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Pumpe mit sternförmig angeordneten Kolben Die Erfindung betrifft Pumpen,
insbesondere mit sternförmig angeordneten, mittels eines Exzenters betätigten Kolben
in solcher Bauart, daß ein sehr günstiger Pumpenwirkungsgrad bei hoher Pumpendrehzahl
erreicht wird und daß in wirksamer Weise das von jedem Kolben geförderte Druckmittel
gesammelt werden kann.
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Die Erfindung geht aus von einer Pumpe mit sternförmig angeordneten
Kolben, welche sich zusammensetzt aus einem ersten, z. B. äußeren Pumpenkörperteil,
welcher eine Öffnung am einen Ende und wenigstens zwei Ventilbohrungen aufweist,
deren Achsen unter rechten Winkeln zu dieser Öffnung verlaufen, aus einem zweiten,
z. B. inneren Pumpenkörperteil, welcher so am anderen Pumpenkörperteil sitzt, daß
er diese Öffnung überdeckt, wobei der zweite Pumpenkörperteil eine Arbeitsmitteldruckauslaßöffnung
aufweist, aus einer Pumpenwelle, welche drehbar in wenigstens einem der Pumpenkörperteile
gehalten wird und einen Nocken oder Exzenter trägt, aus Pumpen- und Ventileinrichtungen,
welche in den Ventilbohrungen angeordnet und radial zur Welle vorgesehen sind und
welche durch den Nocken oder Exzenter betätigt werden, um das Arbeitsmittel aus
dem Innern des ersten Pumpenkörperteils nach Ausgaberäumen an der, radial gesehen,
Außenseite der innerhalb der Ventilbohrungen sitzenden Pumpen- und Ventileinrichtungen
zu fördern, und aus wenigstens einem Verbindungsdurchlaß für jede der Ventilbohrungen.
Dabei sind die Verbindungsdurchlässe irn ersten Pumpenkörperteil angeordnet und
stellen eine Verbindung zwischen wenigstens einem der Ausgaberäume und der ersten
Auslaßöffnung her.
Einer der Pumpenkörperteile weist eine Einlaßbohrung
auf, welche in das Innere des äußeren Pumpenkörperteils führt. Das Hauptmerkmal
der Erfindung besteht darin, daß jede dieser Pumpen-und Ventileinrichtungen, welche
mit der ringförmigen Arbeitsmittelkammer verbunden sind, sich zusammensetzt aus
einem ringförmigen Schulterteil in der Ventilbohrung, aus einer Führungspatrone,
welche einen Pumpenzylinder aufweist und mit einem verbreiterten Kopf versehen ist,
aus einer ersten ringförmigen Dichtung, die zwischen dem Kopf und dem Schulterteil
angeordnet ist, aus einem Stöpsel, welcher das äußere Ende der Bohrung verschließt,
wobei der Stöpsel mit der Führungspatrone zusammenwirkt und sie gegen den Schulterteil
preßt, und aus einer weiteren ringförmigen Dichtung, welche das innere Ende des
Stöpsels umgibt und vom ersten Dichtungsring mit Abstand vorgesehen ist, derart,
daß zwischen ihnen der Auslaßraum gebildet wird, welcher in Verbindung mit dem Verbindungsdurchlaß
steht.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung soll diese nunmehr an Hand
der sie beispielsweise erläuternden Zeichnung ausführlicher beschrieben werden,
und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Pumpe
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Schnittlinie II-11 in Fig. i,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Schnittlinie III-111 1n FIg. I, Fig. ¢ eine Seitenansicht
in Richtung des Pfeiles A in Fig. i, Fig.5 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles
B in Fig. i, Fig. 6 in vergrößertem Maßstab und räumlicher Darstellung eine Ansicht
der Pumpenkolbenführungspatrone, F! '-. 7 einen Längsschnitt durch ein abgeändertes
Ausführungsbeispiel der Erfindung, während Fig.8 einen Schnitt nach der Schnittlinie
VIII-VIII in Fig. 7 wiedergibt.
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Bei den verschiedenen Darstellungen sind die gleichen Bauelemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. i bis 6 besteht der Pumpenkörper
aus einem äußeren Pumpenkörperteil i und einem inneren Pumpenkörperteil 2. Der innere
Pumpenkörperteil e sitzt im wesentlichen in einer Ausdrehung 3 in dem einen Ende
des äußeren Pumpenkörperteils i und weist einen Flansch 4. an seinem äußeren Ende
außerhalb der Aussparung 3 auf, wodurch der Innenteil 2 über Schrauben 5 mit dem
Außenteil i verbunden ist.
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Kreisförmig um eine Exzenterwelle 6 sind drei Kolben 7 vorgesehen,
wobei jeder in radialer Richtung durch den Exzenter 8 bewegt wird, welcher mit der
Exzenterwelle 6 verbunden oder mit ihr in einem Stück ausgebildet ist. Die Bewegung
des Exzenters wird in tangentialer Richtung den Innenflächen g der Kolben 7 übermittelt,
wobei ein frei drehbarer Lagerring io zwischengeschaltet ist, um eine gute Berührung
zwischen Exzenter und Kolben sicherzustellen. Die Bewegung des Exzenters erfolgt
durch Drehung der Exzenterwelle 6 mittels eines beliebigen (nicht dargestellten)
Antriebsmittels, wobei die Antriebsverbindung über das Vierkant ii erfolgt. Die
Exzenterwelle wird an beiden Seiten des Exzenters zuverlässig von Lagern 12 und
13 im Außen- bzw. Innenteil 1,:2 gehalten, wodurch die Exzenterwelle eine denkbar
gute Lagerung in bezug auf die Beanspruchung durch die Last, und zwar sowohl infolge
des Pumpendruckes als auch der Beschleunigungskräfte, erhält. Eine Ölmanschettendichtung
14 ist um die Exzenterwelle am Antriebsende des Außenteils i vorgesehen. Durchlaßbohrungen
15 (Fig. 1) und 16 (Fig. 3) sind in den Pumpenkörperteilen i und 2 vorgesehen, um
die Lager 12 und 13 mit dem Innern des Pumpenkörpers zwecks guter Schmierung der
Lager durch das Fördermittel (Öl) beim Betrieb der Pumpe zu verbinden. Das Lager
13 sitzt in einer Bohrung 17 im Innenteil 2, welcher sich über das Ende der Exzenterwelle6
hinaus erstreckt und dort einen Ölbehälter i8 bildet.
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Jeder der Kolben 7 führt eine Hinundherbewegung in einer Bohrung ig
einer Führungspatrone 2o aus, welche in einer radialen Bohrung 2i im Pumpenkörperteil
i sitzt. Die Führungspatrone hat einen als Flansch ausgebildeten verbreiterten Kopf
22, welcher an einer Eindrehung 23 befestigt ist, die durch eine Bohrung 24 im Pumpenkörperteil
i gebildet wird und auf welche später noch eingegangen werden soll. Eine Schraubdruckfeder
25 sitzt um den Kolben 7 und Führungspatrone 2o herum, und zwar zwischen den Schultern
26 und 27 des Kolbens und der Führungspatrone. Die Führungspatrone wird kraftschlüssig
im Pumpenkörper durch einen Schraubstöpsel 28 im äußeren Ende der Bohrung 24 gehalten.
Der Kolben ist auf diese Weise mit seiner Innenfläche g dauernd in Berührung mit
dem Lagerring io. Die Führungspatrone, welche eine für die Führung des Kolbens ausreichende
Länge hat, weist mehrere, beispielsweise vier, Querlöcher 30 ungefähr in
der Mitte der Bohrung ig auf, die dazu dienen, die Führungspatronenbohrung mit der
Bohrung 21 zu verbinden. Diese Querlöcher 3o und die Bohrung ig dienen als Flüssigkeitseinlässe.
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Innerhalb einer Ausdrehung 31 in der oberen oder in radialer Richtung
äußeren Fläche 32 der Führungspatrone, und zwar rechtwinklig zur Bohrung ig, ist
ein Scheibenventil 33 vorgesehen, welches unter dem Einfluß einer Schraubendruckfeder
34 steht, die in einer Aussparung 35 im Schraubstöpse128 sitzt.
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Ein Schlitz oder eine Aussparung 36 ist diametral quer zur oberen
Fläche 32 der Führungspatrone eingeschnitten und stellt einen Förderraum zwischen
der Führungspatrone und dem Schraub-Stöpsel 28 dar. In der Ausdrehung 31, in welche
dieser Schlitz ausläuft, kann die Bewegung des Scheibenventils 33 erfolgen. Der
Schlitz ist gegen ungewolltes Austreten des Druckmittels hinter der Führungspatrone
oder dem Schraubstöpsel mittels
zweier im Abstand voneinander vorgesehener,
einen runden Querschnitt aufweisender Gummi- oder ähnlicher Dichtungen oder Dichtungsringen
37, 39 abgedichtet, wobei die Dichtung 39 in einer Nut 4o an der Innenfläche des
Flansches 22 der Führungspatrone 2o eingequetscht ist.
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Der äußere Pumpenkörperteil i trägt die radialen Pumpenteile, das
Lager 12 und die Ölmanschettendichtung 14, und weist einen Flansch 41 am Antriebsende
auf. Der Innenkörperteil 2 hat eine Nut 42 in der äußeren Umfangsfläche, wodurch
ein Ringkanal 43 konzentrisch um die Exzenterwelle 6 gebildet wird. Eine Erweiterung
dieses Ringkanals wird durch eine Nut, wie bei 44 dargestellt, in der Innenfläche
der Aussparung 3 im äußeren Pumpenkörperteil i gebildet. Der Ringkanal 43 wird zuverlässig
gegen das Eindringen von Flüssigkeit von außen oder gegen das Austreten nach außen
in bezug auf den Pumpenkörperteil i sowie in bezug auf das Innere des Pumpenkörperteils
2 mittels zweier mit Abstand voneinander vorgesehener und einen runden Querschnitt
aufweisender Gummi-oder sonstiger Dichtungen oder Dichtungsringe 45, 46 abgedichtet,
wobei jeder der Dichtungsringe in `Tuten 47, 48 an jeder Seite der Dichtung eingequetscht
ist.
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Jeder Schlitz 36 ist mit dem Ringkanal 43 über einen beispielsweise
als Bohrung ausgebildetenVerbindungsdurchlaß 49 im äußeren Pumpenkörperteil i verbunden,
während vom Ringkanal ein einziger Druckauslaß 5o im inneren PumpenköVperteil 2
vorgesehen ist.
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Die Förderflüssigkeit tritt in die Pumpe durch einen Einlaß 51 ein
und überflutet unmittelbar das Innere des Pumpenkörpers, so daß alle sich bewegenden
Teile zu jeder Zeit geschmiert werden. Beim Lauf der Pumpe geben die Kolben 7 der
Reihe nach die als Flüssigkeitseinlässe dienenden Querlöcher 30 frei, wenn
die untere Totpunktlage erreicht ist, wobei die zu fördernde Flüssigkeit in die
Führungspatronenbohrung i9 eintritt. Beginnt nun der Kolben sich nach oben zu bewegen,
so schließt er die Querlöcher 30 und steigert den Druck der in der Bohrung
i9 eingeschlossenen Flüssigkeit, bis die Feder 34 nachgibt und das Scheibenventil
33 angehoben wird. Die eingeschlossene Flüssigkeit gelangt dann in den Schlitz 36.
Sobald der Kolben seine Bewegung nach unten beginnt, schließt sich das Scheibenventil,
wodurch die Flüssigkeit im Schlitz 36 zusammengepreßt wird, von wo sie durch die
Bohrung 49 dem Ringkanal 43 und schließlich dem Druckauslaß 5o übermittelt wird.
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Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der
Erfindung unterscheidet sich, abgesehen voll den Abweichungen in den Außenabmessungen,
nur dadurch vom Ausführungsbeispiel nach den Fig. i bis 6, daß der Flüssigkeitseinlaß
51' und der Druckflüssigkeitsauslaß 5ö im äußeren Pumpenkörperteil i statt im inneren
Pumpenkörperteil 2 vorgesehen sind. Der Einlaß 51' ist radial durch die Pumpenkörperwandung
in den Exzenterwellenraum eingebohrt, während der Auslaß 5o' durch die Pumpenkörperwandung
bis in die Nut 44 eingebohrt ist, die den Ringkanal 43 bildet. Darüber hinaus weist
diese Ausführungsform der Pumpe fünf Pumpenkolben 7 auf, die im gleichen Abstand
radial um den äußeren Pumpenkörperteil i verteilt angeordnet sind.
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Die Pumpe beseitigt während des Betriebes jede Luftmenge, die im Pumpengehäuse
oder im Innern der Pumpe eingeschlossen ist, und zwar infolge der positiven Kolbenwirkung.
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Der Schlitz 36 und der Ringkanal 43 nehmen in wirksamer Weise die
Druckflüssigkeit von jedem Pumpenelement unabhängig von der Zahl dieser Elemente
auf und geben diese Druckflüssigkeit verlustlos dem Auslaß 50 weiter.
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Verschiedene Abänderungen der dargestellten Ausführungsbeispiele können
vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird. So kann ein unabhängiger
Hilfsumlauf der Flüssigkeit zusätzlich zum Hauptumlauf der Pumpe gebildet werden.
Das könnte dadurch erreicht werden, daß ein einzelner Kolben mit den zugehörigen
Teilen von den andern abgetrennt wird, z. B. dadurch, daß ein unabhängiger Druckauslaß
im zugehörigen Schraubstöpsel 28 vorgesehen wird. Der zugehörige Schlitz. 36 wird
dann vom Ringkanal 43 einfach dadurch abgetrennt, daß die betreffende Verbindungsbohrung
49 nicht hergestellt wird.
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Ganz allgemein werden eine gute Anpassungsmöglichkeit in bezug auf
die Drucksammeleinrichtung durch Vorsehen von alternativen wechselweisen Auslässen
im Pumpenkörper sowie ein praktischer und einfacher Aufbau durch die Erfindung erzielt,
und zwar bei gleichzeitiger Ermöglichung von höheren Pumpendrehzahlen, als sie bei
den üblichen hydraulischen Kraftpumpen in der jetzigen Zeit zu erreichen sind.