EP0421461A1 - Axialkolbenpumpe - Google Patents

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Publication number
EP0421461A1
EP0421461A1 EP90119160A EP90119160A EP0421461A1 EP 0421461 A1 EP0421461 A1 EP 0421461A1 EP 90119160 A EP90119160 A EP 90119160A EP 90119160 A EP90119160 A EP 90119160A EP 0421461 A1 EP0421461 A1 EP 0421461A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
pump according
cylinder
piston pump
axial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90119160A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Gander
Hans Jürg Jösler
Elmar Morscher
Thomas Neher
Jean-Marie Zogg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Draegerwerk AG and Co KGaA
Original Assignee
Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Draegerwerk AG and Co KGaA filed Critical Draegerwerk AG and Co KGaA
Publication of EP0421461A1 publication Critical patent/EP0421461A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/04—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports
    • F04B7/06—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports the pistons and cylinders being relatively reciprocated and rotated

Definitions

  • the invention relates to an axial piston pump according to the preamble of claim 1.
  • Valve-less pumps of this type with a single rotary piston are used, for example, as metering pumps for liquids wherever precisely metered quantities have to be conveyed.
  • the pump direction is reversible depending on the direction of rotation of the rotary lobe.
  • the piston itself closes the pressure and suction side, so that no shut-off or check valves are required.
  • the delivery rate of the pump can be controlled particularly easily via the speed.
  • the periodic axial movement of the piston is generated by a type of crank mechanism, the crank being fastened to the rotary piston and the end of the crank being articulated on an eccentric disk on the drive shaft.
  • a transmission is shown for example in US-A-3,168,872.
  • the cylinder with the rotary piston movable therein is mounted in such a way that the piston axis can be deflected relative to the axis of the drive shaft.
  • the piston only rotates in the cylinder and does not travel any stroke.
  • the desired piston stroke can be set by the degree of deflection of the piston axis relative to the axis of the drive shaft.
  • a disadvantage of the known pump drives is that the sliding couplings are exposed to relatively high mechanical loads and are therefore prone to failure.
  • the drive shaft it is not possible or desirable in all cases for the drive shaft to be inclined relative to the piston axis.
  • the drive shaft should, if possible, run coaxially with the rotary piston.
  • cam carrier is a control surface that runs round and the piston and is fixedly arranged relative to it, and if the engagement member is directly or indirectly firmly connected to the piston and is rotatable on the control surface about the piston axis.
  • the engagement member can be pressed against the control surface either under the influence of gravity or under spring preload.
  • the drive shaft is arranged coaxially with the piston and if a compression spring is arranged between the drive shaft and the piston, wherein the compression spring can simultaneously serve as a coupling element for torque transmission.
  • the col ben performs its stroke movement under spring preload, the spring tension possibly being adjusted so that the friction on the control surface is not too great.
  • the control surface is particularly advantageously arranged directly on an end face of the cylinder.
  • a cylinder of this type can be produced particularly easily by being cut or ground obliquely on one side.
  • the stroke volume is determined by the angle of the control surface relative to the piston axis.
  • the control surface could, however, also be arranged on a control part which is interchangeable and / or adjustable.
  • the engagement difference can be a pin or a similar sliding element, or it can also be a rolling element that rolls on the control surface in order to reduce the friction.
  • the cylinder and the piston are made of a ceramic material, particularly good running properties can be achieved without the need for additional lubrication.
  • Piston seals or the like are also not necessary at low pressures, since the piston runs almost without play in the cylinder. Ceramic materials are also corrosion-resistant, so that e.g. chemically aggressive media could also be easily conveyed.
  • the axial piston pump 1 consists essentially of a cylinder 2 which is fixedly connected to a housing 11. At the lower end of the cylinder, a suction opening 3 and a pressure opening 4 are arranged in each case in the cylinder jacket, the two openings running coaxially. Accordingly, a connection 19 for a suction line and a connection 20 for a pressure line are respectively arranged in the pump housing 11.
  • a piston 6 is guided in the cylinder 2, which on the one hand is rotatable about its own axis in the direction of arrow X and on the other hand can execute an axial piston stroke in the direction of arrow Y.
  • a recess 7 is arranged, which enlarges the pump chamber.
  • the recess 7 communicates once with the suction opening 3 and once with the pressure opening 4, the respective other opening being closed.
  • the piston can suck in liquid or gas at the suction opening when the pressure opening 4 is closed and when the piston movement is reversed eject through the pressure opening when the suction opening is closed.
  • the piston as is also already known, could easily be designed as a duplex piston with two pump chambers.
  • the piston 6 is connected in a rotationally fixed manner to a clutch hub 12.
  • An engagement member 9 in the form of a slide pin is attached eccentrically to the coupling hub.
  • the end face of the cylinder 2 is chamfered at an angle alpha and thus forms a control surface 8 surrounding the piston 6.
  • a different curve shape could also be selected to achieve a certain pump characteristic.
  • a compression spring 10 is tensioned between the coupling hub 12 and the drive shaft 5, which is fixed relative to the cylinder 2. This compression spring presses the engagement member 9 against the control surface 8, so that the piston 6 is moved back and forth under spring preload.
  • the compression spring 10 also serves as a clutch for torque transmission and thus fulfills a double function.
  • the coupling hub 12 has a pin 33 in the upper region, which is provided with a tangential locking surface 15.
  • the pin engages in a coupling sleeve 13, on which a locking screw 14 can be clamped radially against the surface 15, so that the coupling hub 12 is detachably connected to the compression spring.
  • the compression spring 10 is non-rotatably connected to the coupling sleeve 13 and non-rotatably connected to the shaft hub 17 at the upper end.
  • the shaft hub 17 can be clamped to the drive shaft 5 with a locking screw 18, and the spring preload can also be set in the direction of the arrow f at the same time.
  • a coding disk 16 is also attached to the coupling hub 12 and is cut off on one side.
  • the encoder disc works with a sensor, e.g. with a light-sensitive sensor 36 together ( Figure 2) and is used for speed measurement.
  • the encoder disk can have a line marking 21, so that e.g. the exact relative position of the piston could also be determined using the principle of an incremental measuring system.
  • the piston 6 is shown in the lower stroke position, in which it closes the pressure opening 4 and the suction opening 3 and in which the entire pump volume has just been expelled.
  • the engagement member 9 slides upward on the control surface 8 into the position shown in FIG.
  • the piston 6 is pressed upward against the force of the compression spring 10 and reaches an upper stroke position, in which in turn both openings 3 and 4 are closed.
  • the piston 6 has increased the volume of the pump chamber 34 and in the process sucked in the corresponding amount of the conveying medium because the recess 7 communicates with the suction opening 3.
  • the engaging member 9 slides back into the lowest relative position on the control surface 8, so that the piston is pressed downward, expelling the contents of the pump chamber 34 via the pressure opening 3.
  • the piston shape is shown enlarged in Figures 7 and 8 again.
  • the recess 7 has the shape of a tangential cutout, which is rounded at the top.
  • the piston has been turned back by 90 ° compared to FIG. 1, closing the suction opening 3 and covering half of its stroke.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the angle alpha can be adjusted by a certain amount.
  • the control surface 8 is not arranged on the end face of the cylinder 2, but on a cam 22.
  • the cam disc 22 is held by two diametrically opposite set screws 23 which engage in nuts 24 on the cam disc. These nuts are designed as rotating or sliding pieces so that the inclination and the change in distance can be compensated for.
  • the desired angle alpha can obviously be set by turning the adjusting screws 23.
  • the engagement member is designed as a ball 25, which rolls on the control surface 8.
  • the cam bearer does not necessarily have to be fixed.
  • the piston 6 is fixedly connected to a swash plate 26, which forms the control curve.
  • the swash plate is pressed by the compression spring 10 against a sliding finger 27, which is fixed to the cylinder 2.
  • a sliding finger 27 which is fixed to the cylinder 2.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which a spring preload is not absolutely necessary.
  • the cylinder 2 has a section 28 with an enlarged inner diameter. This section is on the inside an inclined or curved groove 29 is arranged.
  • the enlarged piston section 35 has a bolt 30 which engages radially in the groove 29.
  • the axial relative displacement between the drive shaft 5 and the piston 6 can be compensated for by an axial groove 31 which slides on the shaft 5 in a rotationally fixed manner via an axial guide 32.
  • the axial guide also serves to transmit torque.
  • the groove could also be arranged on the enlarged piston section 35, while the bolt 30 is fixed on the inner surface of the cylinder.
  • the cylinder 2 and the piston 6 are preferably made of a ceramic material. In this way, the piston can be guided in the cylinder without a seal up to approx. 1 bar pressure.
  • the parts are also very wear-resistant, which is particularly important if the control surface 8 is arranged directly on the cylinder 2.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die periodische axiale Bewegung des Drehkolbens (6) wird durch ein Kurvengetriebe ausgeführt, das einen um die Kolbenachse umlaufenden Kurventräger (8) und ein mit dem Kurventräger in Wirkverbindung stehendes Eingriffsglied (9) aufweist. Die Relativlage des Kurventrägers bestimmt dabei den Kolbenhub im Verlaufe einer Umdrehung. Bei dieser Anordnung kann die Antriebswelle (5) koaxial mit dem Kolben (6) verlaufen. Besonders vorteilhaft wird das Eingriffsglied unter Federvorspannung gegen den Kurventräger gepresst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Axialkolbenpumpe gemäss dem Ober­begriff von Anspruch 1. Derartige ventillose Pumpen mit einem einzigen Drehkolben werden beispielsweise als Dosierpumpen für Flüssigkeiten überall dort eingesetzt, wo exakt dosiert Mengen gefördert werden müssen. Je nach der Drehrichtung des Drehkolbens ist die Pumprichtung reversibel. Der Kolben ver­schliesst selbst jeweils die Druck- bzw. Saugseite, so dass keine Absperr- oder Rückschlagventile erforderlich sind. Die Förderleistung der Pumpe kann über die Drehzahl besonders einfach gesteuert werden.
  • Bei bekannten Pumpen wird die periodische axiale Bewegung des Kolbens durch eine Art Kurbelgetriebe erzeugt, wobei die Kurbel am Drehkolben befestigt ist und das Ende der Kurbel gelenkig an einer Exzenterscheibe an der Antriebswelle ange­lenkt ist. Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise in der US-A-3,168,872 dargestellt. Der Zylinder mit dem darin beweg­lichen Drehkolben ist so gelagert, dass die Kolbenachse rela­tiv zur Achse der Antriebswelle ausgelenkt werden kann. Solange die Antriebswelle und der Kolben gleichachsig ange­ordnet sind, dreht sich der Kolben lediglich im Zylinder und legt keinen Hub zurück. Sobald die Kolbenachse ausgelenkt wird, verschiebt sich der Kolben im Zylinder infolge der unterschiedlichen Drehebenen von Exzenterscheibe und Kurbel. Der gewünschte Kolbenhub kann durch den Grad der Auslenkung der Kolbenachse relativ zur Achse der Antriebswelle einge­stellt werden.
  • Ein Nachteil der bekannten Pumpenantriebe besteht darin, dass die Verschiebekupplungen relativ hohen mechanischen Belastun­gen ausgesetzt sind und daher störanfällig sind. Ausserdem ist es nicht in allen Fällen möglich oder wünschenswert, dass die Antriebswelle relativ zur Kolbenachse schräggestellt ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Axialkolben­pumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Hubbewegung des Kolbens auf einfachere Weise und möglichst verschleissfest ausgeführt werden kann. Ausserdem soll die Antriebswelle wenn möglich gleichachsig mit dem Drehkolben verlaufen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einer Axialkolben­pumpe gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 1 aufweist. Das Kurvengetriebe ist wesentlich robuster und verschleissfester als die bekannten Kurbelkupplungen. Je nach Anordnung und Ausbildung von Kurventräger und Eingriffsglied können ganz unterschiedliche Lösungen gewählt werden, bei denen jedoch in jedem Fall die Antriebswelle gleichachsig mit dem Kolben angeordnet sein kann. Die Antriebswelle könnte aber auch ohne weiteres schräg verlaufen, wobei die Kraftübertragung z.B. über ein konventionelles Kardangelenk erfolgt.
  • Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn der Kurventräger eine rund und den Kolben verlaufende und relativ zu diesem fest angeordnete Steuerfläche ist und wenn das Eingriffsglied direkt oder indirekt fest mit dem Kolben ver­bunden ist und auf der Steuerfläche um die Kolbenachse dreh­bar ist. Das Eingriffsglied kann dabei entweder unter dem Einfluss der Schwerkraft oder unter Federvorspannung gegen die Steuerfläche pressbar sein. Diese Anordnung hat den Vor­teil, dass die Umwandlung der Drehbewegung in eine Axialbewe­gung absolut spielfrei vollzogen wird. Ein allfälliger Ver­schleiss am Eingriffsglied führt zu keiner Veränderung des Hubvolumens am Kolben.
  • Weitere Vorteile können erzielt werden, wenn die Antriebs­welle gleichachsig mit dem Kolben angeordnet ist und wenn zwischen der Antriebswelle und dem Kolben eine Druckfeder angeordnet ist, wobei die Druckfeder gleichzeitig als Kupp­lungselement zur Drehmomentübertragung dienen kann. Der Kol­ ben führt dabei seine Hubbewegung unter Federvorspannung aus, wobei die Federspannung ggf. so eingestellt werden kann, dass die Reibung an der Steuerfläche nicht zu gross ist.
  • Die Steuerfläche ist besonders vorteilhaft unmittelbar auf einer Stirnseite des Zylinders angeordnet. Ein derartiger Zylinder lässt sich besonders einfach herstellen, indem er einseitig schräg angeschnitten bzw. angeschliffen wird. Das Hubvolumen wird durch den Winkel der Steuerfläche relativ zur Kolbenachse bestimmt. Die Steuerfläche könnte aber ohne wei­teres auch an einem Steuerteil angeordnet sein, das aus­tauschbar und/oder verstellbar ist.
  • Das Eingriffschied kann ein stift oder ein ähnliches Gleit­element sein, oder es kann zum Reduzieren der Reibung auch ein Wälzkörper sein, der auf der Steuerfläche abrollt.
  • Wenn der Zylinder und der Kolben aus einem keramischen Werk­stoff gerfertigt sind, können besonders gute Laufeigenschaften erzielt werden, ohne dass eine zusätzliche Schmierung erfor­derlich ist. Auch Kolbendichtungen oder dergleichen sind bei niederen Drücken nicht erforderlich, da der Kolben nahezu spielfrei im Zylinder läuft. Keramische Werkstoffe sind aus­serdem korrosionsbeständig, so dass z.B. auch chemisch aggressive Medien problemlos gefördert werden könnten.
  • Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­spielen und aus der nachfolgenden Beschreibung. Es zeigen:
    • Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Pumpe in der unteren Hubstellung,
    • Figur 2 die Pumpe gemäss Figur 1 in der oberen Hubstellung,
    • Figur 3 einen Schnitt durch Ebene A-A gemäss Figur 2,
    • Figur 4 ein alternatives Ausführungsbeispiel mit verstell­barer Steuerfläche,
    • Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Taumel­scheibe am Kolben,
    • Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer umlau­fenden Nut als Kurventräger,
    • Figur 7 den Kolben im Zylinder in vergrösserter Darstel­lung, und
    • Figur 8 ein Ansicht von unten auf den Kolben gemäss Figur 7.
  • Wie aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, besteht die Axialkolbenpumpe 1 im wesentlichen aus einem Zylinder 2, der fest mit einem Gehäuse 11 verbunden ist. Am unteren Ende des Zylinders ist im Zylindermantel je eine Saugöffnung 3 und eine Drucköffnung 4 angeordnet, wobei die beiden Oeffnungen gleichachsig verlaufen. Im Pumpengehäuse 11 ist dementspre­chend je ein Anschluss 19 für eine Saugleitung und ein Anschluss 20 für eine Druckleitung angeordnet.
  • Im Zylinder 2 ist ein Kolben 6 geführt, der einerseits um seine eigene Achse in Pfeilrichtung X drehbar ist und der andererseits in Pfeilrichtung Y einen axialen Kolbenhub aus­führen kann. Am unteren Ende des Kolbens 6 ist eine Ausneh­mung 7 angeordnet, welche die Pumpenkammer vergrössert. Je nach der relativen Drehlage des Kolbens 6 kommuniziert die Ausnehmung 7 einmal mit der Saugöffnung 3 und einmal mit der Drucköffnung 4, wobei die jeweils andere Oeffnung verschlos­sen wird. Auf an sich bekannte Weise kann der Kolben derart bei geaschlossener Drucköffnung 4 Flüssigkeit oder Gas an der Saugöffnung ansaugen und beim Reversieren der Kolbenbewegung bei geschlossener Saugöffnung über die Drucköffnung wieder ausstossen. Der Kolben könnte, wie ebenfalls bereits bekannt, ohne weiteres auch als Duplex-Kolben mit zwei Pumpenkammern ausgebildet sein.
  • Der Kolben 6 ist beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel drehfest mit einer Kupplungsnabe 12 verbunden. An der Kupp­lungsnabe ist exzentrisch ein Eingriffsglied 9 in der Form eines Gleitstiftes befestigt. Die Stirnseite des Zylinders 2 ist unter einem Winkel Alpha angeschrägt und bildet so eine um den Kolben 6 umlaufende Steuerfläche 8. Anstelle einer planen Anschrägung könnte zum Erreichen einer bestimmten Pumpcharakteristik aber auch ein anderer Kurvenverlauf gewählt werden.
  • Zwischen der Kupplungsnabe 12 und der relativ zum Zylinder 2 feststehenden Antriebswelle 5 ist eine Druckfeder 10 gespannt. Diese Druckfeder presst das Eingriffsglied 9 gegen die Steuerfläche 8, so dass der Kolben 6 unter Federvorspan­nung hin und der bewegt wird. Die Druckfeder 10 dient aber gleichzeitig als Kupplung zur Drehmomentübertragung und erfüllt somit eine Doppelfunktion.
  • Die Kupplungsnabe 12 hat im oberen Bereich einen Zapfen 33, der mit einer tangentialen Feststellfläche 15 versehen ist. Der Zapfen greift in eine Kupplungsbüchse 13, an der radial eine Feststellschraube 14 gegen die Fläche 15 verspannt wer­den kann, so dass die Kupplungsnabe 12 lösbar mit der Druck­feder verbunden ist. Die Druckfeder 10 ist am unteren Ende drehfest mit der Kupplungsbüchse 13 und am oberen Ende dreh­fest mit der Wellennabe 17 verbunden. Die Wellennabe 17 kann mit einer Feststellschraube 18 an der Antriebswelle 5 ver­spannt werden, wobei gleichzeitig auch die Federvorspannung in Pfeilrichtung f eingestellt werden kann.
  • Auf der Kupplungsnabe 12 ist auch noch eine Kodierscheibe 16 befestigt, die einseitig abgeschnitten ist. Die Kodierscheibe wirkt mit einem Sensor, z.B. mit einem lichtempfindlichen Sensor 36 zusammen (Figur 2) und dient der Drehzahlmessung. Die Kodierscheibe kann eine Strichmarkierung 21 aufweisen, so dass z.B. nach dem Prinzip eines inkrementalen Messystems auch noch die genaue Relativlage des Kolbens ermittelt werden könnte.
  • In Figur 1 ist der Kolben 6 in der unteren Hubstellung darge­stellt, in welcher er die Drucköffnung 4 und die Saugöffnung 3 verschliesst und in welcher soeben das gesamte Pumpvolumen ausgestossen wurde. Im Verlauf einer Drehung in Pfeilrichtung X gleitet das Eingriffsglied 9 auf der Steuerfläche 8 nach oben in die in Figur 2 dargestellte Position. Dabei wird der Kolben 6 gegen die Kraft der Druckfeder 10 nach oben gepresst und erreicht eine obere Hubstellung, in welcher wiederum beide Oeffnungen 3 und 4 verschlossen sind. Zwischen den beiden extremen Hubpositionen gemäss den Figuren 1 und 2 hat der Kolben 6 das Volumen der Pumpenkammer 34 vergrössert und dabei die entsprechende Menge des Fördermediums angesaugt, weil die Ausnehmung 7 mit der Saugöffnung 3 kommuniziert. Bei der weiteren Drehung des Kolbens gleitet das Eingriffsglied 9 auf der Steuerfläche 8 wieder in die unterste Relativlage, so dass der Kolben nach unten gepresst wird, wobei er den Inhalt der Pumpenkammer 34 über die Drucköffnung 3 ausstösst.
  • Die Kolbenform ist in den Figuren 7 und 8 nochmals vergrös­sert dargestellt. Die Ausnehmung 7 hat die Form eines tangen­tialen Ausschnitts, der oben gerundet ist. In Figur 7 ist der Kolben im Vergleich zu Figur 1 um 90° zurückgedreht, wobei er die Saugöffnung 3 verschliesst und die Hälfte seines Hubes zurückgelegt hat.
  • Der Winkel Alpha bestimmt ersichtlicherweise den maximalen Kolbenhub und damit die Pumpleistung. In vielen Fällen ist es überhaupt nicht nötig, dass der Kolbenhub verstellt werden kann. Figur 4 zeigt jedoch ein Ausführungsbeispiel, bei wel­chem der Winkel Alpha um ein bestimmtes Mass verstellt werden kann. Die Steuerfläche 8 ist dabei nicht an der Stirnseite des Zylinders 2, sondern an einer Kurvenscheibe 22 angeord­net. Die Kurvenscheibe 22 ist von zwei sich diametral gegen­überliegenden Stellschrauben 23 gehalten, welche in Muttern 24 an der Kurvenscheibe eingreifen. Diese Muttern sind als Dreh- bzw. Gleitstücke ausgebildet, so dass die Neigung und die Distanzänderung kompensiert werden können. Durch Drehen der Stellschrauben 23 kann ersichtlicherweise der gewünschte Winkel Alpha eingestellt werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist das Eingriffsglied als Kugel 25 ausgebil­det, welche auf der Steuerfläche 8 abrollt. Die übrigen Bau­teile an diesem Ausführungsbeispiel sind gleich wie beim Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 1 bis 3. Anstelle einer stufenlos verstellbaren Kurvenscheibe 22 wäre es auch denkbar, einzelne Steuerteile herzustellen, welche auswech­selbar mit der Stirnseite des Zylinders 2 verbunden werden können und welche Steuerflächen mit verschiedenen Winkeln aufweisen. Auf diese Weise könnte zwischen verschiedenen fest eingestellten Winkeln gewählt werden.
  • Aus Figur 5 ist ersichtlich, dass der Kurventräger nicht unbedingt fest angeordnet sein muss. Bei diesem Ausführungs­beispiel ist der Kolben 6 fest mit einer Taumelscheibe 26 verbunden, welche die Steuerkurve bildet. Die Taumelscheibe wird durch die Druckfeder 10 gegen einen Gleitfinger 27 gepresst, der fest am zylinder 2 angeordnet ist. Beim Drehen des Kolbens 6 bzw. der Taumelscheibe 26 erfolgt ersichtli­cherweise ebenfalls eine Axialbewegung des Kolbens.
  • Schliesslich zeigt Figur 6 noch ein Ausführungsbeispiel, bei welchem nicht unbedingt eine Federvorspannung erforderlich ist. Der Zylinder 2 hat einen Abschnitt 28 mit erweitertem Innendurchmesser. An diesem Abschnitt ist an der Innenseite eine schräggestellte bzw. kurvenförmige Nut 29 angeordnet. Der erweiterte Kolbenabschnitt 35 hat einen Bolzen 30, wel­cher radial in die Nut 29 eingreift. Beim Drehen des Kolbens 6 erfolgt ersichtlicherweise eine zwangsweise Bewegung in Axialrichtung entsprechend der Führung der Nut 29. Die axiale Relativverschiebung zwischen der Antriebswelle 5 und dem Kolben 6 kann durch eine Axialnut 31 kompensiert werden, welche drehfest über einer Axialführung 32 an der Welle 5 gleitet. Die Axialführung dient gleichzeitig der Drehmoment­übertragung. Auf ganz ähnliche Weise könnte die Nut aber auch am erweiterten Kolbenabschnitt 35 angeordnet sein, während der Bolzen 30 fest am Innenmantel des Zylinders angeordnet ist.
  • Bei allen Ausführungsbeispielen sind vorzugsweise der Zylin­der 2 und der Kolben 6 aus einem keramischen Werkstoff gefer­tigt. Auf diese Weise kann der Kolben bis zu ca. 1 bar Druck dichtungsfrei im Zylinder geführt werden. Die Teile sind ausserdem sehr verschleissfest, was vor allem bedeutsam ist, wenn die Steuerfläche 8 unmittelbar am Zylinder 2 angeordnet ist.

Claims (15)

1. Axialkolbenpumpe (1) mit einem Zylinder (2) mit wenig­stens zwei Zylinderöffnungen (3, 4) im Zylindermantel und mit einem an eine Antriebswelle (5) angekuppelten Kolben (6), der um seine Achse drehbar (X) und zum Ausführen einer Hubbewegung (Y) in Axialrichtung Verschiebbar ist, wobei der Kolben an wenigstens einem Ende und im Bereich der Zylinderöffnungen eine Ausnehmung (7) aufweist, die beim Ausführen des Kolbenhubes wechselweise mit einer der Zylinderöffnungen (3, 4) kommuniziert, dadurch gekenn­zeichnet, dass die periodische axiale Bewegung (Y) des Kolbens (6) mit einem Kurvengetriebe ausführbar ist, das einen um die Kolbenachse umlaufenden Kurventräger (8, 26, 29) und ein mit dem Kurventräger in Wirkverbindung ste­hendes Eingriffsglied (9, 25, 27, 30) aufweist, wobei die Relativlage des Kurventrägers den Kolbenhub im Verlauf einer Umdrehung bestimmt.
2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger eine direkt oder indirekt mit dem Kolben (6) verbundene Taumelscheibe (26) ist, und dass das Eingriffsglied (27) direkt oder indirekt fest am Zylinder (2) angeordnet ist.
3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger eine umlaufende Nut am Kolben oder an einem mit dem Kolben drehbaren Bauteil ist, und dass das direkt oder indirekt fast am Zylinder angeordnete Eingriffsglied radial in die Nut eingreift.
4. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger eine umlaufende Nut (29) auf der Innenseite des Zylinders (2) ist, und dass das fest am Kolben (6) angeordnete Eingriffsglied (30) radial in die Nut eingreift.
5. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurventräger eine rund um den Kolben (6) verlau­fende und relativ zu diesem fest angeordnete Steuerfläche (8) ist, und dass das Eingriffsglied (9) direkt oder indirekt fest mit dem Kolben (6) verbunden ist und auf der Steuerfläche (8) um die Kolbenachse drehbar ist.
6. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsglied (9) unter Federvorspannung (f) gegen die Steuerfläche (8) pressbar ist.
7. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (5) gleichachsig mit dem Kolben (6) angeordnet ist, und dass zwischen der Antriebswelle (5) und dem Kolben (6) eine Druckfeder (10) angeordnet ist.
8. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (10) gleichseitig als Kupplungsele­ment zur Drehmomentübertragung dient.
9. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Kolben (6) mit einer Kupplungsnabe (12) verbunden ist, an welcher das Eingriffsglied (9) angeordnet ist, und dass die Kupplungsnabe lösbar mit der Druckfeder (10) verbunden ist.
10. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenseitige Ende der Druckfeder (10) mit einer Kupplungsbüchse (13) verbunden ist, dass die Kupplungs­nabe (13) in die Kupplungsbüchse eingreift und mit einer Feststellschraube (14) fixierbar ist.
11. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche (8) auf einer Stirnseite des Zylinders (2) angeordnet ist.
12. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfläche (8) auf einem Steuerteil (23) angeordnet ist, das austauschbar und/oder verstellbar ist.
13. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsglied (9) ein auf der Steuerfläche (8) gleitender Stift ist.
14. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsglied ein auf der Steuerfläche (8) abrollender Wälzkörper (25) ist.
15. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) und der Kolben (6) aus einem keramischen Werkstoff gefertigt sind.
EP90119160A 1989-10-06 1990-10-05 Axialkolbenpumpe Withdrawn EP0421461A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH3666/89 1989-10-06
CH3666/89A CH679172A5 (de) 1989-10-06 1989-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0421461A1 true EP0421461A1 (de) 1991-04-10

Family

ID=4260897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90119160A Withdrawn EP0421461A1 (de) 1989-10-06 1990-10-05 Axialkolbenpumpe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5102310A (de)
EP (1) EP0421461A1 (de)
JP (1) JPH03124976A (de)
CH (1) CH679172A5 (de)

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