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Fördermengenregelvorrichtung für eine Kolbenpumpe mit umlaufender
Zylindertrommel Die Erfindung betrifft eine Fördermengenregelvorrichtung für eine
Kolbenpumpe mit umlaufender Zylindertrommel und mehreren, im Kreise angeordneten,
zur Drehachse parallelen Kolben, welche in einer zweiteiligen, gleichfalls sich
drehenden Hubscheibe mittels einer Kugel jeweils eingelenkt sind, sowie mit Anordnung
eines auf dem axialen Antriebszapfen der Zylindertrommel vorgesehenen und mit diesem
sich drehenden, kugeligen Lagers, auf dem die Hubscheibe schwenkbar gelagert ist.
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Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art tritt zwischen der Lagerkugel
und den sie umgebenden Teilen eine erhebliche Reibung auf. Ferner erfolgt die Mitnahme
der Kugel durch die die Zylinder enthaltende Zylindertrommel mittels eines an der
Zylindertrommel angeordneten, an seinem Umfang mit Ausnehmungen versehenen Ringes,
dessen Ausnehmungen die Kolbenstangen gabelartig umfassen. Diese Führung der Kolbenstangen
in den Ringausnehmungen hat ebenfalls eine erhebliche Reibung und den Platzbedarf
für den Ring zur Folge.
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Bei einer anderen bekannten Hubscheibenanordnung ist der die Kolbenstangenenden
aufnehmende Hubscheibenteil mittels eines Diagonallager s in einem büchsenförmigen
Teil gelagert, nicht aber auf der Zylindertrommelwelle, die lediglich Mitnehmer
aufweist. Dabei ergeben sich erhebliche Reibungsmomente, da die Reibung in dem einen
verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisenden Diagonallager auftritt.
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Erfindungsgemäß ist zur Vermeidung dieser Nachteile die Vorrichtung
derart ausgebildet, daß zwei je mit einem Zapfen drehbar in zueinander gleichachsig
und senkrecht zur Drehachse der Zylindertrommel angeordneten Bohrungen der Lagerkugel
sitzende, konzentrisch zur Lagerkugelfläche gekrümmte, im Querschnitt rechteckige
Keile in parallel zur Antriebszapfenachse geführten Nuten der schwenkbaren zweiteiligen
Hubscheibe gleitend angeordnet sind.
Dadurch wird erreicht, daß
eine Reibung zwischen der Lagerkugel und den sie umgebenden Teilen lediglich in
den Nuten der schwenkbaren zweiteiligen Hubscheibe und in den Bohrungen der Lagerkugel
auftritt, die geringer ist als die Reibung zwischen der Lagerkugel und den sie fast
vollständig umgebenden Teilen bei den bekannten Vorrichtungen. Ferner wird erreicht,
daß eine Reibung infolge der Mitnahme der Hubscheibe durch die Zvlindertrommel und
ein Platzbedarf für einen besonderen Mitnehiner nicht auftreten.
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Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Im einzelnen zeigen: Abb. i teilweise einen Ouerschnitt nach der Linie
I-1 der Abb. 2, teilweise eine Ansicht der Pumpe bei abgehobenem Deckel, Abb.2 teilweise
eine Draufsicht und teil-,i-eise einen -waagerechten Längsschnitt nach der Linie
II-II der Abb. i und _",bb. 3 und 4 die schaubildliche Darstellung einiger Teile
des kugeligen Lagers der Hubscheibe.
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An der Wand i des Gehäuses 2, «-elches die °Teile der Pumpe einschließt,
ist mittels Schraube 3 in einem geeigneten Stumpfkegelsitz 4 ein feststehender,
als Zylinderventil -wirkender Mittelzapfen 5 starr befestigt.
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Die mit zur Achse des Zapfens 5 parallel angeordneten Zylindern 17
versehene Zylindertrommel 16 dreht sich um den Zapfen 5 und trägt an .ihrem Ende
einen Zapfen i9, dessen Achse mit der Achse des. Zapfens 5 zusammenfällt. In den
Zylindern 17 sind Kolben 1,9 vorgesehen, mit denen die Schubstangen a gekuppelt
sind. Der Zapfen ig ist durch die der Wand i entgegengesetzte Wand 2o des Gehäuses
2 hindurchgeführt und trägt ai; seinem Ende eine (nicht gezeichnete) halbelastische
Kupplung zur Verbindung mit dem Motor. Im Innern des Gehäuses 2 trägt der Zapfen
ig, aufgekeilt mittels des Keiles 2i. ein kugeliges Lager, das mit besonderen gekrümmten
rechtwinkligen Keilen 31, .32 versehen ist, die auf eigenen, auf dem kugeligen
Lager selbst sitzenden zylindrischen Zapfen 27,28 schvringen können. Das
kugelige Lager besteht aus einer auf dem Zapfen ig sitzenden Kugel 22 (Ab. 2 und
3), an der zwei gleichachsig gelegene. gleich große Kugelabschnitte fehlen. In der
Mitte der beiden dadurch gebildeten Kreisflächen 2,3 und 2.4, die die Grundfläche
der zwei fehlenden Kugelabschnitte bilden, sind senkrecht zur Achse der Zylindertrommel
zylindrische Bohrungen 25 und 26 als Sitz für Zapfen 27 und 28 der konzentrisch
zur Lagerkugelfläche gekrümmten, im Querschnitt rechteckigen Keile 31, 32
vorgesehen. Letztere tragen .(Abb. 4) außer den zylindrisehen Zapfen 27 bzw. 28,
um die sie schwinjgen können, je einen als Kugelhaube ausgebildeten Teil 29 bzw.
3o. Diese Teile 29 und 3o vervollständigen, wenn sie auf dem Körper 22 sitzen, diesen
zur Kugel.
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Dieses Lager trägt eine gleichfalls sich drehende Hubscheibe. die
aus zwei miteinander verschraubten Scheiben 33 und 34 besteht. Sie stützt sich auf
das kugelige Lager und ist innen mit parallel zur Antriebszapfenachse geführten
Nuten 36 und 37 für die Keile 31 und 32 versehen. Die Kugelhauben 29 und
30 sitzen daher in dem in der Hubscheibe vorgesehenen Sitz, so daß ein Abgleiten
der Kugelhauben infolge der durch die Drehung hervorgerufenen Fliehkraft ausgeschlossen
ist.
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Auf diese Weise kann die mit dem Zapfen i9 sich drehende Hubscheibe
33, 34. in allen Richtungen schwingen.
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Die Hubscheibe 33, 34 besitzt Aussparungen 38 für die Lagerung und
das Festhalten der kugelförmigen Schubstangenenden 39 der Schubstangen 4o, die an
ihrem anderen Ende je mit einem Kolben 18 gekuppelt sind.
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Die Hubscheibe 33, 34 ist ferner in einer Büchse 4a angeordnet, an
der mit Schrauben 4.4 ein Deckel 43 befestigt ist. Die Büchse ist mit in Lagern
46 des Pumpengehäuses gelagerten Zapfen 45 versehen. Einer dieser Zapfen ragt mit
einem Ansatz 47 aus dem Gehäuse heraus und trägt an diesem Ende den Stellhebel 48,
der die Schrägstellung der Büchse und folglich auch der Hubscheibe 33, 34 ermöglicht.
Die Büchse 42, 43 ist auch mit Gleitschuhen 49 als Drucklager für die Hubscheibe33,
34 versehen, das die Stöße der unter Druck stehenden Kolben aufnimmt. Die Zylindertrommel
16 ist mittels der Kugellager So und 5 i auf dem Zapfen 5 abgestützt.
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Die Fördermenge der Pumpe hängt von der Neigung der Büchse 42, 43
und der Hubscheibe 33, 34 ab. Wenn die Pumpe läuft und die oben genannten Teile
sich in senkrechter Stellung zur Drehachse der Zylindertrommel befinden, dreht sich
die Hubscheibe samt Schubstangen, Kolben und Zylindertrommel, ohne daß den Kolben
eine hin und her gehende Bewegung in Richtung der Zylinderachsen erteilt wird. Es
tritt -weder eine Saug- noch eine Druckwirkung ein, d. h. obwohl die Pumpe läuft,
fördert sie keine Flüssigkeit. Wenn man hingegen mit Hilfe des Stellhebels 48 der
Büchse 42, 43 und der Hubscheibe 33, 34 eine Neigung gibt, so dreht sie sich in
einer zur Achse des Laufrades geneigten Stellung, und die mit ihr verbundenen Schubstangen
erteilen den Kolben während der Drehung eine hin und her gehende Bewegung im Innern
der entsprechenden Zylinder, so daß eine Saug- und Druckwirkung hervorgerufen wird.
je größer die Neigung der Büchse
42, 43 und der Hubscheibe 33, 34
ist, desto größer ist der Hub der Kolben 18 in den Zylindern 17 und folglich
die Fördermenge der Pumpe. Wenn der Sinn der Neigung der Büchse und der Hubscheibe
umgekehrt wird, so kehrt sich bei gleichbleibender Drehrichtung des Laufrades auch
die Wirkung der Pumpe um, d. h. die Saugleitung wird zur Druckleitung und umgekehrt.