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Flüssigkeitskolbenpumpe mit umlaufendem Verteiler und mehreren Kolben
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für mehrere Kolben mit umlaufendem Verteiler,
mit der insbesondere Schmieröl in abgemessenen Mengen unter Druck mehreren Verbrauchsstellen
zugeführt werden kann.
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Es ist bekannt, in dem umlaufenden Verteiler- (Steuer-) Zylinder einen
oder mehrere Pumpenkolben anzuordnen und die Flüssigkeitsmengen durch genau begrenzte
Hübe zu bemessen sowie die Kolben zu diesem Zweck durch eine Nockenbahn zu steuern.
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Bei einer Pumpe mit nur einem Pumpenkolben wurde dieser in der Mitte
des Verteiterzylinders und die Nockenbahn um den Verteilerzylinder herum angeordnet;
die übertragung der Bewegung in der Nockenbaii:n findet durch einen Hebel statt,
was für große Drücke oder hohe Umlaufsgeschwindigkeiten nicht geeignet ist. Bei
der Herstellung dieser Einrichtung läßt es sich kaum vermeiden, daß durch die Hebelwirkungen
der Übertragungsmittel Verklemmungen oder Brüche des Kolbens oder anderer Antriebsteile
entstehen.
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Es sind auch Pumpen bekanntgeworden, bei denen eine Mehrzahl von Zylllidern
im umlaufenden Verteiler angeordnet wurden. Diese bekannten Einrichtungen weisen
aber den Nachteil auf, daß die Verteiler auf einer durch ihre Mitte hindurchlaufenden
Achse gelagert sind. Die Herstellung ist schwieriger, und außerdem können sie die
Forderung nach Anpaßbarkeit der Vorrichtung an die verschiedensten Betriebsverhältnisse
nicht ohne weiteres erfüllen, weil eine Verbindung der einzelnen Pumpenzylinder
miteinander durch den Verteilerkörper hindurch nicht möglich ist. Demgegenüber bildet
bei der Pumpe gemäß der Erfindung der Verteiler selbst als Ganzes die Achse und
gestattet dadurch die Anordnung der verschiedensten Ausgleichbohrungen durch seinen
Körper hindurch.
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Aus Gründen der wirtschaftlichen Massenherstellbarkeit mindestens
der Hauptteile der Pumpe ist ,es erforderlich, daß der Verteiler ohne weiteres für
die Anordnung einer kleinen als auch verhältnismäßig großen Anzahl von einzelnen
Zylindern eingerichtet sein soll. Das wird am einfachsten dadurch erreicht, daß
die Pumpenzylinder nicht in dem Verteilerkörper selbst liegen, sondern in einem
um diesen herumgelegten Ring angeordnet sind. Diese Ausführungsart bietet gleichzeitig
die Möglichkeit, die Pumpe für beide Drehrichtungen benutzbar zu machen. Es ist
in solchen Fällen nur erforderlich, dem Ring und Verteiler Anschläge zu geben, die
zwei Stellungen des Ringes zulassen, welche den einzelnen Drehrichtungen entsprechen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist in
den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen Abb. i den Längsschnitt der Pumpe für sechs
Verbraucherstellen,
Abb. 2 einen abgewickelten Teil der Nockenbahn
in zwei Darstellungen mit drei Drucknocken und zwei Saugnocken sowie dem Pumpenkolben,
Abb. 3 einen . Querschnitt nach Linie A-B in Abb. i.
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Die Schnecke i treibt über das Schneckenrad 2 den . umlaufenden Verteiler-
(Steuer-) Zylinder 5 an, der in einer Büchse 3 im Gehäuse ¢ angeordnet ist. Den
oberen Teil des Steuerzylinders 5 umgibt ein auf ihm drehbarer Ring 6 mit einem
Mitnehmerstift B. Durch diesen Stift am Ring wird durch eine Nase 22 am Verteiler
der Ring 6 mitgenommen. In dem Ring 6 sind die Kolben 7 und 17 in entsprechenden
Zylindern genau eingepaßt. Der Kolben 7 ist als Pumpenkolben ausgebildet. Der Kopf
besitzt oben einen. Gegennocken 12 für die Druckhubnockenbahn am Gehäuse und seitlich
.einen zweiten Gegennocken 23 für die Saughubnockenbahn seitlich im Gehäuse. Der
Kolben i 7 ist als Hilfskolben (Gegendruckkolben) ausgebildet. Er besitzt nur einen
oberen Gegennocken für die Druckhubnockenbahn. Die Zylinder beider Kolben 7 und
17 sind durch den Druckaus= gleichkanal2o miteinander verbunden. Von diesem Ausgleichkanal
zweigt die Druckleitung 27 zu den Schmierstellen ab, die bei 28 die Büchse durchbricht
und in der Anschlußstelle 29 für die Rohrleitung endet. Die Ansaugleitung geht von
der äußeren Anschlußstelle 19 im Gehäuse aus, durchbricht die Büchse 3 bei 25 und
führt in die Steigleitung 26 zum Zylinder des Kolbens 7. Dieser besitzt eine Nut
24, die vor der Zu- und Abflußbohrung liegt und den Flüssigkeitsdurchtritt gestattet.
Eine gleiche Nut hat auch der Hilfskolben. Beide Kolben besitzen ferner Zapfen,
wie für den Kolben 7 bei 18 dargestellt, mit denen eins; Drehung der Kolben verhindert
wird.
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Die Druckhubnockenbahn besteht aus einem fest auf das Gehäuse q. aufzuschraubenden
Ring i o. Er trägt die fest an ihm sitzenden Druckhubnocken i i, die in ihrer Größe
umveränderbar sind. Die als Beispiel dargestellte Pumpe besitzt sechs Druckhubnocken.
Die S.aughubnockenbahn wird aus einzelnen Nockenträgern 9 gebildet, die je einen
Saughubnocken 13 und einen Führungsstift tragen. Zur Einstellung der Pumpe auf verschiedene
Fördermengen müssen die Saughübe veränderbar sein. Daher hängen die Nockenträger
i9 an Gewindezapfen 14 und sind mit Muttern 15 in weiten Grenzen gegenüber dem Ring
i o einstellbar. Entsprechend der Anzahl der Druckhubnacken besitzt die Pumpe auch
sechs Saughubnocken. Die Saughub-und Druckhubnocken sind auf Mitte versetzt zueinander
anzuordnen. Die Druckhubnockenbahn liegt, wie die Abbildungen ergeben, über den
Kolben genau in der Verlängerung von deren Achse. Der Dl-uck der Nocken wirkt also
genau in Rich-@trrig der Kolbenachsen und ummittelbar, d. h. `-bIriie Zwischenschaltung
von Übertragungsgliedern. Diese Anordnung entspricht den im Verhältnis zum Saughub
unverliältnis@-mäßig viel höheren, beim Druckhub zu übertragenden Kräften. Die Nockenbahn
für den Saughub, die nur geringe Kraft zu übertragen hat, liegt unmittelbar neben
dem Kolben,, so `daß keine wesentliche auftreten kann.
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Die Arbeitsweise der Pumpe ist folgende: Der 'Steuerzylinder 5 wird
durch die Schnecke i über das Schneckenrad 2 gedreht und nimmt den Kolbenträger
durch die Nase z2 und den Stift 8 mit. Bei der Drehung des Kolbenträgers 6 beschreibt
der Kolben 7 einen Kreis um die Steuerzylinderachse. Dabei wird abwechselnd ein
Nocken 23 über ,einen Saughubnocken 13 und dann ein Nocken 12 unter einen Druckhubnocken
i i des Druckringes io geführt. Dadurch wird der Kolben abwechselnd gehoben und
nach unten gedrückt.
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Beim Heben des Kolbens 7 wird durch die Leitung 19, 25, 26 die dem
Hub entspriechende Flüssigkeitsmenge in den Zylinder gesaugt. Dabei bleibt der Hilfskolben
17 unter der Saugwirkung in seiner unteren Lage. (Würde er ebenfalls einen Gegennocken
für den Saughub besitzen, dann würde er gleichzeitig gehoben werden, und die angesaugte
Flüssigkeit wäre um das Maß seines Hubinhaltes vergrößert.) Nach dem Saughub gelangen
die beiden Kolben gleichzeitig mit ihren Köpfen 12 unter zwei einander gegenüberliegende
Druckhubnocken i i. Bis zu dem Augenblick der vollen Wirksamkeit dieser Nocken wird
der in seiner oberen Stellung gegen den Nocken treffende Kolben 7 beim Herabgleiten
die Flüssigkeit über den Ausgleichkanal 2o von unten her gegen den Hilfskolben 17
drücken und diesen etwas ,anheben. Er wird daher noch keinen erheblichen Druck aufzunehmen
haben. Erst. wenn auch der von der Flüssigkeit leicht angehobene Hilfskolben 17
seinem Nocken i i nach unten zu ausweichen muß, entsteht der eigentliche Förderdruck.
Dieser wirkt dann aber gleichzeitig und gleich stark auf beide Kolben. Eine schiefe
Belastung des Verteilers kann unter diesen Umständen nicht auftreten.
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Bei der als Ausführungsbeispiel gewählten Pumpe werden bei einer Umdrehung
des Verteilers sechs Saug- und sechs Druckhübe erzeugt, denen sechs Auslässe 29
für sechs Verbraucherstellen entsprechen.
Pumpen der beschriebenen
Art sind des verschiedenartigsten Betriebsverhältnissen anpaßbar. Im einfachsten
Fall kann man ihre Zylinder, ohne sie miteinander zu verbinden, einzeln arbeiten
lassen. Dann kann man die Umlaufgeschwindigkeit des Verteilers nvedr:@g ,machen!,
da die Druckhubfolge sich auf mehrere "Kolben verteilt. Es können aber je zwei oder
mehrere Kolbenzylinder untereinander über Ausgleichbohrungen verbunden und die zu
verteilende Flüssigkeit dadurch erhöht werden, da sich dann die Inhalte je zwei
bzw. mehrerer Pumpenzylinder addieren. Schließlich können beide Vorteile dadurch
vereinigt werden, da.ß bei mehreren Kolben je Gruppen von zwei oder mehreren miteinander
verbunden werden.
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Damit der Verteiler nicht einseitig belastet wird, ist es in allen
Fällen wünschenswert, daß die einzelnen Zylinder bezüglich der Mitte des Verteilers
symmetrisch zueinander liegen. Benutzt man zwei Zylinder, dann wird man sie auf
einem Durchmesser des Verteilers anordnen. Benutzt man mehr als zwei Kolben, so
wird man sie in anderer Weise symmetrisch anordnen, also z. B. an den Ecken eines
dem Verteilerzylinder umschriebenen gleichseitigen Dreiecks, auf zwei sich rechtwinklig
schneidenden Durchmessern o. d-1. Es ist auch dafür zu sorgen, daß je zwei, gegebenenfalls
drei ihre Drücke ausgleichende Kolben gleichzeitig von den entsprechenden Drucknocken
berührt werden.
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Will man zwecks Vermeidung einseitigen Druckes auf den Verteiler zwei
einander gegenüberliegende Kolben benutzen, ohne dabei den Raum der zu verteilenden
Flüssigkeit zu vergrößern oder jeden Kolben für sich arbeiten zu lassen, dann kann
man, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, ihre Pumpenzylinder verbinden und den
einen Kolben so ausbilden, daß er zwar unter dem Einfluß der Druckhubnocken, nicht
aber unter dem der Saughubnocken steht. Er wird dann keine Flüssigkeit ansaugen,
die zu verteilende Menge also nicht vergrößern.