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Ventillose Schmierpumpe Die Erfindung bezieht sich auf Druckschmiervorrichtungen
mit ventillosen, in einem Ölbehälter angeordneten Kolbenpumpen, deren Kolben durch
eine exzentrisch wirkende Antriebswelle und einen mit dieser in Eingriff stehenden
scheibenförmigen, mit dem Kolben fest verbundenen Steuerkörper eine Auf- und Ab-
sowie Drehbewegung erhält. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art beträgt der
durch das Zusammenwirken des exzentrischen Teiles der Antriebswelle mit dem scheibenförmigen
Steuerkörper hervorgerufene oder erreichbare Drehwinkel normal 9o° und läßt sich
auch durch geschickte baulicheAusgestaltung nur unwesentlich erhöhen. Dieser Drehwinkel
bestimmt auch, wie ohne weiteres ersichtlich, den Abstand der Steuerkanäle am Pumpenkolben
oder die Bogenlänge der zwischen denselben befindlichen Dichtungsfläche. Es ist
sehr erwünscht, das Bogenmaß der Dichtungsfläche so groß als möglich zu machen,
weil hiervon zti einem ganz wesentlichen Teil die Höhe des erreichbaren Druckes
und eine gute Abdichtung der Pumpe abhängen. Daß für derartige Druckschmiervorrichtungen
außerordentlich hohe Drücke in Betracht kommen, zeigt sich beispielsweise bei den
Hochdruckdampflokomotiven, bei denen Drücke von ioo und mehr atü zu überwinden sind,
um das Öl zwischen die Gleitflächen zu bringen. Die Erfindung erreicht die angestrebten
Vorteile dadurch, daß die wirksamen Flanken des scheibenförmigen Steuerkörpers durch
zwei symmetrische Evolventenflächen gebildet werden.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel auf der
Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i die Pumpenwelle mit den Steuernuten,
Fig. 2 einen Schnitt nach 2-2 der Fig. i, Fig. 3 eine Abwicklung der von dem Schnitt
2-2 getroffenen Kurvennut, Fig. q. eine Seitenansicht, Fig. 5 eine Stirnansicht
eines Pumpenkolbens, Fig. 6 die Entstehung der Begrenzungsfläche des Steuerkörpers
und Fig. 7 einen Schnitt 'durch die gesamte Pumpe in schaubildlicher Darstellung.
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Die Pumpenantriebswelle a besitzt in bekannter Weise auf exzentrischen
Teilen verlaufende Kurvennuten b; die Kurvennut verläuft an zwei Stellen des Umfangs
gerade in einer zur Achse der Antriebswelle senkrechten Ebene, dazwischen geneigt
zu dieser Ebene. Der Pumpenkolben c zeigt nur noch eine Steuernut cl und hat zum
Zwecke seiner Auf-und Ab- sowie Steuerungsbewegung einen scheibenförmigen Kopf d,
welcher mit der Kurvennut b der Exzenterwelle a. in Eingriff steht. Die Begrenzungsflächen
des Scheibenkopfes d werden durch zwei Ev olventenflächen dl, d= gebildet, die in
bekannter Weise durch Abwälzen einer Tangente auf dem Kreis oder Zylinder e entstehen.
Der Konstruktionskreis e ist gleichachsig mit dem
Pumpenkolben c
und besitzt im Ausführungsbeispiel dessen Durchmesser. Der Scheibenkopf d ist bei
d3 abgeflacht; diese Abflachung ist mit dem gerade und senkrecht zur Achse verlaufenden
Teil b1 der Kurvennut b in Eingriff, so daß für die Dauer dieses Eingriffes
der Pumpenkolben c an einer Drehbewegung verhindert ist und das C51 angesaugt oder
weggedrückt werden kann.
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Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erzwingt der ab-,värts gehende Teil b=
der Kurvennut b durch seinen Eingriff mit dem höchsten Punkt D des Scheibenkopfes
d eine fortschreitende Drehbewegung des Pumpenkolbens im Sinne des Pfeiles y derart,
daß ein Drehwinkel von 18o° entsteht, wenn der Scheibenkopf d in den Beginn des
geraden Nutteiles b3 (von rechts her) gelangt. Diese Stellung behält dann der Pumpenkolben
bei, bis der Schrägteil b4 zur Wirksamkeit gelangt. Letzterer liegt allerdings auf
der Unterseite der Exzenterwelle ca, so daß in der Abwicklung die Drehbewegung von
Kolben c und Scheibenkopf d in Richtung des Pfeiles y1 entsteht, auch wenn die Verschiebungsrichtung
der Gesamtkurve in all ihren Teilen diejenige des Pfeiles i ist. Der Pumpenkolben
c erhält somit in einfacher, exakter, zuverlässiger Weise die angestrebte Drehbewegung
um i8o° zwischen zwei Pumpenvorgängen.
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Die Vorteile des evolv entenförmigen Verbindungsglieds zwischen der
Steuerwelle und dem Pumpenkolben sind folgende: Bekanntlich sind die Normalen einer
Kreisevolvente Tangenten an den zugehörigen Grundkreis. Sieht man von Reibungskräften
ab, so entstehen zwischen den schrägen Flanken b=, b4 der Kurvennut und den Evolventen
der Scheibe d Normalkräfte, welche tangential zu dem zugehörigen Grundkreis gerichtet
sind; es entstehen somit auch an den Pumpenkolben Drehkräfte bzw. Drehmomente, die
gleich dem Produkt aus der Normalkraft und dem Radius des Ev olventengrundkreises
sind. Die Evolventenform bietet ein sicheres Mittel, den Hebelarm des Drehmomentes
einen bestimmten, kleinsten Wert nicht unterschreiten zu lassen, so daß auch damit
eine durch die Reibungskräfte hervorgerufene Selbstsperrung nicht möglich ist. Dabei
ist aber zur Erlangung kleiner Abmessungen für den Antrieb und den Gesamtaufbau
der Pumpe erwünscht, die Scheibe d möglichst klein zu halten, was durch einen entsprechenden
Durchmesser des Ev olv entenkreises c ohne weiteres möglich ist. Diese Vorteile
ergeben sich dort nicht, wo Scheibenformen gewählt sind, die scharfe Kanten und
einspringende Winkel aufweisen. Weiterhin liegen die Tangenten an zweigegenüberliegenden
Stellen des Umfanges der Scheibe zueinander parallel; es können somit die antreibenden
Flanken der Nut b streng äquidistant ausgebildet sein, so daß der Kolben durch die
Scheibe in seiner Lage stets einwandfrei gehalten ist und unerwünschte Lagenänderungen
durch Erschütterungen nicht hervorgerufen werden können.
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Durch Verwendung nur einer Nut zum Ansaugen und Ausschieben des öles
wird schließlich ein Festsetzen von Schmutz in dieser Nut verhindert, da im Verlauf
eines Arbeitsspieles Schmutz, der während des Saughubes eingeströmt ist und sich
festgesetzt hat, während des folgenden Druckhubes wieder abgelöst und herausgeschoben
wird.
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Zum leichteren Verständnis des Zusammenwirkens der beschriebenen Teile
innerhalb einer Hochdruckschmierpumpe ist in Fig. 7 ein senkrechter, schaubildlicher
Schnitt dargestellt. Im Pumpenkörper i lagert der Kolben c, der nur eine Nut cl
besitzt und demnach so gesteuert (gedreht) werden muß, daß diese Nut cl wechselweise
mit der Saugbohrung q. und mit der Druckleitung 5 zum Ausdrücken des Schmiermittels
in Verbindung tritt; im übrigen führt der Kolben eine auf und nieder gehende Bewegung
aus, um das Schmiermaterial anzusaugen und wegzudrücken. Die Hubbewegungen erfolgen
durch den an sich bekannten, im Schnitt dargestellten Bügel 6, der mit den Zapfen
8 und 7 im Pumpenkörper i und in dem Deckel desselben geführt ist und dessen verstellbare
Schraube g auf dem exzentrischen Teil io der Antriebswelle a geführt ist. Dieser
exzentrische Teil setzt sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, aus zwei zur Wellendrehachse
A konzentrischen Kreisen (im Querschnitt) a1 und a2 und Verbindungsbogen a3 und
a4 zusammen. Der Bügel 6 greift mit einer Nase 12 in eine Eindrehung 13 des
Pumpenkolbens c, während die Scheibe d in der Nut b, deren Verlauf
auf der Welle gemäß Fig. 2 gestaltet ist, in Eingriff steht. Bei der Drehung der
Welle a erfolgt also die angestrebte auf und nieder gehende und pendelnde Bewegung
des Kolbens c.