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Flüssigkeitspumpe Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe beliebiger
Art, insbesondere fürWerkzeugmaschinenantriebe, bei der die Förderung .dadurch bewirkt
wird, daß die Zylinderöffnungen auf und ab gehender Pumpenkolben und durch Stege
getrennte Steuerschlitze oder Steuerräume aneinander vorbeibewegt -werden, und hat
den Zweck, eine stets vollkommene und unter einem bestimmten Druck stehende Füllung
der Pumpenzylinder zu erreichen, dabei aber auch zu verhindern, daß eine gefährliche
Zusammenpressung der zu fördernden Flüssigkeit bzw. ein Vakuum in den Pumpenzylindern
in dem Augenblick eintritt, in dem die Pumpenzylinder über die zwischen den Steuerschlitzen
vorhandenen Stege hinweggleiten.
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Erreicht wird die erfindungsgemäße Wirkung dadurch, daß in der Mitte
der SteuerstegeVerbindungsöffnungen eingearbeitet sind, die unmittelbar miteinander
verbunden oder unter Vermittlung des Verbindungskanals an einen Reserveflüssigkeitsbehälter
angeschlossen sind. Vorteilhafterweise -wird in dem Reserveflüssigkeitsbehälter
in an sich bekannter Weise auch Druck erzeugt, so daß, wie oben schon gesagt, die
Pumpenzylinder stets vollkommen gefüllt und unter einem bestimmten Druck gehalten
werden.
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Es sind zwar schon Flüssigkeitspumpen bekanntgeworden, bei denen die
Steuerstege mit Üffnungen versehen waren. Diese Öffnungen waren jedoch nicht in
der erfindungsgemäßen Weise angeordnet, sondern an die Saug- bzw. Druckzone der
Pumpe angeschlossen mit dein Zweck, ungleichförmige Druckerhöhungen zu vermeiden.
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Bei anderen bekanntgewordenen Pumpen sind besondere Flüssigkeitszuleitungen
vorgesehen, diese sind aber nicht an die Öffnung in der Mitte der Steuerstege angeschlossen,
sondern unmittelbar an die Steuerschlitze, so daß der Druck, der in einem Steuerschlitz
entsteht, auch auf die zugehörige Flüssigkeitszuleitung einwirkt. Demgegenüber kann
der in einem Steuerschlitz vorhandene Druck bei der Ausführung gemäß der Erfindung
niemals auf die in der Mitte der Steuerstege befindlichen Öffnungen zurückwirken.
Andererseits wirkt gemäß der Erfindung der in den Öffnungen vorhandene Druck niemals
unmittelbar auf einen Steuerschlitz, sondern lediglich auf die jeweils die Anschlußöffnung
überschreitenden Pumpenzylinder.
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Die neuen Wirkungen werden dadurch erreicht, daß die Breite der Stege
zwischen Bohrungsrand und Stegkante etwas größer ist als der Durchmesser der Pumpenzylinder
bzw. der von diesen ausgehenden, mit den Stegen zusammenwirkenden Anscliltißl;anäle,
Bohrungen u. dgl.
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Wie schon gesagt, können die in der Mitte
der Steuerstege
befindlichen öffnungen unter Vermittlung eines Verbindungskanals an einen unter
Druck stehenden Reserveflüssigkeitsbehälterangeschlossen und dadurch unter Druck
gesetzt werden.
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Es werden demnach bei der Einrichtung der Erfindung die Pumpenzylinder
stets vollkommen nachgefüllt und auf den' in der Flüssigkeitszuleitung befindlichen
Druck gebracht, also die Bildung eines Vakuums verhindert, es kann aber auch niemals
vorkominen, daß ein in den Steuerschlitzen möglicherweise auftretender Überdruck
auf die in der Mitte der Stege befindlichen CSffnungen und den Reserveflüssigkeitsbehälter
zurückwirkt, da ja zwischen diesen eine unmittelbare Verbindung niemals vorhanden
ist.
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Es 'sind schon Flüssigkeitspumpen bekanntgeworden, bei denen unter
Druck stehende Reserveflüssigkeitsbehälter vorgesehen sind. Bei den bekannten Ausführungen
ist jedoch dieser Behälter nicht in der erfindungsgemäßen Weise, sondern in einer
der als vorbekannt bezeichneten Art angeschlossen.
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In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungen der Erfindung
dargestellt. Abb. i ist ein Axialschnitt durch eine Ausführungsform der Flüssigkeitspumpe
und Abb.2 eine Ansicht dieser Pumpe von unten, welche die Anordnung der mit den
Pumpenaggregaten zusammenwirkenden Steuerschlitze und die zwischen diesen Schlitzen
befindlichen Steuerstege zeigt. In Abb. 3 bis 6 sind Abwickelungen der Pumpenaggregate
dargestellt in den verschiedenen Stellungen, in denen sie mit den Steuerschlitzen
und Steuerstegen zusammenwirken.
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Abb. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Flüssigkeitspumpe im
Axialschnitt, die zwar in der gleichen Weise wirkt wie die Pumpe nach Abb. i bis
6, aber etwas anders gesteuert wird.
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Abb. 8 zeigt schematisch den Anschluß der Flüssigkeitspumpe an einen
Reserveflüssigkeitsbehälter.
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Bei der Flüssigkeitspumpe gemäß Abb. i bis 6 ist in dem Pumpengehäuse
8 eine durch die Welle 16 antreibbare Zylindertrommel 17 gelagert. In der Zylindertrommel
17 sind eine größere, aber gerade Zahl Pumpenzylinder IS eingearbeitet, in denen
Pumpenkolben i9 eingesetzt sind.
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Gemäß der Ausführung nach Abb. 1 endet die Welle 16 in einen. gerundeten,
aber vierkantigen Kopf 2o, der in ein Vierkantloch 21 der Laufscheibe 22 eingreift,
wodurch diese mit der Zylindertrommel 17 gleichlaufend angetrieben wird. Die Laufscheibe
22 stützt sich über ein Kugellager 23 gegen die mit einer Schrägfläche z4 versehene
Stcuerscheibe 25, die auf einer Achse 26 festsitzt und durch den Hebel 27 verdrehbar
ist. Die Zylindertrommel 17 liegt mit ihrer der Laufscheibe 22 abgekehrten Stirnfläche
gegen eine entsprechende Fläche 28 des Gehäuses 8 dicht an. In die Fläche 28 sind
Steuerschlitze 30 und 32 eingearbeitet, die durch Bohrungen mit den Leitungen
io bzw. 9 verbunden sind, die beispielsweise an den Vorschubzylinder einer Werkzeugmaschine
angeschlossen werden können. Zwischen den Steuerschlitzen 30 und 32 bleiben
Stege 29 und 31 stehen, bei denen der Abstand vom Rande der in ihrer Mitte befindlichen
Bohrungen 33, 34 bis zum Rande der Steuerschlitze 30, 32 etwas größer sein muß als
der Durchmesser der Pumpenzylinder 18. Stehen jedoch bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung die Pumpenzylinder 18 nicht unmittelbar mit den Steuerschlitzen
30 und 32 in Verbindung, sondern durch besondere Verbindungsöffnungen, so
muß der Abstand größer sein als diese Verbindungsöffnungen. Dies deswegen, damit
ein Überströmen der Treibflüssigkeit aus einem Steuerschlitz in den anderen durch
die Pumpenzylinder bzw. durch die Verbindungsöffnungen hindurch nicht stattfinden
kann. An die Bohrung 33 ist beispielsweise eine Leitung 33a und an die Bohrung 34
eine Leitung 34a angeschlossen. Die Leitungen 33a und 34a sind entweder durch einen
Verbindungskanal 44a unmittelbar miteinander verbunden oder unter Vermittlung des
Verbindungskanals 44.a an einen Reserveflüssigkeitsbehälter i i angeschlossen. Vorteilhafterweise
wird in dem Reserv eflüssigkeitsbehälter i i- in an sich bekannter Weise, z. B.
durch das Gewicht 12, Druck erzeugt.
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In den Abb. 3 bis 6 ist die genaue Mitte der Steuerschlitze
30 und 32 durch die Linien 35 Lind 36 gekennzeichnet.
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Die Wirkungsweise der Flüssigkeitspumpe ist folgende: Beispielsweise
durch den auf der Treibflüssigkeit ruhenden Druck werden alle Pumpenkolben i9 gegen
die Laufscheibe 22 und diese über das Kugellager 23 gegen die Schrägfläche 24 der
Steuerscheibe 25 gedrückt, wodurch die Laufscheibe 22 dieselbe Schräglage erhält
wie die Fläche 24.. Es werden also die Pumpenkolben 19, vom tiefsten Punkte der
Laufscheibe 22 beginnend, nach beiden Seiten gleichmäßig bis zum höchsten Punkte
der Laufscheibe 22 ansteigen. 1latürlich können, falls es der Verwendungszweck erfordert,
die Pumpenkolben mit der Scheibe 22 so verbunden werden, daß sie von ihr auch zwangsweise
angehoben werden. Da die Pumpenkolben i9 in gerader Zahl vorhanden sind, werden
stets je zwei Kolben i9 genau gleiche Höhenlage einnehmen, mit Ausnahme des am tiefsten
und des am höchsten Punkte der Laufscheibe 22 befindlichen Kolbens 19.
Wird
nun die Zylindertrommel 17 angetrieben, so wird dabei jeder Kolben i9 bei jedem
Umlauf, entsprechend der Schräglage der Laufscheibe 22, einmal bis zum höchsten
Punkte der Laufscheibe 22 ansteigen und wieder bis zum tiefsten Punkte der Laufscheibe
22 herabgedrückt werden und dabei die Förderung bewirken, wie dies in den Abb. 3
bis 6 dargestellt ist. Hierbei laufen die Zylinder 18 über die Steuerschlitze
30 und 32 und die Stege29 und 31 hinweg.
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Da aber z. B. -gemäß Abb. 3 jeweils ein über dem Steg 29 befindlicher
Kolben 19 eine Abwärtsbewegung und ein jeweils über dem Steg 31 befindlicher Kolben
i9 eine Aufwärtsbewegung ausführt und die Öffnungen der Zylinder-i8 kleiner sind,
als die Stege 29 und 3 r breit sind, so würde, ehe ein Kolben 19 den Steg 29 verläßt,
in dem entsprechenden Zylinder i8 ein außerordentlich hoher Druck, und ehe ein Kolben
i 9 den Steg 31 v erläßt, in dem entsprechenden Zylinder 18 ein sehr großes
Vakuum entstehen. Um dies zu verhinhindern, sind in den Stegen 29 und 31 die kleinen
Bohrungen 33 bzw. 34 angebracht, die unter; sich verbunden sein können, so daß die
in der Stellung a (Abb. 3) aus dem Zylinder 18 herausgedrückte Flüssigkeit in den
in Stellung i (Abb. 3) befindlichen Zylinder i8 überströmen kann. Vorteilhafterweise
kann man jedoch die Bohrungen 33 und 34 über die Leitungen 33z, 34.a und 44a mit
dem Reserveflüssigkeitsbehälter ii unmittelbar verbinden, so claß aus der Stellung
d (Abb. 3) die Flüssig-]zeit aus dem betreffenden Zylinder 18 in den Behälter i
i hineingedrückt wird und in der Stellung i (Abb. 3) die Flüssigkeit aus dein Behälter
ii in den betreffenden Zvlinder 18 zurückfließen kann. Auf diese Weise wird es niemals
vorkommen, daß dem über einem Stege 29 bzw. 31 ansteigenden Kolben i9 zu wenig Flüssigkeit
zugeführt wird und dadurch leere Räume entstehen.
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Die Zylinder i8 werden demnach stets vollkommen gefüllt von den Stegen:29
und 31 zu den Steuerschlitzen 30 und 32 übertreten. Darum können auch in
den Leitungen 9 und io bzw. in den an diese angeschlossenen Zylinderräumen sich
niemals leere Räume bilden. Da die Flüssigkeitszuleitung4.4a bzw. der Reserveflüssigkeitsbehälter
i i unter Druck stellen, so wird dieser Druck auch auf die Steuerschlitze 30, 32,
die Zylinder i8 und die Leitungen 9 und io und somit auch auf die an diese Leitungen
angeschlossenen Zylinderräume zwangsweise übertragen.
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Die Ergänzung der Treibflüssigkeit und die Erhaltung des Druckes im
ganzen System erfolgt demzufolge bereits durch die Bohrungen 33 und 34, so daß eine
unmittelbare Verbindung des Systems mit der Flüssigkeitszuleitung 44.a bzw. mit
dem Reserv eflüssigkeitsbehälter i i nicht mehr erforderlich ist. Auch erübrigt
sich dadurch die Anbringung von Rückschlagventilen, weil ja die Steuerschlitze 3o
und 32 niemals unmittelbar, sondern stets nur bei der Auffüllung der Zylinder 18
«#ältrend ihrer Vorbeiführung über die S Lege 29 und 30 und die Bohrungen 33 und
34 beeinflußt werden.
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Durch Verdrehen der Steuerscheibe 25 kann die Förderleistung und die
Förderrichtung des Getriebes beliebig geändert werden.
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Bei allen Einstellungen der Steuerscheibe 25 wirken die Bohrungen
33 und 34 in der gleichen oder umgekehrten .Weise, wie dies bei der Abb. 3 beschrieben
wurde.
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Es ist natürlich nicht unbedingt erforderlich, daß die Steuerschlitze
30 und 32 in di.° Fläche 28 eingearbeitet sein müssen und mit den Zylindern
18 unmittelbar zusammenarbeilen. je nach Bedarf können die Zylinder 18, wie schon
vorher erwähnt, mit radialen oder anderen Öffnungen versehen sein, die mit entsprechend
angebrachten Steuerschlitzen zusammenwirken. .
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Auch ist es nicht Bedingung, daß die Stellung der Steuerscheibe a5
verdreht und die Laufscheibe 22 durch einen Vierkant angetrieben werden muß. Es
können natürlich auch die Steuerschlitze 30, 32 verstellt und die Laufscheibe 22
auf andere Weise angetrieben werden.
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Tn Abb_ 7 ist eine derartig ausgeführte Flüssigkeitspumpe dargestellt.
Bei dieser wird nicht die Schrägfläche 24., sondern es werden die Steuerschlitze
30 und 32 verstellt. Auch ist bei dieser Ausführung ein besonders dauerhafter
und zuverlässiger Antrieb der Laufscheibe 22 angewendet.
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Die Schrägfläche 24 ist hier an dem Gehäuse 8 fest angeordnet. Die
Zylindertrommel 17 ist mit einem Zahnkranz 37 tind die Laufscheibe 222 mit einem
Zahnkranz 38 versehen. Beide Zahnkränze haben gleiche Zä hnezalil und greifen in
ein Doppelzahnrad 39, dessen beide Zahnkränze ebenfalls gleiche Zähnezahl haben.
Wird die Zylindertrommel 17 angetrieben, so wird über das Doppelzahnrad
39
auch die Laufscheibe 22 mit gleicher schwindigkeit und im gleichen Drehsinn.
angetrieben wie die Zylindertrommel 17. Die Kolben 19 stehen durch Kugelstangen
40 mit der Laufscheibe 22 in Verbindung und werden durch diese in gleicher Weise
gesteuert wie bei der Pumpe nach Abb. i. Die Fläche 28 sowie die Steuerschlitze
30, 3-9 und die Steuerstege 29, 30 sitzen an einer Scheibe 4.3, die durch
einen. Zapfen 41 und den Hebel 4.2 verdreht werden kann. Die Bohrungen 33 und 34
führen-über Verbindungsbohrungen und einen Ringkanal 44.a zu der Flüssig l:citszuleitung
44,
die vorteilhafterweise mit dem Behälter i i verbunden wird.
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Zur Regelung der Förderleistung und zur Umschaltung der Förderrichtung
wird hier die Scheibe 43 vermittels des Hebels 42 so verdreht, daß die Steuerschlitze
30, 32 zu der tiefsten Stelle der Laufscheibe 22 die gewünschte Stellung erhalten.
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Die Wirkungsweise ist genau dieselbe, als -wenn die Steuerscheibe
25 bei der Ausführung nach Abb. i verstellt würde, entspricht also den Darstellungen
nach Abb. 3 bis 6, so daß sich eine nochmalige Beschreibung der Wirkungsweise erübrigt.
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In der Zeichnung ist . eine Flüssigkeitspumpe dargestellt, bei der
die Pumpenkolben parallel zur Pumpenachse liegen. Die Erfindung ist jedoch nicht
auf derartige Pumpen beschränkt, bezieht sich vielmehr auch auf alle anderen Pumpen,
z. B. auch auf solche, bei denen die Kolben radial angeordnet sind.