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Stellvorrichtung für die Leistungsänderung von Drehkolbenpumpen mit
halbkugelförmigem Arbeitsraum. Es sind bereits Drehkolbenpumpen bekannt, welche
einen halbkugelförmigen Arbeitsraum besitzen, in welchem eine angeordnet ist, die
sich um eine geneigt zur Antriebswelle stehende Achse dreht und zugleich um eine
senkrecht zur Antriebswelle stehende Achse schwingt.
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Die Erfindung ist eine Stellvorrichtung für die Leistungsänderung
solcher Pumpen, bei welcher das Pumpengehäuse einen geradlinigen
Schlitz
aufweist, in welchem die Drehachse der Kolbenscheibe durch eine drehbare Scheibe
mit spiralförmigem Schlitz verstellt werden kann.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar Abb. i einen senkrechten Schnitt durch die ganze Anordnung, Abb.2 gleichfalls
einen senkrechten Schnitt senkrecht zu dem der Abb. i durch den Mitliehmer mit Kardangelenk
und Kolbenscheibe, Abb.3 einen um 9o@ versetzten Schnitt durch den Mitnelinier und
das i'uinpengeliäuse, Abb.4 die das Kardangelenk bildenden Zylinderteile in perspektivischer
Ansicht, Abb.5 eilte Aufsicht auf die Steuerscheibe, A.bb.6 eine Aufsicht auf das
Pumpengehäuse bei abgenommenem Deckel und angenommener Steuerscheibe. Abb.7 zeigt
eine abgeänderte Ausführungsform, Abb. 8 eine Einzelheit dazu.
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Wie aus Abb. i bis 3 ersichtlich, besteht das Gehäuse der Pumpe aus
dem halbkugelförmigen Gehäuseoberteil i mit einem ringförinigen Ansatz 2 und dem
Deckel 3, der durch eine entsprechende Anzahl Stiftschrauben 4 mit dem Ringansatz
.2 verschraubt ist und dessen Nabe 5 in ihrer Bohrung die Welle 6 für die Bewegung
der später näher beschriebenen Steuerscheibe 7 aufnimmt. Mit dein Oberteil des Gehäuses
ist durch kräftige Schrauben 8 unter Beigabe einer entsprechenden Dichtung 9 der
Unterteil io des Gehäuses verschraubt, dessen -Nabel i eine entsprechende Bohrung
aufweist zur Aufnahme der Antriebswelle 12. 'Mit letzterer ist ein Mitnehlner fest
verkeilt, der aus zwei Teilen 13 und 14 besteht. .Der Teil 13 hat die Form eines
Kegelstumpfes und ist durch eine Anzahl Schrauben s mit dem Teil 14 verschraubt,
der aus der Mantelfläche eines leicht gekrümmten Unilaufkörpers i4u besteht und
eine kurze zylindrische Mantelfläche 141' aufweist, die dicht eingepaßt ist iili
Gehäuseunterteil und schließlich Rippen i4c aufweist, die in Lagerteile 15 übergehen
zur Aufnahme der in Abb. 4 perspektivisch dargestellten beiden Zylinderteile 16
und 17, die genau in ihrer halben Länge mit je eitler Bohrung 18 versehen sind,
in welche die kurzen Zapfen i9 der kleinen Lagerscheibe 20 passen. Die Kolbenscheibe
21 besitzt eilte der Lagerscheibe 2o entsprechende Bohrung 22 und schließt sich
dein halbkugelförmigen Gehäuseoberteil dicht an. In der Achse -v--v der Kolbenscheibe
ist eine Nabe 23 mit einer Bohrung vorgesehen, in welche der Drehzapfen 24 paßt.
Vermöge ihrer Lagerung ist die Scheibe 2i befähigt, sich um ihre Achse .r-_1- zu
drehen und auch senkrecht zu ihrer Ebene zu schwingen, wobei sich die Zylinderteile
16 und 17 in ihrem Lager verdrehen. Der halbkugelförmige Gehäuseoberteil weist einen
in der Schnittebene der Abb. i verlaufenden Schlitz 26 auf, in welchem der Stein
2; des Zapfens 24 verstellt werden kann. Die Steuerscheibe 7 weist einen spiralförmigen
Schlitz 28 auf, in welchem das Ende des "Zapfens 24 eingreift. Durch Bewegung des
an der Steuerwelle 6 angeordneten Handrades 29 kann man die Steuerscheibe drehen
und durch Vermittlung ihres Schlitzes 28 den Stein 27 im Schlitz 26 des Geliäaises
verschieben und dadurch dem Drehzapfen der Kolbenscheibe alle Neigungen erteilen,
die zwischen der in Abb. i dargestellten einen Grenziage und der anderen Grenzlage
y-y liegen.
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An die diametral liegenden Bohrungen 30 und 31 des Gehäuses schließt,
wie aus Abb. 3 ersichtlich ist, je ein Kanal 32 und 33 an. Die Kanäle werden durch
die Zylinderteile 16, 17 und die Kolbenteile 21 nur in einer einzigen Stellung desselben,
und zwar nur für einen Augenblick ganz verschlossen. Bei allen anderen Stellungen
des 1litnehiners werden sie an eitler Verbindung durch den Mitnehiner und die Kolbenscheibe
verhindert.
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Die Wirkungsweise der Pumpe ist folgende: Wird bei der in. Abb. i
dargestellten Neigung der Achse x-x die :liolbenscheibe 21 durch Vermittlung des
Mitnehmers von der treibenden Welle gedreht, so wechselt der Inhalt der Räume I
und 1I, in welche die Kolbenscheibe den halbkugelförmigen Gehäuseoberteil teilt,
periodisch, so daß beispielsweise bei der in Abb. 2 durch den Pfeil A angedeuteten
Drehrichtung der von der rechten Begrenzungsfläche der Kolbenscheibe und dem Gehäuse
bzw. dem Mitnehiner eingeschlossene Raum 1I stetig abnimmt und schließlich, sobald
die Kolbenscheibe sich um iSo- gedreht hat, auf den Wert sinkt, den der kaum l bei
der Scheibenstellung .nach Abb.2 hat. Wenn die gemäß Abb.2 im Raum I und II eingeschlossenen
Flüssigli:Qitsmengen 01 bzw. Qjl bezeichnet werden, so muß offenbar die Differenzmenge
01I-01 durch die in Abb. 2 hinter der Scheibe 21 befindliche Bohrurig 3o bzw. den
anschließenden Druckkanal 32 abströmen, während in dem von der linken Begrenzungsfläche
der Scheibe, dem Gehäuse und dem Mitnehmer eingeschlossenem Raum I sich das Umgekehrte
abspielt. Dieser Raum wächst genau in dem Maße, als der Raum II abnimmt, so daß
in diesem Raum sich eine Saugwirkung einstellt, die Wasser aus dem Kanal 33 bzw.
der Bohrung 31 aussaugt. Bei der Drehung der Scheibe 21 wird stets der rückwärtige
Kanal 32 :der Druck-, der vordere Kanal 31 der Saugkanal sein. Druck-
und Saugkanal dürfen miteinander bei keiner Scheibenstellung in unmittelbarer Verbindung
stehen. Will man die Pumpen-
Leistung, die bei der Stellung -11-r
Sc:::'',>e 21 ein Maximum ist, verringern, so dreht man das Handrad 29 im Sinne
des Pfeiles B (Abh. i), so daß die Scheibenachse sich immer mehr der Hauptachse
~-N der Pumpe nähert. Die bei einer Scheibendrehung um ißo@ geförderte Differenzmenge
Qi-Oii wird immer kleiner, bis #lieLeerlaufstellung auf Null erreicht ist, wenn
die Achse der Schzii,-e mit der Hauptachse @-w zusammenfällt. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist diese Leerlaufstellung dann erreicht, wenn der Zapfen 2.1 (huch
eine halbe Umdrehung des Handrades 29 und somit auch der Steuerscheibe ; nach dein
Punkt ~l ds Spiralschlitzes 28 (Abh. 5 )
gelangt, wobei der Stein 27 im Schlitz
26 des Gehäuseoberteiles i die Strecke durchwanderte.
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Dreht man (las Han(Iracl weiter, so nimmt die Achse der Scheike die
entgegengesetzte Neigung an. Nach Durchschreiten (ler Leerlaufstellung ist der Raum
I größer als der Rauei 11. Behält man die Drehrichtung der Pumpe bei, so
wechseln Saug- und Druckkanal ihre Rollen.
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Der Höchstwert der Lieferung bei entgegengesetzter Förclerrichtung
ist bei der vorliegenden Ausführungsform erreicht, sobald cl#-r Zapfen 2.1 (furch
Drehung des Handrades 2q den Punkt y1 des spiralf(*:rmigen Schlitzes 28 erreicht,
wobei der Mein 2; im Schlitz 26 des Gehäuseoberteiles i den Punkt y° erreicht. Die
Scheibenachse nimmt nunmehr die Stelluiigy-y (Abh. i) ein.
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Die Pumpe gemäß vorliegender Erfindung kann ohne wesentliche bauliche
Abänderung auch als hydraulische Kraftniaschin° verwenclet wer"len, wenn man durch
einen der beiden Kanäle Druckwasser einleitet. Es tritt allerdings bei Jeder Neigung
der Scheibenachse ei=re Totlage auf, wenn nämlich die Scheibe (lic Stellung senkrecht
zur Schnittebene der Aüb. i einnimmt, doch kann man durch einfache, gegel)enenfalls
selbsttätig wirkende Vorricht;ingen eine vorübergehende Verlegung "cler Scheibenachse
herbeiführen, so daß die hv draulische Maschine bei allen Scheibenstellungen angeht.
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Eine abgeänderte Ausführungsform zeigt Abb. ; und B. Die Kolbenscheibe
21 ist mit lern im Wulst 33 des tellerförmigen :@Iitn:limers 36 gelagerten Z;-linder
37 aus einem Stück, Les:tzt iedoch an seinem gegen das Pumpengehäuse abdichtenden
Rande eine Nut 38, in welcher ein Stein 39 gleitet, ,der in seiner Bohrung den unteren
Zapfen .4o des Steines 27 aufnimmt. Der Stein 27 - selbst "leilet wie bei der ersten
Ausführungsform im Schlitz 26 des Gehäuseoberteiles un:(1 greift mit seinem ol;eren
Zapfen .ti in den spiralföriiiigen Schlitz 28 ein. Wird behufs Änderung der Pumpenleistung
(las Handra(1 29 im Sinne des Uhrzeigers verdreht, so gleitet der Stein 27 unter
Vermittlung des Spiralschlitzes 28 nach rechts und verlegt dadurch den Gleitschein
39 samt :.dem Zapfen 4o, um den sich die Scheibe 2i dreht, in der Führungsnut 38,
wodurch entsprechende Änderungen der Scheibenstellung und damit der Pumpenleistung
erzielt werden, wie bei fier ersten Ausführungsform.