheit und betrifft insbesondere
eine Pumpeneinheit mit mehreren Zellen-oder Drehkolbenpumpenabschnitten, die durch
eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben werden.
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Es ist bereits eine Pumpeneinheit bekannt, bei der zwei Zellenpumpenabschnitte
für den Antrieb durch eine gemeinsame Antriebswelle vorgesehen sind. In der herkömmlichn
Anordnung werden zwei Zellenpumpen einfach miteinander verbunden. Mit anderen Worten,
die Körper der einzelnen Zellenpumpen werden miteinander verbunden, um die gemeinsame
Benutzung einer Antriebswelle zu gestatten. Infolgedessen ist der Körper zwischen
den Pumpenabschnitten angeordnet und vergrößert den Zwischenraum zwischen diesen,
was zur Vergrößerung der Gesamtgröße der Pumpeneinheit führt. Darüber hinaus muß
die Antriebswelle, die zum Antreiben
der einzelnen Pumeenabschnitte
benutzt wird, eine größere Steifigkeit haben. Ein weiterer Nachteil sind die Zeit
und die Arbeit, die zum Zusammenbauen der einzelnen Pumpeneinheit erforderlich sind
und die im wesentlichen gleich der Zeit und der Arbeit sind, die zum Zusammenbauen
von zwei Zellenpumpen erforderlich sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpeneinheit zu schaffen, die
eine geringere Größe und ein geringeres Gewicht aufweist und leicht zusammengebaut
werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Pumpeneinheit
mit mehreren Zellenpumpenabschnitten, von denen jeder durch eine gemeinsame Antriebswelle
angetrieben wird, um eine Pumpwirkung zu erzeugen. Die Pumpeneinheit ist gemäß der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in einem Körper eine öffnung gebildet ist,
in welcher die einzelnen Pumpenabschnitte in gegenseitigem Kontakt miteinander aufgenommen
sind. Das gestattet, die axiale Länge der Antriebswelle im Vergleich zu bekannten
Pumpeneinheiten zu verringern. Demgemäß kann die erforderliche Steifigkeit der Antriebswelle
verringert werden oder stattdessen kann das Taumeln der Antriebswelle verringert
werden, um eine Pulsation in den Förderdrücken der Pumpenabschnitte zu verringern.
Die mehreren Pumpenabschnitte, die in gegenseitigem Kontakt gehalten werden, können
der Reihe nach zusammengebaut werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die einzelnen Pumpenabschnitte
in der in dem Körper der Pumpeneinheit gebildeten öffnung so aufgenommen, daß sie
axial verschoben und gleichzeitig in gegenseitigem Kontakt gehalten werden können.
Jeder Pumpenabschnitt wird durch Seitenplatten begrenzt, und wenigstens eine der
Seitenplatten, die am weitesten außen angeordnet ist, ist einem Förderdruck aus
dem zugeordneten Pumpenabschnitt ausgesetzt. Auf diese Weise kann dieser Förderdruck
benutzt werden, um die Teile der einzelnen
Pumpenabschnitte unter
einem erforderlichen Druck zu halten. Da die Teile auf diese Weise richtig gehalten
werden, wird eine Flüssigkeitsleckage zwischen benachbarten Teilen verhindert, was
zu einer weiteren Verbesserun der Pumpenleistung beiträgt, während gleichzeitig
der Zusammenbau vereinfacht wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt
durch eine Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie
II-IS in Fig. 1.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 hat die Pumpeneinheit einen hinteren Körper
1, in welchem eine öffnung 2 gebildet ist, von welcher ein Ende verschlossen ist.
Eine Stufe 3 ist im wesentlichen in der Mitte der öffnung 2 gebildet, wodurch sich
eine öffnung 2a größeren Durchmessers zur Vorderseite hin und eine öffnung 2b kleineren
Durchmessers zur Rückseite hin ergibt. Die Pumpeneinheit hat außerdem einen vorderen
Körper 4, der an dem hinteren Körper 1 mittels Schrauben 5 befestigt ist, wobei
zwischen dem vorderen Körper und dem hinteren Körper eine Dichtung 6 angeordnet
ist. Ein erster Pumpenabschnitt 7 und ein zweiter Pumpenabschnitt 8 sind in der
öffnung 2 aufgenommen.
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Der erste Pumpenabschnitt 7 ist nach Art einer Zellenpumpe aufgebaut
und hat einen Kurvenring 9 mit einer Kurvenfläche an dessen innerem Umfang, zwei
Seitenplatten 10, 11, die eng neben den entgegengesetzten Stirnflächen des Kurvenringes
9 angeordnet sind, einen Drehkolben 12, der in dem Kurvenring 9 drehbar ist, mehrere
Schieber 13, die an dem Drehkolben 12 vorgesehen sind, und eine Antriebswelle 14,
mit der der Drehkolben
12 durch eine Keilnutvcrahnng verbunden
ist, damit er durch sie in Drehung versetzt werden kann. Die Seitenplatte 10, die
in der größeren öffnung 2a angeordnet ist, hat einen Außendurchmesser,der gleich
dem Innendurchmesser dieser öffnung ist, und ist in diese öffnung mit Schiebesitz
eingepaßt. Die andere Seitenplatte 11, die in dem Gebiet der Stufe 3 angeordnet
ist, ist abgestuft ausgebildet, so daß sie gleichzeitig in beide öffnungen 2a, 2b
eingepaßt ist, wobei eine Stufe zwischen diesen Teilen in Anlage an der Stufe 3
angeordnet ist. Eine Feder 15 ist zwischen dem vorderen Körper 4 und der Seitenplatte
10 angeordnet, um den gesamten ersten Pumpenabschnitt 7 in eine Richtung zu drücken
und die in der Seitenplatte 11 gebildete Stufe in Anlage an der in der öffnung 2
gebildeten Stufe 3 zu halten.
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Auf diese Weise wird die Axialposition des ersten Pumpenabschnittes
7 kontrolliert, während eine Flüssigkeitsleckage während des Pumpbetriebes verhindert
wird. Der vordere Körper 4 ist mit zwei Paßstiften 16 versehen, die sich parallel
zu der Antriebswelle 14 durch die öffnung 2 erstrecken. Die Paßstifte erstrecken
sich verschiebbar durch den Kurvenring 9 und die beiden Seitenplatten 10, 11, welche
den ersten Pumpenabschnitt 7 bilden, nahe bei deren äußerem Umfang, wodurch die
Winkelpositionierung des Kurvenringes 9 relativ zu den beiden Seitenplatten 10,
11 erfolgt.
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Der zweite Pumpenabschnitt 8 ist im wesentlichen wie der erste Pumpenabschnitt
7 aufgebaut, er teilt sich aber die Seitenplatte 11, die zwischen den beiden Pumpenabschnitten
angeordnet ist, und die Antriebswelle 14 mit dem ersten Pumpenabschnitt 7. Der zweite
Pumpenabschnitt 8 hat einen Kurvenring 17, zwei Seitenplatten 11, 18, zu denen die
oben erwände Seitenplatte 11 gehört, einen Drehkolben 19, Schieber 20 und die Antriebswelle
14, mit der der Drehkolben 19 durch eine Keilnutverzahnung verbunden ist, damit
er durch die An-Lriebswe in Drehung versetzt werden kann. Der Kurvenring 17, der
Drehkolben 19 und die Schieber 20 des zweiten Pumpenabschnitts 8 haben axiale Abmessungen,
die größer sind als die des ersten Pumpenabschnitts 7, so daß der zweite Pumpenabschnitt
8
eine größere Kapazität als der ersten Pumpenabschnitt 7 hat.Die Seitenplatte .8
hat einen Außendurchmesser, der gleich dem Innendurchmesser der öffnung 2b itt,
und sie ist in diese mit Schiebesitz eingepaßt. Eine Feder 21, die eine geringere
Federsteife als die Feder 15 hat, ist zwischen der Seitenplatte 18 irnd dem Grund
der öffnung 2 angeordnet, um die Teile des zweiten Pumpenabschnitts 8 in Richtung
zu der mittleren Seitenplatte 11 zu drücken, die durch die Stufe 3 und die Feder
15 in der oben beschriebenen Weise positioniert ist. Die Paßstifte 16 erstrecken
sich auch verschiebbar durch den Kurvenring 17 und die Seitenplatte 18 des zweiten
Pumpenabschnitts 8 in einem Gebiet an dem äußeren Umfang, wodurch die Winkelpositionierung
des Kurvenringes 17 relativ zu der Seitenplatte 18 erfolgt. Die Kurvenringe 9, 17
der beiden Pumpenabschnitte 7, 8 sollen bei Blick in Drehrichtung der Antriebswelle
14 phasenverschoben angeordnet sein, so daß Pulsationen, die in dem Förderdruck
eines der Pumpenabschnitte auftreten, nicht mit Pulsationen im Förderdrtick des
anderen Pumpenabschnitts in Phase sind, wodurch insgesamt ein gleichmaßier Pumpvorgang
erzielt wird.
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Niederdruckkammern 22, 23, die die Saugseite der Pumpeinheit darstellen,
sind in dem Zwischenraum zwischen dem Sußeren Umfang der Kurvenringe 9, 17 und dem
inneren Umfang der öffnung 2 gebildet und stehen mit einander über ein Loch 24 in
Verbindung, das in der mittleren Seitenplatte 11 gebildet ist. Diese Niederdruckkammern
22, 23 stehen über zwei Durchlässe 25, 26, die in dem hinteren Körper 1 yebildet
sind, und über einen Querdurchlaß 27, der eine Ve.-bindung zwischen den Durchlässen
25, 26 herstellt, mit ei.-nem Fluideinlaßkanal 28 in Verbindung, der in den hinteren
Körper 1 mündet, -und außerdem mit dem Inneren der PGfnabschnitte 7, 8 über Ansaugöffnungen
29 bzw. 30, die in den Seitenplattenpaaren 10, 11 und 11, 18 an bestimmten Stellen
gebildet sind.
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Förderöffnungen 31, 32 sind in den Seitenplattenpaaren 10, 11 und
11, 18 an bestimmten Stellen gebildet. Die Förderöffnung 31 des ersten Pumpenabschnitts
7 steht mit einer Hochdruckkammer 34 in Verbindung, in welcher die Feder 15 angeordnet
ist, während die Förderöffnung 32 des zweiten Pumpenabschnitts 8 mit einer Hochdruckkammer
36 in Verbindung steht, in der die Feder 21 angeordnet ist. Durch unterbrochene
Linien ist in Fig. 1 angedeutet, daß die Hochdruckkammern 34, 36 jeweils mit einem
zugeordneten Auslaßkanal (nicht dargestellt) entweder direkt oder über ein Durchflußsteuerventil
40, welches in dem hinteren Körper 1 angeordnet ist, über Durchlässe 37, 38 und
39 in Verbindung stehen, welche an Stellen gebildet sind, wo sie nicht mit den Durchlässen
25, 26, 27 und 28 der Ansaugseite in Verbindung stehen.
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Das Durchflußsteuerventil 40 ist bekannt, weshalb dessen Aufbau und
Arbeitsweise nicht im einzelnen beschrieben werden. Jede herkömmliche Anordnung
kann für das Durchflußsteuerventil 40 benutzt werden. Stattdessen kann auch ein
Durchflußsteuerventil des aus der JA-OS 14 923/1980 bekannten Typs benutzt werden,
welches gestattet, die gesamte Fördermenge, die von den Förderkanälen abgegeben
wird, einem Fluidikinstrument zuzuführen, solange die Förderung der Pumpenabschnitte
7, 8 gering ist,welches aber bewirkt, daß ein Teil der von dem Pumpenabschnitt 8
abgegebene Fördermenge vorbeigeleitet wird, wenn dessen Förderung einen bestimmten
Wert erreicht, wobei die vorbeigeleitete Fördermenge schließlich auf die volle Fördermenge
des Pumpenabschnitts 8 erhöht wird.
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Beim Zusammenbauen werden die Antriebswelle 14 und die Paßstifte 16
zuerst in dem vorderen Körper 4 angeordnet, woraufhin dann die Feder 15, der erste
Pumpenabschnitt 7, der zweite Pumpenabschnitt 8 und die Feder 21 der Reihe nach
auf der Antriebswelle 14 zusammengebaut werden, wobei die Paßstifte
16
in der öffnung 2 dess hinteren Körpers 1 aufgenommen werden. Der vordere Körper
4 kann dann mit dem hinteren Körper 1 mittels Schrauben 5 verbunden werden, wodurch
der Zusammenbau unter einem Aufwand von Arbeit und Zeit abgeschlossen wird, der
mit dem für den Zusammenbau einer einzelnen Zellenpumpe im wesentlichen vergleichbar
ist. Da sich beide Pumpenabschnitte 7, 8 in der hier beschriebenen Ausführungsform
die Seitenplatte 11 teilen, wird die Anzahl der Einzelteile sowie das Gewicht verringert
und gleichzeitig wird es möglich, den Abstand zwischen beiden Pumpenabschnitten
7, 8, insbesondere zwischen den Kurvenringen 9, 17, zu verringern. Da die öffnung
2 den Boden aufweist, kann sie durch ein einzelnes Deckelteil oder den vorderen
Körper 4 verschlossen werden. Wieder kann die Anzahl der Einzelteile sowie das Gewicht
im Vergleich zu einer Anordnung verringert werden, bei der die öffnung 2 als eine
Durchgangsöffnung ausgebildet ist, die an beiden Enden verschlossen werden muß.
Das trägt ebenfalls zur Vereinfachung des Aufbaues und zur Verhinderung einer Flüssigkeitsleckage
bei. Darüber hinaus dienen die Paßstifte 16 zum Einstellen der Phasenbeziehung zwischen
den Kurvenringen 9, 17 und den Seitenplatten 10, 11 und 18. Es sei insbesondere
angemerkt, daß, wenn der erste Pumpenabschnitt 7 und der zweite Pumpenabschnitt
8 phasenverschoben zueinander angeordnet werden, sie leicht mit einer bestimmten
1>hasenbeziehung und mit hoher GenåuJykeit zusainmengebaut werden können.
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Wenn sich im Betrieb die Antriebswelle 14 dreht, drehen sich die Drehkolben
12, 19 der Pumpenabscheitte 7 bzw. 8, wodurch das in den einzelnen Niederdruckkammern
22, 23 vorhandene Fluid über die Ansaugöffnungen 29, 30 in den durch die Schieber
13, 20 begrenzten Zwischenraum gesaugt wird, und zwar insgesamt auf dieselbe Weise
wie bei einer herkömmlichen -Zellenpumpe. Danach wird das angesaugte Fluid über
die einzelnen
Förderöffnungen 31, 32 in die Hochdruckkammern 34,
36 gefördert. Der Förderdruckt mit dem das Innere jeder Hochdruckkammer beaufschlagt
wird, drückt auf dieselbe Weise auf die Bestandteile der Pumpenabschnitte 7, 8-,
wie es durch die Elastizität der in den Hochdruckkammern angeordneten Federn 15,
21 erreicht wird. Es sei jedoch angemerkt, daß dabei die außen angeordneten Seitenplatten
10, 18 mit dem Förderdruck beaufschlagt werden. Die Seitenplatte 10, die in die
größere öffnung 2a eingepaßt ist, hat einen größeren Flächeninhalt, der dem Druck
ausgesetzt ist, so daß die mittlere Seitenplatte 11 auf dieselbe Weise in Anlage
an der Schulter 11 gehalten wird wie durch die unterschiedliche Federsteife der
Federn 15, 21. Die Bestandteile der Pumpenabschnitte 7, 8 werden nacheinander in
gegeseitige Anlage gebracht, wobei die Seitenplatte 11 in der Mitte angeordnet wird.
Infolgedessen ist während des Zusammenbauens keine besondere Aufmerksamkeit erforderlich,
denn das einzige Erfordernis besteht darin, daß die Bestandteile mit bestimmten
Genauigkeiten hergestellt werden. Die verschiedenen Bestandteile werden dann durch
die Kraft der Eedern 15, 21 und den Förderdruck in bestimmte Axialpositiocn bezüglich
der Seitenplatte 11 gedrückt und in diesen Positionen gehalten, um jedwede Flüssigkeitsleckage
zwischen ilie zu verhindern. Stattdessen kann auch die Seiplatte 18, die in der
kleineren öffnung 2b angeordnet ist, als ein Bezuysteil benutzt werden, an welchem
die anderen Bestandteile der Pumpenabschnitte 7, 8 in Anlage gebracht werden können.
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Das Hydrauliköl, tlas in die Ifochdruckkanmiern 34, 36 geförder wird,
gelang über die Durchlässe 37, 38 und 39 zu climi Durchflußsteuerventil 40, wo die
Strömungsgeschwindigkeit entsprechend dem Aufbau des Ventils gesteuert wird, um
dann dcm Fluidikinstrument über den nicht dargestellten Förderkalla zugeführt Lil
werden. Das Hydrauliköl aus dem Fluidikinstrument
wird in den
hinteren Körper 1 iiber den Ansaugkanal 28 zurückgeleitet und gelangt dann über
die Durchlässe 27, 26 und 25 in die Niederdruckkammern 22, 23.
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Die in der oben beschriebenen Ausführungform verwendeten Zellenpumpenabschnitte
7, 8 arbeiten zwar mit ausgeglichenem Druck, es ist jedoch klar, daß die Erfindung
bei jeder Art von Zellenpumpe einschließlich solchen, die mit Druckungleichgewicht
arbeiten, gleichfalls anwendbar ist.
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