DE818606C - Hydraulische Mehrkolbenpumpe - Google Patents

Hydraulische Mehrkolbenpumpe

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DE818606C
DE818606C DEP37594A DEP0037594A DE818606C DE 818606 C DE818606 C DE 818606C DE P37594 A DEP37594 A DE P37594A DE P0037594 A DEP0037594 A DE P0037594A DE 818606 C DE818606 C DE 818606C
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piston
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piston pump
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DEP37594A
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Frank Hathorn Towler
John Maurice Towler
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Description

  • Hydraulische Mehrkolbenpumpe Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine hydraulische Mehrkolbenpumpe mit einem Zylinderblock, in welchem die Pumpenkolben und die zugeordneten Zylinderbohrungen um eine gemeinsame Achse angeordnet sind. Dabei werden die Pumpenkolben entweder direkt oder über Stoßstangen und ohne die Anordnung von Pleuelstangen mittels eines Kolbenbetätigungsorgans oder einer Taumelscheibe hin und her bewegt, wobei diese Taumelscheibe üblicherweise die Form einer flachen Platte oder Scheibe aufweist. Dieser Taumelscheibe wird eine schwingende Bewegung in zwei Ebenen in bezug auf die Kolbenachsen erteilt, und zwar werden diese schwingenden Bewegungen dadurch erhalten, daß das Betätigungsorgan auf eine drehbare Scheibe mit schräger Unterseite unterstützt wird, oder dadurch, daß eine Z-förmige Kurbel vorgesehen wird. Im folgenden wird lediglich noch von einer Betätigungsscheibe gesprochen, aber dabei ist immer eine solche Scheibe zu verstehen, durch deren Drehung eine axiale Verschiebung der Kolben erzeugt wird. Bei der beschriebenen Ausführung ist der Zylinderblock stationär. Es ist aber auch' möglich, den Zylinderblock und das Kolbenbetätigungsorgan je um die eigene Achse zu drehen, wobei die beiden Achsen sich unter einem spitzen Winkel schneiden. In diesem letzteren Fall kann entweder der Zylinderblock oder das Kolbenbetätigungsorgan direkt mit der AntriebsNvelle gekuppelt sein, wobei die antreibende Kraft über Zahnräder übertragen wird, und zwar entweder vom Zylinderblock zu dem Kolbenbetätigungsorgan oder umgekehrt, und in diesen Fällen stellt das Kolben-Betätigungsorgan ein nicht schwingendes Glied dar. Der Zylinderblock kann aus einem Stück bestehen oder er kann aus mehreren Zylinderblöcken zusammengesetzt sein, die miteinander verbunden sind und ein Ganzes bilden. Es ist im weiteren klar, daß, wenn eine Pumpe der beschriebenen Ausbildung mit Druckflüssigkeit gespeist und mit den üblichen Ventilen versehen wird, sie als rotierender Motor arbeitet. Auf einen solchen läßt sich derErfindungsgedanke in gleicher Weise anwenden, und wenn im .folgenden einfachheitshalber von einer Pumpe gesprochen wird, so sollen darunter auch Motoren verstanden werden.
  • Axialpumpen der beschriebenen Art mit hin und her gehenden Kolben haben den großen Vorteil, gegenüber den üblichen hin .und her gehenden Kolbenpumpen, daß sie eine sehr kompakte Konstruktion ermöglichen. Erstmals ist es damit auch möglich, mit gutem Wirkungsgrad bei höheren Drücken zu arbeiten, wie sie neuerdings üblich sind, und es ließen sich damit Drücke von über iooo kg/cm2 erzielen.
  • Es ist festgestellt worden, daß eine Pumpe der oben beschriebenen Art bei höheren Drücken wirksam arbeitet, wenn sie so konstruiert ist, daß unter allen Umständen während des Betriebes eine im wesentlichen rein rollende Berührung zwischen den Kolben und der mit ihnen zusammenwirkenden Oberfläche des Betätigungsorgans stattfindet, und dieses Resultat wird gemäß vorliegender Erfindung ohne weiteres dadurch erreicht, daß Kolben verwendet werden, die in ihren Bohrungen frei drehbar sind, und daß in .Kombination hiermit Zahnräder vorgesehen sind, die das Betätigungsorgan mit dem Zylinderblock verbinden, wobei das Zähneverhältnis der erwähnten Zahnradverbindung im wesentlichen so ist, daß derjenige Teil des Kolbenbetätigungsorgans, der mit den Kolben in Berührung steht, eine vorbestimmte Versetzung in der Drehrichtung in Bezug auf den Zylinderblock erfährt.
  • Zur genauen Bestimmung des obenerwähnten Zähneverhältnisses wird dasselbe gleich dem Secans des Winkels der Oberfläche des Kolbenbetätigungsorgans mit-einer Ebene gemacht, die senkrecht zu den Kolbenachsen verläuft. Eine geringe Abweichung von diesem optimalen Verhältnis ist aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung statthaft, vorausgesetzt, daß eine im wesentlichen rein rollende Berührung zwischen dem Betätigungsorgan und den Kolben stattfindet.
  • Der genaue Charakter der Relativbewegung eines jeden einzelnen Berührungspunktes zwischen einem Kolbenende und der Oberfläche des Betäti gungsorgans wird später in Verbindung mit einem erläuternden Diagramm beschrieben, das in der Zeichnung enthalten ist.
  • Um eine praktisch rein rollende Berührung zwischen den Kolbenenden und dem Betätigungsorgan zu erzielen, ist das Verhältnis zwischen der Zähnezahl des einen Rades in bezug auf die Zähnezahl des anderen Rades der Zahnradverbindung derart, daß im Falle einer Pumpe mit stationärem Pumpenkörper die Versetzung des Betätigungsorgans in Drehung im entgegengesetzten Sinne zur Drehrichtung der Hauptantriebswelle der Pumpe vorgenommen wird. Im Falle einer Pumpe mit rotierendem Pumpenkörper wäre das Kolbenbetätigungsorgan im Sinne der Drehrichtung des Pumpenkörpers versetzt, wobei es jedoch etwas rascher rotiert. Wenn beispielsweise der Winkel zwischen der Oberfläche des Kolbenbetätigungsorgans, welches mit den Kolbenenden zusammenwirkt und einer Ebene, die senkrecht zu den Kolbenachsen verläuft, io° beträgt, weist das eine Zahnrad vorzugsweise 93 und das andere 9i Zähne auf.
  • Eine Schwierigkeit, die sich dem Bau einer Axialpumpe, die bei hohen Drücken arbeiten muß, entgegenstellt, ist die Anordnung eines geeigneten Lagers, welches den sehr starken Axialdrücken widersteht, wobei zu berücksichtigen ist, daß nur ein recht beschränkter Raum zur Verfügung steht. Kugel- oder Rollenlager sind zu diesem Zwecke vorgeschlagen worden, aber es sind keine derartigen Lager bekannt, welche die sehr hohen hier auftretenden Drücke aufnehmen könnten. Aus diesem Grunde mußten Gleitlager verwendet werden, sobald hohe hydraulische Drücke zur Anwendung gelangten. Diese Lager haben den Nachteil, daß sie eine recht hohe Anfangsreibung besitzen, wobei überdies mit größter Wahrscheinlichkeit mit einem Anfressen und damit mit einer Zerstörung oder Außerbetriebsetzung der Pumpe gerechnet werden muß.
  • Die Getriebeverbindung gemäß vorliegender Erfindung vermeidet diese Nachteile mit Sicherheit und infolgedessen ist es möglich, einfache Gleitlager zu verwenden, welche die höchsten Druckbeanspruchungen, die in der Praxis auftreten können, aufnehmen können. Dies hat den Vorteil, daß die Größe und die Kosten der Pumpe wesentlich niedriger sind als im Falle der Verwendung von Kugel- oder Rollenlagern. Ein geeignetes Drucklager für eine Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt zwei ebene, in Bezug aufeinander drehbare und einander gegenüberliegende Oberflächen, die durch einen dazwischenliegenden Ölfilm außer, metallischer Berührung gehalten werden. Nötigenfalls kann die Wirkung einer Verbiegung der Oberflächen dadurch kompensiert werden, daß die eine oder beide der einander gegenüberliegenden Oberflächen leicht konkav gemacht werden. Bei einem Durchmesser der einander gegenüberliegenden Oberflächen von beispielsweise 75 mm kann die Pfeilhöhe der konkaven Oberfläche etwa o,o25 mm betragen. Das Drucklager kann auch durch eine Ringfläche abgestützt sein, die einen Durchmesser aufweist, der zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser eines Drucklagerringes liegt.
  • Mit einem solchen Lager ist es bei Versuchen möglich gewesen, in zufriedenstellender Weise eine Pumpe mit Drücken bis zu 700o kg/cm2 zu betreiben. Obwohl nach erfolgter Demontierung die Oberflächen leichte Kratzspuren zufolge Unreinheiten im 01 aufwiesen, war die Wirkungsweise in keiner Weise beeinträchtigt.
  • Es wird angenommen, daß, wenn ein Kippen zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen eines Lagers der beschriebenen Art zugelassen wird, und wenn die Belastung exzentrisch zur Lagerachse erfolgt, die einander gegenüberliegenden Flächen beim Betrieb nicht parallel sind, sondern daß sie infolge des zwischen ihnen vorhandenen Ölfilms einen keilförmigen Zwischenraum einschließen, der sich quer über die einander gegenüberliegenden Flächen erstreckt, wobei der erwähnte Ölfilm dazu dient, die beiden Oberflächen außer metallischer Berührung zu halten.
  • Bei einer Pumpe gemäß vorliegender Erfindung ist der Zylinderblock vorzugsweise stationär und das Kolbenbetätigungsorgan wirkt mit seiner einen Seite mit den Kolbenenden oder mit Stoßstangen zusammen, während es mit seiner anderen Seite durch die geneigte Fläche der Betätigungsscheibe gegen axialen Druck abgestützt wird. Diese Abstützung erfolgt unter Zwischenschaltung eines Lagers der oben beschriebenen Art.
  • Zur Erläuterung der Erfindung sind im, folgenden drei Ausführungsbeispiele derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In denselben zeigt Fig. i einen Axialschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform, bei welcher der Zylinderblock stationär ist und wobei seine Achse mit derjenigen der Antriebswelle für ein Kolbenbetätigungsglied zusammenfällt, welches durch eine geneigte Betätigungsscheibe gebildet wird, auf welcher eine Taumelscheibe angeordnet ist.
  • Fig. 2 ist eine perspektivische Schnittdarstellung der Pumpe gemäß Fig. i.
  • Fig. 3 ist ein teilweiser Schnitt durch die Pumpe gemäß Fig. i, wobei die mit einer geneigten Fläche versehene Betätigungsscheibe, die Taumelscheibe und die Zahnradverbindung dargestellt sind. Der keilförmige Zwischenraum, welcher den Ölfilm der beiden Drucklager aufnimmt, ist stark verzerrt dargestellt. Der vermutlich vorhandene keilförmige, einen Ölfilm aufnehmende Zwischenraum zwischen der Taumelscheibe und der Betätigungsscheibe ist mit dem Hinweiszeichen A bezeichnet, während der andere Zwischenraum auf der entgegengesetzten Seite der Betätigungsscheibe mit dem Buchstaben B bezeichnet ist.
  • Fig.4 stellt schematisch einen Vertikalschnitt durch eine Ausführung dar, bei welcher sowohl der Zylinderblock, wie auch das Kolbenbetätigungsorgan drehbar sind, und wobei die Antriebswelle direkt mit dem Kolbenbetätigungsorgan gekuppelt ist. Der Zylinderblock wird dabei von dem Kolbenbetätigungsorgan über Zahnräder in Form von miteinander kämmenden Kegelrädern angetrieben.
  • Fig.5 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Ausführungsform, die derjenigen gemäß Fig. 4 ähnlich ist mit der Ausnahme, daß die Antriebswelle direkt mit dem Zylinderblock gekuppelt ist und das Kolbenbetätigungsorgan vom Zylinderblock mittels Zahnräder, miteinander im Eingriff stehende Kegelräder, angetrieben wird.
  • Fig. 6 ist ein Teil eines Diagramms in Richtung gegen die Oberfläche des Kolbenbetätigungsorgans gesehen, und es zeigt den darauf durch die Achse eines Kolbens zurückgelegten Weg bzw. den Weg des zugehörigen Berührungspunktes.
  • Die in Fig. i und 2 der Zeichnung dargestellte Axialpumpe weist ein Gehäuse i für einen Motor auf, der durch eine geeignete, biegsame Kupplung mit der Antriebswelle 2 verbunden ist. Diese letztere weist an ihrem unteren Ende eine Betätigungsscheibe 4 auf, deren Unterseite durch eine schräge Fläche 3 gebildet wird. Auf der Fläche 3 der Betätigungsscheibe 4 liegt die Taumelscheibe 5 als Kolbenbetätigungsorgan an. Diese letztere kann sich in bezug auf die Fläche 3 neigen und besteht zweckmäßigerweise ganz aus gehärtetem Stahl. Bei größeren Ausführungsformen sind die Ober- und die Unterseite der Taumelscheibe gehärtet und längs des Außenrandes der Unterseite sind Zähne vorgesehen, die ein Kegelrad 6 bilden. Letzteres kämmt mit einem Zahnrad 7, das auf der Oberseite des Zylinderblockes 8 angebracht ist oder aus einem Stück mit demselben besteht.
  • Der Zylinderblock 8 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ortsfest und weist sechs oder jede gewünschte Zahl von Pumpenzylindern 9 auf. Diese Zylinder sind symmetrisch zu der dargestellten Achse der Pumpe und in gleichen Abständen voneinander angeordnet. In jedem Pumpenzylinder ist ein geschliffener, frei drehbarer und hin und her beweglicher Pumpenkolben io untergebracht. Die Ein- und Auslaßöffnungen und -ventile eines jeden Zylinders sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß jeder Pumpenkolben den zugehörigen Pumpenzylinder am Ende des Auslaßhubes fast vollständig ausfüllt, während das Einlaßventil9a am hinteren Ende koaxial zur Zylinderbohrung und das Auslaßventi196 an der Zylinderwand angebracht ist, und zwar so nahe als möglich beim unteren Zylinderende. Der Schaft eines jeden Einlaßventils ist in geeigneter Weise geführt und überdies sind Einlaßkanäle i i vorgesehen, die mit einer gemeinsamen Kammer 12 in Verbindung stehen, die mit Öl gefüllt gehalten wird.
  • Die Pumpenkolbenenden, welche gegen die Taumelscheibe 5 anliegen sind konvex, kugelig oder konisch ausgebildet, wobei der Krümmungsmittelpunkt bzw. der Druckmittelpunkt immer innerhalb der Zylinderbohrungen liegt, um so die ungleichmäßige Lastverteilung zwischen dem Pumpenkolben und ihren Zylindern während der Förderhübe auf ein Minimum herabzusetzen.
  • Um in der Kammer 12 einen genügenden Einlaßdruck zu erhalten; um die Pumpenkolben während ihres Aufwärtshubes in Berührung mit der Taumelscheibe 5 zu halten, ist eine Zahnradpumpe 13 oder eine andere Hilfspumpe vorgesehen, die von der Hauptantriebswelle 2 aus über eine Hilfswelle 14 angetrieben wird. Die Verbindung zwischen der letzteren und der Pumpenwelle 15 erfolgt über eine biegsame Kupplung 15 a. wobei die beiden gekuppelten Wellen sich axial bewegen können.
  • Anstatt eine biegsame Kupplung zu verwenden, welche ein Kippen der Scheibe 4 zuläßt, kann man zu demselben Zweck eine Hilfspumpe verwenden, deren Antriebswelle genügend biegsam ist.
  • Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Oberseite der Taumelscheibe 5 direkt gegen die schräge Fläche 3 der Scheibe 4 an, und die Oberseite dieser letzteren liegt unmittelbar gegen die Oberfläche des gehärteten Stahlringes 16 an, der seinerseits auf der Unterseite des Außenringes eines Kugel- oder Rollenlagers 17 anliegt.
  • Die Verwendung eines einzelnen Kugel- oder Rollenlagers 17 auf der Welle 2 in Verbindung mit einer biegsamen Kupplung 18 für das obere Ende dieser Welle oder aber eine genügend biegsame Welle ermöglichen es der Scheibe 4, innerhalb gewisser Grenzen zu kippen, und zwar genügend, um ihr einerseits ein sattes Anliegen am Druckring 16 zu ermöglichen und sie anderseits genügend zu kippen, daß die einander gegenüberliegenden Flächen dann durch einen Ölfilm außer Berührung miteinander gehalten werden.
  • Bei der beschriebenen Ausführung kann die Nabe aus Geschützbronze oder aus Flußeisen hergestellt werden, welch letzteres mit einem Weißmetallbelag versehen ist. Die Oberfläche der Scheibe 4 kann jedoch auch aus gehärtetem Stahl bestehen, während die obere Seite der Taumelscheibe .und die obere Fläche des Druckringes mit einem Belag aus Weißmetall versehen sein können. Im Falle einer Pumpe mit einem stationären Pumpenkörper sollte die weiche Oberfläche rotieren.
  • Das Drucklager zwischen der Scheibe 4 und der Taumelscheibe kann auch durch eine Flußstahlringscheibe gebildet werden, die mit Weißmetall überzogen und an der Scheibe 4 undrehbar befestigt ist.
  • In der Unterseite der Betätigungsscheibe 4 sind radiale Ölnuten i9 vorgesehen, während die Taumelscheibe 5 und der Druckring radiale Löcher 2o aufweisen, um dem Öl den Zugang zu den Räumen 21, 22 zu ermöglichen. ,Der Raum 21 befindet sich zwischen der Taumelscheibe 5 und einem halsartigen Ansatz 23 auf der Unterseite der Scheibe 4, auf. welch letzterem die Taumelscheibe so angebracht ist, daß sie in bezug auf die geneigte Fläche 4 kippen kann. Der andere Raum 22 ist zwischen dem Druckring und der Antriebswelle 2 vorgesehen. Es ist dadurch eine kontinuierliche Ölzufuhr zum inneren Ende der Ölnuten vorgesehen. Durch diese letzteren wird bei der Drehung der Welle das Öl durch Zentrifugalkraft weiter gefördert. Das aus dem Raum 22 kommende Öl kann frei durch den Druckring 16 und das Kugel- oder Rollenlager 17 zirkulieren- und jegliches überschüssiges C51 kann durch einen, durch ein Ventil beherrschten Auslaß 24 abfließen.
  • Es ist klar, daß der Druck des Ölfilms bestrebt sein wird, die einander zugekehrten Flächen des Drucklagers auseinanderzudrücken, und da der Druck an einem Teil des Umfanges ein Maximum erreicht, kann er bewirken, daß die Oberflächen konkav verbogen werden. Dieses Verbiegen kann durch die hohe Temperatur der einander gegenüberliegenden Fläche weiter erhöht werden. Wenn die Druckbeanspruchung gering ist oder wenn die einander zugekehrten Teile sehr robust und starr gelagert sind, ist diese Biegung vernachlässigbar. Wenn anderseits die Druckbeanspruchung groß oder einer der beiden Teile verhältnismäßig dünn oder in ungeeigneter `''eise abgestützt ist, wird die Biegung so groß, daß sie die Erzeugung eines wirksamen Ölfilms zwischen den Flächen verhindert. Diese letzteren kommen daher in metallische Berührung miteinander. In diesem Falle und um dieser unerwünschten Wirkung der Durchbiegung der einen oder beider einander zugekehrten Oberflächen entgegenzuwirken, können eine oder beide einander gegenüberliegende Flächen leicht konkav ausgebildet sein. Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Kolbenbetätigungsorgan verhältnismäßig dünn und die Belastung erfolgt in der Nähe seines Mittelpunktes. Es ist deshalb zweckmäßig, die der Scheibe 4 gegenüberliegende Fläche der Taumelscheibe 5 leicht konkav auszubilden, indem die Pfeilhöhe beispielsweise bei einem Durchmesser der Taumelscheibe von 75 mm, etwa in der Größendrdnung von 0,025 mm liegt. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Belastung in der Nähe des Mittelpunktes der Taumelscheibe 5 ausgeübt, und zwar durch die Kolbenenden, welche an der Taumelscheibe anliegen. Die Berührung der Kolben mit der Taumelscheibe 5 erfolgt längs eines Radius, der kleiner als die Hälfte des Außenradius der einander zugekehrten Lagerflächen ist. Der Druck des Ölfilms zwischen den einander zugekehrten Flächen ist ein Maximum längs des Außenumfanges. Infolgedessen erfolgt eine Biegung der Taumelscheibe infolge des Druckes und der Temperatur des dünnen Ölfilms, und um dem entgegenzuwirken, wird die obere Oberfläche der Taumelscheibe konkav ausgebildet.
  • Der Druckring kann aber auch auf eine Ringfläche abgestützt werden, die einen Durchmesser besitzt, der zwischen dem Innen- und Außendurchmesser des Druckringes 16 liegt.
  • Es ist deshalb ersichtlich, daß die einander gegenüberliegenden Flächen so abgestützt und/oder so geformt sind und .die Belastung in der Weise erfolgt, daß, wenn sie dem Druck und der Temperatur des zwischen ihnen bei einer maximalen Druckbeanspruchung erzeugten Ölfilms unterworfen werden, an einer unmittelbaren Berührung verhindert werden.
  • Wenn Federn vorgesehen sind, um die Berührung zwischen den Kolbenenden und der Oberfläche der Taumelscheibe aufrechtzuerhalten, kann die Hilfspumpe entbehrt werden, ohne dadurch vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Auch wenn der Erfindungsgegenstand auf Motoren oder Kraftmaschinen angewendet wird, wird wahrscheinlich eine Hilfspumpe nicht erforderlich sein, da der Flüssigkeitsdruck die Kolbenenden in Berührung der Taumelscheibe hält.
  • Beim beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist der Zylinderblock stationär. Es ist aber einfach, .die Erfindung auf eine Konstruktion anzuwenden, bei welcher der Zylinderblock rotiert.
  • Die Erfindung läßt sich auch auf diejenige Art von axialen Kolbenpumpen anwenden, bei welchen die Achse der Antriebswelle einen Winkel mit der gemeinsamen Achse des Zylinderblockes einschließt, und bei welchen die Oberfläche des Kolbenbetätigungsorgans quer zur Achse der Antriebswelle verläuft.
  • Ausführungsbeispiele dieser beiden Ausführungsformen sollen nun beschrieben werden: In Fig.4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Antriebswelle das Betätigungsorgan direkt antreibt und die Achse der Antriebswelle einen Winkel mit der Achse des Zylinderblockes einschließt. Sowohl der Zylinderblock 8 wie auch das Betätigungsorgan drehen sich, wobei die Antriebsverbindung zwischen den beiden Teilen durch die miteinander kämmenden Kegelräder 6 und erfolgt, so daß der Zylinderblock durch diese Zahnräder direkt angetrieben wird. Im vorliegenden Falle, wie bei dem in Fig. i und 2 dargestellten Beispiel, wird das Betätigungsorgan durch einen Druckring oder eine Tragplatte 16 abgestützt, und das fragliche Betätigungsorgan wird ebenfalls so gelagert, daß es in Bezug auf den 'Druckring gekippt werden kann.
  • Im vorliegenden Falle werden Kolben io verwendet, die den in Fig. i und 2 dargestellten Kolben ähnlich sind. Die konvexen Enden dieser Kolben liegen direkt auf der ihnen zugekehrten Fläche des Betätigungsorgans 5 an, die in diesem Falle quer zu ihrer Drehachse verläuft. Da eine relative Drehbewegung zwischen dem Betätigungsorgan und dem Zylinderblock stattfindet, so ist das Verhältnis zwischen den Zähnezahlen der beiden Zahnräder gleich oder angenähert gleich dem Secans des Winkels zwischen der Fläche des Betätigungsorgans mit einer Ebene, die normal zu den Achsen der Kolben so verläuft, daß die Drehbewegung des Kolbenbetätigungsorgans in derselben Richtung erfolgt wie die Drehung des Zylinderblockes, aber um ein geringes schneller.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform zeigt die Anwendung des Erfindungsgegenstandes auf eine Konstruktion, bei welcher sowohl das Betätigungsorgan wie der Zylinderblock rotieren. Der letztere wird dabei unmittelbar durch die aus einem Stück bestehende oder an ihm befestigte Welle 2 angetrieben, während das Betätigungsorgan durch den Zylinderblock über die miteinander kämmenden Kegelräder 6 und 7 angetrieben wird. Das Verhältnis der Zähnezahl der beiden Zahnräder ist dasselbe, wie oben hinsichtlich Fig. 4 erläutert, so daß eine Drehbewegung des Betätigungsorgans in Bezug auf den Zylinderblock derart erfolgt, daß es sich in deren Richtung aber etwas schneller dreht als der letztere, zum Zwecke, eine im wesentlichen rein rollende Berührung zwischen den Kolbenenden und der einen zugekehrten.Fläche des Betätigungsorgans zu erhalten. Das Drucklager für das Betätigungsorgan 5 ist wie beim Beispiel gemäß den Fig. i bis 3 ausgebildet und umfaßt einen Druckring 16.
  • In der Fig. 6 ist ein Teil der Kolbenbetätigungseinrichtung A und der Wege B und C dargestellt, die darauf durch den Berührungspunkt eines Kolbenendes und den imaginären Punkt auf der verlängerten Kolbenachse beschrieben wird. Die beiden Kurven werden gleichzeitig aufgezeichnet und die Kurve B ist parallel zur Kurve C, welche eine Zykloide darstellt. Wenn sich der Kolben in der Mitte seiner Hubbewegung befindet, hat er eine rein rollende Berührung mit dem Betätigungsorgan und die Kolbenachse befindet sich dann in einer der Spitzen D der Kurve C. Immer wenn sich der Kolben nicht in der Mitte seiner Hubbewegung befindet, führt er eine Drehbewegung aus, die sich harmonisch ändert, wobei sie ein Maximum erreicht,.wenn sich der Kolben am Ende seines Hubes befindet. Diese Stellungen sind in der Zeichnung mit den Buchstaben E und F bezeichnet. Diese Drehbewegung wird auf den Kolben übertragen, der sich in seiner Bohrung frei drehen kann und seine Schwingungsamplitude beträgt etwa 1/1s einer Umdrehung.
  • Es ergibt sich aus den Zeichnungen aller Ausführungsbeispiele, daß der Schnittpunkt der Drehachse des Kolbenbetätigungsorgans und der Drehachse der Antriebswelle und/oder des Zylinderblockes in derselben Ebene liegt, wie die Fläche des Kolbenbetätigungsorgans, welche an den Kolben anliegt. Dieser Schnittpunkt liegt auch in der Teilkreisebene des Kronrades, das am Zylinderblock angeordnet ist, und fällt mit der Spitze des Kegelrades zusammen, welches am Kolbenbetätigungsorgan angebracht ist.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hydrauliche Mehrkolbenpumpe mit im Kreise angeordneten parallelen Zylindern, deren Kolben unmittelbar von einer Taumelscheibe als Kolbenbetätigungsorgan angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben an ihren Bohrungen frei drehbar sind und im wesentlichen mit den die Taumelscheibe berührenden Enden auf dieser abrollen, was dadurch erreicht wird, daß die Taumelscheibe durch den Eingriff eines mit ihr verbundenen kegeligen Zahnkranzes in einer entsprechenden, am stillstehenden Zylinderblock befestigten Zahnkranz mit einer vorbestimmten Drehzahl gegenüber dem Zylinderblock umläuft, wobei die entgegen der die Taumelbewegung hervorrufenden Nocken- oder Betätigungsscheibe gerichtete Umdrehung der Taumelscheibe durch ungleiche Zähnezahl der Zahnkränze hervorgerufen wird, und wobei zweckmäßig das Verhältnis der Zähnezahlen der beiden Getriebeteile gleich oder annähernd gleich dem .Secans des Winkels der Unterseite des Betätigungsorgans .mit einer senkrecht zu den Achsen der Kolben verlaufenden Ebene ist.
  2. 2. Mehrkolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder eine ventilgesteuerte Ein- und Auslaßbohrung besitzt.
  3. 3. Mehrkolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenbetätigungsorgan sowie der Zylinderblock umläuft, wobei die die Kolbenenden abstützende Fläche des Kolbenbetätigungsorgans senkrecht zu dessen Drehachse liegt, die Achse des Zylinderblockes zur Achse des Kolbenbetätigungsorgans geneigt ist und die Drehbewegung vom Kolbenbetätigungsorgan auf den Zylinderblock durch eine kegelige Zahnkranzverbindung übertragen wird, so daß der Zylinderblock etwas langsamer als das Kolbenbetätigungsorgan umläuft.
  4. 4. Mehrkolbenpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock unmittelbar angetrieben wird und durch eine kegelige Zahnkranzverbindung das geneigt zur Achse des Zylinderblockes gelagerte Kolbenbetätigungsorgan in Umdrehung versetzt, wobei die Antriebswelle des Zylinderblockes durch die Bohrung des ringförmigen Kolbenbetätigungsorgans hindurchführt und dieses mit geringerer Drehzahl umläuft als der Zylinderblock.
  5. 5. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Druck des Kolbenbetätigungsorgans durch ein oder mehrere Druckgleitlager abgestützt ist, von welchen jedes zwei flache Scheiben aufweist, die einander gegenüberliegende, durch einen Ölfilm außer metallischer Berührung gehaltene Flächen aufweisen.
  6. 6. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, 'daß die einander gegenüberliegenden Flächen eines jeden Lagers sich in bezug aufeinander neigen können.
  7. 7. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß radiale Ölnuten (i9) vorgesehen sind, um Öl zwischen die zusammenwirkenden Lagerflächen zu führen, wobei dem inneren Ende der Nuten beständig 01 zugeführt wird, das durch Zentrifugalkraft nach außen gefördert wird. B. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung des Öls weiterhin durch radial verlaufende Löcher (20) gefördert wird, durch welche dem inneren Ende der Ölnuten Schmieröl zugeführt wird. 9. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Lagerflächen aus einem weichen Lagerrnetall, wie z. B. Weißmetall besteht und die Ölnuten in dieser Oberfläche vorgesehen sind. io. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Oberfläche aus weichem Lagermetall versehene Element undrehbar in bezug auf die axiale Kolbenbelastung ist. i i. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenbetätigungsorgan in einem Gehäuse untergebracht ist, das normalerweise voll Drucköl ist. 12. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche 1, 3, 4 und ii, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsventil vorgesehen ist, welches das Entweichen von überschüssigem Öl ermöglicht. 13. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche 1, 3, ,4 und i i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfspumpe vorgesehen ist, welche Drucköl zum Einlaßventil einer Hochdruck- oder Hauptpumpe liefert, und zwar unter einem Druck, der genügt, um die Pumpenkolben während ihres Saughubes am Betätigungsorgan (5) anzudrücken. 14. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Antriebswelle des Kolbenbetätigungsorgans durch ein einziges Lager bewirkt wird, das auf der Antriebswelle zwischen den Enden derselben angeordnet ist, in Verbindung mit einer biegsam gemachten Welle, zum Zwecke ein gegenseitiges Kippen der einander gegenüberliegenden Lagerflächen unter der Beanspruchung zu ermöglichen. 15. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlaßventile Tellerventile vorgesehen sind, die den inneren Kolbenenden gegenüberliegen und durch dieselben am Ende ihres Ausstoßhubes beinahe berührt werden. 16. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklager auf eine Ringfläche abgestützt ist, deren Durchmesser zwischen dem inneren und äußeren Durchmesser eines Druckringes liegt, zum Zwecke die Wirkung der Oberflächenbiegung herabzusetzen. 17. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche i bis 5 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Oberflächenbiegung dadurch vermindert wird, daß die eine oder beide Oberflächen konkav ausgebildet werden. 18. Mehrkolbenpumpe nach irgendeinem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daB der Schnittpunkt der Drehachse des Kolbenbetätigungsorgans und derjenige der Antriebswelle und/oder des Zylinderblockes in derselben Ebene liegen wie die Fläche des Kolbenbetätigungsorgans, an welcher die Pumpenkolben anliegen, wobei der fragliche Schnittpunkt auch im Teilkreis des Zahnrades auf dem Zylinderblock liegt und mit der Spitze des Teilkreiskegels des Kegelrades auf dem Kolbenbetätigungsorgan zusammenfällt.
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