DE563522C - Kolbenpumpe zum Foerdern von Fluessigkeiten, insbesondere zum Betriebe von hydraulischen Pressen u. dgl. - Google Patents

Kolbenpumpe zum Foerdern von Fluessigkeiten, insbesondere zum Betriebe von hydraulischen Pressen u. dgl.

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DE563522C
DE563522C DE1930563522D DE563522DD DE563522C DE 563522 C DE563522 C DE 563522C DE 1930563522 D DE1930563522 D DE 1930563522D DE 563522D D DE563522D D DE 563522DD DE 563522 C DE563522 C DE 563522C
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piston
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pressure
pendulum
piston pump
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical

Description

  • Kolbenpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere zum Betriebe von hydraulischen Pressen u. dgl. Um den Energiebedarf von Hochdruckkolbenpumpen zum Betriebe von hydraulischen Pressen und anderen hydraulischen Arbeitsmaschinen möglichst gering zu halten, verwendet man bisher vorwiegend Pumpen mit einer Niederdruckstufe, die das Druckwasser für die nur einen geringen Kraftaufwand erfordernden Leerhübe liefert, so daß die Hochdruckstufe nur noch die für den eigentlichen Arbeitshub nötige Menge der Preßflüssigkeit zii liefern braucht.
  • Diese und ähnliche Einrichtungen können ihren Zweck nur unvollkommen erfüllen, weil der Übergang vom Leerhub in den Arbeitshub allmählich erfolgt. Es muß deshalb auch bereits für die Zwischenstufen, für die der Druck der Niederdruckpumpenstufe nicht mehr ausreicht, nutzlos Hochdruckwasser verbraucht werden.
  • Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die Fördermenge der Pumpe durch Veränderung des Kolbenhubes dein jeweiligen Gegendruck anzupassen, also mit steigendem Gegendruck die Fördermenge zu verringern, so daß die Energieaufnahme annähernd konstant bleibt und dadurch die Pumpe immer die dem jeweiligen Gegendruck entsprechende Wassermenge liefert.
  • Bei einer bekannten Ausführung dieser Art wird die Regelung der Liefermenge dadurch erreicht, daß zwischen dem antreibenden Kurbeltrieb und dem Pumpenkolben ein elastisch nachgebendes Zwischenglied eingeschaltet wird, das sich um so mehr zusammendrückt, je höher der zu überwindende Gegendruck ansteigt. Als elastisches Zwischenglied, das den Wegüberschuß des Kurbeltriebes gegenüber dem von der Höhe des Gegendrucks abhängigen Kolbenweg aufnimmt, sind Federn oder Luftpuffer vorgesehen. Diese elastischen Zwischenglieder müssen nun bei jedem Hubwechsel die gesamte Energiemenge, die dein Kolbendruck und dein vollen Kurbelhub entspricht, in sich aufnehmen und wieder abgeben. Bei Verwendung von Luftpuffern wird ein beträchtlicher Teil der vom Luftvolumen aufzunehmenden Energie in Wärme umgesetzt, die nutzlos verlorengeht. Auch bei der Verwendung von Federn ist die wechselnde Arbeitsaufnahme und Abgabe keineswegs verlustlos, da auch hierbei durch innere Molekularreibung erhebliche Energiemengen in Wärme umgesetzt werden, abgesehen von den Verlusten durch Reibung in den Federführungen.
  • Eine weitere bekannte Ausführung löst deshalb die gleiche Aufgabe dadurch, daß zwischen der antreibenden Kurbel und dem angetriebenen Kolben ein Hebelsystem eingeschaltet ist, dessen Übersetzungsverhältnis mit zunehmendem Gegendruck des Preßwassers vergrößert wird, so daß sich der Hub des Kolbens dem jeweiligen Gegendruck entsprechend einstellt. Diese Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung in denkbar einfachster Weise ohne Verwendung von energieverzehrenden elastischen Zwischengliedern oder verwickelten Regeleinrichtungen dadurch gelöst, daß zwischen dem antreibenden Kurbeltrieb und dem PLimpenkolben ein Zwischenhebel eingeschaltet ist, dessen freies Ende durch eine frei bewegliche Masse gestützt wird. Diese Masse wird bei der Hinundherbewegung des Kolbens abwechselnd nach entgegengesetzten Richtungen beschleunigt und verzögert. Die auf die Masse einwirkende Beschleunigungskraft ist nun abhängig vom Widerstand des Kolbens bzw. von dessen Gegendruck. Je höher dieser ist, um so mehr wird die Masse bei jedem Bewegungsimpuls beschleunigt und ihr Weg entsprechend vergrößert. Umgekehrt verringert sich der Weg der Masse um so mehr, je geringer die auf sie einwirkende Kraft ist. Ein solches Hebelsystem, dessen Festpunkt durch eine frei bewegliche Masse gebildet wird und das in der nachfolgenden Beschreibung kurz als Massenpendel bezeichnet sei, ist an sich schon als Regelorgan bekannt und zur Änderung des Drehmomentes bei Kraftwagen-,getrieben angewendet worden.
  • Seine neue Anwendung zur Regelung der Fördermenge von Pumpen bietet die schon vorher erwähnten Vorteile eines überaus einfachen Aufbaues.
  • Der Aufbau und die Wirkungsweise eines Pumpenantriebes mit Regelung der Fördermenge durch Massenpendel soll an Hand einer schematischen Darstellung erläutert werden.
  • Abb. r zeigt schematisch den Pumpenantrieb in seiner Mittelstellung.
  • Abb. 2 zeigt Kolben und Massenpendel in den Endstellungen bei niedrigem Druck und großer Liefermenge.
  • Abb. 3 zeigt Kolben und Massenpendel in den Endstellungen bei hohem Druck und kleiner Liefermenge.
  • Das Tauchkolbenpaar a bewegt sich dicht in zwei Zylindern b, die in üblicher Weise mit Saugventilen c und Druckventilen d versehen sind. An dem mittleren Teil des Tauchkolbenpaares a ist mit einem Gelenkzapfen e das Pendel f angelenkt, an dessen einem Ende die Masse g sitzt und an dessen anderem Ende an seinem Gelenkbolzen h ein Lenker i angelenkt ist, durch den das Pendel f durch die Kurbel k hin und her geschwungen wird. Die Kurbelwelle l ist, wie die Zylinder b, ortsfest gelagert.
  • Diese Einrichtung hat die folgende Wirkungsweise Wenn das obere Gelenk h des Pendels f durch die Kurbel k mittels des Lenkers i um einen gleichbleibenden Betrag hin und her geschwungen wird, so werden auch der Gelenkpunkt e und die Masse g im Verhältnis ihrer Bewegungswiderstände bewegt. Der Bewegungswiderstand des Gelenkpunktes e entspricht, da der Querschnitt der Kolben a. gleichbleibt, dem zu erzeugenden Flüssigkeitsdruck. Dieser Bewegungswiderstand wird durch das Pendel f im Verhältnis der Hebellängen he : eg auf die Masse g überträgen und wirkt sich auf diese als Beschleunigungskraft aus.
  • Hat der Bewegungswiderstand des Kolbenpaares a seinen Kleinstwert, so ist auch die auf die Masse g ausgeübte Beschleunigungskraft klein. Sie bewegt sich infolgedessen nur langsam und wird während eines Kolbenhubes nur um einen verhältnismäßig geringen Betrag hin und her geschwungen und wirkt nahezu als Festpunkt. Deshalb entspricht der Hub der Kolben a nahezu dem vollen Betrag, den der Kurbelradius und das Verhältnis der Hebellängen ergibt, und die Liefermenge erreicht ihren Größtwert.
  • Ist umgekehrt der Bewegungswiderstand des Kolbens a groß, so wird auch der auf die Masse g wirkende Beschleunigungsdruck entsprechend groß, und die Masse g wird schnell bewegt und infolgedessen während eines Kolbenhubes um einen verhältnismäßig großen Betrag hin und her geschwungen; infolgedessen verringert sich der Weg des Drehpunktes e; der Kolbenhub wird verhältnismäßig klein und die Liefermenge gering. Die Grenzwerte sind gegeben durch den Größtwert des Kolbenhubes bei einem Bewegungswiderstand gleich Null, wobei auch auf die Masse g keine Kraft einwirkt und diese nicht beschleunigt und zum Festpunkt wird. In diesem Falle, der praktisch nicht ganz erreicht werden kann, ist die Liefermenge am größten.
  • Im anderen Grenzfall, wenn der Drehpunkt e festgehalten wird, ist die Größe der Beschleunigung durch die Geschwindigkeit des Massenschwerpunktes g, die sich aus dem Radius und der Drehgeschwindigkeit der Kurbel h und dem Verhältnis der Hebellängen ge und eh. ergibt, bestimmt. Dadurch ergibt sich ein bestimmter Höchstdruck der Kolben a. Dieser läßt sich dadurch begrenzen und regeln, daß man die Komponenten Geschwindigkeit und Masse g ändert, am einfachsten, indem man den Abstand der Masseg vom Drehpunkt e oder gegebenenfalls die Drehzahl der Kurbel k ändert.
  • In den beiden erwähnten Grenzfällen wird der- Energieverbrauch gleich Null, weil im ersten Fälle der Förderdruck, im letzteren Falle die Fördermenge gleich Null wird. Dadurch kann die Liefermenge verlustlos geregelt werden, indem Größe und Geschwindigkeit der Masse auf den zu erreichenden Höchstdruck einstellt. Ist dieser erreicht, beispielsweise wenn der Preßstempel der von der Pumpe gespeisten Presse aufsetzt und der weitere Zufluß des Druckmittels dadurch aufhört, so wird der Kolben a festgehalten, und das Massenpendel schwingt leer, ohne Arbeit an den Kolben abzugeben.
  • Zwischen diesen Grenzfällen regelt sich die Liefermenge so, daß sie mit zunehmendem Druck abnimmt und der Energieverbrauch in weiten Grenzen annähernd gleichbleibt.
  • Die schwingende Bewegung der Masse ist nur in ge"vissen Fällen der Bewegung des Lenkers i phasengleich; in den Zwischenfällen tritt eine Phasenverschiebung zwischen dem Kolbenhub und dem Ausschlag der Masse durch ein Nacheilen der Masse ein, dessen Größe dem Energieverbrauch entspricht. Das Massenpendel wirkt also praktisch so, daß es den Wegüberschuß des Kurbeltriebes gegen den Kolbenweg in sich aufnimmt.

Claims (2)

  1. PATENT ANSPRÜCHE: i. Kolbenpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere zum Betriebe von hydraulischen Pressen u. dgl., bei der sich der Kolbenhub mit zunehmendem Gegendruck und annähernd gleichbleibendem Energieverbrauch selbsttätig verringert, gekennzeichnet durch ein Pendel (f), dessenDrehpunkt (e) in derMittellinie der Kolbenstange des Kolbens bzw. Kolbenpaares (a) liegt und an dessen einem Ende eine Masse (g), an dessen anderem Ende ein Kurbeltrieb (i, k) angreift.
  2. 2. Kolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Höchstdruck in der Pumpe durch Änderung der Drehgeschwindigkeit der Antriebskurbel (k) oder der Masse (g) des Massenpendels (f, g) oder des Abstandes der Masse (g) vom Drehpunkte (e) des Pendels geregelt wird.
DE1930563522D 1930-02-05 1930-02-05 Kolbenpumpe zum Foerdern von Fluessigkeiten, insbesondere zum Betriebe von hydraulischen Pressen u. dgl. Expired DE563522C (de)

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DE (1) DE563522C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE749781C (de) * 1941-04-01 1944-12-05 Hydraulik G M B H Hochdruckpumpenanlage mit Umlaufventilregelung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE749781C (de) * 1941-04-01 1944-12-05 Hydraulik G M B H Hochdruckpumpenanlage mit Umlaufventilregelung

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