DE3222577C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelexzenter-Antrieb für oszil­ lierende Verdrängerpumpen, wie Dosierpumpen od.dgl., mit einer An­ triebswelle, einem auf dieser drehfest sitzenden inneren Exzenter, einem auf diesem gelagerten äußeren Exzenter und einer mit diesem verbundenen Schubkurbel, an deren Schubstange der Verdränger sitzt, sowie mit einer Stelleinrichtung mit einem Stellungsgeber, der nach Maßgebe der Abweichung von der Position eines Sollwertgebers den Verdrängerhub durch Verdrehen des äußeren gegenüber dem inneren Exzenter auf den Sollwert einstellt, wobei zwischen dem inneren und dem äußeren Exzenter eine Kupplung angeordnet ist.

Bei Verdrängerpumpen, insbesondere Dosierpumpen, kommt der Ein­ stellbarkeit des Verdrängerhubs und damit des Fördervolumens maß­ gebliche Bedeutung zu. Bei den bekannten Antrieben - Doppelexzenter, Kurbel, Schrägkurbel, Kipphebel etc. - ist eine Verstellung des Ver­ drängerhubs im Stillstand mit relativ einfachen Mitteln möglich. Vielfach ist jedoch eine Hubverstellung während des Betriebs er­ wünscht, was bei allen bekannten Konstruktionen nur mit einem er­ heblichen konstruktiven Aufwand möglich ist.

So ist es bei einem Doppelexzenterantrieb bekannt (DD-PS 31 201), den äußeren Exzenter mit dem Gehäuse eines Schwenkflügelmotors zu verbinden, dessen Drehkolben auf der Antriebswelle drehfest sitzt und mit dieser umläuft. In den Kammern des Schwenkflügelmotors wird mittels einer Pumpe eine Druckdifferenz aufgebaut, die zum Verdrehen des Gehäuses gegenüber dem Drehkolben führt, wobei der äußere Exzenter mitgenommen und der Weg der Schubkurbel und damit der Hub des Kolbens der Verdrängerpumpe geändert wird. Zwischen der Pumpe und dem Schwenkflügelmotor ist ein von Hand betätigter Steuerschieber angeordnet, der zugleich einen Sollwertgeber in Form eines Anschlags aufweist. Der Stellungsgeber ist von einer Stellspindel gebildet, die auf der Antriebswelle axial verschieb­ bar ist und von einer mit dem Gehäuse des Schwenkflügelmotors ver­ bundenen Spindelmutter getrieben ist. Läuft die Stellspindel gegen den Sollwertgeber am Steuerschieber, geht dieser in die Schließstellung und der Schwenkflügelmotor bleibt stehen.

Bei einem ähnlichen, konstruktiv etwas einfacheren Prinzip (CH-PS 2 26 285) ist der Schwenkflügelmotor in den Doppelexzenter integriert, indem zwischen dem inneren Exzenter und dem äußeren Exzenter zwei durch eine Dichtleiste getrennte Kammern angeordnet und diese an eine Hydraulikpumpe bzw. eine Rücklaufleitung ange­ schlossen sind. In den Leitungen liegt wiederum ein Steuerschieber, der von Hand auf den gewünschten Hub der Verdrängungspumpe einge­ stellt wird und den Weg zwischen der Pumpe und der einen Kammer des Schwenkflügelmotors frei gibt. Dadurch wird der andere Exzenter, der das Gehäuse des Schwenkflügelmotors bildet, solange verstellt, bis der Sollwert erreicht ist, der über ein mechanisches Ge­ stänge dem Steuerschieber mitgeteilt wird, der wieder in die Schließstellung gelangt.

Bei einer anderen bekannten Bauart (US-PS 31 80 178) mit gleich­ falls in den Exzenterantrieb integrierten Schwenkflügelmotor weist dieser vier Kammern auf, die durch abwechselnd am innern bzw. äußeren Exzenter angeordnete radiale Stege voneinander getrennt sind. Dia­ metrale Kammern sind mittels den Exzenter querenden Bohrungen miteinander verbunden und jede Querbohrung wiederum ist über einen Steuerschieber an eine Pumpe bzw. einen Rücklauf ange­ schlossen. Die Funktionsweise ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem zuvor geschilderten Stand der Technik.

Alle bekannten Ausführungen haben den Nachteil, daß die Ver­ stellung gegen die Betriebskräfte der Pumpe bzw. die Kolbenreaktions­ kräfte erfolgen, dem Exzenter also eine Drehbewegung gegen diese Kräfte aufgezwungen werden muß. Für die Verstellung ist ein eigener Antrieb mit einer Pumpe mit entsprechenden Versorgungsleitungen notwendig.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zur willkürlichen Verstellung des äußeren Exzenters eines Doppelexzenter- Antriebs die zwischen den Exzentern auftretenden Reaktionskräfte zu nutzen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die am äußeren Ex­ zenter entgegen den Betriebskräften aufzubringende Verstellkraft während eines Umlaufs sich von einem positiven Maximalwert über den Wert Null zu einem negativen Maximalwert ändert. Hieraus ergibt sich, daß die Betriebskräfte selbst zur Verstellung herangezogen werden können, nämlich immer dann, wenn die Resultierende dieser Betriebskräfte in Richtung der für die Hubverstellung aufzubringenden Verstellkraft liegt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird diese Erkenntnis einer technischen Nutzung zugeführt. Die Erfindung macht eigene Stellantriebe und den hiermit verknüpften Bau-, Energie-und Wartungsauf­ wand überflüssig. Bevorzugt wird man hydraulische oder mechanische Kupplungen einsetzen, da der Anwendungsbereich elektromagnetischer Kupplungen beschränkt wäre, weil Verdrängerpumpen sehr häufig in explosionsgeschützter Bauart konzipiert werden müssen. Besteht diese Forderung aber nicht, kommen natürlich auch elektromagnetische Kupplungen, wie auch jede Art von Mischkonstruktionen in Frage.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Bildung einer hy­ draulischen Kupplung zwischen den beiden Exzentern, wie an sich aus der US-PS 31 80 178 bekannt, eine mit Hydraulikflüssigkeit ge­ füllte Ringkammer angeordnet und diese mittels vier etwa radialer Trennstege, von denen je zwei diametral angeordnete Trennstege mit dem äußeren bzw. mit den inneren Exzenter verbunden sind und auf dem jeweils anderen Exzenter gleiten, in vier Einzelkammern getrennt, wobei einander gegenüberliegende Einzelkammern über eine den inneren Exzenter querende Bohrung ständig verbunden sind. Abweichend von der US-PS 31 80 178 sind zwei einander benachbarte Einzelkammern über einen von dem Stellungsgeber gesteuerten Über­ strömkanal während der Hubverstellung verbindbar, wobei der Über­ strömkanal Zweige aufweist, die jeweils ein in entgegengesetzter Richtung wirksames Rückschlagventil enthalten. Bei dieser Aus­ führungsform kann durch Druckerhöhung in zwei gegenüberliegenden Einzelkammern und Druckabbau in den beiden anderen Einzelkammern der äußere Exzenter über die Trennstege verdreht werden, so daß also auf einfachem hydraulischem Weg eine Hubverstellung mög­ lich ist, wobei der Stellungsgeber diesen Druckausgleich steuert. Mittels der Rückschlagventile in den Zweigen des Überströmkanals wird der unzeitige Abfluß aus den entsprechenden Kammern verhindert. Diese Ausführungsform hat in Verbindung mit den die gegenüberliegenden Kammern verbindenden Querbohrungen den Vorteil, daß für alle vier Kammern nur ein einziges Steuerglied erforderlich ist.

Zweckmäßigerweise sind die Überströmkanäle als Querbohrungen in einem der beiden mit dem äußeren Exzenter verbundenen Trennstege angeordnet, während der Stellungsgeber als die beiden Querbohrungen überfahrendes, zu den Exzentern achsparalleles Schieberventil aus­ gebildet ist.

Mit dieser Ausbildung ist nicht nur die Kupplung, sondern auch ein Teil der Stelleinrichtung in den Doppelexzenter-Antrieb integriert, so daß sich eine kompakte geschlossene Bauweise ergibt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Schieberventil einen zu den Exzentern achsparallelen, nach außen geführten und mit dem Sollwertgeber zusammenwirkenden Stift auf. Diese einzige not­ wendige Durchführung nach außen läßt sich dichtungstechnisch leicht beherrschen, so daß die Leckverluste gering bleiben.

In weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung ist der Sollwert­ geber eine mit Abstand vom Doppelexzenter auf der Antriebswelle drehfest, jedoch axial verstellbar angeordnete Scheibe, die an ihrer dem Doppelexzenter zugewandten Stirnseite eine Raumkurve in Form einer Nut aufweist, in die der Stift des unter Federkraft stehenden Schieberventils eingreift.

Während des normalen Betriebs befindet sich das Schieberventil in der Schließstellung, in der sich "positiver" und "negativer" Druck in den Einzelkammern ständig ändern. Durch axiales Verstellen der Scheibe wird der Stift und damit das Schieberventil entweder ent­ gegen der Federkraft nach innen oder unter Wirkung der Federkraft nach außen gedrängt, wobei der Stift den Kontakt zu dem Nutengrund hält. Durch diese Verstellung wird einer der Überströmkanäle im Trennsteg geöffnet, so daß auf einen entsprechenden Teil der Umlauf­ bahn Hydraulikflüssigkeit von der Einzelkammer "positiven" Drucks in die Einzelkammer "negativen" Drucks abströmt, wodurch die Relativ­ lage zwischen äußerem und innerem Exzenter geändert wird. Kehren sich beim weiteren Umlauf die Druckverhältnisse um, kann ein Über­ strömen aufgrund des sich schließenden Rückschlagventils nicht mehr stattfinden. Dieser Vorgang läuft so lange ab, bis das Schieber­ ventil wieder seine Neutrallage erreicht hat, in der beide Überström­ kanäle geschlossen sind. Der Stift nimmt dann innerhalb der Nut auf der sie bildenden Raumkurve eine andere Position ein. Der axiale Verstellweg der Scheibe, der ggf. noch übersetzt werden kann, gibt ein Maß für die Größe der Hubverstellung.

Statt der zuvor beschriebenen rein hydraulischen Lösung ist gemäß dem Grundgedanken der Erfindung auch die Verwendung einer mechanischen Kupplung möglich. Diese kann beispielsweise als Freilauf ausgebildet sein, der von dem Stellungsgeber über eine Servopumpe hydraulisch gesteuert wird, wobei der Freilauf mit Fremdhemmung arbeiten kann oder aber auch zwei gegeneinander wirkende Freiläufe nit Selbst­ hemmung vorgesehen sein können. Durch Lösen des Freilaufs bei ent­ sprechender Richtung der zwischen den Exzentern wirkenden Kräfte verdrehen sich diese gegeneinander, so daß sich der Verdrängerhub ändert. Die Ansteuerung zum Lösen des Freilaufs bedarf einer ge­ sonderten Antriebseinheit, die von der zuvor genannten Servopumpe gebildet wird. Diese muß aber nicht die Verstellkräfte für den Exzenter selbst - diese werden auch hier durch die Betriebskräfte aufgebracht - sondern nur die Steuerkräfte zum Sperren bzw. zur Freigabe des Freilaufs aufbringen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist der Stellungsgeber von einer in einer Stirnseite des äußeren Exzenters angeordneten Raumkurve in Form einer Nut gebildet, in die ein Stift eines als Sollwert­ geber dienenden Steuerventils, das im Kreislauf der Servopumpe an­ geordnet ist, eingreift. Mit Vorteil ist dabei das Steuerventil als Schieberventil ausgebildet, das die Zulaufkanäle zu beiden Frei­ läufen steuert.

In der Neutrallage schließt das Schieberventil beide Zuläufe ab und steht - beispielsweise unter Wirkung einer Federkraft - über den Stift in Kontakt mit der von der Raumkurve gebildeten Nut. Bei Änderung des Sollwertes öffnet das Ventil, so daß einer der beiden Freiläufe mit Druckmittel freigegeben wird, sobald nur die zwischen den Exzentern wirkende Kraft die entsprechende Richtung hat. Dabei verdreht sich der äußere Exzenter und der Stift wandert in der Nut bis in eine Position, in der das Schieberventil den entsprechenden Zulaufkanal wieder schließt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dient als Sollwertgeber das Gehäuse des Steuerventils, welches den Servopumpen-Anschluß und zwei Abgangsleitungen zu je einem der beiden Freiläufe aufweist und drehfest, aber axial verstellbar auf der Antriebswelle sitzt. Der Ventilschieber ist achsparallel in dem Gehäuse angeordnet und von einer den Stift in die Nut am äußeren Exzenter drängenden Feder be­ lastet, wobei die Abgangsleitungen mit den in der Antriebswelle an­ geordneten Zulaufkanälen in Verbindung stehen.

Während also der Ventilschieber über den Stift in ständigem Kontakt mit dem äußeren Exzenter steht, kann demgegenüber das Ventil­ gehäuse auf der Antriebswelle axial verschoben werden mit der Folge, daß von dem Ventilschieber die eine oder andere Abgangsleitung zu den Freiläufen freigegeben wird und dieser Freilauf entsperrt wird, so daß immer dann, wenn die zwischen den beiden Exzentern wirkenden Kräfte in der entsprechenden Richtung wirken, sich die beiden Exzenter gegeneinander verdrehen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform ist innerhalb des Ventilgehäuses die als Verdrängerpumpe ausgebildete Servopumpe angeordnet, deren Schubstange nach außen geführt ist und durch eine in ihrer Bewegungsbahn angeordnete ortsfeste Hub­ kurve beim Umlauf des Ventilgehäuses betätigt wird. Mit dieser Ausbildung entsteht eine kompakte und klein bauende Servoeinheit, die keines gesonderten Antriebs bedarf und bei der auch die notwen­ digen Dichtungsmaßnahmen auf ein Minimum beschränkt bleiben.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Verdrängerpumpe mit Doppelexzenter-Antrieb;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Doppelexzenters mit hydraulischer Kupplung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Doppelexzenters mit mechanischer Kupplung in Form eines doppelt wirken­ den Freilaufs;

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht mit einfach wirken­ dem Freilauf;

Fig. 5 einen Schnitt zu der Darstellung gemäß Fig. 2;

Fig. 6 eine schematische Ansicht des Stellungsgebers mit der hydraulischen Schaltung;

Fig. 7 eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht der Soll­ wertgeber-Scheibe;

Fig. 8 einen Schnitt zu der Darstellung gemäß Fig. 3;

Fig. 9 einen Schnitt durch eine Verdrängerpumpe in der erfindungsgemäßen Ausbildung entsprechend Schnitt A-A der Fig. 10;

Fig. 10 einen Schnitt B-B gemäß Fig. 9 mit "eingeblendetem" Schnitt D-D gemäß Fig. 9 und

Fig. 11 einen Schnitt C-C gemäß Fig. 9.

Fig. 1 zeigt eine stark schematisierte Darstellung einer Verdränger­ pumpe mit einem Doppelexzenter-Antrieb. Auf der Antriebswelle 1 sitzt drehfest ein innerer Exzenter 2, auf dem ein äußerer Exzenter 3 drehbar gelagert ist. Auf dem äußeren Exzenter 3 wiederum ist eine Schubkurbel 4 gelagert, die über eine Kurbel 5 und eine Schubstange 6 den Verdrängerkörper 7, z. B. ein Kolben, der Verdrängerpumpe 8 antreibt. Das Medium wird über eine Leitung 9 mit Rückschlagventilen gefördert bzw. dosiert.

Der Hub der Verdrängerpumpe 8 wird durch die Exzentrizität zwischen dem Mittelpunkt der Antriebswelle 1 und dem Mittelpunkt des äußeren Exzenters 3 bestimmt. In der in Fig. 1 gezeigten Lage ist die Exzentri­ zität e und damit der Hub am größten. Durch Verdrehen des äußeren Exzenters 3 gegenüber dem inneren Exzenter 2 läßt sich der Hub der Verdrängerpumpe 8 verkleinern.

Bei einem vollständigen Umlauf des Doppelexzenters von 360° ändern die zwischen den Exzentern wirksamen Betriebskräfte ihre Richtung mit einem Null-Durchlauf. Diese wirksamen Betriebskräfte werden bei den nachstehend geschilderten Ausführungsformen als Servokräfte für die Verdrehung des äußeren Exzenters 3 gegenüber dem inneren Exzenter 2 herangezogen.

Fig. 2 zeigt wiederum den Doppelexzenter-Antrieb mit der Antriebs­ welle 1, dem darauf drehfest sitzenden inneren Exzenter 2 und dem darauf gelagerten äußeren Exzenter 3. Zwischen den beiden Exzentern ist eine hydraulische Kupplung 10 angeordnet. Zu diesem Zweck ist zwischen den beiden Exzentern 2, 3 eine Ringkammer 11 vorgesehen, die mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Diese Ringkammer 11 ist durch insgesamt vier Trennstege 12, 13 in vier Einzelkammern 14, 15 unterteilt. Dabei sind die diametral angeordneten Trennstege 12 mit dem inneren Exzenter 2 verbunden und gleiten mit ihrer freien Stirn­ seite an der äußeren Kammerwandung, während die beiden anderen Trennstege 13 am äußeren Exzenter 3 befestigt sind und auf der inneren Kammerwandung, nämlich der Oberfläche des inneren Exzenters 2 anliegen. Einander gegenüberliegende Einzelkammern 14 bzw. 15 sind über Bohrungen 16 bzw. 17, die den inneren Exzenter 2 queren, mit­ einander verbunden, so daß in diesen Kammern jeweils der gleiche Druck herrscht. Zur Verdeutlichung ist in den Kammern 14 ein "positiver" Druck, in den Kammern 15 hingegen ein "negativer" Druck angedeutet. Aufgrund der Inkompressibilität der Hydraulikflüssigkeit findet während des Betriebs - sieht man von einem gewissen Schlupf ab - keine Be­ wegung zwischen den beiden Exzentern 2, 3 statt.

In einem der Trennstege - beim gezeigten Ausführungsbeispiel im Trenn­ steg 13 - sind zwei Überströmkanäle 18, 19 als Querbohrungen ange­ ordnet, die eine Einzelkammer 14 mit "positivem" Druck mit der benachbarten Einzelkammer 15 "negativen" Drucks verbinden. Da­ durch ist ein Überströmen der Hydraulikflüssigkeit möglich, das so lange anhält, wie der Strömungskanal 18 bzw. 19 geöffnet ist.

In den Überströmkanälen 18, 19 sitzen jeweils entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile, so daß ein Überströmen durch jeden der Kanäle nur in einer Richtung möglich ist. Im übrigen werden beide Strömungskanäle 18, 19 von einem Schieberventil 20, das zugleich als Stellungsgeber dient, gesteuert. Das Schieberventil 20 weist zwei Steuerflächen - hier je einen Bund - auf, die hinter­ einander angeordnet sind und jeweils einen der Strömungskanäle ver­ schließen bzw. öffnen. Das Schieberventil 20 steht unter Wirkung einer es nach außen drängenden Feder 21 und ist an seinem äußeren Ende mit einem Stift 22 versehen, der als Istwert-Geber wirkt.

In der in Fig. 5 gezeigten Neutralstellung des Schieberventils 20 sind beide Überströmkanäle 18, 19 verschlossen. Der Doppelexzenter- Antrieb arbeitet mit einer bestimmten Exzentrizität, so daß die Ver­ drängerpumpe auch einen entsprechend konstanten Hub ausführt.

Auf der Antriebswelle 1 sitzt drehfest und mit Abstand vom Doppel­ exzenter 2, 3 ein Sollwertgeber 23 in Form einer Scheibe 24, die in Richtung des angedeuteten Doppelpfeils axial verstellbar ist. Die Scheibe 23 weist auf ihrer dem Doppelexzenter 2, 3 zugekehrten Stirnseite eine Nut 25 auf, die, wie Fig. 7 zeigt, eine Raumkurve bildet, also einen anderen Krümmungsradius als den Radius der Scheibe selbst und eine vom einen zum anderen Ende der Nut zu­ nehmende Tiefe aufweist.

In der Neutralstellung des Schieberventils 20 greift der Stift 22 an einer bestimmten Stelle in die Nut 25 der Scheibe 24 ein. Soll der Hub der Verdrängerpumpe verstellt werden, so wird die Scheibe 24 auf der Antriebswelle 1 axial verschoben und der Stift 22 aufgrund der Federkraft 21 entsprechend nachgeführt. Er liegt nach wie vor dem Nutengrund an. Damit verschieben sich zugleich die Steuerflächen des Schieberventils, so daß je nach Bewegungsrichtung, also je nach Änderung der Sollwert-Vorgabe - einer der Überströmkanäle 18 oder 19 freigegeben wird. Dadurch strömt Hydraulikflüssigkeit von dem Raum "positiven" Drucks in den Raum "negativen" Drucks, so daß die entsprechenden Trennstege 12 bzw. 13 als eine Art Flügel­ pumpe wirken und die beiden Exzenter 2, 3 gegeneinander verdreht werden. Ein Überströmen in der anderen Richtung bei Änderung der Kräfteverhältnisse während des Umlaufs führt zu keiner Verdrehung, da in dieser Richtung der Überströmkanal durch ein Rückschlag­ ventil verschlossen ist. Eine Verdrehung der beiden Exzenter 2, 3 und damit eine Bewegung des Stiftes 22 in der Nut 25 erfolgt so lange, als einer der Überströmkanäle von dem Schieberventil 20 freigegeben ist. Er erreicht schließlich eine Position, in der das Schieberventil 20 seine Neutralstellung entsprechend Fig. 5 einnimmt, so daß beide Überströmkanäle wieder geschlossen sind. Bei einer Änderung der Sollwert-Vorgabe durch die Scheibe 23 in umgekehrter Richtung wird der andere Überströmkanal freigegeben und es läuft der gleiche Vor­ gang ab. Dadurch ist eine stetige, ruckfreie Änderung des Hubs während des Betriebs der Verdrängerpumpe ohne gesonderte An­ triebskräfte möglich.

In Fig. 6 ist die hydraulische Steuerung etwas detaillierter wieder­ gegeben. Es ist das Gehäuse des Schieberventils 20 erkennbar, in der eine Ventilstange 27 mit je einem Bund 28, die als Steuerflächen dienen, läuft. Der Überströmkanal weist Zweige 18 a und 18 b auf, in denen jeweils entgegengesetzt wirkende Rückschlagventile 26 a und 26 b sitzen. Ferner sind die Überströmkanäle über wiederum entgegen­ gesetzt wirkende Rückschlagventile 29 an eine Hydraulikwelle ange­ schlossen, aus der eventuelle Leckverluste nachgesaugt werden können. Je nach Stellung der Steuerflächen 28 des Schieberventils läuft die Hydraulikflüssigkeit entweder aus der Kammer 14 über den Überström­ kanal 18, dessen Zweig 18 a, das geöffnete Rückschlagventil 26 a und den Überströmkanal 19 bei geschlossenem Rückschlagventil 26 b in die Kammer 13 oder aber aus letzterer über den Überströmkanal 19 das Rückschlagventil 26 b und den Überströmkanal 18 mit dem Zweig 18 b in die Kammer 14 ab. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform mit einer mechanischen Kupplung 30 in Form zweier gegenläufiger Freiläufe schematisch gezeigt. Der innere Exzenter 2 weist zu diesem Zweck umfangsseitig insgesamt vier Aussparungen auf, in denen federbe­ lastete Klemmrollen 31 und 32 paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. In Analogie zu der hydraulischen Ausführungsform gem. Fig. 2 ist das eine Klemmrollen-Paar 31 "positiv", das andere Klemmrollen-Paar 32 "negativ" angedeutet. Der innere Exzenter 2 weist Querbohrungen 33, 34 auf, in denen jeweils zwei Sperrkeile 35 gleiten, die über ihre Keilfläche die jeweiligen Klemmrollen in die Klemmlage drängen. Diese Klemmkeile 35 können hydraulisch ge­ steuert werden.

Eine abgewandelte einfachere Ausführungsform der mechanischen Kupplung 30 zeigt Fig. 4. Hier sind Klemmrollen 36 jeweils paarweise in einer Aussparung angeordnet und werden über einen doppelt wirkenden Klemmkeil 37 in die Klemmlage gebracht, was beispielsweise durch eine Feder 47 geschieht. Zur Freigabe der Klemmrollen 36 werden die Klemmkeile 37 von innen her hydraulisch beaufschlagt, so daß sich die Exzenter 2, 3 gegeneinander verdrehen können.

Eine Ausführungsform der Steuerung für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist in Fig. 8 gezeigt. In der Antriebswelle 1 sind zwei Zulaufkanäle 38, 39 angeordnet, die jeweils zu einer der die Klemmkeile 35 führenden Querbohrungen 33, 34 im inneren Ex­ zenter 2 (Fig. 3) führen. Auf der Antriebswelle 1 sitzt drehfest, jedoch axial verschieblich ein Ventilgehäuse 40, das über zwei Ab­ gangsleitungen 41, 42 mit den Zulaufkanälen 38, 39 in Verbindung steht. Ferner weist das Gehäuse 40 einen Hydraulik-Anschluß 43 auf. Zwischen diesem und den Abgangsleitungen 41, 42 sitzt wieder­ um ein Schieberventil 44 mit zwei Steuerflächen für die Abgangs­ leitungen 41, 42.

Als Istwert-Geber ist hier - umgekehrt wie bei Fig. 5 - in dem äußeren Exzenter 3 eine Nut 45 mit einer Raumkurve analog Fig. 5 vorgesehen. In die Nut 45 greift ein am Schieberventil 44 sitzender Stift 46, der, wie dieses, unter Wirkung einer Feder 47 steht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist mit dem Ventilgehäuse 40 zu­ gleich ein Gehäuse 48 einer Servopumpe 49 verbunden, die bei­ spielsweise als Verdrängerpumpe ausgebildet ist und mittels einer nach außen geführten Stange 50 auf einer Hubkurve 51 läuft. Der Antrieb der Servopumpe 49 erfolgt also unmittelbar durch den Doppelexzenter-Antrieb. Das Ventilgehäuse 40 und das Pumpen­ gehäuse 48 können einstückig in Form einer Scheibe ausgebildet sein, in der die notwendigen Ventilbohrungen und der Verdränger­ raum untergebracht sind.

Die Hubverstellung erfolgt in prinzipiell gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5. Durch Verschieben des Ventil­ gehäuses 40 auf der Antriebswelle 1 in axialer Richtung wird eine der Abgangsleitungen 41, 42 geöffnet, so daß Druckmittel über den entsprechenden Zulaufkanal 38 bzw. 39 zu einem der Klemmkeil- Paare 35 gelangt. Die Klemmkeile verhindern eine Freigabe der entsprechenden Klemmrollen. In der jeweils anderen Bohrung 33 oder 34, die nicht mit Druckmittel beaufschlagt ist, kann die Kupplung 30 bei entsprechender Drehrichtung als Freilauf wirken, so daß sich die beiden Exzenter 2, 3 gegeneinander verdrehen. Dies geschieht so lange, bis der Stift in der Nut 45 wieder so weit gewandert ist, daß das Schieberventil 44 die entsprechende Abgangsleitung 41 bzw. 42 wieder schließt.

Während die Fig. 1 bis 8 die Erfindung anhand schematisch dar­ gestellter Ausführungsformen wiedergibt, zeigen die Fig. 9 bis 11 eine konstruktive Ausführung. In diesen Darstellungen sind die zuvor bereits beschriebenen Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im übrigen arbeitet die gezeigte Ausführungsform mit einer hydrau­ lischen Kupplung entsprechend Fig. 2 und 5 bis 7. Eine Beschreibung erfolgt hier nur noch insoweit als dies nicht mit Bezug auf Fig. 1 bis 8 bereits geschehen ist.

Die Antriebswelle 1 ist beidseitig über Wälzlager 52 in stirnseitigen Gehäusedeckeln 53 gelagert. Sie wird über ein Schneckengetriebe 54 angetrieben. - Die zwischen dem inneren Exzenter 2 und dem äußeren Exzenter 3 angeordnete Ringkammer ist stirnseitig mittels Scheiben 55 und Dichtungen 56 verschlossen, die am äußeren Exzenter 3 befestigt sind.

An der einen Stirnscheibe 53 - in Fig. 9 an der unteren Stirnscheibe - ist ein Lagerbock 57 mit einer zur Antriebswelle 1 senkrechten Lager­ achse 58 befestigt. An der Lagerachse 58 greift eine Gabel bzw. ein Schwenkrahmen (Fig. 11) an, der mit Stiften 60 in eine Umfangs­ nut 61 an der Scheibe 24 des Sollwertgebers mit Spiel eingreift. Der Schwenkrahmen 59 weist an der der Lagerachse 58 gegenüber­ liegenden Seite einen Holm 62 auf, der mit einem Innengewinde 63 (Fig. 11) versehen ist. In dieses greift eine Stellspindel 64 ein, die wiederum in den Stirnscheiben 53 des Gehäuses gelagert und außenseitig mit einem Bedienungsknopf 65 versehen ist. Durch Drehen des Bedienungsknopfes 65 läßt sich während des Betriebs der Dosierpumpe der Schwenkrahmen 59 um die Lagerachse 58 schwenken und damit die den Sollwertgeber bildende Scheibe 24 auf der Antriebs­ welle 1 axial verschieben.

Fig. 10 zeigt eine konstruktive Variante der hydraulischen Kupplung gemäß Fig. 2, 5. Es ist insbesondere die Art der Befestigung der Trennstege 12, 13 an dem inneren Exzenter 2 bzw. an dem äußeren Exzenter 3 erkennbar. Ferner ist das in einem der Trennstege 12 sitzende Schieberventil 20 mit dem einen Überströmkanal 18 und - in der ein­ geblendeten Darstellung - mit dem anderen Überströmkanal 19 gezeigt. Weiterhin sind die Rückschlagventile 26, die hier unmittelbar am Ausgang der Überströmkanäle 18, 19 angeordnet sind, erkennbar. Das Rück­ schlagventil 26 im Überströmkanal 18 schließt diesen bei einer Strömungsrichtung im Uhrzeigersinn ab, während das Rückschlag­ ventil 26 am Überströmkanal 19 in entgegengesetzter Richtung wirk­ sam ist.

Claims (12)

1. Doppelexzenter-Antrieb für oszillierende Verdrängerpumpen, wie Dosierpumpen oder dgl., mit einer Antriebswelle, einem auf dieser drehfest sitzenden inneren Exzenter, einem auf diesem gelagerten äußeren Exzenter und einer mit diesem verbundenen Schubkurbel, an deren Schubstange der Verdränger sitzt, sowie mit einer Stelleinrichtung mit einen Stellungsgeber, der nach Maßgabe der Abweichung von der Position eines Sollwertgebers den Verdrängerhub durch Verdrehen des äußeren gegenüber dem inneren Exzenter auf den Sollwert einstellt, wobei zwischen dem inneren und dem äußeren Exzenter eine Kupplung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung (20, 23) im Falle der Betätigung unter Ausnutzung der bei jedem Hubzyklus ihre Richtung ändernden Reaktionskräfte zwischen den Exzentern (2, 3) die Kupp­ lung (10, 30) dann löst, wenn die Reaktionskraft in Richtung der Veränderung des Verdrängerhubs wirkt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer hydraulischen Kupplung (10) zwischen den beiden Exzentern (2, 3) eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Ringkammer (11) an­ geordnet und diese mittels vier etwa radialer Trennstege (12, 13), von denen je zwei diametral angeordnete (13 bzw. 10) mit dem äußeren (3) bzw. dem inneren Exzenter (2) verbunden sind und auf dem jeweils anderen Exzenter (2 bzw. 3) gleiten, in vier Einzel­ kammern (14, 15) getrennt ist, wobei einander gegenüberliegende Einzelkammern (14 bzw. 15) über eine den inneren Exzenter querende Bohrung (16 bzw. 17) ständig verbunden und zwei einander benachbarte Einzelkammern (14, 15) über einen von dem Stellungs­ geber (20) gesteuerten Überströmkanal (18, 19) während der Hub­ verstellung verbindbar sind, wobei der Überströmkanal (18) Zweige (18 a, 18 b) aufweist, die jeweils ein in entgegengesetzter Richtung wirksames Rückschlagventil (26 a, 26 b) enthalten.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle (18, 19) als Querbohrungen in einem der beiden mit dem äußeren Exzenter (3) verbundenen Trennstege (13) ange­ ordnet sind und der Stellungsgeber (20) als die beiden Quer­ bohrungen überfahrendes, zu den Exzentern (2, 3) achsparalleles Schieberventil ausgebildet ist.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil einen zu den Exzentern (2, 3) achsparallelen, nach außen geführten und mit dem Sollwertgeber (23) zusammen­ wirkenden Stift (22) aufweist.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (23) eine mit Abstand vom Doppelexzenter (2, 3) auf der Antriebswelle (1) drehfest, jedoch axial verstell­ bar angeordnete Scheibe (24) ist, die an ihrer dem Doppelexzenter (2, 3) zugewandten Stirnseite eine Raumkurve in Form einer Nut (25) aufweist, in die der Stift (22) des unter Federkraft stehenden Schieberventils eingreift.

6. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (30) als Freilauf (31, 32 bzw. 37) ausgebildet ist, der von dem Stellungsgeber (46) über eine Servopumpe (49) hydraulisch gesteuert wird.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Frei­ lauf (37) eine Fremdhemmung aufweist.

8. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegen­ einander wirkende Freiläufe (31, 32) mit Selbsthemmung vorge­ sehen sind.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsgeber von einer in einer Stirnseite des äußeren Exzenters (3) angeordneten Raumkurve in Form einer Nut (45) ge­ bildet ist, in die ein Stift (46) eines als Sollwertgeber (23) dienenden Steuerventils (40, 44), das im Kreislauf der Servo­ pumpe (49) angeordnet ist, eingreift.

10. Antrieb nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil als Schieberventil (44) ausgebildet ist und die Zulaufkanäle (38, 39) zu beiden Freiläufen (31, 32) steuert.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollwertgeber (23) das Gehäuse (40) des Steuerventils (40, 44) dient, das den Servopumpenanschluß (43) und zwei Abgangs­ leitungen (41, 42) zu je einem der beiden Freiläufe (31, 32) auf­ weist und drehfest, aber axial verstellbar auf der Antriebswelle (1) sitzt, und daß der Ventilschieber (44) achsparallel in dem Gehäuse (40) angeordnet und von einer den Stift (46) in die Nut (45) am äußeren Exzenter (3) drängenden Feder (47) belastet ist, wobei die Abgangsleitungen (41, 42) mit den in der Antriebs­ welle (1) angeordneten Zulaufkanälen (38, 39) in Verbindung stehen.

12. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ventilgehäuses (40) die als Verdrängerpumpe ausgebildete Servopumpe (49) angeordnet ist, deren Kolben (50) nach außen geführt ist und durch eine in ihrer Bewegungsbahn an­ geordnete ortsfeste Hubkurve (51) beim Umlauf des Ventilgehäuses (40) betätigt wird.