DE1101961B - Pump with pistons arranged in a star shape in a cylinder block - Google Patents

Description

Pumpe mit in einem Zylinderblock sternförmig angeordneten Kolben Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit in einem Zylinderblock sternförmig angeordneten Kolben, wobei der Zylinderblock um einen feststehenden, die Kolben betätigenden und zum Zwecke der Hubänderung der Kolben verstellbaren Exzenterzapfen rotiert.Pump with pistons arranged in a star shape in a cylinder block The invention relates to a pump with a star-shaped arrangement in a cylinder block Piston, the cylinder block around a stationary, piston-actuating and for the purpose of changing the stroke of the piston, the adjustable eccentric pin rotates.

Bei einer bekannten Pumpe dieser Art ist der die Kolben antreibende Exzenter auf einem zweiten Exzenter gelagert, und beide Exzenter sind zur Änderung des Hubes der Arbeitskolben entgegengesetzt vierdrehbar. Die größte Verstellung des Antriebsexzenters ist gleich der Summe der Exentrizitäten beider Exzenter. Der Verstellwinkel jedes Exzenters zwischen kleinster und größter Verstellung beträgt 90°. Der Mittelpunkt des Antriebsexzenters beschreibt eine bogenförmige Kurve um die Drehachse des Zylinderblocks.In a known pump of this type, the one that drives the pistons Eccentric mounted on a second eccentric, and both eccentrics are to be changed of the stroke of the working piston can be rotated four in the opposite direction. The greatest pretense of the drive eccentric is equal to the sum of the eccentricities of both eccentrics. Of the Adjustment angle of each eccentric is between the smallest and largest adjustment 90 °. The center of the drive eccentric describes an arcuate curve the axis of rotation of the cylinder block.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zur Veränderung des Kolbenhubes ist auf einem mit einer fZurbelwelle fest verbundenen Exzenter der Exzentrizität a ein weiterer Exzenter gleicher Exzentrizität drehbar angeordnet. Hiermit wird der Kurbelradius von 0 bis 2a verändert. Der Verstellwinkel ist 180°. Der Mittelpunkt des Verstellexzenters bewegt sich auf einem Kreise mit dem Radius a um den Mittelpunkt des festen Exzenters.In another known device for changing the piston stroke is on an eccentric cam of the eccentricity that is firmly connected to a crankshaft a further eccentric arranged rotatably with the same eccentricity. This is the crank radius changed from 0 to 2a. The adjustment angle is 180 °. The middle-point of the adjusting cam moves on a circle with the radius a around the center point of the fixed eccentric.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antriebsexzenter einer Pumpe mit veränderlichem Hub derart verstellbar anzuordnen, daß sich die Mittelachse des Exzenters radial bewegt. Die radiale Verstellung bewirkt Rückdruckfreiheit, d. h., die Resultierende aller Kolbenkräfte wirkt senkrecht zur Verstellrichtung und kann daher die beweglichen Exzenter nicht verstellen.The invention is based on the object of the drive eccentric To arrange the pump with variable stroke adjustable in such a way that the central axis of the eccentric moved radially. The radial adjustment means there is no back pressure, d. In other words, the resultant of all piston forces acts perpendicular to the direction of adjustment and therefore cannot adjust the movable eccentric.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der die Pumpenkolben betätigendeExzenterzapfen durch eineVorrichtung verstellbar ist, die aus einem in einer zur Drehachse des Zylinderblocks gleichachsigen Bohrung im Pumpengehäuse fest angeordneten Grundexzenter mit einer Exzentrizität a gegenüber der Drehachse des Zylinderblocks, einem drehbar in dem Grundexzenter gelagerten zweiten Exzenter mit einer Exzentrizität b, die der halben Exzentrizität a des Grundexzenters entspricht, und einem in dem zweiten Exzenter drehbar gelagerten dritten Exzenter, dessen Exzentrizität c gleich der Exzentrizität b des zweiten Exzenters ist, besteht, wobei der zweite und dritte Exzenter um gleiche Winkelbeträge gegeneinander verdreht werden, und daß für die Gesamtexzentrizität 0 die Mittelachse des Exzenterzapfens gleichachsig mit der Achse des Zylinderblocks liegt. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Mittelachse des Exzenterzapfens nur radial verstellt.The object is achieved in that the eccentric pin actuating the pump piston is adjustable by a device that consists of a in one to the axis of rotation of the Cylinder block coaxial bore in the pump housing fixed base eccentric with an eccentricity a relative to the axis of rotation of the cylinder block, one rotatable in the basic eccentric mounted second eccentric with an eccentricity b, the corresponds to half the eccentricity a of the basic eccentric, and one in the second Eccentric rotatably mounted third eccentric, the eccentricity of which c is equal to Eccentricity b of the second eccentric is made, the second and third Eccentrics are rotated against each other by equal angular amounts, and that for the Total eccentricity 0 the center axis of the eccentric pin coaxial with the axis of the cylinder block. This ensures that the central axis of the Eccentric pin only adjusted radially.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform einer Pumpe nach der Erfindung mit in Abhängigkeit vom Förderdruck selbsttätig regelbarer Fördermenge sind zwei Exzenter über Ritzel und Zahnstangen mittels durch das Druckmittel beaufschlagter, gegen eine Federkraft wirkender Kolben gegeneinander verstellbar.In an expedient embodiment of a pump according to the invention with an automatically adjustable delivery rate depending on the delivery pressure are two Eccentric via pinions and racks by means of which the pressure medium acts, against a spring force acting piston against each other adjustable.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und zwar zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Kapselwerk nach der Linie 1-I der Fig. 2, Fig. 2 einen Längsschnitt nach der Linie 11-II in Fig. 1, Fig. 3 einen zum Schnitt Fig. 2 um 90° versetzten teilweisen Axialschnitt nach der Linie III-111 in Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung IV (Fig. 2), wobei der Gehäusedeckel fortgelassen ist, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig.2 mit dem Exzenterzapfen in der Nullstellung, Fig. 6 einen Querschnitt wie in Fig. 5, worin aber der Exzenterzapfen seine äußerste Verstellage einnimmt, Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Dreifachexzenters, aus welcher der radiale Verstellweg des Exzenterzapfens ersichtlich ist.The drawing shows an embodiment of the invention, and although Fig. 1 shows a cross section through a capsule system along the line 1-I of the Fig. 2, Fig. 2 shows a longitudinal section along the line 11-II in Fig. 1, Fig. 3 to the Section Fig. 2, offset by 90 °, partial axial section along the line III-111 in Fig. 2, Fig. 4 a view in the direction of arrow IV (Fig. 2), wherein the housing cover is omitted, Fig. 5 shows a cross section along the line V-V of Fig.2 with the Eccentric pin in the zero position, Fig. 6 shows a cross section as in Fig. 5, wherein but the eccentric pin assumes its extreme adjustment position, Fig. 7 is a schematic Representation of the triple eccentric, from which the radial adjustment path of the eccentric pin can be seen.

Das Gehäuse der Kapselwerkspumpe besteht aus dem feststehenden Teil 1 mit Ein- bzw. Auslaßstutzen 2 und 3 und Kanälen 4 und 5. Ein Lager 6 nimmt die Triebswelle 7 auf, die den Zylinderstern 17 mit den Kolben 28, 29, 30, 31 trägt. Mit dem Zylinderstern 17 ist ein Mantelring 27 mittels Schrauben 24 vereinigt, der die an die Zylinderbohrungen 22 anschließenden Öffnungsschlitze 23 besitzt.The housing of the capsule pump consists of the fixed part 1 with inlet and outlet ports 2 and 3 and channels 4 and 5. A bearing 6 takes the Drive shaft 7, which carries the cylinder star 17 with the pistons 28, 29, 30, 31. With the cylinder star 17, a jacket ring 27 is united by means of screws 24, the which has opening slots 23 adjoining the cylinder bores 22.

Von den vier Pumpenkolben sind je zwei gegenüberliegende Kolben fest miteinander verbunden, und zwar die Kolben 28 und 29 durch den Steg 55 und die Kolben 30 und 31 durch den Steg 56. Um die Kolbenpaare in den Zylinderstern einzuführen, muß dieser in einer quer zur Antriebswelle 7 stehenden Mittelebene geteilt sein. Statt dessen können auch die Kolbenpaare aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.Of the four pump pistons, two opposing pistons are fixed connected to each other, and although the pistons 28 and 29 through the web 55 and the pistons 30 and 31 through the web 56. To the piston pairs in the cylinder star introduce, this must be in a transverse to the drive shaft 7 central plane be divided. Instead, the piston pairs can also be composed of several parts be.

Um einen gedrängten Bau, d. h. einen kleinen Durchmesser der Pumpe zu erreichen, sind die Pumpenkolben nahe aneinandergelegt und an ihren inneren Kanten so abgeschrägt, daß ihre Hubenden möglichst nahe der Mittelachse der Pumpe liegen können. Diese Abschrägungen sind in den Fig. 1 und 2 sichtbar und mit 58 bezeichnet.Around a crowded building, i. H. a small diameter of the pump To achieve this, the pump pistons are placed close together and on their inner edges beveled so that their stroke ends are as close as possible to the central axis of the pump can. These bevels can be seen in FIGS. 1 and 2 and are denoted by 58.

Der Exzenterzapfen 10 kann zur Gewichtsverringerung mit einer Bohrung 9 ausgeführt sein.The eccentric pin 10 can have a bore to reduce weight 9 be executed.

Die Regelungseinrichtung für -den verstellbaren Kurbel- bzw. Exzenterzapfen gemäß der Fig. 2 bis 6 ist in folgendem beschrieben.The control device for the adjustable crank or eccentric pin according to FIGS. 2 to 6 is described in the following.

Im Deckel 8 des Gehäuses ist ein Grundexzenter 39 gleichachsig zur Mittelachse 38 des Kapselwerkes eingesetzt. In einer dazu außermittigen Bohrung 40 in dem Exzenter 39, deren Mittelachse 41 um den Betrag a zur Achse 38 versetzt ist, ist ein zweiter Exzenter 42 gelagert, der in einer um den Betrag b zur ;Mittelachse 41 versetzten Bohrung den dritten Exzenter43 des Kapselwerkes aufnimmt. Dieser greift unter Vermittlung des Gleitsteines 32 mit dem um den Betrag c zur Mittelachse des Zapfens 43 versetzten Exzenterzapfen 10 in die Pumpenkolben. Auf dem Exzenter 42 ist ein Ritzel 44 drehbar gelagert, das mit dem Exzenterzapfen 43 durch einen Mitnehmer 46 und eine geschlitzte Scheibe45 verbunden ist. Mit den Zähnen 47 des Ritzels 44 ist eine Zahnstange 49 und mit den Zähnen 48 des Exzenters 42 eine Zahnstange 50 im Eingriff. Diese beiden Zahnstangen 49 und 50 sind gemeinsam verschiebar und dienen zur gegensätzlichen Verdrehung der Teile 42 und 44 und Verstellung des Exzenterzapfens 10. Sie stützen sich mittels eines gemeinsamen Querstückes 51 auf eine Druckfeder 52, die zweckmäßigerweise einstellbar ist. Die entgegengesetzten Enden der Zahnstange bilden Kolben, auf deren Endflächen 53 und 54 der Förderdruck der Pumpe wirkt, indem vom Druckkana15 eine Übergangsleitung 20 zum Zylinder 21 führt. Wie sich die Exzenterverstelleinrichtung auswirkt, ist aus den Schnittbildern 5 und 6 zu erkennen.In the cover 8 of the housing, a basic eccentric 39 is coaxial with the Central axis 38 of the capsule mechanism used. In an eccentric hole 40 in the eccentric 39, the central axis 41 of which is offset from the axis 38 by the amount a is, a second eccentric 42 is mounted, which is in a by the amount b to the; central axis 41 offset bore accommodates the third eccentric 43 of the capsule mechanism. This takes effect mediated by the sliding block 32 with the amount c to the central axis of the Pin 43 offset eccentric pin 10 in the pump piston. On the eccentric 42 a pinion 44 is rotatably mounted, which is connected to the eccentric pin 43 by a driver 46 and a slotted disc 45 is connected. With the teeth 47 of the pinion 44 is a rack 49 and with the teeth 48 of the eccentric 42 is a rack 50 in engagement. These two racks 49 and 50 can be moved together and are used for opposing rotation of parts 42 and 44 and adjustment of the eccentric pin 10. They are based on a compression spring by means of a common crosspiece 51 52, which is expediently adjustable. The opposite ends of the rack form pistons, on whose end faces 53 and 54 the delivery pressure of the pump acts by A transition line 20 leads from the pressure channel 15 to the cylinder 21. How the eccentric adjustment device can be seen from the sectional images 5 and 6.

Die auf ein bestimmtes Maß eingestellte Federkraft und der Förderdruck der Pumpe wirken gegeneinander, d. h., die Federkraft ist bestrebt, den Kurbel-bzw. Exzenterzapfen in die äußerste exzentrischeLage zu drücken, und der Förderdruck strebt die Verdrehung des Zapfens in die konzentrische Lage an. Es vollzieht sich somit eine selbsttätige Regelung.The spring force set to a certain level and the delivery pressure the pump act against each other, d. h., the spring force strives to the crank or. To press the eccentric pin into the outermost eccentric position, and the delivery pressure aims to rotate the pin into the concentric position. It is happening thus an automatic regulation.

Die Bohrung des Exzenters 42, in der der Exzenter 43 gelagert ist, wird durch Verdrehen des Zahnrades 48 aus der in Fig. 5 gezeigten Stellung um seine Achse 41 bis um 180° geschwenkt, so daß der Exzenter 43 in die in Fig. 6 gezeigte Stellung gelangt. Gleichzeitig wird auch der zum Exzenter 43 außermittige Exzenterzapfen 10 durch Verdrehung des Ritzels44 in entgegengesetzterRichtung um dieAchse des Exzenters 43 bis um 180' verdreht.The bore of the eccentric 42, in which the eccentric 43 is mounted, is by rotating the gear 48 from the position shown in Fig. 5 to its Axis 41 pivoted through 180 ° so that the eccentric 43 in that shown in FIG Position. At the same time, the eccentric pin which is off-center from the eccentric 43 also becomes 10 by rotating the pinion 44 in the opposite direction around the axis of the eccentric 43 to 180 'twisted.

Dabei wird der Exzenterzapfen 10 radial verstellt, wenn die Exzentrizität c des Exzenters 43 zum Zapfen 10 und die Exzentrizität b des Exzenters 42 je halb so groß sind wie die Exzentrizität a des Grundexzenters 39 zur Drehachse des Zvlindersterns 17 und der Antriebswelle 7.The eccentric pin 10 is adjusted radially when the eccentricity c of the eccentric 43 to the pin 10 and the eccentricity b of the eccentric 42 each half are as large as the eccentricity a of the basic eccentric 39 to the axis of rotation of the Zvlinder star 17 and the drive shaft 7.

In Fig. 7 ist der Grundexzenter (Tragkörper 39) durch eine feststehende Kurbel dargestellt, deren End--punkte m39 (Achse des Zylindersterns) und m4, (Drehpunkt des Exzenters 42) um die Strecke a (Exzentrizität des Grundexzenters) voneinander entfernt sind. Die beiden verstellbaren Exzenter 42 und 43, 10 sind als'Kurbeln dargestellt, deren Länge gleich ihrer Exzentrizität ist. Der Exzenter 42 mit seinem Drehpunkt 'n42 ist an einem Ende der Strecke a (Mitte der exzentrischen Lagerbohrung 40 des Tragkörpers 39) angelenkt. Am freien Ende im Abstand b = Z ist der Exzenter 43 von der Länge C=-1 angelenkt. Der Endpunkt m19 von 43 entspricht dem Drehpunkt des Antriebskolbens 10, welcher verstellt werden soll.In FIG. 7 the basic eccentric (supporting body 39) is represented by a stationary crank whose end points m39 (axis of the cylinder star) and m4, (pivot point of the eccentric 42) are separated from one another by the distance a (eccentricity of the basic eccentric). The two adjustable eccentrics 42 and 43, 10 are shown as cranks, the length of which is equal to their eccentricity. The eccentric 42 with its pivot point 'n42 is articulated at one end of the section a (center of the eccentric bearing bore 40 of the support body 39). At the free end at a distance b = Z, the eccentric 43 is articulated with a length C = -1. The end point m19 of 43 corresponds to the pivot point of the drive piston 10, which is to be adjusted.

Fig. 71 entspricht der in Fig. 5 dargestellten Leerlaufstellung des Exzenters 10, dessen Mittelpunkt m1, mit 'i.39 des Grundzylinders zusammenfällt.71 corresponds to the idle position of the shown in FIG Eccentric 10, whose center m1 coincides with 'i.39 of the basic cylinder.

Fig. 71I zeigt die Exzenter 42 und 43 je um den .gleichen Winkel a42 und a 43 in entgegengesetzter Richtung gedreht; der Endpunkt m1, liegt um die Strecke ei, (Gesamtexzentrizität) von der Zylindersternachsem39 entfernt.71I shows the eccentrics 42 and 43 each at the same angle a42 and a 43 rotated in the opposite direction; the end point m1 lies around the route ei, (total eccentricity) away from the cylinder star axis em39.

In Fig. 7111 beträgt der Winkel von 42 und 43, 10 je 90°; die Gesamtexzentrizität eIn ist gleich a.In Fig. 7111 the angle of 42 and 43, 10 is 90 ° each; the total eccentricity one equals a.

In Fig. 71V ist a = 90° -I- a42; die Exzentrizität ist eiv = a -I- ea.In Fig. 71V, a = 90 ° -I-a42; the eccentricity is eiv = a -I- ea.

Fig.7V entspricht der in Fig.6 dargestellten Exzenterstellung mit maximaler Exzentrizität ev = 2 a. Die Darstellung zeigt, daß der Endpunkt m1, des Exzenterzapfens 10 sich stets auf der Mittellinie des Grundexzenters 39, also radial bewegt.Fig.7V corresponds to the eccentric position shown in Fig.6 maximum eccentricity ev = 2 a. The illustration shows that the end point m1, des The eccentric pin 10 is always on the center line of the basic eccentric 39, that is, radially emotional.

Bei gleich großerVerstellung desAntriebsexzenters ist bei der Pumpe nach der Erfindung die Exzentriztät der beiden Verstellexzenter nur halb so groß wie die der bekannten Verstellexzenter, während der Verstellweg doppelt so groß ist. Die Selbsthemmung der Versteileinrichtung einer Pumpe nach der Erfindung ist also infolge der kleinen Einzelexzentrizitäten besser. Der größere Verstellweg bedingt eine feinstufigere Verstellung.If the adjustment of the drive eccentric is the same on the pump according to the invention, the eccentricity of the two adjusting eccentrics is only half as large like that of the well-known adjustment eccentric, while the adjustment path is twice as large is. The self-locking of the adjustment device of a pump according to the invention is therefore better due to the small individual eccentricities. The larger adjustment path is necessary a finer adjustment.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der radialen Verstellung mit großer Selbsthemmung verändert sich die Exzentrizität während des Laufens nicht, wodurch ein ruhiger Lauf der Pumpe erzielt wird.The inventive arrangement of the radial adjustment with high self-locking, the eccentricity does not change while running, whereby the pump runs smoothly.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Pumpe mit in einem Zylinderblock sternförmig angeordnetenKolben, wobei derZylinderblock um einen feststehenden, die Kolben betätigenden und zum Zwecke der Hubveränderung der Kolben verstellbaren Exzenterzapfen rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kolben (28, 29, 30, 31) betätigende Exzenterzapfen. (10) durch eine Vorrichtung verstellbar ist, die aus einem in einer zur Drehachse (7) des Zylinderblocks (17) gleichachsigen Bohrung im Pumpengehäuse (8) fest angeordneten Grundexzenter (39) mit einer Exzentrizität (a) gegenüber der Drehachse (7) des Zylinderblocks (17), einem drehbar in dem Grundexzenter gelagerten zweiten Exzenter (42) mit einer Exzentrizität (b), die der halben Exzentrizität (ä) des Grundexzenters (39) entspricht, und einem in dem zweiten Exzenter (42) drehbar gelagerten dritten Exzenter (43), dessen Exzentrizität (c) gleich der Exzentrizität (b) des zweiten Exzenters (42) ist, besteht, wobei der zweite und dritte Exzenter (42,43) um gleiche Winkelbeträge gegeneinander verdreht werden, und daß für die Gesamtexzentrizität 0 die Mittelachse des Exzenterzapfens (10) gleichachsig mit der Achse (7) des Zylinderblocks (17) liegt. PATENT CLAIMS: 1. Pump with pistons arranged in a star shape in a cylinder block, the cylinder block rotating around a stationary eccentric pin which actuates the piston and is adjustable for the purpose of changing the stroke of the piston, characterized in that the eccentric pin which actuates the pistons (28, 29, 30, 31) . (10) is adjustable by a device which consists of a base eccentric (39) with an eccentricity (a) relative to the axis of rotation (7) of the Cylinder block (17), a second eccentric (42) rotatably mounted in the basic eccentric and having an eccentricity (b) which corresponds to half the eccentricity (ä) of the basic eccentric (39), and a third eccentric rotatably mounted in the second eccentric (42) (43), the eccentricity (c) of which is equal to the eccentricity (b) of the second eccentric (42), the second and third eccentrics (42, 43) being rotated by equal angular amounts against each other, and that for the total eccentricity 0 the The center axis of the eccentric pin (10) is coaxial with the axis (7) of the cylinder block (17). 2. Pumpe nach Anspruch 1 mit in Abhängigkeit vom Förderdruck selbsttätig regelbarer Fördermenge, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Exzenter (42 und 43) über Ritzel (47 und 48) und Zahnstangen (49 und 50) mittels durch das Druckmittel beaufschlagter, gegen eine Federkraft wirkender Kolben (53 und 54) gegeneinander verstellbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 424 896, 887 717; österreichische Patentschrift Nr. 129 640; schweizerische Patentschrift Nr. 86 079; französische Patentschrift Nr. 783 875; USA.-Patentschrift Nr. 2 592 237.2. Pump according to claim 1 with automatically depending on the delivery pressure adjustable delivery rate, characterized in that the two eccentrics (42 and 43) via pinions (47 and 48) and racks (49 and 50) by means of the pressure medium loaded pistons (53 and 54) acting against a spring force against one another are adjustable. Publications considered: German Patent Specifications No. 424 896, 887 717; Austrian Patent No. 129,640; Swiss U.S. Patent No. 86,079; French Patent No. 783 875; U.S. Patent No. 2,592,237.