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Regelbare Axialkolbenpumpe Die Erfindung stellt eine Kolbenpumpe mit
den Kolben zugeordneten selbsttätigen Druckventilen und gesteuerten Saugventilen
oder -schiebern dar, bei welcher außer einer Nullhubregelung der Pumpenkolben auch
eineRegelung der Saugventile oder -schieber erfolgt.
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Es ist bekannt, daß durch Nullhub regelbare Pumpen, gleichgültig,
ob es sich dabei um ventil-oder schiebergesteuerte Pumpen handelt, eine lärbgere
Nullhublaufzeit infolge der hierbei auftretenden starken Erwärmung der im Pumpenzylinder
eingeschlossenen Flüssigkeit nicht vertragen. Die Erwärmung ist auf das Weiterarbeiten
der Pumpenventile oder -schieber zurückzuführen. Gesteuerte Pumpenventile oder -schieber
haben den Nachteil, daß sie vor und nach den T'otlagen der Pumpenkolben LTberdeckungen
erforderlich machen, bei denen die im Pumpenzylinder eingeschlossene Flüssigkeit
weder mit dem Saugraum noch mit dem Druckraum Verbindung erhält. Da die Pumpenkolben
im Nullhub zur Erhaltung des Förderdruckes den Druck abtasten, also am Druck bleiben,
muß der- Überdeckungsweg der Pumpen-. ventile oder -schieber bis zum geringfügigen
Öffnen stets ausgefahren werden. Ein vollständiges Stillsetzen der Pumpenkolben
ist demnach nicht möglich; so daß es streng genommen Nullhubpumpen mit nur gesteuerten
Ventilen oder- schiebern überhaupt
nicht .gibt. Bei gesteuerten
Pumpenventilen oder '-schiehern finden also auch im Nullhub @v echsel-,,veise Verbindungen.
zwischen. den Pumpenzylindern einerseits und Saug- oder Druckräumen andererseits
statt, wodurch die Flüssigkeit bei jeder Pumpenumdrehung einmal auf höchsten Druck
gebracht und, hernach zum Saugraum entlastet wird, ohne daß diabei im Pumpenzylinder
ein Flüssigkeitswechsel stattfindet. Die Flüssigkeit wird also bereits nach kurzer
Zeit stark erwärmt, so. daß lange Null:hublaufzeiten unmöglich werden.
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Berücksichtigt man weiter, d.aß während der Überdtckungszeiten den
Zylinderräumen bei weiterarbeitenden Pumpenkolben jede Abflußmöglichkeit. genommen
ist und der Druck im Pumpenzylinder deshalb kurzzeitig Werte erreicht, die ein Vielfaches
des Nullhubdruckes betragen können, so ist leicht erkennbar, daß diese Pumpen, entweder
überschwere oder überlastete Triebwerke erforderlich machen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, e_ne regelbare Pumpe zu schaffen, welche
die aufgeführten Nachteile nicht mehr besitzt und die bei höchstmöglichen Abschaltdriicken
uneingeschränkte Nullhublaufzeiten: zul.äßt. Lange Nullhubla.ufzeiten sind für .die
Verwendung der Pumpe in vielen Fällen erforderlich, wie beispielsweise bei Vu'kanisierpressen
während der Heizzeiten derselben. Die Verwendung der Pumpen scheiterte bislang auch
vielfach lediglich daran, d`aß die Pumpen die geforderten langen. Nullhublaufzeiten
nicht zu'ieß,en.
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Von der Überlegung ausgehend, daß s.°lbsttätige Pumpenventile die
nachteiligen Eigenschaften gesteuerter Ventile oder Schieber nicht besitzen und
bei Druckventilen in schnell laufenden Pumpen auch die Ventilträgheit ohne jede
Schwierigkeit beherrscht werden kann, liegen der Erfindung Pumpen mit den Pum.p.enlc_^.lben
zu-cordneten selbsttätigen Druckventilen und gesteuerten Saugventilen oder -schiehern
zugrunde, bei denen erfindungsgemäß eine an sich bekannte verstellbare und den Koll:@e@nhub
bewirkende Ta,umelscheibe gleichzeitig auch in an sich bekannter Weise die den Puinpenleo.lb.en
zugeordneten, aber räumlich von diesen getrennten Saugventile oder -schieber steuert,
wobei die um die Antriebswelle angeordneten Saugventile edier -s:cli:iebe-r zu den
zugehörigen Pumpenkolben um 90° versetzt angeordnet sind.
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Da selbsttätige Druckventile sich bei Nichtförderung von selbst stillsetzen
und außerdem durch ihre Wirkung als Rückschlagventile ein Durchfluß vom Druckraum
in den Zvlinderraum nicht möglich ist, wird auch die Fortpflanzung des Druckes vom
Druckraum zum Zylinderraum verhindert, und eine Beeinflussung der im Zylinderraum
während d-s Nullhubes eingeschlossenen Flüssigkeit aus dem Druckraum findet nicht
statt. Die mit Rücksicht auf die Ventilträgheit gesteuerten Saugventile oder -schieber
können ohne überdeckungswege ausgeführt sein, da auch die selbsttätigen Druckventile
Überdeckungswege nicht besitzen, wodurch die Erreichung des vollständigen Nullhublanfes
möglich. wird. Durch gleichzeitige Steuerung von Pumpenkolben und den diesen zugeordneten
Saugventilen oder -schiehern wird erreicht, daß mit dem Stillsetzen der Pumpenkolben
auch eine Stillsetzung der Saugventile oder -schieber stattfindet. Durch das Stillsetzen
der Kolben und Ventile oder Schieber hört in den Pumpenzylindern jede, eine Erwärmung
der eingesch'ossenen Flüssigkeit bewirkende . Bewegung auf. DieTät.gkeit derPumpenventile
oder -schieber beginnt jedoch sofort wieder mit der Kolbenbewegung, wobei mit dem
größten Kolbenhub auch der maximale Ventil- oder Schieberhub, erreicht wird. Ein
Verschleiß der Kalben und Ventile oder Schieber findet demzufolge während der Nullhublaufzeiten
nicht statt. Durch Versetzung der um die Antriebswelle angeordneten Saugventile
oder -sch-ieber zu den diesen zugeordneten Pumpenkolben um 90° wird die Anwendung'
von nur einer Taumelscheihe möglich, während bei einer für Kolben und Saugventile
gleichachsigen Steuerung mindestens zwei um 9o° zueinander versetzt an-, g geordnete
Taumielscheiben erforderlich sind.
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Da Hochdruckpumpen in den meisten Fällen infolge flacherTaumel- oderSchrägscheibenneigungen
nur kleine Kolbenhübe besitzen, ist eine räumliche Trennung veii Pumpenkolben und
Saugventil oder -schieber vortei:haft, weil hierbei die, Nutzbarmachung des gesamten
Kolbenhubes möglich ist. Bei durch Nullhub geregelten Pumpen dagegen, in denen Pumpenkolben
und Saugschieber eine Einheit bilden, müssen aus Funktionsgründen Verlusthübc in
Kauf genommen werden, wobei diese Pumpen außerdem starke Geräuschbildungen verursachen.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß mit gleichem
Erfolg auch bei Pumpen mit radialer Kolbenanordnung eine gleichzeitige Steuerung
der Pumpenkolben und Saugventile oder -schieber möglich ist und daß die Versetzung
der Saugventile oder -schieber zu den zugehörigen Kolben um 9o° auch hier nur eine
exzentrische Anordnung erforderlich macht, so daß der Erfindungsgedanke sinngemäß
auch für diese Pumpe Gültigkeit besitzt.
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In der Antriebswelle längs beweglich und mit dieser drehbar, ist weiter
nach der Erfindung eine durch eine Feder belastete Stoßstange angeordnet, mittels
welcher die Taumelscheibe über ein Hebelwerk gesteuert wird.
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Es erfolgt danach durch die Stoßstange während des Laufens der Pumpe
eine ständige Beeinflussung der Taumelscheibe, wodurch eine eigene oder auch fremde
Regelung der Pumpe während des Laufens derselben ermöglicht ist.
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Erfindungsgemäß wird weiter die längs bewegliche und sich mit der
Antriebswelle drehende Stoßstange über ein Lager von einer nur Längsbewegungen ausführenden
Regelstange entgegen der Wirkung der Feder bewegt.
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Die von Förderdruck beaufschlagte oder durch fremde Regelung beeinflußte
Regelstange führt nur Längsbewegungen aus, während die Stoßstange als
übertragender
Teil Längs- und Drehbewegungen ausführt. Es ist bekannt, daß sich drehbare Wellen
nur schwer gegen hohe Drücke abdichten lassen. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme
ist eine einwandfreie Abdichtung der nur längs beweglichen Regelstange zum Getrieberaum
der Pumpe gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Art einer Axialkolbenpumpe
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen senkrechten Mittelschnitt durch die Kolbenachsen
der Pumpe mit der größten Schräglage der Taumelscheibe, Fig. 2 einen senkrechten
Mittelschnitt durch die Saugschieberachsen der Pumpe mit Nullhubstellung der Taumelscheibe,
Fig. 3 einen Querschnitt 111-III durch die Pumpe mit Ansicht gegen die Taume-lscheibe,
Fig. 4 einen Querschnitt IV-IV durch die Pumpe mit Anordnung der Pumpenkolben und
Saugschieber.
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Auf der Antriebswelle io ist eine um einen Bolzen i i schwenkbar gelagerte,
die Pumpenkolben 12 und Saugschieber 13 betätigende und regelnde Taumelscheibe 14
angeordnet. Die Taumelscheibe 14 wird vermittels der Stoßstange 15 über ein Hebelwerk
16 verstellt. Die Stoßstange 15 ist in der Antriebswelle io- längs. beweglich- und
mit dieser drehbar angeordnet und wird durch die Druckfeder 17 in einer Endlage
gehalten, welche die Schräglage der Taumelscheibe 14 bewirkt. Die Regelstange 18
führt nur hin und her gehende Bewegungen aus und ist über das Lager i9 mit der längs
beweglichen und drehbaren Stoßstange 15 verbunden. Die Regelstange 18 wird aus Raum
2o vom Förderdruck beaufschlagt. Unter überwindung der Federkraft aus Druckfeder
17 bewirkt die Regelstange 18 eine Bewegung der Stoßstange 15 in ihre andere Endlage
und damit eine Geradestellung der Taumelscheibe 14, wodurch sowohl die Bewegung
der Pumpenkolben 12 als auch die Bewegung der Steuerschieber 13 aufhört.
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Die Saugschieber 13 sind gegenüber den zugehörigen Kolben 12 um 9o°
versetzt angeordnet und über schraubenförmige Kanäle 21 leiten-! mit diesem verbunden.
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Während des Nullhub'aufes, d. h. bei gerader Taumelscheibe 14, sind
sämtliche Saugschieber 13 verschlossen. Bei einsetzender Förderung wird die Flüssigkeit
über Öffnungen 22 sowie Höhlungen 23 in den Saugschiebern 13 angesaugt, über die
schraubenförmigen Kanäle 21 den zugehörigen Zylinderräumen 24 zugeführt und von
hier über Druckventile 25 in die Förderleitung 26 gedrückt. Durch das Versetzen
der Saugschieber 13 zu den zugehörigen Pumpenkolben 12 um 9o° wird ein zwangläufiges
Öffnen der Saugschieber 13 bei Beginn und ein Schließen bei Ende der Saughübe durch
nur eine Taumelscheibe 14 möglich.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur auf Pumpen mit einfach
wirkenden Pumpenkolben beschränkt, sie kann vielmehr auch Anwendung finden bei Pumpen
mit doppelt wirkenden Kolben.