EP0051795A1

EP0051795A1 - Koaxial-Doppelpumpe

Info

Publication number: EP0051795A1
Application number: EP81109055A
Authority: EP
Inventors: Karl Schlecht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-11-06
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1982-05-19
Also published as: JPS57114677A; JPS57108477A; JPH0149792B2; DE3041832A1

Abstract

Bei dieser Koaxial-Doppelpumpe sind zur Erzielung einer höheren Leistung, eines einfachen, den Austausch von Verschleißteilen erleichternden Aufbaus und einer geringen Geräuschentwicklung die Arbeitszylinder, deren Ein- und Auslässe in einem gemeinsamen Saug- bzw. Druckkanal (11, 12) münden, konzentrisch in zwei umlaufenden, auf einer gemeinsamen Welle (4) aufgekeilten Trommeln (7, 8) angeordnet, wobei die Arbeitszylinder einer Trommel gegenüber den Arbeitszylindern der anderen Trommel vorzugsweise winkelversetzt angeordnet sind. Die Kolben (13) der Arbeitszylinder werden von zwei Schwenkscheiben (5, 6), bei einem speziellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, von nur einer mittig angeordneten Schwenkscheibe (20) bewegt, deren Neigung stufenlos geändert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Koaxial-Doppelpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung, wie sie beispielsweise durch die US-PS 3 319 576 bekannt geworden ist.
Solche Pumpen mit in einem feststehenden Gehäuse angeordneten Arbeitszylindern, deren Kolben von auf einer Welle umlaufenden Taumelscheiben angetrieben werden, weisen jedoch einen komplizierten Aufbau mit nur schwierig auszubauenden, einem Verschleiß unterworfenen Einzelbauteilen, wegen der einem hohen Verschleiß ausgesetzten gleitenden Teilen nur eine verhältnismäßige niedrige Tourenzahl und damit eine nur geringe Leistung sowie eine hohe Geräuschentwicklung auf, die mit steigendem Druck und höheren Drehzahlen zunimmt.
Durch eine schwere Bauart solcher Pumpen kann die Geräuschentwicklung zwar gesenkt werden, dies macht die Verwendung solcher Pumpen jedoch als mobile Pumpen und deren Einsatz beispielsweise bei auf Fahrzeugen montierten Betonpumpen unmöglich, bei denen Pumpen leichter und kleiner Bauart mit hoher Drehzahl, hoher Leistung und geringer Schmierempfindlichkeit gefordert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Koaxial-Doppelpumpen zu schaffen, die bei kleiner und leichter Bauart eine hohe Leistung und eine geringe Geräuschentwicklung aufweisen, sowie aufgrund ihres einfachen konstruktiven Aufbaus ein leichtes Auswechseln von dem Verschleiß unterworfenen Bauteilen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Mitteln gelöst, die die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 sowie vorteilhafterweise die Merkmale der Unteransprüche bilden.
Durch die gegenläufige Bewegung der Kolben in den Arbeitszylindern der beiden Trommeln werden die auf das feststehende, den Saug- und den Druckkanal aufweisende Gehäuse wirkenden Druckstöße kompensiert, so daß das Gehäuse nicht wie eine Membran schwingt, und durch die Winkelversetzung der Arbeitszylinder in den beiden auf der gemeinsamen Welle umlaufenden Trommeln werden die auf den Druckkanal ausgeübten Druckstöße gewissermaßen halbiert. Auf diese Weise wird eine Schallabstrahlung, insbesondere in axialer Richtung, weitgehend vermieden. Während bei Einzelantrieben auftretende Schwingungen sich bei höheren Drehzahlen verstärken, verstärkt sich bei der erfindungsgemäßen Koaxial-Doppelpumpe bei höheren Drehzahlen der Dämpfungseffekt.
Dadurch, daß die im wesentlichen axial angeordneten Arbeitszylinder nur einen geringen radialen Abstand von der Antriebswelle aufweisen, wird die Gleitreibung der mit den Kolben der Arbeitszylinder verbundenen Gleitschuhe an den Schwenkscheiben reduziert, so daß auch bei hohen Tourenzahlen die Gefahr eines Abreißens des Schmierfilms nicht besteht.
Durch die parallele Anordnung der beiden Schwenkscheiben üben die beiden Triebwerke auf die Welle entgegengesetzt gerichtete radiale Kräfte aus, so daß sich nur eine geringe Durchbiegung der gemeinsamen Welle ergibt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Koaxial-Doppelpumpe in schematischer Weise dargestellt, wobei zur übersichtlicheren Darstellung auf die Einzeichnung der notwendigen Steuereinrichtungen, wie z.B. Überdruckventil, Einspeise- und Auslaßventil, Servoventile zur Steuerung verzichtet wird. Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch das Gehäuse einer mittels zweier Schwenkscheiben angetriebenen Pumpe;
Fig. 2 einen axialen Längsschnitt durch das Gehäuse einer nur mit einer Schwenkscheibe angetriebenen Pumpe.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den beiden, an das mittlere Gehäuseteil 3 angeflanschten seitlichen Gehäuseteilen 1 und 2 die mit Verzahnung auf der Welle 4 montierten Zylindertrommeln 7 und 8 angeordnet, die eine Mehrzahl von Arbeitszylindern mit je einem Kolben 13 aufweisen. Die Kolben 13 sind über deren eine Teilkugelform aufweisenden Enden mit Gleitschuhen 14 verbunden, die gegen die Schwenkscheiben 5 und 6 anliegen. Die Schwenkscheibe 5 stützt sich über das als Gewölberollenbahn ausgebildete Schwenklager 15 an dem Stirnseitenteil des Gehäuses 1 ab. Die Schwenkscheibe 5 wird mittels des Servo-Verstellkolbens 17 über den Mitnehmer 18 auf bekannte Weise verschwenkt und bewirkt so die Hubbewegung der Kolben 13 in den rotierenden spiegelbildlich ausgebildeten Zylindertrommeln 7 und 8. Die beiden Schwenkscheiben 5 und 6 sind in bekannter Weise mechanisch oder hydraulisch miteinander gekoppelt und zur Steuerung der Fördermenge stufenlos schwenkbar ausgebildet. Die Kolben 13 saugen die Druckflüssigkeit über den im rittleren Gehäuseteil 3 angeordneten gemeinsamen Saugkanal 11 an und fördern diese in den gemeinsamen Druckkanal 12. Die Strömungsrichtung ist mit den Pfeilen 9 und 10 angegeben.
Bei dieser Ausbildung der Pumpe heben sich von den Kolbenbewegungen verursachten Schwingungen infolge der symmetrischen Anordnung der gegeneinander arbeitenden Triebwerke auf. Auch im Druckkanal können sich keine Schwingungen des ausströmenden Mediums ausbilden, da die von den einzelnen Arbeitszylindern ausgehenden Druckimpulse sich aufheben. Dieser Effekt kann durch die aus der Zeichnung ersichtliche Formgebung des Druckkanals noch unterstützt werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schwenkscheibe 20 im mittleren Bereich des Gehäuses 1,2 in einem in Aussparungen des Gehäuses angeordneten Schwenklager 21 gelagert und wird mittels der Welle 22 verschwenkt. Die Saugkanäle lla und llb sowie die Druckkanäle 12a und 12b sind in stirnseitigen Gehäuseteilen 19a und 19b angeordnet, in denen die Welle 4 gelagert ist. Die Saug- und die Druckkanäle sind, wie in gestrichelten Linien angedeutet, an eine gemeinsame, Teile eines geschlossenen vorgespannten Kreislaufs bildende Saugleitung 9 bzw. Druckleitung 10 angeschlossen bzw. münden in einen Saug- und in einen Druckkanal des Gehäuses. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß durch die stufenlose Verstellung der Schräglage nur einer Schwenkscheibe die Fördermenge der Pumpe beliebig geändert werden kann.

Claims

l. Koaxial-Doppelpumpe mit einer Mehrzahl von konzentrisch angeordneten, in einen gemeinsamen Saug- bzw. Druckkanal mündende Ein- und Ausliisse aufweisenden Arbeitszylindern mit von einer Schrägscheibe beaufschlagten Kolben, dadurch gekennzeichnet , daß die Arbeitszylinder in zwei getrennten, auf einer gemeinsamen Welle (4) aufgekeilten Trommeln (7,8) angeordnet sind und von einer Schwenkscheibe (5,6,20) hin und her bewegte Kolben (13) aufweisen.
2. Koaxial-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Arbeitszylinder einander gegenüberliegende Ein- und Auslässe aufweisen und die Kolben (13) der in einer Trommel (7,8) angeordneten Arbeitszylinder von je einer Schwenkscheibe (5,6) beaufschlagt werden.
3. Koaxial-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolben (13) der in den beiden Trommeln (7,8) angeordneten Arbeitszylinder von einer gemeinsamen, mittig angeordneten Schwenkscheibe (20) beaufschlagt werden.
4. Koaxial-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Arbeitszylinder einer Trommel (7) gegenüber den Arbeitszylindern der anderen Trommel (8) winkelversetzt angeordnet sind.
5. Koaxial-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das eine, aus der Trommel (7) und der Schwenkscheibe (5) bestehende Triebwerk gegenüber dem aus der Trommel (8) und der Schwenkscheibe (6) bestehenden Triebwerk winkelversetzt ist.
6. Koaxial-Doppelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkscheiben (5,6) mechanisch oder hydraulisch miteinander gekoppelt und in ihrer Neigung gegenüber einer zur Achse der Welle (4) senkrechten Ebene stufenlos einstellbar ausgebildet sind.
7. Koaxial-Doppelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwenkscheiben (5,6) parallel zueinander angeordnet sind.