DE921554C

DE921554C - Hydraulische Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE921554C
Application number: DEB16966A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl-Ing Krause
Original assignee: Wilhelm Bussmann K G
Current assignee: Wilhelm Bussmann K G
Priority date: 1951-09-30
Filing date: 1951-09-30
Publication date: 1954-12-20

Description

Hydraulische Hochdruckpumpe Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hochdruckpumpe, vorwiegend für 01 als Betriebsmittel, mit mehreren von einer Taumelscheibe betätigten Pumpenkolben.
Bei hydraulischen Pressen verwendet man im allgemeinen zwei Systeme, um den beergang des Preßtisches mit großer Geschwindigkeit und den Preßgang mit der erforderlichen bzw. zur Leistungsherabsetzung erwünschten kleineren Geschwindigkeit zu betreiben. Entweder benutzt man eine zweistufige Pumpe, bei welcher der Kolben im Leergang durch die große Niederdruckmenge beaufschlagt wird, während im Preßgang die Vorwärtsbewegung nach Selbstumschaltung der Pumpe durch eine entsprechend kleine Hochdruckmenge bewirkt wird, oder man arbeitet mit einem in den Hauptpreßkollben eingebauten Vorschubkolben und benutzt dabei eine einstufige Hochdruckpumpe. Im Eilgang wird dann nur in den Zylinderraum des kleinen Kolbens gefördert, während nach Umschaltung auf Preßgang der Förderdruck auf die gesamte Kolbenfläche wirkt.
Nun ist es erwünscht und für viele Fertigungsaufgaben mit hydraulischen Pressen, z. B. bei Blechzieharbeiten, unerläßlich, auch im Preßgang eine möglichst sich selbst einstellende Mengenregelung der Förderung zu erzielen. Eine dem Förderdruck sich selbsttätig anpassende Fördermenge ist für die Leistungsausnutzung des Antriebsmotors auch deshalb wichtig, weil der Motor damit bei verschiedenen sich einstellenden Förderdrücken unter gleicher Belastung arbeitet und damit die höchstmögliche Geschwindigkeit des Preßtisches erreicht wird. Zu diesem Zweck sind Pumpen bekannt, welche in Abhängigkeit des Gegendruckes die Fördermenge selbst stufenlos regeln. Die Regeleinrichtungen dieser Pumpen, die durchweg mit einer Verstellung des Kolbenhubes arbeiten, sind verhältnismäßig empfindlich und kompliziert. Mit diesen ist meistens auch eine Beschränkung auf Schiebersteuerung verbunden, wodurch der erreichbare Förderdruck auf I50 bis 200 at begrenzt wird.
Ein höherer Förderdruck ist bei größeren Pressen aber unerläßlich. Da es für die meisten der anfallenden Aufgaben nicht notwendig ist, stufenlos zu regeln, sondern völlig ausreichend ist, in günstig liegenden Stufen bei ansteigendem Druck die Förderung zu reduzieren, liegt vorliegender Erfindung das Prinzip der abgestuften Mengenregelung zugrunde, wobei die Stufung nicht durch Veränderung des Kolbenhubes, d. h. nicht durch Verstellung des Antriebsmechanismus erfolgt. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine an sich bekannte Taumelscheibe angewendet, welche kreisförmig angeordnete Pumpenkolben betätigt. Das Neue besteht dabei im wesentlichen darin, daß zum Zweck der Mengenregelung die Förderkolben einzeln oder gruppenweise selbsttätig abschaltbar sind. Dadurch tritt bei bestimmten Förderdrücken eine Nacheinanderabschaltung einzelner Förderkolben bzw. Gruppen der Förderkolben ein. Erfindungsgemäß wird dies in der Weise erreicht, daß die von den Hochdruckzylindern ausgehenden Hochdruckkanäle einerseits unter Zwischenlage eines Druckventils mit dem Hochdrucksammelraum verbunden sind und anderseits durch Kurzschlußkanäle in einen die Verbindung mit dem Niederdruckraum herstellenden Steuerzylinderraum an verschiedenen axialen Stellen einmünden, wobei der nacheinander erfolgende Kurzschluß dieser Kanäle mit dem Niederdruckraum durch einen vom Hochdrucksammelraum aus beaufschlagten, unter einstellbarem Federdruck stehenden Steuerkolfben bewirkt wird. Einzelheiten sind aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung ersichtlich. In letzterer ist die Hochdruckpumpe in einem Längsschnitt dargestellt.
Die Antriebswellei trägt in fester Verbindung das Betätigungsorgan 9 für die Taumelscheibe 2.
An letzterer sind die Antriebsstößel 4 für die Pumpenkolben 5 angelenkt. Das Mitdrehen der Taumelscheibe 2 ist durch einen Bolzen 3 verhindert. Die Zahl der kreisförmig angeordneten Pumpenkolben kann beliebig sein, zweckmäßig ist diese Zahl jedoch durch drei teilbar. Dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind neun Pumpenkolben zugrunde gelegt.
Auf der verlängerten Antriebswelle 1 ist eine Schaufelpumpe 6 oder eine Zahnradpumpe angeordnet, die das 01 aus dem Behälter 27 durch die Leitung I0, die Antriebskammer II, über die Bohrungen 12 und die Kammer I3 ansaugt und es in die Vorfüllkammer 14 drückt. Durch den durch die Pumpe 6 erzeugten (Nieder-)Druck gelangt das 01 durch Kanäle 15 unter Uberwindung der Rückschlagventile 7 in die Hochdruckpumpenzylinder 25. Beim Fördern, d. h. beim jeweiligen Niedergang der Taumelscheibe 2, drücken die Kolben 5 das 01 durch je einen Kanal I6 über das Druckventil 8 und den Kanal I9 in die Drucksammelkammer 20, von wo es über das Rückschlagventil 21 und die Druckleitung 22 in den Arbeitszylinder gelangt.
Zwischen der Drucksammelkammer 20 und der Vorfüllkammer I4 ist ein Steuerzylinderraum 28 vorgesehen, in welchem ein unter dem Druck einer einstellbaren Feder 26 stehender Steuerkolben 23 längs beweglich ist. Dieser weist eine Ringdruckfläche 24 auf, auf welche der im Raum 20 herrschende Förderdruck wirkt, Steigt beispielsweise der Förderdruck an, so wird der Steuerkolben 23 in Pfeilrichtunga bewegt und schneidet nacheinander verschiedene Kurzschlußkanäle I7 und I8 an, welche jeweils mit den entsprechenden Förderzylindern 25 bzw. deren Kanälen I6 verbunden sind und in den Steuerzylinderraum 28 münden. Die Kurzschlußkanäle I7 und I8 sind so versetzt gegeneinander angeordnet, daß bei einem bestimmten, der Fördercharakteristik entsprechenden Förderdruck zunächst die an die Kanäle 17 angeschlossenen Kolben abgeschaltet werden. Beim Anschneiden des Kurzschlußkanals, z. B. I7, wird eine unmittelbare Verbindung zwischen einer Zylindergruppe und der Vorfüllkammer hergestellt.
Bei einem höheren Druck werden weitere drei, und zwar die den Kurzschlußkanälen I8 zugehörigen Kolben abgeschaltet. Die Pumpenkolben 5 laufen beim Kurzschluß der Kanäle 17 bzw. I8 leer hin und her, während die zugehörigen Druckventile 8 geschlossen bleiben.
Zweckmäßigerweise werden die letzten drei Kolben nicht abgeschaltet. Die Sicherung gegen Überdruck erfolgt durch ein Druckbegrenzungsventil.
Die Druckstufen sind so abgestimmt, daß die Kolbengruppen jeweils beim Erreichen der Motorennennleistung abgeschaltet werden. Die Unterteilung in Gruppen wird zweckmäßig so vorgenommen, daß bei allen Laststellungen eine möglichst gleichmäßige Belastung der antreibenden Taumelscheibe erhalten bleibt. Man versetzt also die einzelnen Gruppen zueinander und wählt die Gesamtzahl der Kolben so, daß sich günstige Verhältnisse ergeben.
Ungerade Kolbenzahlen sind zu bevorzugen, z. B. insgesamt neun Kolben, unterteilt in drei Gruppen von je drei Kolben oder insgesamt fünfzehn Kolben, unterteilt in drei mal fünf oder fünf mal drei Gruppen. Beim Ansaugen des Öles durch die Pumpe 6 wird dieses auf einen Druck komprimiert, welcher ausreicht, um die Kolben 5 an den Stößeln 4 anliegend zu halten. Auf diese Weise wird eine komplizierte Anlenkung der Kolben an die Taumelscheibe 2 vermieden. Die Stößel 4 sind in den hohlzylinderförmigen Kolben lose gelagert und greifen mit einer kugelig erweiterten Druckfläche an der entsprechend ausgebildeten Taumel scheibe an.
Durch das seitliche Spiel der Stößel 4 wird der große Vorteil erreicht, daß die Kolben keine Seitenkräfte aufzunehmen haben, wie das bei den bekannten Ausführungen mit unmittelbarer Berührung zwischen Kolben und Taumelscheibe der Fall ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Hydraulische Hochdruckpumpe mit mehreren von einer Taumelscheibe betätigten Pumpenkolben, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Mengenregelung die Förderkolben einzeln oder gruppenweise selbsttätig abschaltbar sind.
2. Hydraulische Hochdruckpumpe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Hochdruckzylindern ausgehenden Hochdruckkanäle (I6) einerseits unter Zwischenlage eines Druckventils (8) mit dem Hochdrucksammelraum (20) verbunden sind und anderseits durch Kurzschlußkanäle (I7, I8) in einen die Verbindung mit dem Niederdruckraum (I4) herstellenden Steuerzylinderraum (28) an verschiedenen axialen Stellen einmünden, wobei der nacheinander erfolgende Kurzschluß dieser Kanäle (I7, I8) mit dem Niederdruckraum (I4) durch einen vom Hochdrucksammelraum (20) aus beaufschlagten, unter einstellbarem Federdruck stehenden Steuerkolben (23) bewirkt wird.
3. Hydraulische Hochdruckpumpe nach Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von z. B. insgesamt neun Hochdruckzylindern die Hochdruckkanäle (I6) von je drei Zylindern in einen gemeinsamen Kurzschlußkanal (I7 bzw. I8) münden und die letzte Gruppe von drei Zylindern unter Anwendung eines Druckbegrenzungsventils nicht abschaltbar ist.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 593 597, 499 871.