DE877551C

DE877551C - Circulation pump

Info

Publication number: DE877551C
Application number: DEL3711A
Authority: DE
Original assignee: Joseph Lucas Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1940-08-30
Filing date: 1950-09-13
Publication date: 1953-05-26

Description

Umlaufpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Umlaufpumpe.Circulation pump The invention relates to a circulation pump.

Es sind bereits Umlaufpumpen bekanntgeworden, bei .denen ein in einem Gehäuse umlaufender Zylinderblock mit einer Endfläche an einer entsprechenden, am Gehäuse vorgesehenen Innenfläche dicht anliegt. Diese Innenfläche hat Ein- und! Auslaßkanäle. Der Zylinderblock weist, um eine Achse gleichmäßig verteilt, eine Anzahl zu dieser Achse geneigte Bohrungen auf, die mit ihren nach innen offenen Enden sich während des Umlaufes des Zylinderblockes über die Mündungen der Kanäle hinwegbewegen, wobei diese inneren Öffnungen näher an der Achse des Zylinderblockes liegen als d(ie äußeren Enden der Bohrungen. BeiderartigenUmlaufpumpen istes auch.;bekanntgeworden, die offenen inneren Enden mit einem geringeren Durchmesser auszubilden als diejenigen Bohrungsteile, an denen hohl ausgesitaltete Tauchkolben beweglich gelagert sind. Hierbei ist die Neigung der Bohrungen gegenüber der Achse so groß gewählt, @daß die Auswärtsbewegung der Tauchkolben und der Zuflluß der Flüssigkeit durch die Wirkung der Zentrifugalkraft unterstützt werden. Auch ist es bekanntgeworden, schraubenförmige Druckfedern innerhalb des Tauchkolbens und der Bohrungen vorzusehen. Demgegenüber besteht das Wesen -der Erfindung darin, daß der Zylinderkopf und der Hohlkörper mnit Zwischenverbindungsbohrungen versehen sind, die mit der Eirrlaßöffnung,- insbesondere über eine Quer-` bohrung in Verbindung stehen. Hierdurch ist man in der Lage, den Zylinderblock auch noch nach Art einer Zentrifugalpumpe zu. betreiben.Circulation pumps have already become known, both of which are one in one Housing circumferential cylinder block with an end face on a corresponding, on Housing provided inner surface fits tightly. This inner surface has one and! Outlet ducts. The cylinder block has, evenly distributed around an axis, a Number of holes inclined to this axis, with their inwardly open End during the revolution of the cylinder block via the mouths of the channels move away, with these inner openings closer to the axis of the cylinder block lie as the outer ends of the bores. to form the open inner ends with a smaller diameter than those Bore parts on which hollow plungers are movably mounted. Here, the inclination of the holes with respect to the axis is chosen so large that @ the outward movement of the plungers and the inflow of the liquid by the action the centrifugal force are supported. It has also become known to be helical Provide compression springs within the plunger and the bores. In contrast The essence of the invention is that the cylinder head and the hollow body mn with interconnection bores are provided with the Discharge opening, in particular via a cross-hole in connection. This is how you are in able to close the cylinder block in the manner of a centrifugal pump. operate.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel ,der Erfindung -dargestellt. Es zeigt Fig.-@r einen Axi.alsohnitt durch ;die Pumpe, . Fig. 2 - ebenfalls einen Axialschnitt, :dessen Schnittebene jedoch um 9o° zur Schnittebene der Fig. r versetzt ist, Fig. 3 eine Stirnansicht der Pumpe und Fig. q. einen Teilschnitt durch die Pumpe, und zwar eine besondere Form der Anschlagfläche, welche auf das äußere End e des Tauchkolbens wirkt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown. It shows Fig.-@r an Axi.alsohnitt through; the pump,. Fig. 2 - also one Axial section, whose section plane is offset by 90 ° to the section plane in FIG Fig. 3 is an end view of the pump, and Fig. q. a partial section through the Pump, namely a special shape of the stop surface, which is on the outer end e of the plunger acts.

Nach :der Zeichnung )besteht das Püriipengehäüse aus einem Zylinderteil a und einem Deckelteil b. Innerhalb des Zylinderteiles a ist eine zylindrische Lagerfläche c für d!ie Lagerung des umlaufenden Zylinderblockes d vorgesehen. Fernerhin- ist :eine Endfläche e im Innern angeordnet, gegen welche sich die Endfläche des Zylinderblockes abstützt. IDiese Endfläche e ist mit einem bogenförmig verlaufenden Einlaßkanal f versehen, der mit einem Einlaßstutzen g in Verbindung steht. Ferner ist ein ebenfalls bogenförmig gestalteter Auslaßkanal h vorbanden, welcher- mit dem.Auslaßstutzen i in Verbindung steht. Der Zylinderblock d ist entweder mit »der Antriebswelle jaus einem Stück gefertigt oder in geeigneter Weise mit dieser Antriebswelle verbunden. Die Welle j ist in einem Lager h im Deckelteil b gelagert. ' Innerhalb des Zylinderblockes sind eine Anzahl gleichmäßig verteilt angeordneter Bohrungen l vorgesehen, in denen sich Tauchkolben m hin und her bewegen können. Diese Bohrungen verlaufen geneigt zu der Antriebswelle des Zylinderblockes, so diaß ihre offenen inneren Enden n-, welche mit den Eimaß- und Auslaßöffnungen f, h zusammenwirken, näher an der Welle liegen als die gegenüberliegenden Enden dieser Bohrungen, aus welchen,die Endender Tauchkolben herausragen. Der Zweck dieser geneigten Anordnung ist ein doppelter: Einmal gestattet -diese Anordnung, die offenen Enden :der Bohrungen und die Einlaß- und Auslaßöffnungen verhältnismäßig nahe umdleAchseherum anzuordnen, während die äußeren Endender Tauchkolben verhältnismäßig weit entfernt von dieser Achse angeordnet -werden können. Hierdurch wird eine -möglichst große Länge - des. Kolbenhubes erreicht, ohne daß man gezwungen wäre, eine übertrieben schräge Richtung der Anschlagflächen zu wählen, deren genauere Merkmale :im nachfolgenden beschrieben werden sollen. Als weiterer Vorteil kann verzeichnet werden; @daß sowohl -der Zufluß der Flüssigkeit zu den Bohrungen als auch die Auswärtsbewegung der Tauchkolben durch :die Wirkung der Zentrifugalkraft unterstützt wird. Es hat :sich gezeigt, daß eine vorteilhafte Neigung bei . gegenüber -der Achse des Zylinderblockes liegt.According to: the drawing) the Püriipengehäüse consists of a cylinder part a and a cover part b. Inside the cylinder part a, a cylindrical bearing surface c is provided for the bearing of the rotating cylinder block d. Furthermore: an end face e is arranged in the interior, against which the end face of the cylinder block is supported. This end face e is provided with an arcuate inlet channel f which is in communication with an inlet port g. In addition, an outlet channel h, which is also of arched design, is in front of it, which is connected to the outlet nozzle i. The cylinder block d is either made in one piece with the drive shaft or connected to this drive shaft in a suitable manner. The shaft j is mounted in a bearing h in the cover part b. A number of evenly distributed bores l are provided within the cylinder block, in which plungers m can move back and forth. These bores are inclined to the drive shaft of the cylinder block so that their open inner ends n-, which cooperate with the measuring and outlet openings f, h , are closer to the shaft than the opposite ends of these bores, from which the ends of the plungers protrude . The purpose of this inclined arrangement is twofold: on the one hand, this arrangement allows the open ends of the bores and the inlet and outlet openings to be arranged relatively close around the axis, while the outer ends of the plungers can be arranged relatively far away from this axis. As a result, the greatest possible length of the piston stroke is achieved without being forced to choose an exaggeratedly inclined direction of the stop surfaces, the more precise features of which are to be described in the following. Another benefit can be noted; @ that both -the inflow of the liquid to the bores and the outward movement of the plunger by: the effect of centrifugal force is supported. It has been shown that there is an advantageous tendency at. opposite the axis of the cylinder block.

Die offenen Emden jeder Bohrung, -welche der Endfläche e zugekehrt sind, sind von geringerem Durchmesser ausgeführt, als .ihn der Hauptteil der Bohrung aufweist; in welcher sich :der Tauch#kollben bewegt..DieseAusbildurig hat denVorteil,'-daß unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes in den Bohrungen eine zusätzliche Dichtungskraft ausgeübt wird,. die die Endfläche des Zylinderblockes gegen -die Endfläche e des Gehäuseteiles p@reßt.The open emden of each hole, -which the end face e facing are designed with a smaller diameter than the main part of the bore having; in which: the diving piston moves .. This instructor has the advantage, '- that an additional sealing force under the effect of the fluid pressure in the bores is exercised. which the end face of the cylinder block against -the end face e des Housing part p @ tears.

Jeder Tauchkolben m ist über :den größten Teil seiner Länge hohl ausgebildet. Innerhalb dieses hohlen Tauchkolbens und innerhalb der Bohrung ist eine Schraubendruckfeder o angeordnet. Das eine Ende jeder Feder stützt sich,gegen :das geschlossene Ende des Tauchkolbens, während das andere Ende sich gegen eine Schulter p innerhalb -der Bohrung anlehnt. Die Kraft dieser Federn wirkt fernerhin unterstützend im Sinn der erhöhten Dichtung, indemdie Endfläche des Zylindenblockesdicht auf die Endfläche e des Gehäuseteiles gepreßt wind. Durch die. Anordnung der Federn im Innern der Bohrung und im Innern der hohlen Tauchkolben wird der Vorteil -erreicht, @daß man verhältnismäßig lange Federn anwenden kann, so daß der herausragende Teil der äußeren Enden der Tauchkolben über die Endflächen des Zylinderblockes hinaus nur verhältnismäßig gering ist im Gegensatz zu jener Ausführungsform, bei welcher die Federn außen angeordnet sind.Each plunger m is hollow over most of its length. Inside this hollow plunger and inside the bore is a helical compression spring o arranged. One end of each spring is supported against: the closed end of the plunger, while the other end is against a shoulder p within -the Leaning hole. The force of these springs also has a supportive effect in the sense of the increased sealing by placing the end face of the cylinder block tightly on the end face e of the housing part pressed wind. Through the. Arrangement of the springs inside the Bore and inside the hollow plunger the advantage is achieved @ that one relatively long springs can apply, so that the protruding part of the outer Ends of the plungers beyond the end faces of the cylinder block only relatively is low in contrast to that embodiment in which the springs are arranged on the outside are.

Das Steuerelement; gegen welches die äußeren Enden der Kolben sich abstützen, besitzt einen äußeren Stützteil q, der am Deckelteil b durch ein Paar diametral gegenüberliegend angeordneter Zapfen r gelagert ist. Das Steuerelement weist außerdem einen Anschlagteil s auf, der drehbar im Stützteil q durch ein Kugellager oder ein sonstige Lager t gehalten wird. Es ist wünschenswert, @daß die Richtung :der Kraft zwischen dem äußeren Ende des Tauchkolbens und -dem Anschlagventil s in einer solchen Richtung verläuft, die nahezu mit der Achse des Tauchkolbens zusammenfällt. Mit anderen Worten: Es muß die Konstruktion so gewählt werden, daß nach Möglichkeit eine Kraftkomponente im rechten Winkel zur Tauchkolbenachse vermieden oder wenigstens so klein wie möglich gehalten wird. Um diese Bedingung zu erfüllen, ist,die Anschlagfläche zs :derjenigen Teile :des Anschlagteiles s, welche mit den äußeren Emden der Tauchkolben in Berührung stehen, derart konisch und konkav gestaltet (aus den Fig. z und 2, die sich auf .diese Ausführungsform beziehen, ist lediglich-die konische, nicht aiber die konkave Form erkennbar), daß :diese Anschlagfläche im rechten Winkel zu: den Tauchkolhene.chsen liegt, sofern der Anschlagteil sich in einer Stellung befindet, in der er im rechten Winkel zur Welle des Zylinderblockes liegt (Stellung der Fig, z). Das äußere Ende jedes Tauchkolbens kann eine konische oder abgerundete Form haben.The control; against which the outer ends of the pistons are supported, has an outer support part q, which is mounted on the cover part b by a pair of pins r arranged diametrically opposite one another. The control element also has a stop part s which is rotatably held in the support part q by a ball bearing or other bearing t. It is desirable that the direction: of the force between the outer end of the plunger and the stop valve be in a direction nearly coincident with the axis of the plunger. In other words: the construction must be chosen so that a force component at right angles to the plunger axis is avoided or at least kept as small as possible. In order to meet this condition, the stop surface zs: of those parts: of the stop part s, which are in contact with the outer emden of the plunger, is designed in such a conical and concave manner (from FIGS. Z and 2, which refer to this embodiment refer, only the conical, not the concave shape is recognizable) that: this stop surface is at right angles to: the immersion piston, provided that the stop part is in a position in which it is at right angles to the shaft of the cylinder block is (position of Fig, z). The outer end of each plunger can be conical or rounded in shape.

Man kann der Anschlagfläche auch :die in dei Fig. q. dargestellte Form geben. Hier ist diese Anschlagfläche v ,desjenigenTeiles des Anschlagteiles s, ,der mit den Enden der Tauchkoliben in Berührung steht, von nach außen gewölbter,- konvexer Evolventenform. In Fig. q. ist diese Form nicht genau erkennbar. Durch diese Form wird ebenfalls vermieden, :daß au£ die Anschlagflächen ein nichtausgeglichenes Moment zur Wirkung kommt. Die Fördermenge der Pumpe kann durch Veränderung der Hubgröße der Tauchkolben reguliert werden. Dies läßt sich durch Verschwenken, in irgendeiner geeigneten Weise, des Steuerelementes um die Zapfen r erreichen. Um diese Verstellbewegung selbsttätig in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsdruck durchzuführen, ist -auf der Druckseite der Pumpe ein Tauchkolben zu innerhalb einer Bohrung angeordnet, die -an einer Seite des Pumpengehäuses a parallel zur Achse des Zylinderblockes vorgesehen ist. Das Druckmittel wird in eine Kamrner x geleitet, welche das innere Ende dieses Tauchkolbens über einen Querkanal y mit dem Auslaßkanal h verbindet. Diese Kammer x ist außerdem mit einem Stutzen w verbunden, der zu einem Öldruckmesser führt. Auf der diesem Tauchkolben w gegenüberliegenden Seite ist am Gehäuseteil a ein zweiter Tauchkolben 2 angeordnet, auf den eine Feder 3 wirkt, die in der Bohrung q. gelagert ist. Diese Bohrung 4. steht mit einem Anschlu.ßstutzen 5 in Verbindung, der an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Leitung angeschlossen werden kann. Durch diese Leitung kann Schmieröl zu den einzelnen Pumpenteilen, insbesondere zu dex Zvlinderfläche -des Zylinderblockes geleitet werden. Die Bohrung d. steht mit der Zylinderfläche des Zylinderblockes über einen Querkanal 6 in Verbindung.You can also use the stop surface: the one shown in Fig. Q. give the shape shown. Here this stop surface v, that part of the stop part s, which is in contact with the ends of the plunger pistons, has an outwardly curved, convex involute shape. In Fig. Q. this shape is not exactly recognizable. This shape also prevents: an unbalanced moment coming into effect on the stop surfaces. The delivery rate of the pump can be regulated by changing the stroke size of the plungers. This can be achieved by pivoting, in any suitable way, the control element about the pin r. In order to carry out this adjustment movement automatically as a function of the liquid pressure, a plunger is arranged on the pressure side of the pump within a bore which is provided on one side of the pump housing a parallel to the axis of the cylinder block. The pressure medium is passed into a chamber x which connects the inner end of this plunger via a transverse channel y to the outlet channel h. This chamber x is also connected to a connection w, which leads to an oil pressure gauge. On the side opposite this plunger w, a second plunger 2 is arranged on the housing part a, on which a spring 3 acts, which in the bore q. is stored. This bore 4. is connected to a connection piece 5 which can be connected to a line not shown in the drawing. Through this line, lubricating oil can be conducted to the individual pump parts, in particular to the cylinder surface of the cylinder block. The hole d. is in communication with the cylinder surface of the cylinder block via a transverse channel 6.

Die Tauchkolben w und, 2 wirken auf diametral gegenüberliegenden Seiten auf .den Stützring q des Steuerelementes, wie dies aus Fig. 2 erkennbar ist. Die Feder 3 wirkt auf den Tauchkolben 2 und ist bestrebt, .das Steuerelement in der Stellung seiner größten Neigung zu halten. In .dieser Stellung sind die hin und her gehenden Bewegungen der Tauchkolben während der Drehung des Zylinderblockes am größten. Wenn der Flüssigkeitsdruck, welcher auf den Tauchkolben w wirkt, so groß ist, daß er in der Lage ist, die Federkraft der Feder 3 zu Überwinden, verschwenkt der Tauchkolben w das Steuerelement in diejenige Richtung, bei welcher die Neigung des Steuerelementes verkleinert wird, so daß auch die Hübe der Tauchkolben verringert werden. Hat die Neigung des Steuerelementes den Wert Null erreicht, so ist auch,die Fördermenge der Pumpe bis auf Null heraibgesunken.The plungers w and 2 act on diametrically opposite sides on .the support ring q of the control element, as can be seen from FIG. the Spring 3 acts on the plunger 2 and strives. The control element in the To hold the position of its greatest inclination. In this position they are back and forth movements of the plungers during the rotation of the cylinder block the biggest. If the liquid pressure acting on the plunger w, so is great that it is able to overcome the spring force of the spring 3, pivoted the plunger w the control in the direction in which the inclination of the control element is reduced in size, so that the strokes of the plungers are also reduced will. If the inclination of the control element has reached the value zero, that is also the case The delivery rate of the pump has dropped to zero.

Die in Fig. i bis 3 dargestellte Pumpe hat gleichzeitig auch eine Zentrifugalpumpenwirkung. Man kann die Flüssigkeit unter Druck an angeschlossene Regeleinrichtungen oder andere Apparate liefern..The pump shown in Fig. I to 3 also has one at the same time Centrifugal pump action. One can connect the liquid under pressure to Supply control devices or other apparatus.

Innerhalb des Zylinderblockes ist fernerhin eine Axialbohr.ung 7 vorgesehen, .die an einem Ende eine Mehrzahl ra-d.ial verlaufender Kanäle 8 aufweist (Fig. i). Am anderen Ende mündet die Axialbohrung 7 in eine weitere Axialbohrung 9 des Gehäuses. Die Bohrung 9 steht in Verbindung mit der Pumpeneinlaßöffnung f über einen Kanal ve. Die Flüssigkeit, welche durch die Kanäle io, 9, 7 und 8 fließt, wird aus dem Zylinderblock unter der Wirkung der Zentrifugalkraft in die Kammer i i gepreßt, welche vom Deckel b und den angrenzenden Teilendes; Gehäuseteiles a gebildet ist. Die Flüssigkeit fließt alsdann -durch eine un -den Stutzen 12 angeschlossene Leitung in die Apparatur hinein, die mittels der Flüssigkeit betätigt werden soll. Diese Apparatur kann z. B. ein Regler sein, der eine Einrichtung steuert, die ihrerseits mit einer Druckflüssigkeit vom Hauptteil der Pumpe gespeist wird. Um die Kammer r1 nach außen abzudichten, ist um die Antriebswelle j eine Stopfbuchsenpackung 13 angeordnet.Furthermore, an axial bore 7 is provided within the cylinder block, . Which at one end has a plurality of radially extending channels 8 (Fig. i). At the other end, the axial bore 7 opens into a further axial bore 9 of the housing. The bore 9 is in communication with the pump inlet opening f via a channel ve. The liquid that flows through channels io, 9, 7 and 8 is from the The cylinder block is pressed into the chamber i i under the effect of centrifugal force, which of the lid b and the adjacent part ends; Housing part a is formed. The liquid then flows through a line connected to the nozzle 12 into the apparatus which is to be actuated by means of the liquid. These Apparatus can e.g. B. be a controller that controls a device that in turn is fed with a hydraulic fluid from the main part of the pump. Around the chamber To seal r1 to the outside, a gland packing 13 is around the drive shaft j arranged.

Die oben beschriebene Pumpe, sei es mit oder ohne die zusätzliche Zentrifugalpumpenein.richtung, ist für dig versehiedenartiten Zecke verwendbar. So kann sie als Fördermittel zur Liefern von Druckflüssigkeit für eine Apparatur benutzt werden, die von der Flüssigkeit aurs angetrieben wird. Andererseits kann sie zur Förderung von flüssigem Brennstoff für eine Brennkraftmaschine oder einen Ölbrenner dienen. Die Pumpe kann auch als Motor benutzt werden, bei welchem die Energie der unter Druck zugeführten Flüssigkeit in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Daraus ist erkennbar, daß die erfin(dungsgemäße Pumpe sowohl geeignet ist, die Energie, welche in einer Druckflüssigkeit enthalten ist, zu Antriebszwecken auszunutzen als auch andererseits einer Flüssigkeit Druckenergie zu erteilen. Nachdem Vorangesagten ist,die Pumpe in erster Linie dafür geeignet, mit einem flüssigen Mittel zu arbeiten. Sie kann :aber auch mit einem gasförmigen Mittel betrieben werden.The pump described above, be it with or without the additional Centrifugal pump device, can be used for various artite ticks. It can be used as a means of conveying pressure fluid for an apparatus which is powered by the fluid aurs. On the other hand, can they are used to deliver liquid fuel for an internal combustion engine or a Serve oil burners. The pump can also be used as a motor, in which the Energy of the liquid supplied under pressure is converted into mechanical work will. It can be seen from this that the pump according to the invention is both suitable the energy contained in a hydraulic fluid for driving purposes and on the other hand to give pressure energy to a liquid. After this The foregoing is that the pump is primarily suitable for working with a liquid Means to work. It can: but also be operated with a gaseous medium.

Claims

Claim: Circulation pump, consisting of a rotatable cylinder block mounted within a hollow body, one end face of which rests on a corresponding end face provided with inlet and outlet openings on the hollow body and which has a plurality of inclined ones around its axis to the axis Has plunger bores that move with their free inner openings -during rotation of the cylinder block over the inlet and outlet openings on the hollow body, these openings being moved closer to the axis of the cylinder block than the outer openings of these plunger bores and with hollow plungers are movably mounted in these bores and the free inner openings of these bores have a smaller diameter than the outer openings, the inclination of the plunger bores to the axis of the cylinder block Zy is chosen so that both the outward movement of the piston and the inflow of the Liquid t - is supported by centrifugal force, with helical compression springs being arranged within the plunger and the bores as well as a control element which has an inner stop valve which is rotatably arranged opposite an outer support part, the outer emden of the plunger being moved under the action of the springs support against the stop part, the stop surfaces of the stop part and the outer ends of the 'plungers are designed so that the forces not acting in the axial direction on the plunger are reduced to a minimum, characterized in that the cylinder block (d) and the hollow body (a) are provided with Zwischenverbindurngsbohrurngen (7 to 9); which are connected to the inlet opening (f) in particular via a transverse bore (io) and which also serve to operate the cylinder block as a centrifugal pump. Cited publications: German patent specifications No. 377 390, 353 226.