EP2006544B1 - Piston pump with variable eccentricity - Google Patents
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- EP2006544B1 EP2006544B1 EP20080005400 EP08005400A EP2006544B1 EP 2006544 B1 EP2006544 B1 EP 2006544B1 EP 20080005400 EP20080005400 EP 20080005400 EP 08005400 A EP08005400 A EP 08005400A EP 2006544 B1 EP2006544 B1 EP 2006544B1
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- EP
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- eccentric
- pump
- elements
- sleeve
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- 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
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
- F04B49/123—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element
- F04B49/125—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element by changing the eccentricity of the actuation means, e.g. cams or cranks, relative to the driving means, e.g. driving shafts
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- 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
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
- F04B1/06—Control
- F04B1/07—Control by varying the relative eccentricity between two members, e.g. a cam and a drive shaft
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- Y10T83/869—Means to drive or to guide tool
Definitions
- the invention relates to an eccentric pump, as described in the preamble of claim 1.
- Displacement pumps in particular radial piston pumps are already known from the prior art, in which the delivery volume can be actively influenced by an adjustable eccentricity of an eccentric element of the radial piston pump.
- a radial piston pump is known in which the variable eccentricity is effected by an adjustable adjusting element in the axial direction in the form of an inclined cylinder body.
- the forces exerted by the radial piston on the adjusting element or its axial portion are compensated by an axially acting on the adjusting spring element and thereby arises depending on the system pressure acting on the pump elements a certain axial displacement of the adjusting against the force of Spring elements.
- a lower eccentricity of the adjusting element and thereby a reduced delivery volume of the radial piston pump is effected with increasing system pressure and thereby caused greater axial displacement of the adjusting element. Since the required drive power of such a pump is proportional to the product of delivery volume and system pressure, the drive power and thus the load of a drive motor remains largely constant at different system pressures by such an arrangement and the drive motor can be designed for lower or largely constant loads, thereby the production of such a radial piston pump becomes more economical.
- the object of the invention is to provide a positive displacement pump, which has largely constant power requirement with variable system pressures, so to speak is self-regulating and yet can be equipped with simple running, inexpensive pump elements without being over-stressed.
- the object of the invention is achieved by the features of the characterizing part of claim 1, according to which the eccentric sleeve bearing pump shaft portion is formed as an oblique eccentric pin with a main axis of the pump shaft extending in a helix angle eccentric pin axis and guided on the eccentric eccentric sleeve has a cylindrical outer surface whose Generating parallel to the main axis.
- Due to the oblique eccentric pin is the variable eccentricity of the eccentric sleeve, and thus causes the variable delivery volume of the pump elements; through the cylindrical surface, whose generatrices extend parallel to the main axis of the pump shaft, axial force components are exerted on the eccentric sleeve at the contact point between the pump piston and the lateral surface with respect to the eccentric sleeve only in the form of frictional forces during an axial displacement of the eccentric sleeve on the eccentric pin.
- the transverse forces acting on the pump piston are thereby substantially lower than in the prior art and largely negligible, whereby simply constructed and thus inexpensive pump elements can be used in such a positive displacement pump, without these being subject to excessive stresses and thereby caused wear.
- the helix angle of the eccentric pin acts on the rotating with the driven pump shaft eccentric sleeve in addition to the force exerted by the spring force and a centrifugal force that wants to drive the eccentric sleeve in the direction of greater eccentricity and therefore supports the spring force. Only in the position in which the center of gravity of the eccentric sleeve comes to lie exactly in the main axis of the pump shaft, the centrifugal force and caused by this force component disappears in the direction of increasing eccentricity.
- such an eccentric pump can therefore adjust the delivery volume automatically and in dependence adjust automatically from the applied system pressure, whereby a largely constant level of performance of the pump drive is given.
- the relative position of the eccentric pin axis with respect to the main axis of the pump shaft can also be skewed when cooperating with the eccentric hole in the eccentric sleeve extends so that the generatrix of the outer surface of the eccentric sleeve parallel to the main axis of the pump shaft.
- eccentric pin axis intersects the main axis. Furthermore, even if a central axis of the lateral surface intersects the eccentric pin axis. As a result, simple geometrical relationships are achieved and the influences of the geometry on the dynamic behavior during operation can be estimated more easily.
- the eccentric pin can have any cross-section which is constant over its length, it is advantageous and simpler for manufacture if the lateral surface of the eccentric pin is designed as a circular cylinder surface with the eccentric pin axis as a circular cylinder axis.
- the spring element acting axially on the eccentric sleeve on the pump shaft section is advantageously formed by a compression spring or tension spring which is supported on the pump shaft.
- Such spring elements are readily available in a wide range and can thus be easily adapted by the choice of the spring rate of the spring element, the dynamic behavior of the eccentric sleeve. It is possible that a spring element is provided which surrounds the eccentric pin concentric, and is guided on this; It is also possible that a plurality of spring elements are provided which engage distributed on the eccentric sleeve on a pitch circle outside of the eccentric pin.
- the axial displaceability of the eccentric sleeve on the eccentric pin is limited at least in one direction by a stop element and thus a starting position or starting position is defined.
- a travel limit of the eccentric sleeve on the eccentric pin can be done for example by the shape of the pump shaft, ie in which the pump shaft itself forms a stop element.
- the adjustment can be limited by a pump housing, further, the adjustment can also be adjustable, in which the stop element is designed in the form of a set screw.
- An advantageous operating behavior of the eccentric pump is achieved when the eccentric sleeve is biased in the starting position at low pressure level in the pump elements by the spring element against the stop element.
- the starting position at low back pressure can be predetermined by the initial position eccentricity and thus a certain delivery volume of the eccentric pump, for example, for idling operation of the eccentric pump when the consumer side there is no increased pressure requirement.
- the starting position can be assigned both a maximum delivery volume and a minimum delivery volume, which depends on the purpose of the eccentric pump.
- the delivery volume is at idle at low pressure level in the pumping elements maximum and regulates as described above with increasing system pressure in the direction of smaller displacement, whereby the drive power of the eccentric pump remains largely constant.
- the eccentric sleeve has a minimal eccentricity in the starting position, and the movement of the eccentric sleeve in the direction of increasing eccentricity is effected by the centrifugal force acting on the eccentric sleeve.
- the spring rate of the spring element is selected so that upon displacement of the eccentric sleeve from the initial position, the increase in the spring force exerted by the spring force is greater than the decrease in the axial component, acting on the eccentric centrifugal force, a stable operating behavior of the eccentric pump is ensured and it can be prevented at an occurring consumer-side pressure increase, that the delivery volume of the eccentric pump is lowered too much.
- a helix angle between the main axis and the eccentric pin axis has proven to be from a range with a lower limit of 3 ° and an upper limit of 20 °. At a helix angle of 10 ° results in an advantageous response of the eccentric pump at the consumer side Pressure fluctuations and at the same time a compact size of the eccentric pump.
- the eccentric pin can be mounted in an easy-mounting manner at one end of the pump shaft. This makes it possible that both the eccentric sleeve and the pump shaft with the eccentric pin can each be made in one piece and do not have to be composed.
- eccentric pin is arranged on a circular-cylindrical crank arm of the crankshaft, in particular on a concentric crank axis to the main axis, provides the end face of the circular cylindrical crank arm sufficient surface for supporting the spring elements and for attaching stop elements to limit the axial adjustment of the eccentric sleeve. Furthermore, such a crank arm forms a relatively large flywheel, which is advantageous for the synchronization of such eccentric pump.
- the eccentric sleeve has a cylindrical roller bearing whose outer ring forms the lateral surface.
- the outer ring of the rolling bearing has a width which is greater than the axial displacement of the eccentric sleeve. Since only very low frictional forces are effective in the axial direction, needle bearings can also be readily installed.
- the eccentric pump can also be designed so that along the pump shaft a plurality of eccentric, in particular rotationally symmetrical with respect to the main axis are arranged and each eccentric pin own group of pump elements, in particular a fixed, several pump elements comprehensive cylinder star is assigned.
- the pressure lines of the pump elements in each case one cylinder star are combined in each case to a common high pressure port which is used to supply a consumer.
- Due to the multiple eccentric and cylinder stars are several separate high-pressure connections for multiple consumers available, with the delivery volumes of the individual cylinder stars can each independently adapt to the operating condition of the respective consumer.
- a common drive motor for several consumers is also claimed very evenly.
- the eccentric pump can also be designed so that at least two pump shafts are arranged on the frame at least one eccentric, each associated with its own group of pump elements, parallel to each other and are driven by a common drive device. Between the at least two parallel pump shafts, a drive connection can be produced by simple means, for example a traction mechanism, in particular a toothed belt drive, and only one drive motor is required, which is subjected to very uniform stress due to the pump characteristic.
- the frame is designed as a housing and the pump elements are arranged in the housing containing a lubricant reservoir, and the pump shaft passes through the housing sealed.
- the lubricant can be introduced by the movements of the pump shaft to the wear-prone contact points and in particular at the same time form the pressure medium to be pumped by the pump elements.
- the pump elements can therefore suck directly from the pressure medium supply, which is also lubricant supply, within the housing.
- the pump elements of the eccentric pump advantageously have spring elements, which are the displacement elements biasing radially in the direction of the main axis against the lateral surface of the eccentric sleeve.
- the displacement elements in the form of piston elements or membrane elements can thereby perform the suction of pressure medium in the displacements of the pump elements automatically, without that tensile forces must be exerted by the eccentric sleeve on the displacement elements. This results in a simple construction of the eccentric pump.
- suction valves in particular plate seat valves
- suction valves are arranged between the displacements in the pump elements and a pressure medium supply.
- suction valves in particular plate seat valves, which during the intake stroke, a backflow of pressure medium from the high pressure side is prevented in the displacements.
- control of the pump elements i. the pressure medium inlet or the pressure medium discharge into or out of the displacements of the pump elements by means of a slide control, which may be useful at lower operating speeds of an eccentric pump.
- an eccentric pump In order to achieve the highest operating pressures of such an eccentric pump, it can be designed in particular in the form of a radial piston pump, in which the displacement elements are designed as pump pistons guided in pump cylinders. With such a design operating pressures of over 500 bar, for example, 700 bar, can be easily generated.
- the invention further relates to a recovery device comprising a hydraulic system and a mountain scissors or a mountain spreader driven by the latter, characterized in that the hydraulic system comprises an eccentric pump according to the invention.
- Hydraulic consumers such as Bergescheren or Bergespreizer, are characterized by the fact that they require on the one hand with unloaded tools fast movements and thus large volume flows, but on the other hand require very high operating pressures from the intervention of the tools, in which a fast tool movement and thus high volume flows Not more are needed.
- the drive motor for the eccentric pump can be optimally utilized in all working states, and thus a more cost-effective drive motor can be used.
- the invention further relates to a method for driving a fluid-operated motor, such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor, by means of a pressure medium flow, which is characterized in that the pressure medium flow is provided by an eccentric pump according to the invention. Due to the self-regulating operation of the eccentric pump whose drive motor is in all operating conditions in each case in the range of the optimal operating point and optimum performance.
- FIG. 1 and 2 is exemplified the structure and operation of an inventive eccentric pump 1 in the form of external radial piston pump 2 shown.
- This essentially comprises a pump shaft 3, which can also be referred to as eccentric shaft 4.
- This acts in a rotation on peripheral to the eccentric shaft 4 arranged pump elements 5, 5 ', in the displacement elements 6, 6', in the form of pump piston 7, 7 ', displacements 8, 8', periodically reduce and enlarge.
- pressure fluid or hydraulic fluid via a suction line 9, 9 'sucked by a pressure medium supply 10 by increasing the displacement 8 and delivered by reducing the displacement 8 via a pressure line 11 to a high-pressure port 12; from a consumer, such.
- a fluid operating engine in the form of a hydraulic cylinder; a hydraulic motor or the like is supplied.
- the suction valves 13 and the pressure valves 14 may for example be designed as a disk seat valves or else be formed by other valve types.
- the pump shaft 3 and the pump elements 5; 5 ' are stationary with respect to a frame 15 mounted, which is formed for example as a housing.
- the term frame 15 is not related to the type in this context; but on the kinematic function as a reference system, relative to which the pump shaft 3 and displacement elements 6; 6 'of the pump elements 5; 5 'move.
- the pump shaft 3 is of an in Fig. 1 Driven drive device, not shown, and executes a rotation about a main axis 16 during operation.
- the periodic actuation of the displacement elements 6; 6 ' takes place by an eccentric sleeve 17; whose lateral surface 18 eccentrically rotates about the main axis 16.
- the lateral surface 18 of the eccentric sleeve 17 has in the illustrated embodiment, the shape of a circular cylindrical surface 19, whose generatrix 20 are parallel to the main axis 16, whereby a central axis 21 of the circular cylindrical surface 19 extends parallel to the main axis 16.
- the distance between the central axis 21 and the main axis 16 results in an eccentricity 22 of the eccentric sleeve 17 with respect to the main axis 16 and also corresponds to half the stroke of the displacement elements. 6
- the eccentricity 22 is variable, for which the eccentric sleeve 17 is mounted axially displaceably on a pump shaft portion 23 which is formed as an eccentric pin 24 whose eccentric pin axis 25 has a helix angle 26 with respect to the main axis 16.
- This helix angle 26 is in the illustrated embodiment about 10 ° C, but may be preferably selected from a range with a lower limit of 3 ° C and an upper limit of 20 ° C.
- helix angle 26 causes an axial displacement of the eccentric sleeve 17 on the eccentric pin 24, a change in the eccentricity 22, ie, the distance between the central axis 21 of the lateral surface 18 and the major axis 16 is changed by the axial Displacement of the eccentric sleeve 17.
- a rotation 27, in the illustrated embodiment in the form of a feather key 28 is formed.
- any type of anti-rotation 27 may be formed, which allows the axial movement of the eccentric sleeve 17 along the eccentric pin 24, for example a deviating from the circular cross-sectional area 29 of the eccentric 24 and a rotatably cooperating recess or bore 30 in the eccentric sleeve 17th
- the cross section of the eccentric pin 24 For this purpose, it can be designed, for example, as a splined shaft profile or as a polygonal profile.
- the eccentric pin 24 is formed as a circular cylindrical portion 31, the circular cylinder axis 32 forms the eccentric pin axis 25.
- the eccentric pin 24 may also have angular, for example, square cross-section.
- the lateral surface 18 of the eccentric sleeve 17 may alternatively have a deviating from the circular cross-section of the illustrated embodiment, for example, be oval or have flats, the cross-sectional shape to achieve a desired characteristic of the eccentric pump 1 can be used.
- the displacement elements 6 in the form of pump piston 7 are guided in pump cylinders 33 and are pressed by piston springs 34 against the lateral surface 18 of the eccentric sleeve 17 or at least in the direction of the main axis 16.
- the piston springs 34 are chosen so that the intake stroke of the pump elements 5 is performed automatically by the displacement elements 6.
- membrane elements can also be used as displacement elements 6, 6 '.
- the displacement elements 6 can perform the suction stroke by pulling forces when an articulated, suitable for transmitting tensile forces connection between displacement elements 6 and eccentric sleeve 17 is provided.
- the eccentric sleeve 17 may be provided with an outer sleeve, which executes only the translational eccentric movement but not the rotational movement.
- the axial displacement of the eccentric sleeve 17 on the eccentric pin 24 is in Fig. 1 bounded on the left side by a first stop element 35 and to the right by a second stop element 36, wherein as a stop element 35, 36 each have a screw member 37 is inserted, which is used on the crank webs 38 of the pump shaft 3.
- the crank webs 38 have in the illustrated embodiment, the shape of disc-shaped circular cylinder sections.
- a spring element 39 is arranged in the form of a compression spring 40, which on the eccentric sleeve 17th exerts a spring force in the axial direction.
- the spring element 39 is oriented as shown parallel to the eccentric pin axis 25. Since the spring element 39 is formed in the illustrated embodiment as a compression spring 40, the spring force acts on the eccentric sleeve 17 to the left and the eccentric sleeve 17, when the forces exerted by the pump piston 7 forces are low, pressed to the left against the first stop member 35, whereby a Home position or home position is defined.
- Fig. 3a shows the detail of an eccentric pump 1 according to the invention, in which the eccentric sleeve 17 is pressed by means of the spring element 39 in the form of the compression spring 40 against the left stop element 35 and thereby assumes a starting position 41.
- the eccentricity 22 between the central axis 21 of the eccentric sleeve 17 and the main axis 16 of the pump shaft 3 corresponds to a maximum eccentricity 42, wherein the maximum stroke of the displacement elements 6, 6 'in the form of the pump piston 7, 7' and thereby the maximum Delivery volume of the eccentric pump 1 is given.
- An increase in the system pressure at the high pressure ports 12 thus causes a displacement of the eccentric sleeve 17 in the direction of lower eccentricity 22 in the illustrated embodiment to the right and in turn causes a reduction of the system pressure 12 at the high pressure ports 12 a displacement of the eccentric sleeve 17 in the direction of increasing eccentricity ie in Theoretically, an infinitely increasing pressure at the high pressure ports 12 due to the ever increasing piston force 43 would cause a displacement of the eccentric sleeve 17 so far to the right until the eccentricity 22 disappears and the flow of the Eccentric pump 1 goes to zero. Since such an operating state is undesirable in practice, the displacement of the eccentric sleeve on the eccentric pin 24 is limited by a second stop member 36 to the right.
- FIG. 3b an operating state of an eccentric pump 1 is shown, in which the eccentric sleeve 17 just occupies the end position 48 of its maximum displacement along the eccentric pin 24 and comes into contact with the right, second stop element 36.
- this operating state act on the eccentric sleeve 17 in turn, the resulting piston force 43, which is substantially higher in this operating condition, as in the initial state 41;
- the correspondingly larger contact force 44 between the eccentric pin 24 and the bore 30 in the eccentric sleeve 17 Further reduced by the reduced eccentricity 22 centrifugal force 46 and the increased spring force 47, which just balances the axial components of the piston force 43 and the centrifugal force 47.
- the interaction of the forces is in turn simplified in a separate force polygon.
- the eccentricity 22 between the central axis 21 of the lateral surface 18 of the eccentric sleeve 17 and the main axis 16 of the pump shaft 3 corresponds to a minimum eccentricity 49, which also determines the minimum delivery volume per revolution of the eccentric pump 1.
- Such eccentric pump 1 can thus be influenced in many areas, for example by the choice of the helix angle 26, the position and size of the adjustment of the eccentric 17 on the eccentric 24, the spring characteristic and bias of the spring element 39, the maximum eccentricity 42 and minimal eccentricity 49.
- Fig. 4 shows a detail of a section through a further embodiment of an eccentric pump 1 according to the invention, in which the frame 15 is formed as a housing 50, the pump shaft 3 is guided in the housing interior 51 and at one end 52 of the pump shaft 3, the eccentric sleeve 17 axially displaceable on the end 52 of the pump shaft forming, flying eccentric pin 24 is mounted axially displaceable.
- Fig. 4 shows the eccentric sleeve 17 in the starting position 41, in which this is biased by a plurality of compression springs 40 against an end 52 of the eccentric pin 24 fixed end plate 53.
- the outside of the housing 50 lying part of the pump shaft 3 has a shaft bore 54 with a keyway 55, whereby the pump shaft can be easily connected to a drive motor, not shown.
- the pump shaft 3 is mounted by means of rolling bearings 56 in the form of radial ball bearings 57 in the housing 50 and the housing interior 51 sealed by shaft seals 58 from the environment.
- a plurality of pump elements 6 are fixed on a pitch circle relative to the main axis 16 of the pump shaft 3, which have radially displaceable displacement elements 6 in the form of pump piston 7.
- the operation of the pump elements 5 has already been based on Fig. 1 described and will not be repeated at this point.
- the eccentric sleeve 17 has a cylindrical roller bearing 59 whose outer ring 60 forms the lateral surface 18 of the eccentric sleeve.
- this rotatable roller bearing of the outer ring 60 of this does not perform as the eccentric sleeve 17 is an eccentric rotation with respect to the main axis 16 but performs when the rolling friction between Outer ring and inner ring is neglected a circular translation with respect to the main axis 16, wherein the diameter of this circular motion is twice the eccentricity 22.
- the anti-rotation 27 between the eccentric sleeve 17 and the eccentric pin 24 is again formed by a keyway 28.
- the suction line 9 for a pump element 5 arranged above the liquid level comprises a suction tube 62 which is guided below the liquid level 63.
- the functioning of in Fig. 4 shown eccentric 1 corresponds to the basis of the Fig. 3a and Fig. 3b described operation and will not be described in detail to avoid repetition.
- the pump elements 5 may be arranged on a pitch circle with respect to the main axis 16 and in order to achieve the lowest possible pressure fluctuations at the high pressure port 12, merged into a common port and distributed uniformly over the circumference of the pitch circle.
- 4 to 9 pump elements 5 may be assigned to an eccentric sleeve 17 and form a so-called cylinder star 64 by their star-shaped arrangement.
- Fig. 5 shows as an example of the use of an eccentric pump 1 according to the invention a recovery device 65, comprising a Bergeschere 66 or a Bergespreizer and a hydraulic system 67 with the eccentric pump 1 according to the invention and a hydraulic control 68 for controlling the flow of fluid to or from the Bergeschere 66.
- the Bergeschere 66 includes a fluid operated motor 69 in the form of a hydraulic cylinder 70 which converts the flow of hydraulic fluid into movements of the recovery tools.
- the provision of the pressure medium flow is effected by an eccentric pump 1, in which the pump shaft 3 has a plurality of, in the illustrated embodiment, three eccentric pins 24, each of which a plurality of pump elements 5 comprehensive cylinder star 64 is assigned.
- the pressure lines 11 of the pump elements 5 each of a cylinder star 64 are combined to form a common high-pressure port 12.
- the three cylinder stars 64 thus provide three high-pressure connections, one of which is connected to the consumer in the form of the mountain shear 66 by the hydraulic control 68 and two additional high-pressure connections 12 ', 12 "are available for additional consumers 5 are connected by suction pipes 62 to the pressure medium supply 71 contained in the housing 50.
- the hydraulic system comprises a pressure limiting valve 72.
- the drive of the pump shaft 3 is effected by a drive device 73, which is indicated only symbolically, for example in the form of a the electric motor.
- Fig. 4 is still shown the possibility of driving by means of a drive device 73 driven pump shaft 3 by means of a toothed belt drive 74 one or more further pump shafts, not shown, whereby a plurality of eccentric pump units can be operated with only one drive motor and separate consumers for several hydraulic circuits are available.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Exzenterpumpe, wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben.The invention relates to an eccentric pump, as described in the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Verdrängerpumpen, insbesondere Radialkolbenpumpen bekannt, bei denen das Fördervolumen durch eine verstellbare Exzentrizität eines Exzenterelements der Radialkolbenpumpe aktiv beeinflussbar ist. Aus der Patentschrift
Da die mit den Pumpenkolben zusammenwirkende von der Mantelfläche des Zylinderkörpers gebildete Gleitfläche schräg zu den Kolbenachsen steht, wirken auf die Pumpenkolben nicht nur Kräfte in Richtung der Kolbenachsen, sondern auch von den axialen Kraftkomponenten bewirkte Querkräfte, die zusätzlich bei der Umdrehung der Exzenterwelle in ihrer Wirkrichtung hin- und herwechseln. Durch diese ständig wechselnden Querkräfte, sind die Kolben der Pumpenelemente hohen Belastungen ausgesetzt, wodurch diese entweder schnell verschleißen oder aufwendig und teuer an diese Belastungen angepasst ausgeführt sein müssen.Since the co-operating with the pump piston formed by the lateral surface of the cylinder body sliding surface is oblique to the piston axes acting on the pump piston not only forces in the direction of the piston axes, but also by the axial force components caused transverse forces, in addition to the rotation of the eccentric shaft in its direction of action switch back and forth. These constantly changing shear forces, the pistons of the pump elements are exposed to high loads, causing them either wear out quickly or must be designed consuming and expensive adapted to these loads.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verdrängerpumpe bereit zu stellen, die bei veränderlichen Systemdrucken weitgehend gleich bleibenden Leistungsbedarf besitzt, also gewissermaßen selbstregelnd ist und trotzdem mit einfach ausgeführten, kostengünstigen Pumpenelementen ausgestattet werden kann, ohne dass diese übermäßig beansprucht werden.The object of the invention is to provide a positive displacement pump, which has largely constant power requirement with variable system pressures, so to speak is self-regulating and yet can be equipped with simple running, inexpensive pump elements without being over-stressed.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruches 1 gelöst, wonach der eine Exzenterhülse tragende Pumpenwellenabschnitt als schräger Exzenterzapfen mit einer zur Hauptachse der Pumpenwelle in einem Schrägungswinkel verlaufenden Exzenterzapfenachse ausgebildet ist und die auf dem Exzenterzapfen geführte Exzenterhülse eine zylindrische Mantelfläche aufweist, deren Erzeugenden parallel zur Hauptachse verlaufen.The object of the invention is achieved by the features of the characterizing part of claim 1, according to which the eccentric sleeve bearing pump shaft portion is formed as an oblique eccentric pin with a main axis of the pump shaft extending in a helix angle eccentric pin axis and guided on the eccentric eccentric sleeve has a cylindrical outer surface whose Generating parallel to the main axis.
Durch den schräg verlaufenden Exzenterzapfen wird die veränderliche Exzentrizität der Exzenterhülse, und damit das veränderliche Fördervolumen der Pumpenelemente bewirkt; durch die zylindrische Mantelfläche, deren Erzeugenden parallel zur Hauptachse der Pumpenwelle verlaufen, werden an der Kontaktstelle zwischen den Pumpenkolben und der Mantelfläche in Bezug auf die Exzenterhülse axiale Kraftkomponenten nur in Form von Reibungskräften während einer axialen Verstellung der Exzenterhülse auf den Exzenterzapfen ausgeübt. Die auf die Pumpenkolben einwirkenden Querkräfte sind dadurch wesentlich geringer als im Stand der Technik und weitgehend vernachlässigbar, wodurch einfach aufgebaute und dadurch kostengünstige Pumpenelemente bei einer derartigen Verdrängerpumpe eingesetzt werden können, ohne dass diese übermäßigen Beanspruchungen und dadurch bewirktem Verschleiß unterliegen.Due to the oblique eccentric pin is the variable eccentricity of the eccentric sleeve, and thus causes the variable delivery volume of the pump elements; through the cylindrical surface, whose generatrices extend parallel to the main axis of the pump shaft, axial force components are exerted on the eccentric sleeve at the contact point between the pump piston and the lateral surface with respect to the eccentric sleeve only in the form of frictional forces during an axial displacement of the eccentric sleeve on the eccentric pin. The transverse forces acting on the pump piston are thereby substantially lower than in the prior art and largely negligible, whereby simply constructed and thus inexpensive pump elements can be used in such a positive displacement pump, without these being subject to excessive stresses and thereby caused wear.
Durch den Schrägungswinkel des Exzenterzapfens wirkt auf die mit der angetriebenen Pumpenwelle rotierende Exzenterhülse neben der von dem Federelement ausgeübten Kraft auch eine Fliehkraft, die die Exzenterhülse in Richtung größerer Exzentrizität treiben möchte und daher die Federkraft unterstützt. Lediglich bei der Stellung, bei der der Schwerpunkt der Exzenterhülse exakt in die Hauptachse der Pumpenwelle zu liegen kommt, verschwindet die Fliehkraft und die durch diese bewirkte Kraftkomponente in Richtung zunehmender Exzentrizität. Abhängig von der Lage der Exzenterzapfenachse bezüglich der Hauptachse der Pumpenwelle und dem auf dem Exzenterzapfenachse möglichen Verstellweg für die Exzenterhülse kann eine derartige Exzenterpumpe daher das Fördervolumen selbsttätig und in Abhängigkeit von dem anliegenden Systemdruck selbsttätig einregeln, wodurch ein weitgehend gleich bleibendes Leistungsniveau des Pumpenantriebs gegeben ist. Die relative Lage der Exzenterzapfenachse bezüglich der Hauptachse der Pumpenwelle kann dabei auch windschief sein, wenn die mit dem Exzenterzapfen zusammenwirkende Bohrung in der Exzenterhülse so verläuft, dass die Erzeugenden der Mantelfläche der Exzenterhülse parallel zur Hauptachse der Pumpenwelle verlaufen.By the helix angle of the eccentric pin acts on the rotating with the driven pump shaft eccentric sleeve in addition to the force exerted by the spring force and a centrifugal force that wants to drive the eccentric sleeve in the direction of greater eccentricity and therefore supports the spring force. Only in the position in which the center of gravity of the eccentric sleeve comes to lie exactly in the main axis of the pump shaft, the centrifugal force and caused by this force component disappears in the direction of increasing eccentricity. Depending on the position of the eccentric pin axis with respect to the main axis of the pump shaft and the adjustment path for the eccentric sleeve which is possible on the eccentric pin axis, such an eccentric pump can therefore adjust the delivery volume automatically and in dependence adjust automatically from the applied system pressure, whereby a largely constant level of performance of the pump drive is given. The relative position of the eccentric pin axis with respect to the main axis of the pump shaft can also be skewed when cooperating with the eccentric hole in the eccentric sleeve extends so that the generatrix of the outer surface of the eccentric sleeve parallel to the main axis of the pump shaft.
Für die Konstruktion und Fertigung einer derartigen Exzenterpumpe ist es von Vorteil, wenn die Exzenterzapfenachse die Hauptachse schneidet. Weiters auch, wenn eine Mittelachse der Mantelfläche die Exzenterzapfenachse schneidet. Dadurch werden einfache geometrische Verhältnisse erzielt und die Einflüsse der Geometrie auf das dynamische Verhalten während des Betriebes können leichter abgeschätzt werden.For the design and manufacture of such eccentric pump, it is advantageous if the eccentric pin axis intersects the main axis. Furthermore, even if a central axis of the lateral surface intersects the eccentric pin axis. As a result, simple geometrical relationships are achieved and the influences of the geometry on the dynamic behavior during operation can be estimated more easily.
Obwohl der Exzenterzapfen einen beliebigen, über seine Länge konstanten Querschnitt aufweisen kann, ist es von Vorteil und für die Fertigung einfacher, wenn die Mantelfläche des Exzenterzapfens als Kreiszylinderfläche mit der Exzenterzapfenachse als Kreiszylinderachse ausgebildet ist.Although the eccentric pin can have any cross-section which is constant over its length, it is advantageous and simpler for manufacture if the lateral surface of the eccentric pin is designed as a circular cylinder surface with the eccentric pin axis as a circular cylinder axis.
Das auf die Exzenterhülse am Pumpenwellenabschnitt axial einwirkende Federelement ist vorteilhaft durch eine sich an der Pumpenwelle abstützende Druckfeder oder Zugfeder gebildet. Derartige Federelemente sind in großer Auswahl leicht erhältlich und kann dadurch das dynamische Verhalten der Exzenterhülse durch die Wahl der Federrate des Federelements einfach angepasst werden. Dabei ist es möglich, dass ein Federelement vorgesehen ist, das den Exzenterzapfen konzentrisch umschließt, und auf diesem geführt ist; ebenso ist es möglich, dass mehrere Federelemente vorgesehen sind, die an der Exzenterhülse auf einem Teilkreis verteilt außerhalb des Exzenterzapfens angreifen.The spring element acting axially on the eccentric sleeve on the pump shaft section is advantageously formed by a compression spring or tension spring which is supported on the pump shaft. Such spring elements are readily available in a wide range and can thus be easily adapted by the choice of the spring rate of the spring element, the dynamic behavior of the eccentric sleeve. It is possible that a spring element is provided which surrounds the eccentric pin concentric, and is guided on this; It is also possible that a plurality of spring elements are provided which engage distributed on the eccentric sleeve on a pitch circle outside of the eccentric pin.
Um gewisse Betriebszustände der Exzenterpumpe vorzubestimmen oder ausschließen zu können, ist es von Vorteil, wenn die axiale Verschiebbarkeit der Exzenterhülse auf dem Exzenterzapfen zumindest nach einer Richtung durch ein Anschlagelement beschränkt ist und dadurch eine Ausgangsstellung oder Ausgangsposition definiert ist. Eine Wegbegrenzung der Exzenterhülse auf dem Exzenterzapfen kann beispielsweise durch die Form der Pumpenwelle erfolgen, also in dem die Pumpenwelle selbst ein Anschlagelement bildet. Ebenso kann der Verstellweg durch ein Pumpengehäuse begrenzt sein, weiters kann der Verstellweg auch einstellbar sein, in dem das Anschlagelement in Form einer Stellschraube ausgebildet ist.In order to be able to predetermine or rule out certain operating states of the eccentric pump, it is advantageous if the axial displaceability of the eccentric sleeve on the eccentric pin is limited at least in one direction by a stop element and thus a starting position or starting position is defined. A travel limit of the eccentric sleeve on the eccentric pin can be done for example by the shape of the pump shaft, ie in which the pump shaft itself forms a stop element. Likewise, the adjustment can be limited by a pump housing, further, the adjustment can also be adjustable, in which the stop element is designed in the form of a set screw.
Ein vorteilhaftes Betriebsverhalten der Exzenterpumpe wird dadurch erzielt, wenn die Exzenterhülse in der Ausgangsposition bei geringem Druckniveau in den Pumpenelementen durch das Federelement gegen das Anschlagelement vorgespannt ist. In der Ausgangsstellung bei niedrigem Gegendruck kann dadurch eine durch die Ausgangsstellung vorbestimmte Exzentrizität und damit ein bestimmtes Fördervolumen der Exzenterpumpe vorgegeben werden, beispielsweise für einen Leerlaufbetrieb der Exzenterpumpe, wenn verbraucherseitig kein erhöhter Druckbedarf besteht. Die Ausgangsstellung kann sowohl einem maximalen Fördervolumen als auch einem minimalen Fördervolumen zugeordnet sein, was vom Einsatzzweck der Exzenterpumpe abhängig ist.An advantageous operating behavior of the eccentric pump is achieved when the eccentric sleeve is biased in the starting position at low pressure level in the pump elements by the spring element against the stop element. In the starting position at low back pressure can be predetermined by the initial position eccentricity and thus a certain delivery volume of the eccentric pump, for example, for idling operation of the eccentric pump when the consumer side there is no increased pressure requirement. The starting position can be assigned both a maximum delivery volume and a minimum delivery volume, which depends on the purpose of the eccentric pump.
Wenn die Mantelfläche der Exzenterhülse in der Ausgangsposition eine Maximalexzentrizität bezüglich der Hauptachse aufweist, ist das Fördervolumen im Leerlauf bei niedrigem Druckniveau in den Pumpelementen maximal und regelt sich wie zuvor beschrieben bei steigendem Systemdruck in Richtung kleineres Fördervolumen, wodurch die Antriebsleistung der Exzenterpumpe weitgehend konstant bleibt. Alternativ dazu wäre auch möglich, dass die Exzenterhülse in der Ausgangsstellung eine Minimalexzentrizität aufweist, und die Bewegung der Exzenterhülse in Richtung zunehmender Exzentrizität durch die auf die Exzenterhülse wirkende Fliehkraft bewirkt wird.If the lateral surface of the eccentric sleeve in the starting position has a maximum eccentricity with respect to the main axis, the delivery volume is at idle at low pressure level in the pumping elements maximum and regulates as described above with increasing system pressure in the direction of smaller displacement, whereby the drive power of the eccentric pump remains largely constant. Alternatively, it would also be possible that the eccentric sleeve has a minimal eccentricity in the starting position, and the movement of the eccentric sleeve in the direction of increasing eccentricity is effected by the centrifugal force acting on the eccentric sleeve.
Wenn die Federrate des Federelements so gewählt ist, dass bei Verschiebung der Exzenterhülse aus der Ausgangsstellung die Zunahme der durch das Federelement ausgeübten Federkraft größer ist als die Abnahme der Axialkomponente, der auf die Exzenterhülse wirkenden Fliehkraft, ist ein stabiles Betriebsverhalten der Exzenterpumpe gewährleistet und es kann bei einem auftretenden verbraucherseitigen Druckanstieg verhindert werden, dass das Fördervolumen der Exzenterpumpe zu stark abgesenkt wird.If the spring rate of the spring element is selected so that upon displacement of the eccentric sleeve from the initial position, the increase in the spring force exerted by the spring force is greater than the decrease in the axial component, acting on the eccentric centrifugal force, a stable operating behavior of the eccentric pump is ensured and it can be prevented at an occurring consumer-side pressure increase, that the delivery volume of the eccentric pump is lowered too much.
Als für das Betriebsverhalten der Exzenterpumpe vorteilhaft hat sich ein Schrägungswinkel zwischen der Hauptachse und der Exzenterzapfenachse aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 3° und einer oberen Grenze von 20° erwiesen. Bei einem Schrägungswinkel von 10° ergibt sich ein vorteilhaftes Ansprechverhalten der Exzenterpumpe bei verbraucherseitigen Druckschwankungen und gleichzeitig eine kompakte Baugröße der Exzenterpumpe.As advantageous for the operating behavior of the eccentric pump, a helix angle between the main axis and the eccentric pin axis has proven to be from a range with a lower limit of 3 ° and an upper limit of 20 °. At a helix angle of 10 ° results in an advantageous response of the eccentric pump at the consumer side Pressure fluctuations and at the same time a compact size of the eccentric pump.
Da im Fall eines kreiszylindrischen Exzenterzapfens eine zusätzliche Verdrehsicherung erforderlich ist, kann diese vorteilhaft durch eine parallel zur Exzenterzapfenachse verlaufende Passfederverbindung gebildet sein. Diese kann mit bewährten Herstellmethoden einfach hergestellt werden und gewährleistet die axiale Verschiebbarkeit der Exzenterhülse auf dem Exzenterzapfen. Im Fall eines unrund ausgeführten Exzenterzapfens, beispielsweise mit einem quadratischen Querschnitt oder einem Polygonquerschnitt kann die Verdrehsicherung entfallen, wobei allerdings die Fertigung des Exzenterzapfens und der damit zusammenwirkenden Bohrung in der Exzenterhülse wieder aufwendiger wird.Since in the case of a circular cylindrical eccentric pin an additional rotation is required, this can be advantageously formed by a parallel to the eccentric pin axis keyway. This can be easily manufactured with proven manufacturing methods and ensures the axial displacement of the eccentric sleeve on the eccentric pin. In the case of a non-circular eccentric pin, for example, with a square cross-section or a polygonal cross-section, the rotation can be omitted, however, the production of the eccentric and cooperating bore in the eccentric sleeve is again consuming.
Bei einer Ausführung der Exzenterpumpe mit Pumpelementen in nur einer Arbeitsebene, also mit nur einem Zylinderstern, kann der Exzenterzapfen montagefreundlich fliegend an einem Ende der Pumpenwelle angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, dass sowohl die Exzenterhülse als auch die Pumpenwelle mit dem Exzenterzapfen jeweils einstückig ausgeführt werden können und nicht zusammengesetzt sein müssen.In an embodiment of the eccentric pump with pumping elements in only one working plane, that is, with only one cylinder star, the eccentric pin can be mounted in an easy-mounting manner at one end of the pump shaft. This makes it possible that both the eccentric sleeve and the pump shaft with the eccentric pin can each be made in one piece and do not have to be composed.
Wenn der Exzenterzapfen an einer kreiszylindrischen Kurbelwange der Kurbelwelle angeordnet ist, insbesondere auf einer zur Hauptachse konzentrischen Kurbelwange, bietet die Stirnfläche der kreiszylindrischen Kurbelwange ausreichend Fläche zur Abstützung der Federelemente und zur Anbringung von Anschlagelementen zur Begrenzung der axialen Verstellmöglichkeit der Exzenterhülse. Weiters bildet eine derartige Kurbelwange eine relativ große Schwungmasse, die für den Gleichlauf einer derartigen Exzenterpumpe vorteilhaft ist.If the eccentric pin is arranged on a circular-cylindrical crank arm of the crankshaft, in particular on a concentric crank axis to the main axis, provides the end face of the circular cylindrical crank arm sufficient surface for supporting the spring elements and for attaching stop elements to limit the axial adjustment of the eccentric sleeve. Furthermore, such a crank arm forms a relatively large flywheel, which is advantageous for the synchronization of such eccentric pump.
Um verschleißfördernde Gleitbewegungen zwischen der Mantelfläche der Exzenterhülse und den Verdrängungselementen der Pumpenelemente möglichst zu verringern, ist es von Vorteil, wenn die Exzenterhülse in zylindrisches Wälzlager aufweist, dessen Außenring die Mantelfläche bildet. Dadurch treten nur geringfügige Gleitbewegungen bei axialer Verstellung der Exzenterhülse sowie durch die translatorische exzentrische Bewegung der Mantelfläche in Form des Außenringes in tangentialer Richtung auf. Der Außenring des Wälzlagers besitzt dabei eine Breite, die größer ist als der axiale Verstellweg der Exzenterhülse. Da in axialer Richtung nur sehr geringe Reibungskräfte wirksam werden, können ohne weiteres auch Nadellager eingebaut werden.In order to reduce wear-promoting sliding movements between the lateral surface of the eccentric sleeve and the displacement elements of the pump elements as much as possible, it is advantageous if the eccentric sleeve has a cylindrical roller bearing whose outer ring forms the lateral surface. As a result, only slight sliding movements occur in the axial adjustment of the eccentric sleeve and by the translational eccentric movement of the lateral surface in the form of the outer ring in the tangential direction. The outer ring of the rolling bearing has a width which is greater than the axial displacement of the eccentric sleeve. Since only very low frictional forces are effective in the axial direction, needle bearings can also be readily installed.
Zur Versorgung mehrerer Verbraucher, kann die Exzenterpumpe auch so ausgebildet sein, dass entlang der Pumpenwelle mehrere Exzenterzapfen, insbesondere drehsymmetrisch bezüglich der Hauptachse angeordnet sind und jedem Exzenterzapfen eine eigene Gruppe von Pumpenelementen, insbesondere ein feststehender, mehrere Pumpenelemente umfassender Zylinderstern zugeordnet ist. Die Druckleitungen der Pumpenelemente jeweils eines Zylindersterns sind zu jeweils einem gemeinsamen Hochdruckanschluss zusammengeführt der zur Versorgung eines Verbrauchers verwendet wird. Durch die mehrfachen Exzenterzapfen und Zylindersterne stehen mehrere getrennte Hochdruckanschlüsse für mehrere Verbraucher zur Verfügung, wobei sich die Fördervolumina der einzelnen Zylindersterne jeweils unabhängig von den anderen an den Betriebszustand des jeweiligen Verbrauchers anpassen können. Somit wird auch ein gemeinsamer Antriebsmotor für mehrere Verbraucher ebenfalls sehr gleichmäßig beansprucht.To supply multiple consumers, the eccentric pump can also be designed so that along the pump shaft a plurality of eccentric, in particular rotationally symmetrical with respect to the main axis are arranged and each eccentric pin own group of pump elements, in particular a fixed, several pump elements comprehensive cylinder star is assigned. The pressure lines of the pump elements in each case one cylinder star are combined in each case to a common high pressure port which is used to supply a consumer. Due to the multiple eccentric and cylinder stars are several separate high-pressure connections for multiple consumers available, with the delivery volumes of the individual cylinder stars can each independently adapt to the operating condition of the respective consumer. Thus, a common drive motor for several consumers is also claimed very evenly.
Zur gleichzeitigen Versorgung mehrerer Verbraucher kann die Exzenterpumpe auch so ausgeführt sein, dass am Gestell zumindest zwei Pumpenwellen mit jeweils zumindest einem Exzenterzapfen, dem jeweils eine eigene Gruppe von Pumpenelementen zugeordnet ist, parallel zueinander angeordnet sind und mittels einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung antreibbar sind. Zwischen den zumindest zwei parallelen Pumpenwellen kann mit einfachen Mitteln, beispielsweise einem Zugmittelgetriebe, insbesondere einem Zahnriementrieb, eine Antriebsverbindung hergestellt werden und es wird nur ein Antriebsmotor benötigt, der aufgrund der Pumpencharakteristik sehr gleichmäßig beansprucht wird.For simultaneous supply of several consumers, the eccentric pump can also be designed so that at least two pump shafts are arranged on the frame at least one eccentric, each associated with its own group of pump elements, parallel to each other and are driven by a common drive device. Between the at least two parallel pump shafts, a drive connection can be produced by simple means, for example a traction mechanism, in particular a toothed belt drive, and only one drive motor is required, which is subjected to very uniform stress due to the pump characteristic.
Um einen verschleißarmen Betrieb einer Exzenterpumpe zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn das Gestell als Gehäuse ausgebildet ist und die Pumpenelemente in dem einen Schmiermittelvorrat enthaltenden Gehäuse angeordnet sind, und die Pumpenwelle das Gehäuse abgedichtet durchsetzt. Das Schmiermittel kann dadurch durch die Bewegungen der Pumpenwelle an die verschleißgefährdeten Kontaktstellen herangeführt werden und insbesondere gleichzeitig das von den Pumpenelementen zu fördernde Druckmittel bilden. Die Pumpenelemente können also direkt aus dem Druckmittelvorrat, der gleichzeitig auch Schmiermittelvorrat ist, innerhalb des Gehäuses ansaugen.In order to ensure a low-wear operation of an eccentric pump, it is advantageous if the frame is designed as a housing and the pump elements are arranged in the housing containing a lubricant reservoir, and the pump shaft passes through the housing sealed. The lubricant can be introduced by the movements of the pump shaft to the wear-prone contact points and in particular at the same time form the pressure medium to be pumped by the pump elements. The pump elements can therefore suck directly from the pressure medium supply, which is also lubricant supply, within the housing.
Die Pumpenelemente der Exzenterpumpe weisen vorteilhaft Federelemente auf, die die Verdrängungselemente radial in Richtung zur Hauptachse gegen die Mantelfläche der Exzenterhülse vorspannen. Die Verdrängungselemente in Form von Kolbenelementen oder Membranelementen können dadurch das Ansaugen von Druckmittel in die Hubräume der Pumpenelemente selbsttätig ausführen, ohne dass dazu Zugkräfte von der Exzenterhülse auf die Verdrängungselemente ausgeübt werden müssen. Daraus ergibt sich ein einfacher Aufbau der Exzenterpumpe.The pump elements of the eccentric pump advantageously have spring elements, which are the displacement elements biasing radially in the direction of the main axis against the lateral surface of the eccentric sleeve. The displacement elements in the form of piston elements or membrane elements can thereby perform the suction of pressure medium in the displacements of the pump elements automatically, without that tensile forces must be exerted by the eccentric sleeve on the displacement elements. This results in a simple construction of the eccentric pump.
Um beim Arbeitstakt der Pumpenelemente einen Druckmittelrückfluss zur Ansaugseite zu verhindern, sind zwischen den Hubräumen in den Pumpenelementen und einem Druckmittelvorrat Saugventile, insbesondere Tellersitzventile, angeordnet. Ebenso sind vorteilhaft zwischen den Hubräumen in den Pumpenelementen und einem Hochdruckanschluss der Exzenterpumpe Druckventile, insbesondere Tellersitzventile angeordnet, wodurch während des Ansaugtaktes ein Rückströmen von Druckmittel von der Hochdruckseite in die Hubräume unterbunden ist.In order to prevent a pressure medium return flow to the suction side during the working cycle of the pump elements, suction valves, in particular plate seat valves, are arranged between the displacements in the pump elements and a pressure medium supply. Likewise advantageously arranged between the displacements in the pump elements and a high-pressure port of the eccentric pressure valves, in particular plate seat valves, which during the intake stroke, a backflow of pressure medium from the high pressure side is prevented in the displacements.
Alternativ dazu kann die Steuerung der Pumpenelemente, d.h. der Druckmittelzufluss oder der Druckmittelabfluss in bzw. aus dem Hubräumen der Pumpenelementen mittels einer Schiebersteuerung erfolgen, was bei niedrigeren Arbeitsdrehzahlen einer Exzenterpumpe sinnvoll sein kann.Alternatively, the control of the pump elements, i. the pressure medium inlet or the pressure medium discharge into or out of the displacements of the pump elements by means of a slide control, which may be useful at lower operating speeds of an eccentric pump.
Zum Erreichen höchster Betriebsdrucke einer derartigen Exzenterpumpe kann diese insbesondere in Form einer Radialkolbenpumpe ausgebildet sein, bei der die Verdrängungselemente als in Pumpenzylindern geführte Pumpenkolben ausgebildet sind. Mit einer derartigen Ausführung können Betriebsdrücke von über 500 bar, beispielsweise 700 bar, problemlos erzeugt werden.In order to achieve the highest operating pressures of such an eccentric pump, it can be designed in particular in the form of a radial piston pump, in which the displacement elements are designed as pump pistons guided in pump cylinders. With such a design operating pressures of over 500 bar, for example, 700 bar, can be easily generated.
Die Erfindung betrifft weiters ein Bergegerät umfassend ein Hydrauliksystem sowie eine von diesem angetriebene Bergeschere oder einen Bergespreizer, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem eine erfindungsgemäße Exzenterpumpe umfasst. Hydraulische Verbraucher, wie Bergescheren oder Bergespreizer, zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Betrieb einerseits bei unbelasteten Werkzeugen schnelle Bewegungen und dadurch große Volumenströme erfordern, andererseits aber ab dem Eingriff der Werkzeuge sehr hohe Betriebsdrücke erfordern, bei denen eine schnelle Werkzeugbewegung und dadurch hohe Volumenströme nicht mehr erforderlich sind. Durch eine erfindungsgemäße Exzenterpumpe als hydraulischer Antrieb für ein derartiges Bergegerät kann der Antriebsmotor für die Exzenterpumpe in allen Arbeitszuständen optimal ausgelastet werden und dadurch ein kostengünstigerer Antriebsmotor eingesetzt werden.The invention further relates to a recovery device comprising a hydraulic system and a mountain scissors or a mountain spreader driven by the latter, characterized in that the hydraulic system comprises an eccentric pump according to the invention. Hydraulic consumers, such as Bergescheren or Bergespreizer, are characterized by the fact that they require on the one hand with unloaded tools fast movements and thus large volume flows, but on the other hand require very high operating pressures from the intervention of the tools, in which a fast tool movement and thus high volume flows Not more are needed. By means of an eccentric pump according to the invention as a hydraulic drive for such a recovery device, the drive motor for the eccentric pump can be optimally utilized in all working states, and thus a more cost-effective drive motor can be used.
Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zum Antreiben eines fluidbetriebenen Motors, wie eines Hydraulikzylinders oder eines Hydraulikmotors, mittels eines Druckmittelstroms, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Druckmittelstrom von einer erfindungsgemäßen Exzenterpumpe bereitgestellt wird. Durch die selbstregelnde Arbeitsweise der Exzenterpumpe befindet sich deren Antriebsmotor in allen Betriebszuständen jeweils im Bereich des optimalen Arbeitspunktes und optimaler Leistung.The invention further relates to a method for driving a fluid-operated motor, such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor, by means of a pressure medium flow, which is characterized in that the pressure medium flow is provided by an eccentric pump according to the invention. Due to the self-regulating operation of the eccentric pump whose drive motor is in all operating conditions in each case in the range of the optimal operating point and optimum performance.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiments illustrated in the drawings.
Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:
- Fig. 1
- eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Exzenterpumpe in Form einer Radialkolbenpumpe;
- Fig.2
- eine Ansicht der Exzenterpumpe gemäß
Fig. 4 in Richtung der Pumpenwellenachse; - Fig. 3a
- eine Darstellung der in einem ersten Betriebszustand auf die Exzenterhülse wirkenden Kräfte;
- Fig. 3b
- eine Darstellung der in einem zweiten Betriebszustand auf die Exzenterhülse wirkenden Kräfte;
- Fig. 4
- einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Exzenterpumpe in Form einer Radialkolbenpumpe;
- Fig. 5
- ein Bergegerät mit einer erfindungsgemäßen Exzenterpumpe.
- Fig. 1
- a sectional view of an eccentric pump according to the invention in the form of a radial piston pump;
- Fig.2
- a view of the eccentric pump according to
Fig. 4 in the direction of the pump shaft axis; - Fig. 3a
- an illustration of the forces acting on the eccentric sleeve in a first operating state forces;
- Fig. 3b
- an illustration of the force acting on the eccentric sleeve in a second operating state forces;
- Fig. 4
- a section through a further embodiment of an eccentric pump according to the invention in the form of a radial piston pump;
- Fig. 5
- a recovery device with an eccentric pump according to the invention.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen, unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische öder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, the revelations contained in the entire description can be mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or the same component names transmitted. Also, the position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these are mutatis mutandis to transfer to a new position to the new situation. Furthermore, individual features or combinations of features from the illustrated and described, different embodiments may represent for themselves, inventive or inventive solutions.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.All statements on ranges of values in the description of the present invention should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. the indication 1 to 10 should be understood to include all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the
In den
Die Pumpenwelle 3 sowie die Pumpenelemente 5; 5' sind ortsfest bezüglich eines Gestelles 15 gelagert, das beispielsweise als Gehäuse ausgebildet ist. Der Begriff Gestell 15 ist in diesem Zusammenhang nicht auf die Bauart bezogen; sondern auf die kinematische Funktion als Bezugssystem, relativ zu welchen sich die Pumpenwelle 3 und Verdrängungselemente 6; 6' der Pumpenelemente 5; 5' bewegen. Die Pumpenwelle 3 wird von einer in
Bei der erfindungsgemäßen Exzenterpumpe 1 ist die Exzentrizität 22 veränderlich, wozu die Exzenterhülse 17 auf einem Pumpenwellenabschnitt 23 axial verstellbar gelagert ist, der als Exzenterzapfen 24 ausgebildet ist, dessen Exzenterzapfenachse 25 einen Schrägungswinkel 26 bezüglich der Hauptachse 16 aufweist. Dieser Schrägungswinkel 26 beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 10 °C, kann doch vorzugsweise aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 3 °C und einer oberen Grenze von 20 °C gewählt sein. Durch den zwischen der Exzenterzapfenachse 25 und der Hauptachse 16 bestehenden Schrägungswinkel 26, bewirkt eine axiale Verschiebung der Exzenterhülse 17 auf dem Exzenterzapfen 24 eine Veränderung der Exzentrizität 22, d. h. der Abstand zwischen der Mittelachse 21 der Mantelfläche 18 und der Hauptachse 16 verändert sich durch die axiale Verschiebung der Exzenterhülse 17. Zur Übertragung des Antriebsmomentes ist zwischen dem Exzenterzapfen 24 und der Exzenterhülse 17 eine Verdrehsicherung 27, im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer Passfederverbindung 28 ausgebildet. Alternativ dazu kann jede Art einer Verdrehsicherung 27 ausgebildet sein, die die axiale Bewegung der Exzenterhülse 17 entlang des Exzenterzapfens 24 zulässt, beispielsweise eine von der Kreisform abweichende Querschnittsfläche 29 des Exzenterzapfens 24 und eine damit verdrehsicher zusammenwirkende Ausnehmung bzw. Bohrung 30 in der Exzenterhülse 17. Der Querschnitt des Exzenterzapfens 24 kann dazu beispielsweise als Keilwellenprofil oder als Polygonprofil ausgebildet sein.In the eccentric pump 1 according to the invention, the
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Exzenterzapfen 24 als Kreiszylinderabschnitt 31 ausgebildet, dessen Kreiszylinderachse 32 die Exzenterzapfenachse 25 bildet. Alternativ dazu kann der Exzenterzapfen 24 auch eckigen, beispielsweise quadratischen Querschnitt aufweisen.In the illustrated embodiment, the
Auch die Mantelfläche 18 der Exzenterhülse 17 kann alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen also beispielsweise oval ausgeführt sein oder Abflachungen aufweisen, wobei die Querschnittsform zur Erzielung einer gewünschten Charakteristik der Exzenterpumpe 1 verwendet werden kann.Also, the
Die Verdrängungselemente 6 in Form von Pumpenkolben 7 sind in Pumpenzylindern 33 geführt und werden durch Kolbenfedern 34 gegen die Mantelfläche 18 der Exzenterhülse 17 oder zumindest in Richtung der Hauptachse 16 gedrückt. Die Kolbenfedern 34 sind dabei so gewählt, dass der Ansaugtakt der Pumpenelemente 5 von den Verdrängungselementen 6 selbsttätig durchgeführt wird. Alternativ zu den Pumpenkolben 7 können als Verdrängungselemente 6, 6' auch Membranelemente eingesetzt werden. Anstelle des Einsatzes von Kolbenfedern 34 für die Pumpenkolben 7 bzw. allgemein von Federelementen für die Verdrängungselemente 6 können die Verdrängungselemente 6 auch durch Zugkräfte den Ansaugtakt ausführen, wenn eine gelenkige, zur Übertragung von Zugkräften geeignete Verbindung zwischen Verdrängungselementen 6 und Exzenterhülse 17 vorgesehen ist. Die Exzenterhülse 17 kann dazu mit einer Außenhülse versehen sein, die nur die translatorische Exzenterbewegung aber nicht die Rotationsbewegung ausführt.The
Der axiale Verstellweg der Exzenterhülse 17 auf dem Exzenterzapfen 24 ist in
Zwischen der Exzenterhülse 17 und der in
Im Betrieb der Exzenterpumpe 1 wirken auf die Exzenterhülse 17 bei Vernachlässigung von Reibungskräften - die von den Pumpenkolben 7 ausgeübten radialen Kolbenkräfte, die vom Federelement 39 ausgeübte axiale Federkraft, eine durch die Exzentrizität des Schwerpunktes der Exzenterhülse 17 bezüglich der Hauptachse 16 verursachte Fliehkraft in radialer Richtung sowie eine zwischen Exzenterzapfen 24 und Exzenterhülse 17 wirkende, in Bezug auf die Exzenterzapfenachse 25 radiale Kontaktkraft.In operation of the eccentric pump 1 acting on the
Das Zusammenspiel der auf die Exzenterhülse 17 wirkenden Kräfte und die Funktion der Exzenterpumpe 1 wird im Folgenden anhand der
In Folge wird der Betriebszustand der Exzenterpumpe 1 betrachtet, bei dem die Kontaktkraft zwischen der Exzenterhülse 17 und dem linken Anschlagelement 35 verschwindet und die Exzenterhülse 17 unmittelbar bevor einer axialen Verschiebung auf dem Exzenterzapfen 24 nach rechts steht. Bei Vernachlässigung von Reibungskräften wirken auf die Exzenterhülse 17 vereinfacht folgende Kräfte:
- 1. eine resultierende Kolbenkraft 43, die direkt proportional zum Systemdruck an
den Hochdruckanschlüssen 12, 12' ist. Dievon den Kolbenfedern 34, 34' verursachten Kräfte können in diesem Zusammenhang vernachlässigt werden, da sie sich zum Großteil gegenseitig aufheben; - 2. eine zwischen
dem Exzenterzapfen 24 und der Bohrung 30der Exzenterhülse 17übertragene Kontaktkraft 44, die etwa rechtwinklig auf dieExzenterzapfenachse 25 orientiert ist; - 3. eine
vereinfacht im Schwerpunkt 45der Exzenterhülse 17angreifende Fliehkraft 46, die etwa rechtwinklig zur Mittelachse 21der Exzenterhülse 17 orientiert ist; und - 4. eine vom Federelement 39
ausgeübte Federkraft 47, dieparallel zur Exzenterzapfenachse 25 orientiert ist.
- 1. a resulting
piston force 43, which is directly proportional to the system pressure at thehigh pressure ports 12, 12 '. The forces caused by the piston springs 34, 34 'can be neglected in this context, since they largely cancel each other out; - 2. a transmitted between the
eccentric pin 24 and thebore 30 of theeccentric sleeve 17contact force 44 which is oriented approximately at right angles to theeccentric pin axis 25; - 3. a simplified in the center of
gravity 45 of theeccentric sleeve 17 engagingcentrifugal force 46, which is oriented approximately at right angles to thecentral axis 21 of theeccentric sleeve 17; and - 4. a force exerted by the spring element 39
spring force 47, which is oriented parallel to theeccentric pin axis 25.
In diesem Betriebszustand wird die bzgl. der Exzenterzapfenachse 25 axial wirkende Komponente der Kolbenkraft 43 ausgeglichen durch die entgegengesetzt wirkenden axialen Komponenten der Fliehkraft 46 und der Federkraft 47. Das entsprechende Kräftepolygon ist in
Erfolgt nun eine Druckerhöhung an den Hochdruckanschlüssen 12, 12' ist einleuchtend, dass dadurch auch die resultierende Kolbenkraft 43, die auf die Mantelfläche 18 der Exzenterhülse 17 einwirkt, ansteigt und die bzgl. der Exzenterzapfenachse 25 axiale Komponente der Kolbenkraft 43 eine Verschiebung der Exzenterhülse 17 nach rechts bewirkt, bis die Erhöhung der axialen Komponente der Kolbenkraft 43 durch eine von der axialen Verschiebung bewirkten Erhöhung der Federkraft 47 ausgeglichen ist und sich ein neuer Gleichgewichtszustand mit einer gegenüber der Ausgangsposition 41 nach rechts verschobenen Exzenterhülse 17 einstellt.If now an increase in pressure at the
Durch diese Verschiebung der Exzenterhülse 17 entlang des schrägen Exzenterzapfens 24 verringert sich die Exzentrizität 22 und damit auch der Hub der Pumpenkolben 7 wodurch sich das Fördervolumen der Exzenterpumpe 1 bei konstant angenommener Antriebsdrehzahl verringert gegenüber dem Fördervolumen in der Ausgangsposition 41 der Exzenterhülse 17. In der beschriebenen neuen Gleichgewichtsstellung ist gegenüber der Ausgangsstellung 41, der von der Exzenterpumpe 1 zu liefernde Systemdruck höher, dafür aber auch der Volumenstrom geringer, wodurch die für die Exzenterpumpe 1 erforderliche Antriebsleistung weitgehend konstant bleibt, da diese proportional dem Produkt aus Systemdruck und Volumenstrom ist und sich deren Veränderungen gegenseitig aufheben. Eine Erhöhung des Systemdrucks an den Hochdruckanschlüssen 12 bewirkt also eine Verschiebung der Exzenterhülse 17 in Richtung geringere Exzentrizität 22 also im dargestellten Ausführungsbeispiel nach rechts und im Gegenzug bewirkt eine Verringerung des Systemdrucks 12 an den Hochdruckanschlüssen 12 eine Verschiebung der Exzenterhülse 17 in Richtung zunehmender Exzentrizität d. h. im dargestellten Ausführungsbeispiel nach links und zwar durch die Federkraft 47 des Federelements 39. Theoretisch würde ein unbegrenzt ansteigender Druck an den Hochdruckanschlüssen 12 aufgrund der ständig zunehmenden Kolbenkraft 43 eine Verschiebung der Exzenterhülse 17 so weit nach rechts verursachen, bis die Exzentrizität 22 verschwindet und der Volumenstrom der Exzenterpumpe 1 gegen null geht. Da ein derartiger Betriebszustand in der Praxis unerwünscht ist, ist der Verstellweg der Exzenterhülse am Exzenterzapfen 24 durch ein zweites Anschlagelement 36 nach rechts begrenzt.By this displacement of the
In
In dieser Endposition 48 entspricht die Exzentrizität 22 zwischen der Mittelachse 21 der Mantelfläche 18 der Exzenterhülse 17 und der Hauptachse 16 der Pumpenwelle 3 einer Minimalexzentrizität 49, die auch das minimale Fördervolumen je Umdrehung der Exzenterpumpe 1 festlegt.In this
Das Betriebsverhalten einer derartigen Exzenterpumpe 1 kann somit in weiten Bereichen beeinflusst werden, beispielsweise durch die Wahl des Schrägungswinkels 26, die Lage und die Größe des Verstellweges der Exzenterhülse 17 auf dem Exzenterzapfen 24, die Federkennlinie und Vorspannung des Federelements 39, die maximale Exzentrizität 42 und minimale Exzentrizität 49.The operating behavior of such eccentric pump 1 can thus be influenced in many areas, for example by the choice of the
An der Innenseite des Gehäuses 50 sind auf einem Teilkreis bezüglich der Hauptachse 16 der Pumpenwelle 3 mehrere Pumpenelemente 6 befestigt, die in radialer Richtung betätigbare Verdrängungselemente 6 in Form von Pumpenkolben 7 aufweisen. Die Funktionsweise der Pumpenelemente 5 wurde bereits anhand von
Um den Verschleiß durch das Gleiten zwischen der Mantelfläche 18 der Exzenterhülse 17 und den Pumpenkolben 7 zu verringern, weist die Exzenterhülse 17 ein zylindrisches Wälzlager 59 auf, dessen Außenring 60 die Mantelfläche 18 der Exzenterhülse bildet. Durch diese drehbare Wälzlagerung des Außenrings 60 führt dieser nicht wie die Exzenterhülse 17 eine exzentrische Rotation bezüglich der Hauptachse 16 aus sondern führt, wenn die Rollreibung zwischen Außenring und Innenring vernachlässigt wird eine kreisförmige Translation bezüglich der Hauptachse 16 aus, wobei der Durchmesser dieser Kreisbewegung dem Doppelten der Exzentrizität 22 entspricht. Die Verdrehsicherung 27 zwischen der Exzenterhülse 17 und dem Exzenterzapfen 24 ist wieder durch eine Passfederverbindung 28 gebildet.In order to reduce the wear caused by the sliding between the
Die von den Hubräumen 8 in den Pumpenelementen 5 wegführenden Druckleitungen 11 sind durch entsprechende Bohrungen 61 gebildet und sind zu einem gemeinsamen Hochdruckanschluss zur Versorgung eines Verbrauchers zusammengeführt, während die Saugleitungen 9 im Gehäuseinneren 51 enden, in dem sich ein ausreichender Druckmittelvorrat befindet, wodurch das Gehäuse 50 die Funktion eines Tanks in einem offenen Hydraulikkreislauf erfüllt. Wie in
Die Funktionsweise der in
In
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Exzenterpumpe 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch die gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.The embodiments show possible embodiments of the eccentric pump 1, wherein it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this possibility of variation due to the teaching of technical action the subject invention is within the skill of those skilled in the art. So are all conceivable embodiments, which are possible by combinations of individual details of the illustrated and described embodiments, of the scope of protection.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Exzenterpumpe diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that in order to better understand the design of the eccentric pump, these or their components have been shown partly out of scale and / or enlarged and / or reduced in size.
Vor allem können die einzelnen in den
- 11
- ExzenterpumpeEccentric pump
- 22
- RadialkolbenpumpeRadial piston pump
- 33
- Pumpenwellepump shaft
- 44
- Exzenterwelleeccentric shaft
- 55
- Pumpenelementpump element
- 66
- Verdrängungselementdisplacement element
- 77
- Pumpenkolbenpump pistons
- 88th
- Hubraumcapacity
- 99
- Saugleitungsuction
- 1010
- DruckmittelvorratPressure fluid supply
- 1111
- Druckleitungpressure line
- 1212
- HochdruckanschlussHigh pressure port
- 1313
- Saugventilsuction
- 1414
- Druckventilpressure valve
- 1515
- Gestellframe
- 1616
- Hauptachsemain axis
- 1717
- Exzenterhülseeccentric
- 1818
- Mantelflächelateral surface
- 1919
- KreiszylinderflächeCircular cylindrical surface
- 2020
- Erzeugendegenerating
- 2121
- Mittelachsecentral axis
- 2222
- Exzentrizitäteccentricity
- 2323
- PumpenwellenabschnittPump shaft section
- 2424
- Exzenterzapfeneccentric
- 2525
- Exzenterzapfenachseeccentric pin
- 2626
- Schrägungswinkelhelix angle
- 2727
- Verdrehsicherungtwist
- 2828
- PassfederverbindungKey Connection
- 2929
- QuerschnittsflächeCross sectional area
- 3030
- Bohrungdrilling
- 3131
- KreiszylinderabschnittCircular cylindrical section
- 3232
- KreiszylinderachseCircular cylinder axis
- 3333
- Pumpenzylinderpump cylinder
- 3434
- Kolbenfederpiston spring
- 3535
- Anschlagelementstop element
- 3636
- Anschlagelementstop element
- 3737
- Schraubenelementscrew element
- 3838
- Kurbelwangecrank web
- 3939
- Federelementspring element
- 4040
- Druckfedercompression spring
- 4141
- Ausgangspositionstarting position
- 4242
- MaximalexzentrizitätMaximalexzentrizität
- 4343
- Kolbenkraftpiston force
- 4444
- Kontaktkraftcontact force
- 4545
- Schwerpunktmain emphasis
- 4646
- Fliehkraftcentrifugal
- 4747
- Federkraftspring force
- 4848
- Endpositionend position
- 4949
- MinimalexzentrizitätMinimalexzentrizität
- 5050
- Gehäusecasing
- 5151
- Gehäuseinnereshousing interior
- 5252
- EndeThe End
- 5353
- Stirnscheibeend disk
- 5454
- Wellenbohrungshaft bore
- 5555
- Passfedernutkeyway
- 5656
- Wälzlagerroller bearing
- 5757
- RadialkugellagerRadial ball bearings
- 5858
- Wellendichtungshaft seal
- 5959
- Wälzlagerroller bearing
- 6060
- Außenringouter ring
- 6161
- Bohrungdrilling
- 6262
- Saugrohrsuction tube
- 6363
- Flüssigkeitsstandliquid Level
- 6464
- Zylindersterncylinder radial
- 6565
- Bergegerätrecovery equipment
- 6666
- Bergescheremountains scissors
- 6767
- Hydrauliksystemhydraulic system
- 6868
- Hydrauliksteuerunghydraulic control
- 6969
- Motorengine
- 7070
- Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
- 7171
- DruckmittelvorratPressure fluid supply
- 7272
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 7373
- Antriebsvorrichtungdriving device
- 7474
- Zahnriementriebtoothed belt drive
Claims (21)
- Eccentric pump (1) comprising a frame (15), a pump shaft (3) which can be driven by means of a driving device (73) and is mounted to be rotatable about a main axis (16) that is stationary relative to the frame (15), an eccentric sleeve (17) which is mounted in an axially movable manner on a pump shaft section (23), an anti-rotation element (27) which is effective between the pump shaft section (23) and eccentric sleeve (17), several pump elements (5) which are stationary relative to the frame (15) and are provided with displacement elements (6) that can be moved in a radial direction relative to the main axis (16) and act on a fluid contained in swept volumes (8) of the pump elements (5), and are moved against a fluid pressure by an external surface (18) of the eccentric sleeve (17), and at least one spring element (39) provided in the form of a compression spring (40) or tension spring supported on the pump shaft (3) which acts on the eccentric sleeve (17) in an axial direction, and the axial displacement of the eccentric sleeve (17) against the force of the spring element (39) is caused by the forces expended by the displacement elements (6) on the eccentric sleeve (17), and the eccentric sleeve (17) is pretensioned in the start position (41) by the spring element (39) against a stop element (35), and the external surface (18) of the eccentric sleeve (17) in the start position (41) has a maximum eccentricity (42) with respect to the main axis (16), characterised in that the pump shaft section (23) is designed as an inclined eccentric pin (24) that has an eccentric pin axis (25) which extends at an oblique angle (26) from the main axis (16), and the eccentric sleeve (17) guided on the eccentric pin (24) has a cylindrical external surface (18), the generatrices (20) of which extend parallel to the main axis (16), and the at least one spring element (39) is oriented parallel to the eccentric pin axis (25).
- Eccentric pump (1) as claimed in claim 1, characterised in that the eccentric pin axis (25) intersects the main axis (16).
- Eccentric pump (1) as claimed in claim 1 or 2, characterised in that a central axis (21) of the external surface (18) intersects the eccentric pin axis (25).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 3, characterised in that the eccentric pin (24) is designed as a circular cylinder section (31) with the eccentric pin axis (25) as a circular cylinder axis (32).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 4, characterised in that the spring detent of the spring element (39) is selected so that on displacing the eccentric sleeve (17) from the start position (41), the increase in the spring force (47) exerted by the spring element (39) is greater than the reduction of the axial component of centrifugal force (46) acting on the eccentric sleeve (17).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 5, characterised in that the angle of inclination (26) between the main axis (16) and eccentric pin axis (25) is selected from a range with a lower limit of 3° and an upper limit of 20°.
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 6, characterised in that the anti-rotation element (27) is formed by a featherkey connection (28) running parallel to the eccentric pin axis (25).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 7, characterised in that eccentric pin (24) is arranged to overhang on one end (52) of the pump shaft (3).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 8, characterised in that eccentric pin (24) is arranged on a circular cylinder crank cheek (38) of the pump shaft (3).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 9, characterised in that the eccentric sleeve (17) comprises a cylindrical roller bearing (59), the external ring (60) of which forms the external surface (18).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 10, characterised in that along the pump shaft (3) several eccentric pins (24) are arranged, in particular rotationally symmetrically with respect to the main axis (16), and each eccentric pin (24) is assigned its own group of pump elements (5), in particular a fixed cylinder star (64) comprising several pump elements (5).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 11, characterised in that on the frame (15) at least two pump shafts (3), each with at least one eccentric pin (24), to which respectively a separate group of pump elements (5) is assigned, are arranged parallel to one another and can be driven by means of a common drive device (73).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 12, characterised in that the frame (15) is designed as a housing (50), and the pump elements (5) are arranged in the housing (50) containing a lubricant supply and the pump shaft (3) passes through the housing (50) in a sealed manner.
- Eccentric pump (1) as claimed in claim 13, characterised in that the lubricant supply is formed by the pressure medium to be conveyed.
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 14, characterised in that the pump elements (5) comprise spring elements, for example piston springs (34), which pretension the displacement elements (6) radially in the direction of the main axis (16) against the external surface (18) of the eccentric sleeve (17).
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 15, characterised in that between the displacement spaces (8) in the pump elements (5) and a pressure medium supply (10) suction valves (13), in particular disc bearing valves, are arranged.
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims I to 16, characterised in that between the displacement spaces (8) in the pump elements (5) and a high-pressure connection (12) of the eccentric pump (1) pressure valves (14), in particular disc bearing valves, are arranged.
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 16, characterised in that the pressure medium inflow or the pressure medium outflow is controlled in or out of the displacement spaces (8) of the pump elements (5) by means of a gate control.
- Eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 18, characterised in that the displacement elements (6) are designed as pump pistons (7) guided in pump cylinders (33).
- Method for driving a fluid-driven motor (69), such as a hydraulic cylinder (70) or hydraulic motor by means of a pressure medium flow, characterised in that the pressure medium flow is provided by an eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 19.
- Salvage device (65), comprising a hydraulic system (67) and salvage cutters (66) driven by the latter or a salvage spreader, characterised in that the hydraulic system (67) comprises an eccentric pump (1) as claimed in one of claims 1 to 19.
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Families Citing this family (9)
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DE102017214593A1 (en) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | Robert Bosch Gmbh | Piston pump unit for a hydraulic power-operated vehicle brake system |
EP4127479A1 (en) | 2020-03-30 | 2023-02-08 | Hypertherm, Inc. | Cylinder for a liquid jet pump with multi-functional interfacing longitudinal ends |
DE102020114915B4 (en) * | 2020-06-04 | 2022-04-21 | Reichhardt Gmbh Steuerungstechnik | Device for mounting a carrying arm moving an excavation tool on a harvesting machine |
CN114576309B (en) * | 2022-03-02 | 2023-08-18 | 安徽智泓净化科技股份有限公司 | Eccentric booster pump with adjustable angle |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2680412A (en) * | 1950-08-08 | 1954-06-08 | John E Entwistle | Variable volume variable pressure pump |
US3073418A (en) * | 1958-07-23 | 1963-01-15 | Fred Tex Machine Inc | Constant tension hydraulic brake |
US3073178A (en) * | 1959-03-13 | 1963-01-15 | Gen Motors Corp | Adjustable eccentric drive devices |
US3119280A (en) * | 1961-03-03 | 1964-01-28 | Chemical Flow Controls Inc | Reciprocating pump |
US4041800A (en) * | 1975-04-07 | 1977-08-16 | Nikkiso Co., Ltd. | Stroke length adjusting devices |
EP0272128A3 (en) * | 1986-12-17 | 1989-07-12 | DUTSCHKE, Reginald Vernon | Adjustable throw eccentric drives |
DE4122486A1 (en) * | 1991-07-06 | 1993-01-07 | Teves Gmbh Alfred | DRIVE UNIT, ESPECIALLY MOTOR-PUMP UNIT FOR SLIP-CONTROLLED BRAKE SYSTEMS |
US5477680A (en) * | 1994-09-13 | 1995-12-26 | Burndy Corporation | Motor driven hydraulic tool with variable displacement hydraulic pump |
DE19635458A1 (en) | 1996-08-31 | 1998-03-05 | Tiefbohrtechnik Gmbh Tbt | Membrane pump |
AT3212U1 (en) | 1998-05-22 | 1999-11-25 | Weber Hydraulik Gmbh | RADIAL PISTON PUMP |
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