DE957015C - Regelbare Fluessigkeitshochdruckpumpe bzw. -motor mit mehreren Kolben - Google Patents

Description

Es sind regelbare Flüssigkeitspumpen bzw. Flüssigkeitsmotoren mit mehreren Kolben bekannt, welche mit der Maschinenwelle über Schwenkarme gekuppelt sind, deren Schwenkachsen zwecks Hubverstellung der Kolben relativ zum Schwenkarm verstellbar sind. Die Erfindung bezweckt, solche Maschinen in einer äußerst gedrängten Form zu bauen und an Baugewicht zu sparen. Sie besteht darin, daß zwei doppelt wirkende Kolben axial einander zugeordnet und durch zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Schwenkarme betätigt werden. Hierbei kann jeder Teilkolben mit einem Teilkolben des anderen Kolbens in vorteilhafter Weise als Gegenkolben arbeiten.

Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil auch bei Hochdruckkolbenpumpen bzw. Hochdruck- ' kolbenmotoren anwenden, deren Zylinder in an sich bekannter Weise sternförmig angeordnet sind. Sie läßt sich aber auch anwenden bei Maschinen, deren Zylinder parallel zueinander im Kreise angeordnet sind und deren Kolben mit einer Taumelscheibe betriebsmäßig zusammenwirken, derenAchse durch den Mittelpunkt des erwähnten Kreises verläuft.

Maschinen gemäß der Erfindung können mit einfach wirkenden und doppelt wirkenden Kolben ausgebildet werden sowie'auch mit Gegenkolben, wobei zwei Kolben in einem gemeinsamen Zylinder arbeiten.

Die Zeichnung bringt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigt

Fig. ι die Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pumpe, wobei der mittlere Teil nach Linie I-I der Fig. 3 geschnitten ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III der Fig. i,

ίο Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. i, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. i, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Sternpumpe gemäß der Erfindung,

Fig. T einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 einen .Schnitt nach Linie VIII-VIII der Fig. 6 und

Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 6. Gemäß den Fig. ι bis 5 befinden sich zwischen ao drei Zylinderblöcken i, 2, 3 zwei Laternen 4 und 5. Sie werden durch vier Zuganker 6 (Fig. 2 und 3) zusammengehalten. Die Teile rechts und links von der Linie H-II sind im wesentlichen spiegelbildlich, gleich, befinden sich jedoch in verschiedenen Betriebsstellungen. In der Laterne 4 bewegt sich ein Kreuzkopf 7, der zwei Kolben 8 und 9 trägt, die zusammen einen Doppelkolben bilden. An Querbohrungen 64, 65 und 66 der Zylinderblöcke befinden sich Ein- und Auslaßorgane 68 und 69 (Fig. 2). An Stelle der gezeichneten Ventile 68_a und Ö9a können selbstverständlich auch Steuerschieber od. dgl. verwendet werden^ Der Kreuzkopf 7 ist durch einen Bolzen 10 mit einer Lasche 11 verbunden, die ihrerseits wieder durch einen Bolzen 12 mit dem Schwenkarm 13 verbunden ist (Fig. ι und 3). In einer rechteckigen Durchbrechung 15 des Schwenkarmes 13 sitzt ein Gleitstein 14, der rechts und links (Fig. 3) mit seinen Zapfen 16 in einem zweiteiligen Stellhebel 17,. 18 drehbar gelagert ist. Die beiden Hälften 17, 18 des Stellhebels sind fest miteinander verbunden, beispielsweise durch Niete 19 und 20 (Fig. 4). Auf einer Verlängerung 25 des Nietes 20 sitzt ein Bolzen 26, der durch eine Lasche 27 mit einer Gabel 28 einer Gewindespindel 29 verbunden ist (Fig. 3). Auf Augen 32, die am Zylinder 1 bzw. 3 befestigt sind, sitzen Kegelräder 30 und 36, deren Naben 31 als Muttern zu den Gewindespindeln 29 · gehören. Die Kegelräder 30 und 36 stehen durch Kegelräder 31 und 35 sowie eine Welle 33 miteinander in Verbindung, und zwar derart, daß die Drehung einer Handkurbel 39, deren zugeordnetes Kegelrad 37 mit dem Kegelrad 36 im Eingriff steht, ein Anheben bzw. Absenken der zwei Gewindespindeln 29 und damit ein Schwenken des Stellhebels 17, 18 bzw. des Stellhebels 22, 23, der in einer anderen Endstellung dargestellt ist als der Stellhebel 17, 18. Dabei befindet sich der linke Gleitstein 14 in der Mitte des Schwenkarmes 13 und der rechte entsprechende Gleitstein 63 in der oberen Endstellung des Schlitzes des'Schwenkarmes 50 in der Nähe der Laterne 5. Am Zylinderblock 2 befindet sich eine Konsole 40, durch die ein Zapfen 21 gesteckt ist (Fig. 2), der zur Lagerung der Stellhebel 17, 18 und 22, 23 dient. Die Konsole 40 trägt mittels ihrer Gabel 41 (Fig. 2) eine Exzenterwelle 42, welche die Pumpe antreibt. Sie trägt auf ihrem Mittelexzenter 43 einen Pleuel 46, der durch einen Bolzen 48 mit dem Schwenkarm 13 verbunden ist. Auf ihren Doppelexzentern 44, 45 (Fig. 2) sitzt ein Gabelpleuel 47 (Fig. 5), der durch einen Bolzen 49 mit dem Schwenkarm 50 verbunden ist. Auf dem Bolzen 48 und 49 sitzen außen Rollen 51 und 52 (Fig. 1 und 5). Diese Rollen sind mit geringem Spiel zwischen Führungsbahnen 53 und 54 (Fig. 1) eingepaßt. Die Führungsbahnen können (wie gezeichnet) gerade oder in zweckmäßiger Weise gekrümmt sein. Zur Andeutung der Endstellungen der Schwenkarme 13 und 50 sind deren Mittellinien 59, 62 und 60, 61 eingezeichnet. Die Linien 56, 57 und 55. 58 geben die Endstellungen des Schwenkarmes 50 an. Es ist dabei der maximale Kolbenhub 61 bis 62 gleich dem Pleuelweg 59 bis 60, da der Gleitstein 14 bzw. dessen Zapfen sich in der Mitte des Schwenkarmes 13 befindet. Da der rechte Gleitstein 63 sich in der anderen Endstellung (Fig. 1) befindet, ist der Kolbenweg 57 bis 58 des zugehörigen Schwenkarmes 50 kleiner als der Pleuelweg 55 bis 56. Durch Drehen der Handkurbel 39 werden die Stellhebel 17, 18 und 22, 23 bewegt und werden damit die Drehpunkte der Schwenkarme 13 und 50 verlegt. Der Hub der Kolben 8 und 9 kann somit stufenlos verändert werden.

Der Doppelkolben 8, 9 arbeitet mit seinem Kolben 8 in dem Zylinderraum 70 und mit seinem Kolben 9 in dem Zylinderraum 7O₀. In dem letztgenannten Zylinderraum arbeitet außer dem Kolben 9 von rechts her ein nur angedeuteter Kolben g_tt, der vom Schwenkarm 50 angetrieben wird. Die Kolben 9 und g_a arbeiten dabei als Gegenkolben, jeweils mit gleich großem Hub in dem gemeinsamen Zylinderraum 7O₀. Der Zylinderraum 70, in dem der Kolben 8 arbeitet, kann über die Leitungen 64, 66 mit dem nicht gezeichneten Zylinder des rechten Zylinderblockes 3 verbunden sein, so daß dann auch der Kolben 8 mit dem nicht gezeichneten entsprechenden Kolben des Zylinderblockes 3 gegenläufig zusammenarbeitet.

Abweichende Ausführungen sind möglich. Statt der Rollen 51 und 52 können Gleitschuhe od. dgl. oder auch elastische Mittel, wie an den Führungsbahnen anliegende Federn, verwendet werden. Die Schwenkarme 13 und 50 müssen nur in einer Längsrichtung irgendwie fixiert sein, da die Laschen 11 und die Gleitsteine 16, 63 ein Verschieben der Schwenkarme 13 und 50 möglich sein lassen. Die Schwenkarme 13 können bei abgewandelter Bauweise auch gegen die Gleitsteine verklemmt werden, nur muß dann die Klemmverbindung bei jedem Bewegen der Stellhebel 17, 18 bzw. 22, 23 zunächst gelöst werden. An Stelle der Stellhebel 17, 18 und 22, 23 kann auch eine Schlittenführung treten. Die Schwenkarme 13, 50 können auch als einarmiger Hebel ausgebildet sein, wobei dan» die Pleuel 46 und 47 in der Mitte der Schwenkarme 13, 50 statt an ihrem Ende angreifen und wobei der dann unten

befindliche Drehpunkt der Schwenkarme verstellbar sein muß. Die Sternpumpe gemäß den Fig. 6 bis 9 zeigt eine besonders vorteilhafte Anordnung mit doppelt wirkenden Kolben und einfacher Hubverstellung.

Die Antriebswelle 71 ist mit Wälzlagern 100 in den Rohren 97 und 98 gelagert. Sie besitzt eine Kröpfung oder einen Exzenter 72, auf welchen ein Hauptpleuel 73 mit mehreren Nebenpleueln 74, 75 (Fig. 7) gelagert ist. Diese Pleuel 73, 74, 75 usw. sind durch Bolzen mit kreuzkopfartig wirkenden Hülsen 76 verbunden, die in einem Sterngehäuse 96 hin und her gehen. Am äußeren Ende sind diese Hülsen 76 durch Bolzen mit den Schwenkarmen 77,

¹S 77a verbunden. Letztere tragen in rechteckigen kastenförmigen Ausnehmungen 78 Gleitsteine 79, die mit ihren Zapfen 79_a in Stellhebeln 90 gelagert sind. Die Stellhebel90 sind anAugengi des Rohres 97 schwenkbar befestigt. Mittels je eines Gelenkes 92 ist jeder Stellhebel 90 mit einer Stange93 drehbar verbunden. Alle Stangen 93 sind an einer Stellscheibe94 mittels Bolzen94,, drehbar befestigt. Die Stellscheibe kann mit ihrer Muffe 95 auf dem Rohr 98 hin und her bewegt werden, wodurch z. B.

die Stellhebel 90 bis in die Stellung 99 gebracht werden können, wobei der Hub der doppelt wirkenden Kolben 83, 84 und 83„, 84_a verkleinert wird, weil dadurch die Drehpunkte der Schwenkarme 77, 77 _a naher an dieKolben verlegt werden. DieKolben 83, 84 bzw. 83_a, 84_a, die zusammen einen Doppelkolben bilden, sitzen an einer Laterne 82, an die der Schwenkarm JJ mittels Laschen Jj_b angelenkt ist. Der Zylinderstern besteht aus drei Ringen 85, 87 und 88. An Querbohrungen 86 und 89 können nicht gezeichnete Ein- und Auslaßorgane für die Zylinder-84, 84_a und und 83, 83_a angebracht sein.

Man kann bei entsprechender Ausbildung eine

Maschine mit fast vollkommenem Massenausgleich erreichen, eine große Leistung auf engem Raum unterbringen, hohe Drehzahlen anwenden und mit einer verhältnismäßig einfachen Verstellvorrichtung auskommen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Regelbare Flüssigkeitshochdruckpumpe bzw. -motor mit mehreren Kolben, die mit der Maschinenwelle über Schwenkarme gekuppelt sind, deren Schwenkachsen zwecks Hubverstellung der Kolben relativ zum Schwenkarm verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei doppelt wirkende Kolben (8, 9 und 8_a, g_a bzw. 83, 84 und 83_a) 84_a) axial zueinander angeordnet sind und durch zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete Schwenkarme (13, 50 bzw. 77, JJ₀) betätigt werden, wobei jeder Teilkolben (beispielsweise 9 bzw. 83) mit einem Teilkolben (beispielsweise 9_B bzw. 83_a) des anderen Kolbens, vorzugsweise als Gegenkolben, arbeitet.
2. 2. Pumpe bzw. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei axial hintereinanderliegende Zylinderräume (70, 7O₀) vorgesehen sind, in deren mittlerem (7o_a) zwei Teilkolben (9, 9_a) gegeneinander arbeiten, während die diesen Teilkolben jeweils gegenüber angeordneten Teilkolben (8, 8_a) in äußeren Zylinderräumen (beispielsweise 70) arbeiten, die durch eine Leitung (64, 66) miteinander verbunden sind (Fig. 1).
3. 3. Pumpe bzw. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen (16, 63) von Stellhebeln (22, 23 und IJ, 18) getragen werden, welche vorzugsweise von Hand, zwangläufig gegensinnig, beispielsweise über ein Kegelradgetriebe (31 bis 39), verstellbar sind (Fig. 1).
4. 4. Pumpe bzw. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelt wirkenden Kolben (83, 84 und 83_a, 84_a) in sternförmig angeordneten Zylindern laufen, von denen jeweils" zwei einander axial gegenüberliegende Zylinder sowohl mit ihren inneren als auch mit ihren äußeren Enden verbunden sind, wobei die an jedem doppelt wirkenden Kolben angreifenden Schwenkarme (Jj) durch radial zur Antriebskurbelwellenachse (71) laufende Kreuzköpfe (j6) betätigt werden, während die die Schwenkachsen (79) der Schwenkarme (77) tratragenden Stellarme (90) je an einem Festpunkt, beispielsweise dem Kurbelwellenlager (97), angelenkt und gemeinsam während des Betriebes durch eine in Achsrichtung der Kurbelwelle verschiebbare Stellscheibe (94) über Stangen (93) verstellbar sind (Fig. 6).

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 911 452, 810460, 175, 661 717.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 577/285 7.56 (609 773 1. 57)