DE19512777A1 - Pumpeneinheit für Druckmaschinen - Google Patents
Pumpeneinheit für DruckmaschinenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Pumpen
einheiten für Druckmaschinen und insbesondere eine Pum
peneinheit für Druckmaschinen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1, die einer Druckmaschine eine oder mehrere
Druckfarben zu führt.
Es sind mehrere verschiedene Pumpeneinheiten für die
Verwendung in Druckmaschinen vorgeschlagen worden, wovon
eine beispielsweise aus der JP 45-35447-A bekannt ist.
Die Pumpeneinheit für Druckmaschinen gemäß der vorliegen
den Erfindung stellt eine Verbesserung dieser bekannten
Pumpeneinheit für Druckmaschinen dar.
Die aus der obigen Anmeldung bekannte Pumpeneinheit für
Druckmaschinen führt der Druckmaschine Druckfarbe zu und
enthält einen Zylinder mit einer Zylinderbohrung, die
durch eine mit einem Einlaßanschluß und einem Auslaßan
schluß versehene Zylinderwand definiert ist, einen Voll
kolben, der sich in der Zylinderbohrung dreht und hin und
her bewegt und in dem in einer Seite eine Aussparung
ausgebildet ist, so daß die Zylinderbohrung je nach Dreh
position des Vollkolbens abwechselnd mit dem Einlaßan
schluß oder mit dem Auslaßanschluß oder mit keinem von
beiden in Verbindung steht, ein am Vollkolben befestigtes
angetriebenes Zahnrad, das diesen dreht, einen Bügel, der
an einem Gehäuse so angebracht ist, daß er in Winkelrich
tung drehbar ist, ein Kurbelelement, das am Bügel drehbar
befestigt ist, einen Querarm, wovon ein Ende über ein
Kugelgelenk am Kurbelelement angebracht ist und das an
dere Ende mit dem Vollkolben verbunden ist, und einen
Einstellmechanismus, der den Bügel in Winkelrichtung
dreht, um so den Hubbetrag des Vollkolbens und damit die
Pumpgeschwindigkeit der Pumpe zu verändern. Das angetrie
bene Zahnrad ist mit einem weiteren angetriebenen Zahnrad
in Eingriff, das am Vollkolben einer weiteren Pumpe ange
bracht ist, welche im wesentlichen denselben Aufbau wie
die ersten Pumpe besitzt und neben der ersten Pumpe ange
ordnet ist. Diese Pumpen sind in vorgegebener Anzahl,
beispielsweise acht, in einer Pumpeneinheit angeordnet
und werden sämtlich von einer Antriebsquelle angetrieben.
Die bekannte Pumpe mit der obenbeschriebenen Struktur
weist die folgenden Probleme auf.
Da mehrere Pumpen einer Einheit sämtlich von einer einzi
gen Antriebsquelle angetrieben werden, sind auch diejeni
gen Pumpen, die momentan nicht zum Fördern von Druckfarbe
erforderlich sind, in Betrieb, so daß der Vollkolben
jeder Pumpe in einem Zylinder gedreht wird, wodurch eine
unnötige Reibung an den Gleitoberflächen des Zylinders
und des Vollkolbens hervorgerufen wird. Da ferner in
einem solchen Fall die Druckfarbe im Zylinder einer sol
chen Pumpe nicht ausgetauscht wird, kann in der Pumpe
Wärme entstehen, die die Farbfördermenge in der dieser
Pumpe benachbarten Pumpe beeinflussen kann. Wenn ferner
irgendeine der Pumpen in einer Einheit ausfällt, beein
flußt dieser Ausfall sämtliche Pumpen in der Einheit, was
ungünstig ist. Ferner besteht das Problem, daß die in
gegenseitigem Eingriff befindlichen Zahnräder ein Ge
räusch erzeugen.
Da die bekannte Pumpe einen Mechanismus verwendet, bei
dem der Schnittwinkel einer Drehachse des Kurbelelements
mit der Drehachse des Vollkolbens geändert wird, indem
ein Bügel bewegt wird, um den Hubbetrag und damit die
Pumpgeschwindigkeit des Vollkolbens zu verändern, wodurch
die Farbfördermenge geändert wird, ist der Mechanismus
kompliziert, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Defekts
verhältnismäßig hoch ist. Die Beseitigung eines solchen
Defekts ist verhältnismäßig schwierig.
Da ferner der Schnittwinkel zwischen den Drehachsen der
beiden Elemente auf einen verhältnismäßig schmalen Be
reich eingeschränkt ist, so daß der Vollkolben und das
Kurbelelement in einem Stück gedreht werden, ist auch der
Bereich für die Einstellung der Farbfördermenge auf einen
verhältnismäßig schmalen Bereich eingeschränkt. Ferner
ist es in der bekannten Pumpe notwendig, die Tiefe der
Zylinderbohrung mit dem maximalen Hub des Vollkolbens in
Übereinstimmung zu bringen, so daß der Zylinder ein ver
hältnismäßig große Farbspeicherkapazität besitzt und
daher in einer Druckmaschine, bei der die Farbe häufig
ausgetauscht werden muß, eine große Farbmenge nutzlos
zurückbleibt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
im obenbeschriebenen Stand der Technik angetroffenen
Mängel und Probleme im wesentlichen zu beseitigen und
eine Pumpeneinheit für Druckmaschinen zu schaffen, die
dann, wenn die Pumpe beispielsweise für die Zuführung von
Druckfarbe verwendet wird, den Betrieb des Vollkolbens
einer bestimmten Pumpe der Einheit, die nicht zum Fördern
von Druckfarbe erforderlich ist, anhält, um die Reibung
zwischen diesem Vollkolben und dem entsprechenden Zylin
der sowie die Erzeugung von Wärme durch den Vollkolben zu
verhindern, die ferner die Erzeugung von Geräuschen wäh
rend des Pumpenbetriebs ebenso wie den Kraftübertragungs
verlust reduziert, die einen kompakten Aufbau des Pump
mechanismus ermöglicht und die Häufigkeit von Defekten
verringert, was eine einfache Wartung und Fehlerbeseiti
gung ermöglicht, und die schließlich die in der Pumpe
verbleibende Druckfarbe selbst dann auf einen minimalen
Wert reduziert, wenn bei der Druckmaschine die Farben
häufig geändert werden müssen.
Diese Aufgabe wird bei einer Pumpeneinheit für Druckma
schinen der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß gelöst
durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ange
gebenen Merkmale.
Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungs
formen der vorliegenden Erfindung gerichtet.
Da bei der erfindungsgemäßen Pumpeneinheit für Druckma
schinen der Motor mit variabler Drehzahl, der ein Armele
ment antreibt, in der Weise angeordnet ist, daß die Dreh
achse der Ausgangswelle des Motors die Drehachse des
Vollkolbens in einem vorgegebenen Winkel schneidet, wird
dann, wenn das Armelement durch den Motor mit variabler
Drehzahl gedreht wird, die Kopplungsposition des Armele
ments mit einem Verbindungselement parallel zur Drehachse
des Vollkolbens verschoben.
Das Verbindungselement besitzt eine Mittelachse, die die
Drehachse des Vollkolbens und die Drehachse der Ausgangs
welle schneidet, so daß der Schnittwinkel der Mittelachse
des Verbindungselements mit der Drehachse des Vollkolbens
stets konstant ist und der Schnittwinkel der Mittelachse
des Verbindungselements mit der Drehachse der Ausgangs
welle veränderlich ist. Wenn daher das Verbindungselement
parallel zu seiner Mittelachse längs irgendeines Verbin
dungsabschnitts mit dem Vollkolben oder mit dem Armele
ment gleitet, wird die Verschiebung des Kopplungsab
schnitts zwischen dem Armelement und dem Verbindungsele
ment an den Vollkolben übertragen, so daß die Hin- und
Herbewegung auf den Vollkolben in einer zu seiner Dreh
achse parallelen Richtung übertragen wird und die Drehung
des Motors mit veränderlicher Drehachse ebenfalls an den
Vollkolben übertragen wird, wodurch sich dieser dreht.
Das bedeutet, daß der Vollkolben einmal hin und her be
wegt wird, wenn er sich aufgrund einer Drehung des Motors
mit veränderlicher Drehzahl einmal dreht und daß dann,
wenn sich der Vollkolben in seinen beiden Totpunkten der
Hin- und Herbewegung befindet, die Saug- und Förderan
schlüsse für das Fluid durch die Umfangsfläche des Voll
kolbens gleichzeitig geschlossen werden, während dann,
wenn sich der Kolben zu einer Seite der Zylinderbohrung
bewegt, der Förderanschluß durch einen im Vollkolben
ausgebildeten Ausschnitt mit der Zylinderbohrung in Ver
bindung steht und dann, wenn der Vollkolben zur anderen
Seite der Zylinderbohrung bewegt wird, der Sauganschluß
durch den Ausschnitt mit der Zylinderbohrung in Verbin
dung steht.
Bei einer solchen Bewegung des Vollkolbens werden das
Ansaugen des Fluids in die Zylinderbohrung durch den
Sauganschluß und das Fördern des Fluids durch den Förder
anschluß wiederholt ausgeführt, ferner wird die Betriebs
geschwindigkeit des Vollkolbens aufgrund der Drehzahl pro
Zeiteinheit des Motors mit veränderlicher Drehzahl geän
dert, weshalb auch die Fördermenge des Fluids pro Zeit
einheit geändert wird.
Wenn die Pumpeneinheit mit den obenbeschriebenen Merkma
len als Druckfarbenpumpe einer Druckmaschine verwendet
wird, können die bei entsprechenden herkömmlichen Pumpen
einheiten auftretenden Probleme beseitigt werden.
Da der Kolben nämlich über einen Übertragungsmechanismus
durch den am Basiselement angebrachten Motor mit verän
derlicher Drehzahl angetrieben wird, wird der Betrieb des
Vollkolbens durch Anhalten des Betriebs des Motors mit
veränderlicher Drehzahl angehalten, wenn bei der zugehö
rigen Pumpe keine Farbförderung erforderlich ist, so daß
eine unnötige gegenseitige Reibung zwischen dem Vollkol
ben und dem Zylinder, in den der Vollkolben gleitend
eingepaßt ist, vermieden wird, ferner wird die Wärmeer
zeugung in der Pumpe aufgrund einer solchen Reibung ver
hindert, so daß die Lebensdauer der Pumpe verlängert
werden kann. Ferner beeinflußt in der Pumpeneinheit, die
mehrere Pumpen enthält, die von einer Pumpe erzeugte
Wärme die benachbarte Pumpe nicht. Der Übertragungsmecha
nismus ist mit keinerlei Zahnradmechanismen versehen, so
daß die Erzeugung von Geräuschen während des Pumpbetriebs
wirksam verhindert werden kann, ferner wird der Übertra
gungsverlust soweit wie möglich reduziert. Weiterhin wird
durch den erfindungsgemäßen Aufbau, in dem der Betrieb
des Motors mit veränderlicher Drehzahl durch Unterbrechen
der elektrischen Versorgung des Motors angehalten wird,
Energie gespart.
Da ferner der Mechanismus durch Beseitigen des Mechanis
mus zum Einstellen der Hin- und Herbewegung des Vollkol
bens vereinfacht ist, kann die Häufigkeit der Entstehung
von Defekten oder dergleichen reduziert werden, ferner
ist eine einfache Wartung und Fehlerbeseitigung möglich.
Weiterhin ermöglicht die konstante Hin- und Herbewegung
des Vollkolbens eine Minimierung der in der Zylinderboh
rung zu speichernden Farbe, so daß bei einer Druckma
schine, die häufige Farbwechselvorgänge erfordert, die
Menge der nutzlosen Farbe in der Zylinderbohrung auf
einen minimalen Wert verringert werden kann. Da weiterhin
die Einstellung der Farbfördermenge durch Verändern der
Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl erfolgen
kann, kann die Farbfördermenge in einem verhältnismäßig
weiten Bereich erfolgen, wobei bei Verwendung eines
Schrittmotors als Motor mit veränderlicher Drehzahl eine
ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Drehzahl erzielt
werden kann und daher die Farbfördermenge präzise repro
duziert werden kann.
Darüber hinaus kann die Erfassungseinrichtung, die die
Bewegung des Armelements erfaßt, den gewünschten Betrieb
des Vollkolbens, mit dem das Armelement funktional ver
bunden ist, überprüfen, ferner kann sie den gewünschten
Betrieb der Pumpe selbst überprüfen, so daß ein stabiler
Betrieb der Druckmaschine aufrechterhalten wird, wodurch
Druckerzeugnisse hoher Qualität möglich sind. Außerdem
kann die Erfassungseinrichtung eine Beschädigung der
mechanischen Teile der Pumpe aufgrund einer Überlastung
des Motors mit veränderlicher Drehzahl vermeiden.
Ferner kann eine Nickelbeschichtung auf den Gleitoberflä
chen des Vollkolbens und des Zylinders die Beständigkeit
gegen chemische Korrosion und die Beständigkeit gegen
mechanischen Abrieb verbessern, so daß die Lebensdauer
des Vollkolbens und des Zylinders und somit der Pumpe
selbst verbessert werden. Durch den autokatalytischen
Nickelbeschichtungsprozeß kann die Beschichtung entspre
chend den Formen des Vollkolbens bzw. des Zylinders
gleichmäßig ausgebildet werden, so daß die Oberflächenei
genschaft verbessert wird.
Da das Basiselement an der Rückseite der Zylinderbohrung
mit einem offenen unteren Abschnitt versehen ist, kann
selbst dann, wenn durch die Zylinderbohrung Druckfarbe
austritt, diese Farbe aus diesem offenen Abschnitt her
ausfließen und außerhalb des Basiselements entsorgt wer
den, so daß jegliche Defekte oder Schwierigkeiten, die in
den Strukturelementen oder -teilen der Pumpe durch das
Vorhandensein von in der Pumpe ausgetretener Farbe, bei
spielsweise eine unregelmäßige Drehung des Armelements,
ein rauhes Gleiten des Verbindungselements und ein rauher
Betrieb des sphärischen Lagers auftreten können, und
somit unregelmäßige Operationen der Pumpen und eine Be
schädigung des Motors mit veränderlicher Drehzahl durch
Überlastung vermieden werden können.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die beigefüg
ten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer Pumpeneinheit gemäß der
vorliegenden Erfindung, bei der in einer Basis
platte acht Pumpen eingebaut sind;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig.
1; und
Fig. 3 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene
Ansicht der Pumpeneinheit der Fig. 1 oder 2.
Fig. 1 ist eine Draufsicht einer Pumpeneinheit PU, die
beispielsweise einer Druckmaschine Druckfarbe zuführt und
mit acht Pumpen P versehen ist, die in eine Basisplatte 1
eingebaut sind, während Fig. 2 eine Schnittansicht längs
der Linie II-II in Fig. 1 ist und Fig. 3 eine teilweise
aufgeschnittene perspektivische Ansicht im vergrößertem
Maßstab eines Hauptabschnitts der in Fig. 2 gezeigten
Pumpeneinheit ist.
In den Fig. 1 bis 3 ist jede Pumpe P mit einem an einer
Seite der Basisplatte 1 angebrachten Zylinder 2 sowie mit
einem in eine Hauptbohrung 3 des Zylinders 2 eingepaßten
Vollkolben 7 versehen, der sich hin und her bewegen und
drehen kann.
Die Hauptbohrung 3 des Zylinders 2 besitzt ein (vorderes)
Ende, das mittels eines Stopfens 6 verschlossen ist, und
ist mit zwei Durchgangsbohrungen versehen, nämlich einem
Sauganschluß 4 und einem Förderanschluß 5, die bei Be
trachtung in Fig. 2 vertikal aufeinander ausgerichtet
sind. Die Mittelachsen der beiden Anschlüsse schneiden
die Mittelachse der Hauptbohrung 3. Der Sauganschluß 4
steht mit einem nicht gezeigten Farbbehälter, der als
Fluidversorgungsquelle dient, über Fluidkanäle 16 und 17
in Verbindung, während der Förderanschluß 5 mit einer
nicht gezeigten Farbschiene, die als Abschnitt dient, an
den die Farbe geliefert wird, über einen Fluidkanal 18 in
Verbindung steht, wobei diese Fluidkanäle 16, 17 und 18
in der Basisplatte 1 ausgebildet sind.
Der Vollkolben 7 ist in seinem äußeren Umfangsbereich mit
einem Ausschnitt 8 versehen und ständig in der Hauptboh
rung 3 des Zylinders 2 angeordnet, so daß sich der Aus
schnitt 8 an einem vorderen Ende 9 auf der Einschubseite
des Vollkolbens 7, die durch den Stopfen 6 verschlossen
ist, befindet. Der Ausschnitt 8 stellt zwischen dem vor
deren Raum der Bohrung 3 und dem Sauganschluß 4 einer
seits und dem vorderen Raum der Bohrung 3 und dem Förder
anschluß 5 andererseits abwechselnd bei jeder halben
Umdrehung des Vollkolbens 7 in der Zylinderbohrung 3 eine
Verbindung her, wobei dann, wenn sich der Vollkolben 7 in
einer Drehposition befindet, in der diese Anschlüsse 4
und 5 dem Ausschnitt 8 nicht zugewandt sind, diese An
schlüsse 4 und 5 gleichzeitig durch die äußere Umfangs
fläche des Vollkolbens 7 verschlossen sind.
In der gezeigten Ausführungsform werden mittels eines
autokatalytischen Beschichtungsprozesses auf den aneinan
der gleitenden Oberflächen des Zylinders 2 bzw. des in
den Zylinder 2 eingepaßten Vollkolbens 7 Nickelschichten
(Ni-Schichten) ausgebildet, so daß eine Beständigkeit
gegen chemische Korrosion sowie eine als Abriebbeständig
keit sich auswirkende mechanische Festigkeit geschaffen
wird.
Auf der anderen (hinteren) Seite der Basisplatte 1 ist an
einem Gehäuse für die Anordnung eines Übertragungsmecha
nismus 50 ein Motor 11 mit veränderlicher Drehzahl in der
Weise befestigt, daß die Drehachse CL1 einer Ausgangs
welle 12 des Motors 11 mit veränderlicher Drehzahl die
Drehachse CL2 des Vollkolbens 7 in der Zylinderbohrung 3
in einem vorgegebenen Schnittwinkel Θ schneidet. In der
gezeigten Ausführungsform ist der Motor 11 mit veränder
licher Drehzahl ein Schrittmotor, der durch einen nicht
gezeigten Motortreiber angesteuert wird und sich dadurch
mit der wählbaren geeigneten Drehzahl pro Zeiteinheit
dreht.
Der in dem obigen Gehäuse 50 befindliche Übertragungs
mechanismus ist so beschaffen, daß er den Vollkolben 7
aufgrund der Drehbewegung des Motors 11 mit veränderli
cher Drehzahl hin und her bewegt und dreht. Der Übertra
gungsmechanismus 50 enthält ein Armelement 13 mit einem
an der Ausgangswelle 12 des Motors 11 mit veränderlicher
Drehzahl befestigten Basisabschnitt 13a und einem vorste
henden Armabschnitt 13b. Der Übertragungsmechanismus 50
enthält außerdem ein Verbindungselement 14, welches das
freie Ende des Armelements 13, d. h. den vorstehenden
Armabschnitt 13b mit dem hinteren Ende 10, d. h. dem rech
ten Ende in Fig. 2 des Vollkolbens 7 verbindet. Das Arm
element 13 steht von einem Abschnitt des Basisabschnitts
13a in einem Abstand von der Drehachse CL1 der Ausgangs
welle 12 in einer hierzu im wesentlichen parallelen Rich
tung nach vorn vor, so daß es mit dem hinteren Ende 10
des in die Zylinderbohrung 3 eingepaßten Vollkolbens 7
nicht in Konflikt gelangt.
Das Verbindungselement 14 ist mit einem Ende mit dem
Vollkolben (7) in der Weise verbunden, daß die Mittel
achse CL3 des Verbindungselements 14 die Drehachse CL2
des Vollkolbens 7 stets mit einem vorgegebenen Winkel, in
der gezeigten Ausführungsform beispielsweise 90°, schnei
det, während sein anderes Ende mit dem vorstehenden Arm
abschnitt 13b des Armelements 13 über ein sphärisches
Lager 15 verbunden ist, so daß der Kopplungswinkel frei
veränderbar ist, d. h. der Schnittwinkel der Achse CL3 in
bezug auf die Achse CL1 der Ausgangswelle 12 des Motors
11 mit veränderlicher Drehzahl ist frei veränderbar (im
Bereich vom minimalen Winkel α bis zum maximalen Winkel β
in der gezeigten Ausführungsform). Das Verbindungselement
14 ist so verbunden, daß es an einem der Kopplungsab
schnitte entweder mit dem Vollkolben 7 oder mit dem Arm
element 13 in einer zur Achse CL3 parallelen Richtung
gleiten kann, wobei das Verbindungselement 14 in der
gezeigten Ausführungsform so gekoppelt ist, daß es im
Kopplungsabschnitt mit dem Armelement 13 in der zur Achse
CL3 parallelen Richtung gleiten kann.
Dieser Schnittwinkel zwischen der Mittelachse CL3 des
Verbindungselements 14 und der Mittelachse CL1 der Aus
gangswelle 12 ist so festgelegt, daß der Schnittwinkel in
den zwei Drehpositionen des Vollkolbens 7, in denen der
Sauganschluß 4 und der Förderanschluß 5 gleichzeitig
geschlossen sind, minimal (α) oder maximal (β) ist.
Die Anordnung der beiden Anschlüsse 4 und 5 und des Aus
schnitts 8 weist eine Beziehung auf, derart, daß sowohl
der Sauganschluß 4 als auch der Förderanschluß 5 ge
schlossen sind, wenn sich bei einer Hin- und Herbewegung
des Vollkolbens 7, die durch eine Umdrehung des Motors 11
mit veränderlicher Drehzahl bewirkt wird, der Vollkolben
7 in den beiden Totpunkten befindet, während andernfalls,
wenn sich der Vollkolben 7 von einem (vorderen) Ende zum
anderen (hinteren) Ende der Zylinderbohrung 3 bewegt, der
Sauganschluß 4 mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3
über den Ausschnitt 8 in Verbindung steht, während dann,
wenn sich der Vollkolben 7 von der anderen (hinteren)
Seite zur einen (vorderen) Seite bewegt, der Förderan
schluß 5 mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 über
den Ausschnitt 8 in Verbindung steht.
Ferner kann in dem Gehäuse, in dem der Übertragungsmecha
nismus 50 angeordnet ist, eine Erfassungseinrichtung 19
für die Erfassung der Position des Raumelements 13 so
vorgesehen sein, daß die Erfassungseinrichtung 19 der
Drehfläche des Armelements 13 zugewandt ist, wie in Fig.
2 oder 3 durch die Zweipunkt-Strichlinie gezeigt ist. In
der gezeigten Ausführungsform kann die Erfassungseinrich
tung 19 einen Annäherungsschalter enthalten, der so be
schaffen ist, daß er erfaßt, wenn das Armelement 13 eine
nahe Position erreicht, wobei er ein diesen Sachverhalt
repräsentierendes Signal aussendet. Ferner ist es mög
lich, einen Durchgangsabschnitt 20 zur Basisplatte 1
auszubilden, der dem unteren Abschnitt der Öffnung der
Zylinderbohrung 3 auf Seiten des Motors 11 mit veränder
licher Drehzahl entspricht.
Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemä
ßen Pumpeneinheit anhand der gezeigten Ausführungsform
beschrieben.
Wenn in dem obenbeschriebenen Aufbau der Motor 11 mit
veränderlicher Drehzahl durch den nicht gezeigten Motor
treiber angesteuert wird und in dem durch die durchgezo
genen Linien in den Fig. 2 und 3 gezeigten Zustand die
Ausgangswelle 12 des Motors 11 in Richtung des Pfeils X
in Fig. 3 gedreht wird, wird das Armelement 13 in die
gleiche Richtung X gedreht.
Hierbei wird das Verbindungselement 14 zunächst zu einer
Gleitbewegung parallel zur Achse CL3 des Verbindungsele
ments 14 angetrieben, wobei der Kopplungswinkel im Kopp
lungsabschnitt durch das sphärische Lager 15 zwischen dem
Verbindungselement 14 und dem Armelement 13 geändert
wird, anschließend wird das Verbindungselement 14 aus der
durch die durchgezogene Linie in Fig. 2 gezeigten Positi
on in die durch die Zweipunkt-Strichlinie gezeigte Posi
tion verschoben.
Entsprechend dieser Verschiebung wird der Vollkolben 7
geradlinig um die Verschiebungslänge L zu der einen
(vorderen) Seite der Zylinderbohrung 3 verschoben,
gleichzeitig wird der Vollkolben 7 in Richtung des Pfeils
Y in Fig. 3 gedreht, so daß der Ausschnitt 8 dem Förder
anschluß 5 zugewandt ist und daher der Förderanschluß 5
mit der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 in Verbindung
steht. Dann wird der Vollkolben 7 um eine halbe Umdrehung
weitergedreht und nimmt eine Position ein, die dem in
Fig. 3 gezeigten Zustand entgegengesetzt ist, wodurch der
Förderanschluß 5 durch die Umfangsfläche des Vollkolbens
7 verschlossen ist. Während dieser Drehung des Vollkol
bens 7 wird der Sauganschluß 4 durch die Umfangsfläche
des Vollkolbens 7 geschlossen gehalten, so daß ein in der
Zylinderbohrung 3 befindliches Fluid durch den Förderan
schluß 5 entleert wird.
Anschließend wird das Verbindungselement 14 im wesentli
chen auf die gleiche Weise wie oben beschrieben im Kopp
lungsabschnitt durch das sphärische Lager 15 zwischen dem
Verbindungselement 14 und dem Armelement 13 gleitend
verschoben und anschließend aus der durch die Zweipunkt-
Strichlinie gezeigten Position in die durch die durchge
zogene Linie in Fig. 2 gezeigte Position geschoben.
Entsprechend dieser Verschiebung wird der Vollkolben 7
geradlinig um eine Verschiebungslänge L zur anderen
(hinteren) Seite der Zylinderbohrung 3 verschoben,
gleichzeitig wird der Vollkolben 7 in Richtung des Pfeils
Y in Fig. 3 gedreht, so daß der Ausschnitt 8 dem Saugan
schluß 4 zugewandt ist und somit der Sauganschluß 4 mit
der tiefen Seite der Zylinderbohrung 3 in Verbindung
steht. Dann wird der Vollkolben 7 um eine halbe Umdrehung
weitergedreht und nimmt die in Fig. 3 gezeigte Position
ein, d. h. eine Position, die der durch die durchgezogene
Linie in Fig. 2 gezeigten Position entgegengesetzt ist,
wobei der Sauganschluß 4 durch die Umfangsfläche des
Vollkolbens 7 erneut verschlossen wird. Während dieser
Drehung des Vollkolbens 7 wird der Förderanschluß 5 durch
die Umfangsfläche des Vollkolbens 7 geschlossen gehalten,
so daß ein in der Zylinderbohrung 3 befindliches Fluid
durch den Sauganschluß 4 in die Zylinderbohrung 3 gesaugt
wird.
Diese Operationen werden bei jeder Umdrehung des Motors
11 mit veränderlicher Drehzahl ausgeführt, so daß das
Fluid abwechselnd in die Zylinderbohrung 3 gesaugt und
aus ihr entleert wird. Folglich können die Häufigkeiten
der Saug- und Entleerungsvorgänge pro Zeiteinheit in
verhältnismäßig weiten Bereichen durch Änderung der Dreh
zahl pro Zeiteinheit des Motors 11 mit veränderlicher
Drehzahl geändert werden, weshalb die Fördermenge des
Fluids pro Zeiteinheit ebenfalls in einem verhältnismäßig
weiten Bereich geändert werden kann.
Weiterhin wird der Motor 11 mit veränderlicher Drehzahl
in dem Fall, in dem er ein Schrittmotor ist, wie in der
vorliegenden Ausführungsform gezeigt, durch Impulssi
gnale, d. h. durch eine digitale Steuervorrichtung gesteu
ert, so daß eine sehr gut reproduzierbare Steuerung aus
geführt wird, die für eine Pumpe einer Druckmaschine
äußerst nützlich ist.
Andererseits ist es in dem Fall, in dem die Erfassungs
einrichtung 19 vorgesehen ist, möglich, zu erfassen und
zu prüfen, ob das Armelement 13 die Drehbewegung ausführt
oder nicht, wobei es entsprechend einer solchen Prüfung
der Drehbewegung des Armelements 13 möglich wird zu prü
fen, ob der Vollkolben 7 tatsächlich betätigt wird oder
nicht, was wiederum dazu führt, daß eine anomale Be
triebsbedingung der Pumpe P und die Überlastung des Mo
tors 11 mit veränderlicher Drehzahl in Verbindung mit
Funktionsanomalien früher erkannt werden.
Weiterhin kann in dem Fall, in dem im unteren Abschnitt
der Öffnung der Hauptzylinderbohrung 3 des Zylinders 2
der geöffnete Abschnitt 20 für die Basisplatte 1 vorgese
hen ist, das durch diesen Durchgangsabschnitt 20 austre
tende Fluid aus der Pumpe P herausgeführt werden und dann
beispielsweise in einer Wanne 21 zurückgewonnen werden,
selbst wenn das Fluid in der Zylinderbohrung 3 durch die
andere (hintere) Seite austritt, so daß eine solche Ano
malie einfach behoben werden kann.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Pum
peneinheit PU mit acht Pumpen P ausgerüstet, die in die
einzige Basisplatte 1 eingebaut sind. Wenn eine solche
Pumpeneinheit PU als Druckfarbenzuführungs-Pumpeneinheit
für Druckmaschinen verwendet wird, wird eine Druckfläche
parallel zur Bewegungsrichtung eines zu bedruckenden
Materials wie etwa Papier, Tuch, Filmmaterial usw. in
Abschnitte unterteilt, wobei jedem Abschnitt des zu be
druckenden Materials die Druckfarbe durch die entspre
chende Pumpe zugeführt wird, so daß sich eine kompakte
und vorteilhafte Druckmaschine ergibt.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht
auf die beschriebene Ausführungsform eingeschränkt, viel
mehr sind viele verschiedene Änderungen und Abwandlungen
möglich, ohne vom Umfang abzuweichen, der durch die bei
gefügten Ansprüche angegeben ist.
Claims (9)
1. Pumpeneinheit für Druckmaschinen, mit
einem Basiselement (1) und
mehreren Pumpen (P), die in das Basiselement (1) eingebaut sind, wobei jede Pumpe enthält:
mehreren Pumpen (P), die in das Basiselement (1) eingebaut sind, wobei jede Pumpe enthält:
- - ein Zylinderelement (2), das am Basiselement (1) angebracht ist und versehen ist mit einer Hauptbohrung (3), die an einem Ende verschlossen ist und sich in axia ler Richtung des Zylinderelements (2) erstreckt, sowie mit einem Sauganschluß (4) und einem Förderanschluß (5), deren Mittelachsen die Mittelachse (CL2) der Hauptbohrung (3) in derselben Ebene kreuzen,
- - einen Vollkolben (7), der in die Hauptbohrung (3) des Zylinderelements (2) in der Weise eingeschoben ist, daß das andere Ende der Hauptbohrung (3) stets verschlos sen ist und der Vollkolben (7) darin hin und her bewegt werden kann und drehbar ist,
- - einen Motor (11) mit veränderlicher Drehzahl, der am Basiselement (1) angebracht ist und eine Ausgangswelle (12) aufweist, deren Mittelachse (CL1) die Drehachse (CL2) des Vollkolbens (7) in einem vorgegebenen Winkel (Θ) schneidet und
einen Übertragungsmechanismus (50), der zwischen
dem Vollkolben (7) und dem Motor (11) mit veränderlicher
Drehzahl angeordnet ist und die Ausgangsleistung des
Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl an das Vollkol
benelement (7) überträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Übertragungsmechanismus (50) ein Armelement (13), das an der Ausgangswelle (12) des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl angebracht ist und einen Ab schnitt (13b) aufweist, der zum Vollkolbenelement (7) vorsteht und von der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) beabstandet ist, sowie ein Verbindungselement (14) enthält, das mit einem Ende mit dem Vollkolbenelement (7) gekoppelt und mit dem anderen Ende über ein sphärisches Lager (15) mit dem Armelement (13) gekoppelt ist,
das Vollkolbenelement (7) an seinem Einschubende mit einem Ausschnitt (8) versehen ist, so daß der Saugan schluß (4) und der Förderanschluß (5) durch zwei Ab schnitte der äußeren Umfangsfläche des Vollkolbenelements (7), die durch eine halbe Umdrehung des Vollkolbenele ments (7) voneinander getrennt sind, gleichzeitig ver schlossen werden und durch zwei andere Abschnitte der äußeren Umfangsfläche des Vollkolbenelements (7), die von den beiden obigen Abschnitten um im wesentlichen 90° entfernt sind, über den Ausschnitt (8) abwechselnd mit der Hauptbohrung (3) verbunden werden, und
das Verbindungselement (14) eine Mittelachse (CL3) aufweist, die die Drehachse (CL2) des Vollkolben elements (7) und die Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) in der Weise schneidet, daß der Schnittwinkel der Mittelachse (CL3) des Verbindungselements (14) mit der Drehachse (CL2) des Vollkolbenelements (7) stets konstant ist und der Schnittwinkel (α, β) der Mittelachse (CL3) des Verbindungselements (14) mit der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) veränderlich ist.
dadurch gekennzeichnet, daß
der Übertragungsmechanismus (50) ein Armelement (13), das an der Ausgangswelle (12) des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl angebracht ist und einen Ab schnitt (13b) aufweist, der zum Vollkolbenelement (7) vorsteht und von der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) beabstandet ist, sowie ein Verbindungselement (14) enthält, das mit einem Ende mit dem Vollkolbenelement (7) gekoppelt und mit dem anderen Ende über ein sphärisches Lager (15) mit dem Armelement (13) gekoppelt ist,
das Vollkolbenelement (7) an seinem Einschubende mit einem Ausschnitt (8) versehen ist, so daß der Saugan schluß (4) und der Förderanschluß (5) durch zwei Ab schnitte der äußeren Umfangsfläche des Vollkolbenelements (7), die durch eine halbe Umdrehung des Vollkolbenele ments (7) voneinander getrennt sind, gleichzeitig ver schlossen werden und durch zwei andere Abschnitte der äußeren Umfangsfläche des Vollkolbenelements (7), die von den beiden obigen Abschnitten um im wesentlichen 90° entfernt sind, über den Ausschnitt (8) abwechselnd mit der Hauptbohrung (3) verbunden werden, und
das Verbindungselement (14) eine Mittelachse (CL3) aufweist, die die Drehachse (CL2) des Vollkolben elements (7) und die Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) in der Weise schneidet, daß der Schnittwinkel der Mittelachse (CL3) des Verbindungselements (14) mit der Drehachse (CL2) des Vollkolbenelements (7) stets konstant ist und der Schnittwinkel (α, β) der Mittelachse (CL3) des Verbindungselements (14) mit der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) veränderlich ist.
2. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
das Verbindungselement (14) dann, wenn der Aus
schnitt (8) des Vollkolbenelements (7) so positioniert
ist, daß sowohl der Sauganschluß (4) als auch der Förder
anschluß (5) durch die Umfangsfläche des Vollkolbenele
ments (7) in zwei Drehphasen geschlossen sind, so ange
ordnet ist, daß die Schnittwinkel seiner Mittelachse CL3
der Drehachse (CL1) der Ausgangswelle (12) minimal (α)
bzw. maximal (β) ist.
3. Pumpeneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß
das Vollkolbenelement (7) aufgrund einer Umdre hung des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl eine Umdrehung ausführt und dabei einmal hin und her bewegt wird und
der Sauganschluß (4) und der Förderanschluß (5) in den Zeitpunkten, in denen sich das Vollkolbenelement (7) in den beiden Totpunkten einer Hin- und Herbewegung befindet, geschlossen sind und der Sauganschluß (4) bzw. der Förderanschluß (5) durch den Ausschnitt (8) in zwei weiteren Abschnitten, die von den beiden obigen Abschnit ten verschieden sind, abwechselnd mit der Hauptbohrung (3) in Verbindung gebracht werden.
das Vollkolbenelement (7) aufgrund einer Umdre hung des Motors (11) mit veränderlicher Drehzahl eine Umdrehung ausführt und dabei einmal hin und her bewegt wird und
der Sauganschluß (4) und der Förderanschluß (5) in den Zeitpunkten, in denen sich das Vollkolbenelement (7) in den beiden Totpunkten einer Hin- und Herbewegung befindet, geschlossen sind und der Sauganschluß (4) bzw. der Förderanschluß (5) durch den Ausschnitt (8) in zwei weiteren Abschnitten, die von den beiden obigen Abschnit ten verschieden sind, abwechselnd mit der Hauptbohrung (3) in Verbindung gebracht werden.
4. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
eine Erfassungseinrichtung (19) so angeordnet
ist, daß sie einem Drehbereich des Armelements (13) zuge
wandt ist, das durch den Motor (11) mit veränderlicher
Drehzahl gedreht wird, so daß die Bewegung des Armele
ments (13) erfaßt werden kann.
5. Pumpeneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die Erfassungseinrichtung (19) ein Annäherungs
schalter ist, der eine Annäherung des Armelements (13)
erfaßt.
6. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
die gegenseitig aneinander gleitenden Einpaßober
flächen des Zylinderelements (2) und des Vollkolbenele
ments (7) autokatalytisch beschichtet sind.
7. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
das Basiselement (1) einen Abschnitt (20) auf
weist, der im unteren Bereich der Hauptbohrung (3) des
Zylinderelements (2) auf Seiten des Motors (11) mit ver
änderlicher Drehzahl geöffnet ist.
8. Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Motor mit veränderlicher Drehzahl ein
Schrittmotor (11) ist.
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