DE3105649C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe mit mindestens einem in einem Pumpengehäuse geführten Pumpenkolben, der über eine Kolbenstange mit mindestens einem hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Arbeitszylinder gekoppelt ist, wobei der oder die Arbeitszylinder über eine elektronische Steuerung in ihrem Hub und ihrer Hubgeschwindigkeit steuerbar sind und dazu die Kolbengeschwindigkeit und der Kolbenweg als Sollwert vorgegeben und über eine mit dem oder den Arbeitszylindern verbundenen Nachlaufsteuerung mit einer Istwert-Rückführung einstellbar sind, wobei eine mit der Kolbenstange verbundene Koppelstange oder Kolbenstangenverlängerung Teil der Istwert-Rückführung ist.The invention relates to a metering pump with at least a pump piston guided in a pump housing, the via a piston rod with at least one hydraulic or pneumatically actuated cylinder is, the cylinder or cylinders via an electronic Control in their stroke and their stroke speed controllable and the piston speed and piston travel specified as a setpoint and via a with the or Working cylinders connected with a follow-up control Actual value feedback can be set, one with the Piston rod connected coupling rod or piston rod extension Is part of the feedback of the actual value.
Bei einer solchen aus der US-PS 39 66 358 bekannten Doesierpumpe werden zur Abdichtung der Druckräume Rollmembranen verwendet. Durch die scharfe Umlenkung unter Druck kann keine lange Lebensdauer der Rollmembranen erreicht werden, so daß häufig Betriebsstörungen auftreten. Durch die Elastizität der Rollmembranen erfolgt schon bei geringen Druckunterschieden eine starke Schwankung der Fördermengen. Weiter nachteilig ist, daß als Istwert-Rückführung die mechanische Istwert-Größe in ein elektrisches Signal umgewandelt und damit die Sollwertvorgabe korrigiert wird. Die Kolbensteuerung erfolgt über ein Servoventil, also ebenfalls über eine elektronische Steuerung, die gegenüber einer rein mechanischen Steuerung zeitliche Nachlaufverzögerungen aufweist.In such a doesier pump known from US Pat. No. 3,966,358 are used to seal the pressure chambers used. Due to the sharp deflection under pressure, none can long life of the rolling membranes can be achieved, so that malfunctions frequently occur. Due to the elasticity of the Roll membranes occur even with slight pressure differences a strong fluctuation in the output. Another disadvantage is that as actual value feedback the mechanical actual value in converted an electrical signal and thus the setpoint specification is corrected. The piston is controlled by a servo valve, also via an electronic control system compared to a purely mechanical control Has lag delays.
Ähnliche Nachteile der elektronischen Nachlaufsteuerung weist auch die Konstruktion nach der DE-OS 23 25 902 auf. Dort erfolgt der Abgriff der Istwerte über ein Meßrad durch Reibschluß. Die Übersetzung des Reibrads ändert sich aber mit dem Verschleiß, wobei die Übersetzungsänderung bei jeder Umdrehung neu eingeht.Similar disadvantages of electronic overrun control also has the construction according to DE-OS 23 25 902. There the actual values are tapped via a measuring wheel by friction. The translation of the friction wheel changes but with wear, being the translation change new with each revolution.
In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dosierpumpe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein konstruktiv einfacher Aufbau bei geringer Störanfälligkeit erreicht wird.In avoiding the disadvantages described, the present lies Invention, the object of a metering pump of the beginning mentioned type in such a way that a constructive simple construction with low susceptibility to failure is achieved.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Vorgabe von Kolbengeschwindigkeit und Kolbenweg durch einen mit der elektronischen Steuerung verbundenen Schrittmotor erfolgt, der mit der Nachlaufsteuerung in Verbindung steht und daß ein Teil der Koppelstange oder der Kolbenstangenverlängerung eine Verzahnung trägt, in der ein Ritzel der Istwert- Rückführung kämmt. To achieve this object, the invention provides that the Specification of piston speed and piston travel by one stepper motor connected to the electronic control takes place, which is connected to the run-on control and that part of the coupling rod or the piston rod extension has a toothing in which a pinion of the actual value Return combs.
Mit relativ geringem konstruktivem Aufwand kann eine Verdoppelung der maximalen Fördermenge dadurch erreicht werden, daß symmetrisch zwei Pumpen und Arbeitszylinder vorgesehen sind, die über nur eine Nachlaufsteuerung steuerbar sind. Dabei sind beide Arbeitszylinder im synchron-mechanischen Regelkreislauf festgeschaltet, wobei gleichzeitig jede der beiden Dosierpumpen ihre volle Leistung erbringen können und es kann bei der Kopplung jeder Zylinder für sich in der Auswirkung der Saug- und Stoßbewegung mit voller Leistung gefahren werden.With relatively little design effort a doubling of the maximum flow rate be achieved that two pumps and symmetrically Working cylinders are provided that have only one Caster control are controllable. Both are there Working cylinder in the synchronous-mechanical control circuit committed, with each of the both pumps perform at their full capacity can and it can when coupling any cylinder for itself in the effect of the suction and impact movement be driven at full power.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Kolbenstangenverlängerungen der beiden Arbeitszylinder jeweils eine Verzahnung tragen, die vorteilhaft über das Ritzel der Istwertrückführung miteinander gekoppelt sind. Dabei können die beiden Pumpen und Arbeitszylinder punktsymmetrisch zum Ritzel der Istwertrückführung angeordnet sein, so daß die beiden Pumpen immer gleichsinnig laufen und die Saug- und Stoßbewegung kann optimal ausgesteuert werden.In a preferred embodiment, the Piston rod extensions of the two working cylinders each have a toothing, which is advantageous the pinion of the feedback loop is coupled together are. The two pumps and working cylinders point symmetrical to the pinion of the actual value feedback be arranged so that the two pumps always run in the same direction and the suction and thrust movement can be optimally controlled.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Kolben der beiden Arbeitszylinder fluchtend über eine gemeinsame Kolbenstangenverlängerung miteinander verbunden. Bei dieser Tandemlösung wird immer abwechselnd eine Pumpe in Saug- und die andere im Förderbetrieb gefahren. Durch die Überlagerung von Saug- und Förderbetrieb ist hier allerdings eine optimale Aussteuerung an den Leistungsgrenzen beschränkt.In another embodiment, the pistons are the two working cylinders aligned over a common one Piston rod extension connected to each other. With this tandem solution there is always one Pump in suction and the other in conveyor mode hazards. By superimposing suction and Funding operation is, however, an optimal level of control limited to the performance limits.
Einen materialmäßig reduzierten Konstruktionsaufwand kann man dadurch erreichen, daß das Gehäuse für die Istwertrückführung gleichdzeitig als Abschlußdeckel des Arbeitszylinders dient, in dem die entsprechenden Kanäle für die Druckmittelzuführung und Abführung vom und zum Steuerventil direkt angeordnet sind, so daß mindestens ein Teil der erforderlichen Verbindungsleitungen und Schraubverbindungen eingespart werden kann. Eine weitere Vereinfachung kann noch dadurch erreicht werden, daß das Mantelrohr des Arbeitszylinders im Gehäuse der Istwertführung direkt dicht eingeschraubt ist.A material-reduced design effort can be achieved in that the housing for the Actual value feedback at the same time as end cover of the working cylinder in which the corresponding Channels for pressure medium supply and discharge from and to the control valve are arranged directly, so that at least part of the required connecting lines and screw connections can be saved can. This can be further simplified achieved that the jacket tube of the working cylinder screwed tightly into the housing of the actual value guide is.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigtFurther training according to the invention are the dependent claims can be seen and with their advantages explained in more detail in the description below. In the accompanying drawings
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Dosierpumpe mit zwei Pumpen und Arbeitszylindern in Tandemanordnung, Fig. 1 is a schematic representation of a metering pump with two pump cylinders and working in tandem,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die beiden in Tandem angeordneten Arbeitszylinder, Fig. 2 is a longitudinal section through the two tandemly arranged working cylinder,
Fig. 3 ein Kolbengeschwindigkeits-Hubdiagramm, der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform einer Dosierpumpe, Fig. 3 is a piston velocity lift diagram, which in the embodiment of FIG. 1 and 2, a metering pump,
Fig. 4 eine andere Ausführungsform mit zwei Pumpen und Arbeitszylindern und Fig. 4 shows another embodiment with two pumps and working cylinders and
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die beiden punktsymmetrisch angeordneten Arbeitszylinder der in Fig. 4 schematisch dargestellten Dosierpumpenausführung. Fig. 5 shows a longitudinal section through the two point-symmetrically arranged working cylinder of Dosierpumpenausführung schematically illustrated in Fig. 4.
Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen werden für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Beim in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel einer Dosierpumpe sind zwei Pumpen 1, 1′ und zwei Arbeitszylinder 2, 2′ in ihrer axialen Erstreckung fluchtend miteinander über eine Koppelstange 3 gekoppelt. Weiter sind die Kolben 4, 4′ der Pumpen 1, 1′ direkt mit den Kolbenstangen 5, 5′ der zugeordneten Arbeitszylinder 2 bzw. 2′ verbunden. Die Koppelstange 3 ist mit einer Verzahnung 6 versehen, die in einem Ritzel 7 einer Istwertrückführung 8 kämmt. Die Istwertrückführung 8 ist Bestandteil einer Nachlaufsteuerung 9. Der Sollwert der Nachlaufsteuerung 9 wird von einer elektronischen Steuerung 10 über einen Schrittmotor 11 vorgegeben entsprechend den Dosierbedürfnissen. Der von der elektronischen Steuerung 10 angesteuerte Schrittmotor 11 ist über einen Zahnriemen 12 mit einer Sollwerteingabe 13 der Nachlaufsteuerung 9 gekoppelt.In the exemplary embodiments described below, the same reference numerals are used for the corresponding parts. In the embodiment of a metering pump shown schematically in Fig. 1, two pumps 1, 1 'and two working cylinders 2, 2 ' are aligned in alignment with one another via a coupling rod 3 in their axial extent. Furthermore, the pistons 4, 4 'of the pumps 1, 1 ' are directly connected to the piston rods 5, 5 'of the associated working cylinders 2 and 2 '. The coupling rod 3 is provided with a toothing 6 which meshes in a pinion 7 of an actual value feedback 8 . The feedback 8 is part of a follow-up control 9 . The setpoint of the follow-up control 9 is specified by an electronic control 10 via a stepper motor 11 in accordance with the metering requirements. The stepper motor 11 controlled by the electronic control 10 is coupled via a toothed belt 12 to a setpoint input 13 of the run-on control 9 .
Die Nachlaufsteuerung 9 ist mit einer Druckölversorgung 14, einem Ölrücklauf 15 und Verbindungsleitungen A und B, A′, B′ mit den Druckräumen 16, 16′, 17, 17′ der beiden Arbeitszylinder 2, 2′ über ein nicht näher dargestelltes Regelventil verbunden. Bei einer entsprechenden Abweichung des Istwerts vom vorgegebenen Sollwert wird in bekannter Weise über die Nachlaufsteuerung 9 eine Verschiebung der Kolben 18, 18′ mittels Druckölbeaufschlagung bzw. Druckölrückführung erreicht, wodurch über die Kolbenbewegung die Kolben 4, 4′ der Pumpen 1, 1′ bewegt und Druckmedium in Richtung der Pfeile 19, 19′ gefördert bzw. angesaugt wird.The overrun control 9 is connected to a pressure oil supply 14 , an oil return 15 and connecting lines A and B , A ', B ' with the pressure chambers 16, 16 ', 17, 17 ' of the two working cylinders 2, 2 'via a control valve, not shown. In the event of a corresponding deviation of the actual value from the predetermined setpoint, displacement of the pistons 18, 18 'by means of pressurized oil or pressure oil return is achieved in a known manner via the follow-up control 9 , whereby the pistons 4, 4 ' of the pumps 1, 1 'move and Pressure medium is conveyed or sucked in the direction of arrows 19, 19 '.
In der Fig. 2 ist ein konstruktives Ausführungsbeispiel einer Dosierpumpenkonstruktion gemäß Fig. 1 ohne Pumpen dargestellt. Die Koppelstange 3 ist bei dieser Konstruktion in einem Gehäuse 20 der Nachlaufsteuerung 9 verschiebbar geführt und über eine Exzenterrolle 21 in einem spielfreien Eingriff mit dem Ritzel 7 gehalten. Die Koppelstange 3 selbst ist bis zum inneren Ende der beiden hohl ausgeführten Kolbenstangen 5, 5′ geführt und dort fest angelenkt, und sie durchdringt damit die Kolben 18, 18′ der beiden Arbeitszylinder 2, 2′.In FIG. 2 is a constructive embodiment of a Dosierpumpenkonstruktion of FIG. 1 shown without pumps. In this construction, the coupling rod 3 is displaceably guided in a housing 20 of the follow-up control 9 and is held in a play-free engagement with the pinion 7 via an eccentric roller 21 . The coupling rod 3 itself is guided up to the inner end of the two hollow piston rods 5, 5 'and articulated there, and thus penetrates the pistons 18, 18 ' of the two working cylinders 2, 2 '.
Der Innenraum der Kolbenstangen 5, 5′ ist jeweils über ein Innenrohr 22, 22′ von den Arbeitsräumen 16, 17, 16′, 17′ unter Anordnung entsprechender Dichtungen abgedichtet. Durch diese Hohlausbildung der Kolbenstangen 5, 5′ kann eine wesentliche Reduzierung der Baulänge erreicht werden.The interior of the piston rods 5, 5 'is each sealed via an inner tube 22, 22 ' from the working spaces 16, 17, 16 ', 17' with the arrangement of appropriate seals. Through this hollow formation of the piston rods 5, 5 ', a substantial reduction in the overall length can be achieved.
Zur weiteren Verkürzung der Baulänge und zur Einsparung von Einzelteilen und Schraubverbindungen sind die Mantelrohre 23, 23′ der Arbeitszylinder 2, 2′ direkt im Gehäuse 20 dicht eingeschraubt, wobei die Leitungen A′ B vom nicht dargestellten Regelventil der Nachlaufsteuerung 9 direkt in die Druckräume 17′ bzw. 16 geführt sind.To further shorten the overall length and to save individual parts and screw connections, the jacket tubes 23, 23 'of the working cylinder 2, 2 ' are screwed tightly into the housing 20 , the lines A ' B from the control valve of the follow-up control 9, not shown, directly into the pressure chambers 17 'And 16 are performed.
In Fig. 3 ist ein Kolbengeschwindigkeits-Hubdiagramm für einen Arbeitszyklus dargestellt. Dabei geht die Beschleunigungskurve 24 in einen Konstantgeschwindigkeitsteil 25 über und es erfolgt im Hubendbereich eine Verzögerung beispielsweise gemäß der Verzögerungskurve 26. Im anschließenden Rückhub erfolgt die Bewegung entsprechend der Beschleunigungskurve 24′, dem Konstantgeschwindigkeitsteil 25′ über die Verzögerungskurve 26′ wieder zurück in die Ausgangslage. Durch die elektronische Steuerung kann dieser Kurvenverlauf entsprechend dem maximalen Leistungsvermögen der Druckölversorgung 14 und der Nachlaufsteuerung 9 variiert werden entsprechend den Bedürfnissen und Anforderungen an eine optimale Dosierung.In Fig. 3, a piston velocity lift diagram is shown for a working cycle. The acceleration curve 24 changes into a constant speed part 25 and there is a deceleration in the end of stroke range, for example according to the deceleration curve 26 . In the subsequent return stroke, the movement takes place according to the acceleration curve 24 ', the constant speed part 25 ' via the deceleration curve 26 'back to the starting position. By means of the electronic control, this curve profile can be varied in accordance with the maximum performance of the pressure oil supply 14 and the follow-up control 9 in accordance with the needs and requirements for an optimal metering.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 sind die beiden Arbeitskolben 2, 2′ mit ihren jeweiligen Koppelstangen 3, 3′ punktsymmetrisch zum Ritzel 7 der Istwertrückführung 8 der Nachlaufsteuerung 9 angeordnet. Durch diese punktsymmetrische Anordnung ist eine besonders kurze Bauweise möglich mit dem gleichzeitigen Vorteil, daß beide Kolben 4, 4′ gleichsinnig entweder fördern oder ansaugen, so daß über die elektronische Steuerung 10 eine optimale Anpassung an die Förderverhältnisse und Förderstoffe möglich ist. Beispielsweise muß die Beschleunigungskurve 24, 24′ bei zähen Fördermedien flacher verlaufen wie bei dünnflüssigeren. In the embodiment of FIGS. 4 and 5, the two working pistons 2, 2 'with their respective coupling rods 3, 3 ' are arranged point-symmetrically to the pinion 7 of the feedback 8 of the tracking controller 9 . This point-symmetrical arrangement makes a particularly short construction possible with the simultaneous advantage that both pistons 4, 4 'either convey or suck in the same direction, so that an optimal adaptation to the funding conditions and materials is possible via the electronic control 10 . For example, the acceleration curve 24, 24 'must be flatter for viscous fluids than for thinner fluids.
Die übrige konstruktive Ausbildung entspricht weitgehend der Konstruktion gemäß Fig. 2. Die aus dem Gehäuse 20 herausragenden Enden der Koppelstangen 3, 3′ sind durch Stutzen 27 bzw. 27′, die am Gehäuse 20 angeschraubt sind, gegen Verschmutzung und Beschädigung geschützt.The remaining constructive training largely corresponds to the construction according to FIG. 2. The ends of the coupling rods 3 , 3 'protruding from the housing 20 are protected against dirt and damage by connecting pieces 27 and 27 ' which are screwed onto the housing 20 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |