DE968435C - Regelbare Kolbenpumpe - Google Patents

Description

• Regelbare Kolbenpumpe Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der regelbaren Kolbenpumpe nach Patent 968 113 dar und macht sich zur Aufgabe, den Wirkungsgrad dieser Pumpen zu verbessern, die Geräuschbildung zu vermindern und Lebensdauer zu verlängern.
• Bei schnell laufenden Kolbenpumpen mit stark unterschiedlichen Hubvolumen, wie dies bei regelbaren Pumpen der Fall ist, können mit Rücksicht auf ihre Trägheit selbsttätige Ventile nur mit starker Federbelastung Verwendung finden. Bei Druckventilen sind starke Federbelastungen ohne Schwierigkeiten anwendbar, degegen. müssen die Sauzventile zesteuert werden, da mit Rücksicht auf einen Saugdruck von weniger als i atü hier nur schwache Ventilfedern möglich sind.
• . Bei der regelbaren Kolbenpumpe nach dem Hauptpatent wurde dieser Tatsache Rechnung getragen, und es wurden den regelbaren Pumpenkolben selbsttätige Druckventile und gesteuerte Saugschieber oder -ventile zugeordnet.
• Gesteuerte Schieber oder Ventile werden unabhängig vom im Pumpenzylinder herrschenden Druck zwangläufig geöffnet und geschlossen, wo- durch insbesondere bei hohen Förderdrücken bei sich öffnenden Saugschiebern oder -ventilen eine Entspannung des Druckes aus den Pumpenzylindern zur Saugleitung hin erfolgt. Hierdurch wird die anzn.sangende Flüssigkeit bei Beginn des Saughubes trotz geöffneter Saugschieber oder -ventile zunächst von den Pumpenzylindern fortbewegt und hernach durch Umkehr zum Eintritt in die Pumpenzylinder gezwungen. Wegen der Kürze der Zeit verursacht die Umkehrbewegung ein Ab- reißen des Flüssigkeitsstromes und bewirkt somit während des Saughubes eine Hohlraumbildung in den Pumpenzylindern, wodurch mit stark zunehmenden Pumpengeräusöhen die Förderleistung der Pumpe abnimmt.
• MarChat dieser an sich bekannten Tatsache dadur'r-ih entgegenzuwirken versucht, indem man den Hochdruckpumpen die Förderflüssigkeit unter Spannung mit Hilfe von Niederdruckpumpen zuführt. Abgesehendavön, daßhierdurch die Pumpenlage umständlich, und verteuert -wird, igt durch diese Maßnahme, insbesondere bei hohen Förderdrücken ' die Hohlraumbildung nicht ganz verhindert und hat bei regelbaren Pumpen noch den Nachteil, daß die Niederdruckpumpe auch dann weiterfördext, wenn die Hoc.)hdruckpumpe zu fördern aufgehört hat.
• Durch die Erfindung ist nunmehr eine Pumpe geschaffen, bei der ohne Verwendung besonderer Niederdruckpumpen den Hochdruckzylindern die Förderflüssigkeit unter Spannung zugeführt wird, obwohl eine Entspannung des Druckes aus den Pumpenzylindern zur Saugleitunig überhaupt nicht mehr erfolgt, bei der die. Zuführung der Flüssigkeit bei AufhäTen der Förderung der Hochdruckpumpe ebenfalls aufhört und bei dew außerdem bis auf mindestens einen Pumpenkolben die Pumpenzylinder bei Nichtförderung der Pumpe drucklos Werden und hierdurch im Nullhublauf eine Entla,stung der Drucklager eintritt, wobei die nahe der Null,hublage von den drucklosen Kolben gefÖTderten geringen Flüssigkeitsmengen zur Schmierung schwer zugänglicher Pumpenlagerstellen benutzt werden.
• Nach der Erfindung ist jedem Hochdruckpumpenkolben in an sich bekannter Weise ein mit diesen eine Einheit bildender, mit Niederdruck ar# Mtender Hilfspumpenkolben zugeordnet, der während des Fördßr-hubes des Hochdruckpumpenkolbens mindestens die Flüssigkeitspumpe des Hochdruckfördervolumens ansaugt, wobei die Hochdruckzylinderräume und die diesen zugeordneten Niederdruckzylinderräume über selbsttätige Ventile miteinander verbunden und in den Niederdruckzylinderräumen# oder über Leitungen mit diesen verbunden, #Yberdruckventile angeordnei sind.
• Da mit den Hilfspumpenkolben nur niedrige Drücke erzeugt werden, können mit Rücksicht auf hohe Pumpenumlaufzahlen ohne jeden Nachteil gesteuerte Saugschieber oder -ventile zurAnwendung gelangen. Hohlraumverursachende Entspannungen zur Ansaugleitung treten hafolge kleiner Förderdrücke nicht ein. Hochdruck- und Hilfspumpenkolben bilden eine Einheit. Es erfolgt deshalb mit der größten Förderung der Hochdruckpumpenkolben auch gleichzeiitig die größte Niederdruckförderung, -und mit den Hochdruckpumpenkolben wer-den auch -die Hilfspumpenkolben stillgesetzt. Während des Nullhublaufes der Pumpe finden also kein Verschleiß und. keine wärmeerzeugenden Bewegungen statt. Mit Rücksicht darauf, daß die Förderflüssigkeit mittels der Hilfspumpen-kolben in-die Hochdruckzylinderräume gepreßt wird, kann die Federbelastung der Ventile den Erfordernissen der Ventilträgheit angepaßt sein, wodurch bei den Hoch,druckzylindern aucih die Einlaßventile trotz großer Pumpenumlaufzahlen selbsttätig wirkende sein können. Da selbsttätige Ventile jedoch erst dann öffnen, nachdem eine Entspannung im Pumpenzylinder durch die Kolbenbewegung erfolgt, findet eine Entspannung zu den Niederdruckzylinderräumen und damit eine Rür-l-,bewegung der Förderflüssigkeit nicht statt. Um Leckverlusten Rech-fiung zu tragen und bei geschlossenen- Sangschiebern oder -ventilen in den Niederdruckzylinderräum#en mittels der Hilfspumpenkolben einen Preßdruck zu erzeugen, wie er den eingestellten Überdruckventilen entspricht, ist gegen-*über den Hochdruckpumpenkolben eine Überförderung der Hilfspumpenkolben notwendig.
• Die Erfindung zeigt weiter, daß für eine Anzahl Hochdruckzylinderräume zur Druckenitlastung der Hochdruckpumpenkolben Abflußkanäle angeordnet sind, die erst'nahe bei Nullhublage der Taumelscheibe durch einen mit der Reg-elstange verbund#enen Schieber geöffnet werden.
• Die Entlastung einer Anzaihl Pumpenkolben wä!hr,end*des Nullhublaufes der Pumpe ist wiöhtig, da hiermit die Triebwerkslager ebenfalls entlastet und damit die Lebeiqsdauer der Pumpe verlängert werden kann, wobei mindestens ein Kolben nicht entlastet wird und auftretende Flüssigkeitsverluste zu ersetzen hat.
• Schließlichsindnach derErfindungVerbindungskanäle angeordnet, über die von den entlasteten Pumpenkolben nahe der Nullhublage geförderte Fliissigke#tsmengen schwer zugänglichen Lagerstellen der Pumpe zugeführt werden.
• Sämtliche von der Förderflüssigkeit nicht- unmittelbar berührten Lagerstellen der Pumpe können somit auf einfache Weise und ohne jede Wartung mit Sehmiermittel versorgt werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausfü!hrungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Verbesserungen dargestellt und im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig.-i einen senkrechten Mittelschnitt durch die Kolbenachsen der Pumpe mit der größten Schräglage der Taumelscheibe, Fig. 2 einen senkrechten Mittelschnitt durch die Saugschieberaöhsen der Pumpe mit Nullhubstellung der Taumelscheibe, Fig. 3 einen Quer-schnitt III-II durch die Pumpe mit Anordnung der Pumpenk&lben und Saugschieber, Fig. 4 einen Querschnitt IV-IV durch die Pumpe mit Anordnung der Entlastungskanäle. Auf der Antriehswelle io ist eine um einen Bolzen ii schwenkbar gelagerte, die Hochdruckpumpenkolben 12 und Saugschieber 13 betätigende und regelnde Taumelscheibe 14 angeordnet. Die Tauinelscheibe 14 wird mittels der Stoßstange 15 Über ein Hebelwerk 16 verstellt. Die Stoßstange 15 ist in der Antriebswelle i o 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 hergdhende Bewegungen aus und ist über das Lager ig mit der längs beweglichen und drehbaren Stoßstange 15 verbunden. Die Regelstange 18 wird aus Raum 2o vomFörderdruckbeaufschlagt. UnterÜberwindung der Eederkraft aus Druckfeder 17 bewirkf die Regelstange 18 eine Bewegung der Stoßstange 15 in ihre andere End-lage und damit eine Geradestellung der Taumelscheibe 14, wodurch sowohl die Bewegung der Hochdruckpumpenkolben 12 als auch die Bewegung des Saugschiebers 13 auf-hört. Dell Hochdruckpumpenkolben 1:2 sind die Hilfspumpenkolben 27 zugeordnet und bilden mit diesen eine Einheit. Die Saugschieber 13 sind gegenüber den-zuge#h5rigen Hothdruck- und Hilfspumpe-nkolben 12, 27 um 90' versetzt angeordnet und über schraubenf örmigeKanäle 2 1 leitend, mit den Niederdruckzylinderräumen 28 der Hilfspumpenkolben:27 verbunden.
• Während des Nullhublaufes der Pumpe, d. h. bei gerader Taumelscheibe 14, sind sämtliche Saugschieber 13 verschlossen, und mit de ' n Hochdruckpumpenkolben 12 stehen auch die Hilfspumpenkolben 27 still. Bei einsetzender Förderung wird die Flüssigkeit über Öffnungen 22 swie Höhlungen 23 in den Saugschiebern 13 angesaugt und über die schraubenförrnigen Kanäle 21 den zugehörigen Niederdruckzylinderräumen 28 zugeführt. Die Niederdruckzylinderräurne2,8 sind durch Ventile:29 mit den Hochdruckzylinderräumen,24 verbunden. Während der Schiließperiode der Saugschieber 13 wird die Flüssigkeit mittels der Hilfspumpenkolben 27 durch die hohlen Pumpenkolben üb--r Ventile 29 - in die HochdruckzylinderräUM-e 24 gepreßt und von hier bei geschlossenen Ventilen 29 über Druckventile 25 in die Förderleitung 26 gedrückt. Die gegenüber den Hochdruckpumpenkolben 12 mit größeren Kolbenfla':chen versehenen Hilf8p-umpenkolben 27 saugen größere Flüssigkeitsmengen an, als von den Hochdruckzylinderräurnen:24 aufgenommen werden können. bie.überschüssige Flüssigkeitsmenge wird durch auf bestimmte Drücke ein-gestellte Überdruckventile30 abgeführt. Die während der Förderung, also bei Schräglage der Taumelscheibe 14, durch Schieber 33 versperrten Kanäle31 sind in Nullhubstellung, also bei gerader Taumelscheibe 14 mittels der Regelstange 18 geöffnet, wodurch eine Entlastung der vier Ilochdruckpumpenkolben 12' erfolgt. Die nahe drr Nullhublage von den entlasteten Hochdruckpumpenkolben 12 über Kanäle 3 1 drucklos geförderten Flüssigkeitsmengen werden über Kanäle 32 schwer erri#ichbaren Lagerstellen der Pumpe zugeführt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelbare Axialkolbenpumpe mit den Kolben zugeordneten selbsttätigen Druck- und gesteuerten Saugventilen oder -schiebern und den Kolbenhub sowie die Steuerung der Saugven-tile bewirkender, verstellbarer Taumelscheibe nach Patent 968 113 als, Hochdruckpumpe mit Hochdruckteil und Niederdruckteil ' dadurch gekennzeichnet, daß jedem Hochdruckpumpenkolben (12) in an sich bekannter Weise ein mit diesem eine Einheit bildender, mit Niederdruck arbeitender Hilfspumpenkolben (27) zugeordnet ist, der während des Förderhubes des Hochdru- ckpumpenkolbens (12) mindestens die Flüssigkeitsinenge des lIochdruckfördervolumens ansaugt,' wobei die Hochdruckzylinderräume (24) und die diesen zugeordneten Niederdruckzylinderräume (28) über selbsttätige Ventile (29) miteinander verbunden und- in den Niederdruckzylinderräumen (28), oder über Leitungen mit diesen verbunden, Überdruckventile (3o) angeordnet sind.
2. 2. Regelbare Axialkolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Anzahl Hochdruckzylinderräume (2,4) zur Druckentlastung der Hochdruckpumpenkolben (12) Abflußkanäle (31) angeordnet sind, die erst nahe bei Nullhublage der Taumelsdheibe (14) durch einen mit der- Regelstange (18) verbundenen Schieber (33) geöffnet werden. 3. Regelbare Axialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nahe der Nullhublage der Taumelscheibe (14) von den druckentlasteten Hochdruckpumpenkolben (12) über die Abflußkanäle (31) geförderten Flüssigkeitsmengen mittels Durchflußka-nälen (32) schwer zugänglichen Lagerstellen der Pumpe zugeführt werden.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsöhe Patentschri-ft Nr. 866 463; Matt#h,leß,en und Fuchslocher, »Die Pumpen«, Springer-Verlag,Berlin,2.Auflage,1928,S,7-