EP1090229B1 - Device for adjusting hydraulic equipment - Google Patents
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- EP1090229B1 EP1090229B1 EP99920454A EP99920454A EP1090229B1 EP 1090229 B1 EP1090229 B1 EP 1090229B1 EP 99920454 A EP99920454 A EP 99920454A EP 99920454 A EP99920454 A EP 99920454A EP 1090229 B1 EP1090229 B1 EP 1090229B1
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- adjusting element
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- radial piston
- radial
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
- F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
- F04B1/0404—Details or component parts
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- F04B1/0461—Conical
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04B1/07—Control by varying the relative eccentricity between two members, e.g. a cam and a drive shaft
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
- F04B49/123—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element
- F04B49/125—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members by changing the eccentricity of one element relative to another element by changing the eccentricity of the actuation means, e.g. cams or cranks, relative to the driving means, e.g. driving shafts
Definitions
- the invention relates to a radial piston pump with an eccentric adjusting element with several pump pistons driven by a common drive shaft, as described in the preamble of claim 1 (see e.g. US-A-2 709 408).
- the object of the invention is a pump device of the radial piston pump type to create with an eccentric adjustment element that is largely Self-regulation of the delivery volume depending on the system pressure during the Operation enabled.
- This object of the invention is achieved by the characterizing part of claim 1 reproduced characteristics achieved.
- the surprising advantage here is that for Regulation of the pump output for a according to requirements on the delivery volume a mechanically simple pump equipped with any number of pumping elements and thus reliable, between the drive device and the pump device arranged control system is achieved, the configurations for self-regulation allows at the predetermined regardless of consumers used Working speeds can be achieved.
- An embodiment according to claim 3, which optimizes the adjustment path, is also advantageous enables, thereby minimizing the dimensions of such pumping devices become.
- Claim 7 describes an advantageous embodiment whereby the rotational movement of the Drive shaft is transferred to the adjusting element via the insert spring without play, without restricting the axial mobility of the adjusting element on the drive shaft.
- the Installation work kept to a minimum by eliminating pipelines and malfunctions through leaks, such as with screw connections and pipes due to vibration loads avoided.
- a training according to claims 16 and 17 is also advantageous, with a use of an adjusting element with a differently designed adjusting eccentric or a sliding surface that runs at a different angle is that the piston shoes can move on all sides and so everyone Can adjust angles.
- Claims 18 to 25 describe a possible further development external control and control device saved, because by supporting the Pump piston on the angular sliding surface by the pressure force, which the pump pistons apply via the piston shoes a reaction force in axial direction of the drive shaft, which is the spring force of the return springs Counteracting adjustment.
- the pressure force of the return springs is considered matched to the reaction force, which results in a predetermined maximum pressure level can be realized with automatic control. This enables a very simple one mechanical structure of the entire pumping device.
- a radial piston pump 1 is shown, which consists of a pump device 2 and a drive device 3 is formed.
- the drive device 3 In this example comprises a motor 4 which is controlled via a control device 5 becomes.
- the radial piston pump 1 is on a base plate 6 or a tubular frame etc. stored, which are preferably vibration-damping feet 7th is supported on a contact surface 8.
- the pump device 2 is in a storage container 9 arranged and constantly surrounded by medium 10 located in the reservoir 9.
- This medium 10 is preferably a print medium, such as e.g. Hydraulic oil.
- the reservoir 9 is for filling with the medium 10 with an inlet opening 11 provided, and the closure device with a known level indicator 12 provided, via which a control of the level of the reservoir 9 allows becomes.
- the closure device with a known level indicator 12 provided, via which a control of the level of the reservoir 9 allows becomes.
- At the lowest point of the storage container 9 is one with a screw 13 closed outlet opening 14 is arranged, via which an emptying of the storage container 9, e.g. for the periodic exchange of the Medium 10 takes place.
- the storage container 9 is preferably formed from folded sheet metal and is over an all-round flange 15 is attached to a housing part 16, e.g. screwed to this, here any other possible, sealing closure guaranteeing attachment type can be used.
- the housing part 16 is connected to a flange plate 17, which is opposite the housing part 16 is designed to receive the drive device 3, e.g. with centering attachment for the central mounting of the motor 4.
- the pump device 2 in turn is now activated by a drive device 3 or the motor 4 protruding drive shaft 18 and one on this in the axial Direction slidable adjusting element 19 formed with on the housing part 16 arranged pump elements 20 cooperates.
- the pump elements 20 are standard conveying elements for a medium 10, such as Hydraulic oil, and as such are of the self-priming type.
- a medium 10 such as Hydraulic oil
- a pump housing 21 is in a bore 22 an adjustable against the action of a spring 23 pump piston 24 arranged.
- the pump piston 24 points out of the pump housing 21 outstanding end area on a so-called piston shoe 25, which by the Effect of the spring 23 or by the medium 10 applied to the pump piston 24 Force is brought to bear on the adjusting element 19.
- the adjustment element 19 is shown in FIG Axial direction of the drive shaft 18, an actuator 26 is provided by a external pressure generator is fed and which an adjustment of the adjusting element 19 along the drive shaft 18 and by means of one from the outside Determinable volume and pressure characteristics of the pump device 2 is achieved.
- the pump elements 20 are self-priming when a negative pressure occurs in the bore 22, the medium 10 via a backflow blocking inlet openings suck in and by means of pump outputs 27 when adjusting the pump piston 24 of the adjusting element 19 under pressure build-up.
- the pump outputs 27 of the Pump elements 20 are now connected to one another and arranged in the housing part 16 Bores 28 line-connected, which creates a common pressure build-up is made possible via all pump elements 20. Through this training that all Pump outputs 27 are connected to one another via the bores 28 enables the medium 10 at an outlet 29 with a relatively constant pressure to deliver and to a consumer, e.g. a hydraulically operated tool.
- the adjusting element 19 is now shown in section in a side view.
- the adjusting element 19 has a receiving bore 30 for receiving the drive shaft 18 of the drive device 3.
- the receiving bore 30 and the drive shaft 18 of the drive device 3 have a common central axis 31, which extends over the entire length of the adjusting element 19 and thus a rotation the same around the central axis 31 allows.
- the adjustment element 19 forms an adjustment eccentric 33, which by a oblique cylinder body 34 is formed, with a central axis 35 of the cylinder body 34 extends at an acute angle to the central axis 31 of the drive shaft 18.
- the adjusting eccentric 33 or the cylinder body 34 is formed by a lateral surface 36 a sliding surface 37 for the pump piston 24. This means that the central axis 35 of the circumferential sliding surface 37 of the adjusting eccentric 33 angled, in particular at an acute angle 38 to the central axis 31 of the drive shaft 18 or the adjusting element 19 receiving the adjusting eccentric 33 is.
- the adjusting element 19 also has a parallel to its central axis 31 Receiving holes 39, which for receiving any restoring elements for the Adjustment eccentric 33 or the adjustment element 19 can be formed.
- a parallel length 40 of the adjusting eccentric measured to the central axis 31 of the adjusting element 19 33 is essentially less than an overall length 41 of the adjusting element 19.
- a recess 42 or a bore 43 is provided for receiving an axial bearing.
- This bore 43 has a smaller diameter 44 than the receiving bore 30 on, whereby a complete penetration of the drive shaft 18 through the Adjustment element is not possible.
- the angle 38 which is from the central axis 31 of the drive shaft 18 and the central axis 35 of the adjusting eccentric 33 or of the cylinder body 34 is enclosed, is freely chosen according to the desired adjustment characteristic, but is approximately be between 5 ° and 15 °.
- Actuator 26 for adjusting the adjusting element 19 is on the housing part 16 fastens a housing 50, which coaxially surrounds the adjusting element 19, which is provided with openings so that the adjusting element 19 as a whole runs in an oil bath formed by the medium 10.
- an axial displacement of the adjusting eccentric 33 Enabling adjusting element 19 is in one of the drive means 3 facing end region 51 of the housing 50 of the actuator 26, which is operated via an external pressure system or by any other type of drive can be driven.
- the actuator 26 now has one via a connector 52 and a supply line 53 pressurized pressure piston 54, with a central axis 55 of the pressure piston 54 along a central axis of the adjusting element 19 or a central axis 31 of the drive shaft 18.
- This pressure piston 54 is before the housing 50 is mounted on the housing part 16 via a threaded piece 56, in which the pressure piston 54 is mounted in a sliding fit, brought in.
- the threaded piece 56 is a circumferential in the direction of the connector 52 Seal 57 assigned to a passage of a pressure fluid through the Avoid threaded piece 56, which ensures proper functioning of the pressure piston 54 could be affected.
- This pressure piece 58 On the end region of the pressure piston 54 facing the adjusting element 19 a pressure piece 58 attached.
- This pressure piece 58 has an approximately T-shaped Cross section and lies with an end face 59 assigned to the pressure piston 54 on an inner surface 60 of the housing 50 when the pressure piston is in a pressure-free state 54, the pressure piece 58 of the adjusting element 19 on its housing side End area is assigned.
- An extension 61 of the pressure piston 54 extending along the central axis 55 has a diameter 62, which is preferably less than the diameter 44 of the bore 43 in the adjusting element 19.
- an axial bearing 64 is now arranged or fastened by which an unimpeded rotational movement of the adjusting element 19 even when brought up Pressure piston 54 to the adjusting element 19 is guaranteed.
- In the thigh 63 is arranged at least one guide pin 65 held in this by a press fit, which extends in the direction of the connector 52.
- This guide pin 65 is in a bore 66, which is carried out in the housing 50, in the axial Slidably supported in the direction.
- An anti-rotation device is provided by the guide pin 65 reached for the pressure piece 58 attached to the pressure piston 54, which under Interposition of the axial bearing 64 an actuating force on the with the drive shaft 18th co-rotating adjustment element 19 exercises.
- the receiving bores are now in the adjusting element 19 or in the adjusting eccentric 33 39 arranged, these receiving bores 39 central axes 67, which run parallel to the central axis 55.
- These receiving holes 39 are designed to receive return springs 68 which are against a support device Support 69, the axial force against a bearing arrangement accommodates the housing part 16.
- a length of the return springs 68 or the receiving bores 39 can be selected in various ways, but the restoring forces must be distributed all around such that they move the adjusting element 19 in parallel ensure to the central axis 31 of the drive shaft 18.
- the pump elements 20 are now star-shaped and at a distance 70 from the central axis 31 the drive shaft 18 arranged on the housing part 16, these pump elements 20 which have pump pistons 24 running perpendicular to the central axis 31.
- the adjusting eccentric 33 By designing the adjusting eccentric 33 as an oblique cylinder body 34 or due to the angular course of the sliding surface 37 relative to the central axis 31 reaches an inclined position of the piston shoes 71, as a result of which they have an axial reaction force exert on the adjustment eccentric 33. It also acts on the pressure piston 54 the pressure generated by the system itself, or an external control pressure. From the Surface of the pressure piston 54 results in a force that sums with the reaction force from the inclined position of the piston shoes 71 against the adjustment eccentric The spring forces of the return springs 68 are shifted until the forces are balanced prevails.
- the axial force for adjusting the adjusting eccentric 33 can be increased be by the pressure piston 54 via the connector 52 or the supply line 53 with a higher external control pressure, whereby another Displacement of the adjusting element 19 along the central axis 31 is made possible.
- the pressure piece 58 has an actuator 26 for the adjusting element 19 is assigned to overcome the restoring force of the restoring springs 68, the actuator 26 being axially adjustable in the threaded piece 56 Pressure piston 54 is formed.
- the adjusting eccentric 33 has a lifting height 72, which by an axial displacement of the adjusting element 19 or the adjusting eccentric 33 freely can be chosen.
- This stroke height 72 corresponds to a piston path 73 of the pump piston 24, which in turn makes the dependence of the eccentricity of the adjusting eccentric 33 and the stroke height 72 of the pump piston 24 are illustrated from one another.
- the central axis 35 runs as an oblique cylinder body 34 trained adjusting eccentric 33 at an acute angle 38 and cuts in a zero point 74, the central axis 31 of the drive shaft 18 and the adjusting element 19.
- the illustration in FIG. 4 illustrates the maximum delivery rate of the pump elements 20.
- By moving the adjusting element 19 in the direction of the drive unit 3 takes the eccentricity of the oblique cylinder body 34 compared to the Center axis 31 from.
- the piston path 73 of the pump piston 24 is also reduced their piston shoes 71 along their central axis 75, and there is a reduction the flow rate.
- the adjustment element 19 can move along the maximum adjustment path 76 its central axis 31 are shifted, which is the constructively wanted minimal flow rate results.
- an adjustment path 76 is chosen so large that the central axis 75 of the pump piston 24 with the Intersection 74 of the central axes 31 and 35 is congruent. In this position shows the radial piston pump 1 when the adjusting element 19 or the adjusting eccentric rotates 33 no delivery rate.
- the support device 69 is formed all around, so that they in the case of a rotational movement of the adjusting element 19 passes through the same movement, and so takes over the support of the return springs 68.
- the support device 69 serves as a limitation of the adjustment path 76 educated.
- these return springs 68 are the adjusting element Stabilize 19 in its position shown in Fig. 4, and that in the case an axial displacement of the adjusting element 19 in the direction of the drive device 3, the holding force of these return springs 68 via the pressure piece 58 or via the pressure-operated pressure piston 54 must be overcome.
- 5 and 6 is a further embodiment of a pump device according to the invention 2 shown.
- Adjustment element 19 with the adjustment eccentric 33 axially along the one above the other Central axes 31 of the adjusting element 19 or the drive shaft 18 are displaceable is mounted on the drive shaft 18.
- This insert spring 47 is used purely for transmitting the rotary movement the drive shaft 18 on the adjusting element 19 and leaves an axial displacement of the adjusting eccentric 33 having the adjusting element 18 in the axial direction Direction along the central axis 31 to.
- the return springs 68 are supported by internal bolts 80, which results in a Deformation or buckling of the return spring 68 avoided under high loads shall be.
- an insert 81 is arranged on the drive shaft 18, which has a rotating Forms flange and an end stop for the axial displacement of the adjusting element 19 results in its position remote from the drive device 3.
- a Base 82 of stop device 81 projects into receiving bore 30 of the adjusting element 19 and comes with an end face facing the drive shaft 18 83 on the end face 48 of the same.
- a circumferential leg 84 of the stop device 81 has a larger diameter 85 than the through hole 30 of the adjusting element 19. This training enables the circumferential leg 84 of the stop device 81 on an end face 86 of the Adjusting element 19 abuts and so the adjusting element 19 in its by the return springs 68 position taken fixed.
- the stop device 81 has one Through hole 87 through which a screw 88 is passed and so attachment of the stop device 81 is made possible.
- a blind hole 89 through which screwing in the screw 88 is made possible, thereby fastening the stop device 81 is realized on the drive shaft 18.
- the Stop device 81 a safeguard against axial displacement of the insert spring 47, whereby a rotationally fixed arrangement of the adjusting element 19 on the drive shaft 18 is ensured.
- the desired axial adjustment of the adjusting element 19 by the force of the pump piston 24 or the piston shoes 71 he follows. Via the pump elements 20 arranged radially around the adjusting element 19 a certain delivery rate is reached, gradually increasing the working pressure builds up in the printing system or in the consumer. Now increases the required in the printing system Working pressure, the pressure on the pump piston 24 is increased. This Pressure is now on the piston shoes 71 on the adjusting element 19 or Adjusting eccentric 33 or on its angled to the central axis 31 of the adjusting element 19 extending sliding surface 37, whereby a perpendicular to the sliding surface 37 acting pressure force 90 results. This pressure force 90 is now broken down a parallelogram of forces into a radially acting force component 91 and into one axially acting force component 92.
- the adjustment of the adjusting element 19 is in the axial direction in the case when the axially acting force component 92 opposes it acting restoring force of the return spring 68 exceeds.
- the piston path 73 is now reduced, as a result of which the delivery rate of the Radial piston pump 1 or the pump elements 20 is reduced.
- a particular advantage of this training is that the stepless Displacement of the adjusting element 19, the delivery volume to the respective requirements can be adjusted and thus a relatively evenly falling or increasing Performance curve of the radial piston pump 1 is achieved. Furthermore, by adjusting the spring force for the return spring 68 different pressure ranges for radial piston pumps 1.
- the pressure force 90 acts perpendicular to the angular sliding surface and from it an axially force element 92 acting on adjusting element 19 or adjusting eccentric 33 results, with an increase in the system pressure resulting in the pump pistons 24 acting pressure force 90 and thus the axially acting force component 92 in Dependency of the funding volume increased. Furthermore, if the counteracting restoring force of the return spring 68 by the axially acting Force component initiated the adjustment of the adjusting element 19, wherein through this adjustment of the adjusting element 19, the piston path 73, the pump piston 24 of the pumping elements 20 is reduced via the adjusting eccentric 33 and so that Delivery volume of the radial piston pump 1 is also reduced.
- FIGS. 1, 2; 3; 4; 5, 6 shown versions form the subject of independent solutions according to the invention.
- the related Tasks and solutions according to the invention are the detailed descriptions these figures.
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Description
Die Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe mit einem exzentrischen Verstellelement mit mehreren von einer gemeinsamen Antriebswelle angetrieben Pumpkolben, wie diese im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist (vgl. z.B. US-A-2 709 408).The invention relates to a radial piston pump with an eccentric adjusting element with several pump pistons driven by a common drive shaft, as described in the preamble of claim 1 (see e.g. US-A-2 709 408).
Es sind bereits eine Vielzahl von Radialkolbenpumpen bekannt, bei denen eine Fördervolumsverstellung ebenfalls über einen Exzenter realisiert ist. Nachteilig hierbei ist, daß die Exzenterflächen parallel zu einer Antriebswelle verlaufen und so eine Verstellung des Fördervolumens nur durch eine Verstellung der Mittelachse des Exzenters gegenüber der Mittelachse der Antriebswelle möglich ist. Oftmals ist eine rein druckabhängige Verstellung des Fördervolumens realisiert. Derartige Radialkolbenpumpen sind von der Herstellung her sehr aufwendig, da ein eigener Druckmittelantrieb welcher mit externem Druck beaufschlagt wird, angeordnet werden muß.A large number of radial piston pumps are already known, in which a delivery volume adjustment is also realized via an eccentric. The disadvantage here is that the eccentric surfaces run parallel to a drive shaft and so an adjustment of the delivery volume only by adjusting the central axis of the eccentric relative to the central axis of the drive shaft is possible. Often it is purely pressure dependent Adjustment of the funding volume implemented. Such radial piston pumps are very expensive to manufacture, since their own pressure medium drive external pressure is applied, must be arranged.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpeinrichtung vom Typ einer Radialkolbenpumpe mit einem exzentrischen Verstellelement zu schaffen, die eine weitgehende Selbstregelung des Fördervolumens in Abhängigkeit vom Systemdruck während des Betriebes ermöglicht.The object of the invention is a pump device of the radial piston pump type to create with an eccentric adjustment element that is largely Self-regulation of the delivery volume depending on the system pressure during the Operation enabled.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1
wiedergegebenen Merkmale erreicht. Der überraschende Vorteil hierbei ist, daß zur
Regelung der Pumpenleistung für eine nach Anforderungen an das Fördervolumen mit
einer beliebigen Anzahl von Pumpelementen ausgestattete Pumpe ein mechanisch einfaches
und damit betriebssicheres, zwischen der Antriebsvorrichtung und der Pumpvorrichtung
angeordnetes Regelsystem erreicht wird, das Ausgestaltungen für eine Selbstregelung
zuläßt, bei der unabhängig von eingesetzten Verbrauchern vorbestimmte
Arbeitsgeschwindigkeiten erzielt werden.This object of the invention is achieved by the characterizing part of
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung ist im Anspruch 2 beschrieben, weil durch die
Ausbildung der Gleitfläche bzw. des Verstellexzenters als Zylinderkörper mit einer zu
einer Mittelachse der Antriebswelle winkelig verlaufenden Mittelachse bei einer Verschiebung
des Verstellelementes entlang seiner Längsrichtung Verstellwege der Pumpkolben
und damit ihre Förderleistung variiert wird.Another advantageous embodiment is described in
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 3, die eine Optimierung des Verstellweges
ermöglicht, wodurch die Abmessungen derartiger Pumpeinrichtungen minimiert
werden.An embodiment according to
Durch die vorteilhafte Weiterbildung, wie im Anspruch 4 beschrieben, wird eine konstruktive,
vorgegebene Exzentrizität einer reproduzierbaren Ausgangslage unveränderlich
zugeordnet.Due to the advantageous further development, as described in
Gemäß den vorteilhaften Weiterbildungen, wie in den Ansprüchen 5 und 6 beschrieben
ist, wird eine Lagerung für die Aufnahme der Federkräfte in besonders verschleißarmer
Ausgestaltung erreicht.According to the advantageous developments, as described in
Anspruch 7 beschreibt eine vorteilhafte Ausbildung wodurch die Drehbewegung der
Antriebswelle auf das Verstellelement über die Einlegefeder spielfrei übertragen wird,
ohne die axiale Beweglichkeit des Verstellelementes auf der Antriebswelle einzuschränken.
Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Ansprüchen 8 bis 13 beschrieben. Damit
wird eine externe Regelung des Fördervolumens zur Abstimmung der Pumpenleistung
nach einer aus bestimmten Einsatzbedingungen vorgegebenen Regelcharakteristik erreicht
und die technische Realisierung einer derartigen Mechanik mit einfachen und
betriebssicheren Übertragungselementen aus dem Stand der Technik erzielt.Advantageous further developments are described in
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung, wie im Anspruch 14 beschrieben, wird der
Montageaufwand durch Wegfall von Rohrleitungen gering gehalten und Störungen
durch Leckagen, wie Sie bei Verschraubungen und Rohrleitungen durch Vibrationsbelastungen
auftreten können, vermieden.According to an advantageous development, as described in
Möglich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 15, wodurch sich eine sehr kompakte
Bauweise ergibt.An embodiment according to
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach den Ansprüchen 16 und 17, wobei bei
einer Verwendung eines Verstellelementes mit einem anders ausgebildeten Verstellexzenter
bzw. einer Gleitfläche, welche unter einem anderen Winkel verläuft, möglich
ist, daß sich die Kolbenschuhe allseitig bewegen können und so sich jedem möglichen
Winkel anpassen können.A training according to
Eine mögliche Weiterbildung beschreiben die Ansprüche 18 bis 25. Dadurch wird eine
externe Ansteuerung und Regeleinrichtung eingespart, da durch die Abstützung der
Pumpenkolben auf der winkelig verlaufenden Gleitfläche durch die Druckkraft,
welche die Pumpenkolben aufbringen über die Kolbenschuhe eine Reaktionskraft in
axialer Richtung der Antriebswelle entsteht, die der Federkraft der Rückstellfedern des
Verstellelementes entgegenwirkt. Die Druckkraft der Rückstellfedern ist im Hinblick
auf die Reaktionskraft abgestimmt, wodurch sich ein vorgegebenes maximales Druckniveau
mit selbsttätiger Regelung realisieren läßt. Dies ermöglicht einen sehr einfachen
mechanischen Aufbau der gesamten Pumpvorrichtung.
Schließlich sind auch Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 26 bis 28 vorteilhaft,
wodurch eine exakte Abstimmung von möglichen Bauformen für die technischen Einsatzgebiete
derartiger Pumpvorrichtungen ermöglicht wird.Finally, further developments according to
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is described below with reference to the drawings Exemplary embodiments explained in more detail.
Es zeigen:
- Fig. 1
- den Aufbau einer Radialkolbenpumpe mit einem integrierten, erfindungsgemäßen Verstellelement in schematisch vereinfachter Darstellung;
- Fig. 2
- die Radialkolbenpumpe nach Fig. 1 in Seitenansicht;
- Fig. 3
- das erfindungsgemäße Verstellelement in Seitenansicht geschnitten;
- Fig. 4
- das Pumpengehäuse mit eingesetztem Verstellelement und erfindungsgemäßem Stellantrieb für eine axiale Verstellung des Verstellelementes;
- Fig. 5
- eine weitere erfindungsgemäße Ausführung zur Axialverschiebung des erfindungsgemäßen Verstellelementes;
- Fig. 6
- eine Detaildarstellung der Fig. 5 zur Veranschaulichung des Kraftverlaufes im erfindungsgemäßen Verstellelement;
- Fig. 1
- the construction of a radial piston pump with an integrated adjusting element according to the invention in a schematically simplified representation;
- Fig. 2
- the radial piston pump of Figure 1 in side view.
- Fig. 3
- the adjustment element according to the invention cut in side view;
- Fig. 4
- the pump housing with an inserted adjusting element and actuator according to the invention for an axial adjustment of the adjusting element;
- Fig. 5
- a further embodiment according to the invention for the axial displacement of the adjusting element according to the invention;
- Fig. 6
- a detailed representation of Figure 5 to illustrate the force curve in the adjusting element according to the invention.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.As an introduction, it should be noted that in the differently described embodiments same parts with the same reference numerals or same component names provided with the disclosures contained throughout the description analogously to the same parts with the same reference numerals or the same component names can be transferred. Also are those chosen in the description Location information, such as top, bottom, side, etc. to the one described immediately as well as the figure shown and are analogous to a change in position transfer new location. Furthermore, individual features or combinations of features can also be used from the different exemplary embodiments shown and described represent independent, inventive or inventive solutions.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Radialkolbenpumpe 1 dargestellt, welche aus einer Pumpeinrichtung
2 und einer Antriebseinrichtung 3 gebildet ist. Die Antriebseinrichtung 3
umfaßt in diesem Beispiel einen Motor 4, welcher über eine Steuervorrichtung 5 angesteuert
wird. Die Radialkolbenpumpe 1 ist auf einer Bodenplatte 6 bzw. einem Rohrrahmen
etc. gelagert, welche sich über vorzugsweise schwingungsdämpfende Füße 7
auf einer Aufstandsfläche 8 abstützt. Die Pumpeinrichtung 2 ist in einem Vorratsbehälter
9 angeordnet und ständig von im Vorratsbehälter 9 befindlichem Medium 10 umgeben.
Dieses Medium 10 ist vorzugsweise ein Druckmedium, wie z.B. Hydrauliköl.
Der Vorratsbehälter 9 ist zur Befüllung mit dem Medium 10 mit einer Einlaßöffnung
11 versehen, und ist die Verschlußvorrichtung mit einer bekannten Füllstandsanzeige
12 versehen, über die eine Kontrolle über den Füllstand des Vorratsbehälters 9 ermöglicht
wird. Am tiefsten Punkt des Vorratsbehälters 9 ist eine mit einer Schraube 13
verschlossene Auslaßöffnung 14 angeordnet, über die eine Entleerung des Vorratsbehälters
9, z.B. für den in periodischen Abständen vorzunehmenden Austausch des
Mediums 10, erfolgt.1 and 2, a
Der Vorratsbehälter 9 ist vorzugsweise aus gekantetem Blech gebildet und ist über
eine stirnseitig umlaufende Flanschausbildung 15 an einem Gehäuseteil 16 befestigt,
z.B. mit diesem verschraubt, wobei hier jede mögliche andere, einen dichtenden Abschluß
gewährleistende Befestigungsart zur Anwendung kommen kann. Der Gehäuseteil
16 ist mit einer Flanschplatte 17 verbunden, die dem Gehäuseteil 16 gegenüberliegend
zur Aufnahme der Antriebsvorrichtung 3 ausgebildet ist, z.B. mit Zentrieransatz
für die zentrische Befestigung des Motors 4.The
Die Pumpeinrichtung 2 ihrerseits wird nun durch eine aus der Antriebseinrichtung 3
bzw. dem Motor 4 herausragenden Antriebswelle 18 und einem auf dieser in axialer
Richtung gleitbeweglichen Verstellelement 19 gebildet, das mit auf dem Gehäuseteil
16 angeordneten Pumpelementen 20 zusammenwirkt. The
Die Pumpelemente 20 sind standardmäßige Förderelemente für ein Medium 10, wie
Hydrauliköl, und sind als solche vom selbstansaugenden Typ. In einem Pumpgehäuse
21 ist in einer Bohrung 22 ein gegen die Wirkung einer Feder 23 verstellbarer Pumpkolben
24 angeordnet. Der Pumpkolben 24 weist in einem aus dem Pumpgehäuse 21
herausragenden Endbereich einen sogenannten Kolbenschuh 25 auf, der durch die
Wirkung der Feder 23 bzw. durch die vom Medium 10 auf den Pumpkolben 24 aufgebrachte
Kraft am Verstellelement 19 zur Anlage gebracht wird.The
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist für die Verstellung des Verstellelements 19 in
axialer Richtung der Antriebswelle 18 ein Stellantrieb 26 vorgesehen, der von einem
externen Druckerzeuger angespeist wird und welcher eine Verstellung des Verstellelementes
19 entlang der Antriebswelle 18 ermöglicht und mittels dem eine von außen
bestimmbare Volums- und Druckcharakteristik der Pumpeinrichtung 2 erreicht wird.In the exemplary embodiment shown, the
Wie nun besser der Fig. 2 zu entnehmen, sind radial um die Antriebswelle 18 auf dem
Gehäuseteil 16 beispielsweise sechs der Pumpelemente 20 angeordnet. Die Anzahl der
Pumpelemente ist frei wählbar und richtet sich nach den Anforderungen, insbesondere
hinsichtlich der Förderleistung einer derartigen Radialkolbenpumpe 1. Die Pumpelemente
20 sind, wie bereits erwähnt, selbstansaugend, die beim Auftreten eines Unterdrucks
in der Bohrung 22 das Medium 10 über einen Rückstrom sperrende Einlaßöffnungen
ansaugen und über Pumpausgänge 27 bei Verstellung der Pumpkolben 24 mittels
des Verstellelements 19 unter Druckaufbau abgeben. Die Pumpausgänge 27 der
Pumpelemente 20 sind nun durch untereinander verbundene und im Gehäuseteil 16 angeordnete
Bohrungen 28 leitungsverbunden, wodurch ein gemeinsamer Druckaufbau
über alle Pumpelemente 20 ermöglicht wird. Durch diese Ausbildung, daß sämtliche
Pumpausgänge 27 untereinander über die Bohrungen 28 leitungsverbunden sind, wird
ermöglicht, an einem Ausgang 29 das Medium 10 mit einem relativ konstanten Druck
abzugeben und einem Verbraucher, z.B. einem hydraulisch betriebenen Werkzeug, zuzuführen.2, radially around the
In der Fig. 3 ist nun das Verstellelement 19 in der Seitenansicht geschnitten dargestellt.
Das Verstellelement 19 weist eine Aufnahmebohrung 30 zur Aufnahme der Antriebswelle
18 der Antriebseinrichtung 3 auf. Die Aufnahmebohrung 30 und die Antriebswelle
18 der Antriebseinrichtung 3 weisen eine gemeinsame Mittelachse 31 auf,
welche sich über die ganze Länge des Verstellelementes 19 erstreckt und so eine Rotation
desselben um die Mittelachse 31 ermöglicht. Weiters ist in der Aufnahmebohrung
30 eine sich über die ganze Länge der Aufnahmebohrung 30 erstreckende nutförmige
Ausnehmung 32 angeordnet, welche zur Aufnahme eines Haltemittels, wie z.B. einer
Einlegefeder zur Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle 18, angeordnet.
Das Verstellelement 19 bildet einen Verstellexzenter 33 aus, welcher durch einen
schiefen Zylinderkörper 34 gebildet ist, wobei eine Mittelachse 35 des Zylinderkörpers
34 in einem spitzen Winkel zur Mittelachse 31 der Antriebswelle 18 verläuft.3, the adjusting
Der Verstellexzenter 33 bzw. der Zylinderkörper 34 bildet durch eine Mantelfläche 36
eine Gleitfläche 37 für die Pumpkolben 24 aus. Dadurch ergibt sich, daß die Mittelachse
35 der umlaufend ausgebildeten Gleitfläche 37 des Verstellexzenters 33 winkelig,
insbesondere in einem spitzen Winkel 38 zu der Mittelachse 31 der Antriebswelle
18 bzw. des den Verstellexzenter 33 aufnehmenden Verstellelementes 19, ausgerichtet
ist. Das Verstellelement 19 weist weiters parallel zu seiner Mittelachse 31 verlaufende
Aufnahmebohrungen 39 auf, welche zur Aufnahme etwaiger Rückstellelemente für den
Verstellexzenter 33 bzw. dem Verstellelement 19 ausgebildet sein können. Eine parallel
zur Mittelachse 31 des Verstellelementes 19 gemessene Länge 40 des Verstellexzenters
33 ist im wesentlichen geringer als eine Gesamtlänge 41 des Verstellelementes 19.The adjusting eccentric 33 or the
An der der Antriebseinrichtung 3 abgewandten Stirnseite des Verstellelementes 19 ist
eine Ausnehmung 42 bzw. eine Bohrung 43 zur Aufnahme einer Axiallagerung vorgesehen.
Diese Bohrung 43 weist einen geringeren Durchmesser 44 als die Aufnahmebohrung
30 auf, wodurch ein vollständiges Durchragen der Antriebswelle 18 durch das
Verstellelement nicht möglich ist.On the end face of the adjusting
Der Winkel 38, welcher von der Mittelachse 31 der Antriebswelle 18 und der Mittelachse
35 des Verstellexzenters 33 bzw. des Zylinderkörpers 34 eingeschlossen wird,
ist entsprechend der gewollten Verstellcharakteristik frei gewählt, wird jedoch in etwa
zwischen 5° und 15° betragen.The
In der Fig. 4 ist nun im Detail die Pumpeinrichtung 2 mit dem Stellantrieb 26 und dem
auf der Antriebswelle 18 aufgesetzten Verstellelement 19 bzw. Verstellexzenter 33
dargestellt. Aus dieser Darstellung ist zu ersehen, daß das Verstellelement 19 mit
seinem Verstellexzenter 33 auf der Antriebswelle 18 axial aufgeschoben ist, sodaß
eine Mittelachse 31 des Verstellelementes 19 mit einer Mittelachse der Antriebswelle
18 fluchtet. Durch diese Anordnung ergibt sich, daß das Verstellelement 19 mit dem
Verstellexzenter 33 axial entlang der Mittelachsen 31 des Verstellelementes 19 bzw.
der Antriebswelle 18 verschiebbar auf der Antriebswelle 18 gelagert ist. Um nun die
Drehbewegung von der Antriebswelle 18 auf das den Verstellexzenter 33 aufweisende
Verstellelement 19 zu übertragen, ist in der zuvor schon beschriebenen Ausnehmung
32 in der Aufnahmebohrung 30 und in einer mit der Ausnehmung 32 korrespondierenden
Ausnehmung 46 in der Antriebswelle 18 eine Einlegefeder 47 eingesetzt. Diese
Einlegefeder 47 dient zur Übertragung der Drehbewegung der Antriebswelle 18 auf
das Verstellelement 19 und läßt eine Axialverschiebung des den Verstellexzenter 33
aufweisenden Verstellelementes 19 in axialer Richtung entlang der Mittelachse 31 zu,
d.h., daß das Verstellelement 19 mit dem Verstellexzenter 33 über die Einlegefeder 47
drehfest auf der Antriebswelle 18 angeordnet ist. Um ein axiales Bewegen der Einlegefeder
47 zu vermeiden, ist an einer Stirnfläche 48 der Antriebswelle 18 eine Schraube
49 eingeschraubt.4, the
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel, welches in einer möglichen Ausführung den
Stellantrieb 26 zur Verstellung des Verstellelementes 19 aufweist, ist auf dem Gehäuseteil
16 ein das Verstellelement 19 in etwa koaxial umgebendes Gehäuse 50 befestigt,
welches mit Öffnungen versehen ist, damit das Verstellelement 19 insgesamt
in einem durch das Medium 10 gebildeten Ölbad läuft.In the embodiment shown, which in one
Um nun, wie eingangs erwähnt, eine axiale Verschiebung des den Verstellexzenter 33
aufweisenden Verstellelementes 19 zu ermöglichen, ist in einem der Antriebseinrichtung
3 abgewandten Endbereich 51 des Gehäuses 50 der Stellantrieb 26 angeordnet,
welcher über ein externes Drucksystem betrieben wird bzw. durch jede andere Antriebsart
angetrieben werden kann. Der Stellantrieb 26 weist nun einen über ein Anschlußstück
52 und eine Versorgungsleitung 53 mit Druck beaufschlagten Druckkolben
54 auf, wobei eine Mittelachse 55 des Druckkolbens 54 entlang einer Mittelachse
des Verstellelementes 19 bzw. einer Mittelachse 31 der Antriebswelle 18 verläuft.
Dieser Druckkolben 54 wird vor der Montage des Gehäuses 50 auf den Gehäuseteil 16
über ein Gewindestück 56, in dem der Druckkolben 54 in einem Gleitsitz gelagert ist,
eingebracht. Dem Gewindestück 56 ist in Richtung des Anschlußstückes 52 eine umlaufende
Dichtung 57 zugeordnet, um ein Durchtreten eines Druckfluides durch das
Gewindestück 56 zu vermeiden, wodurch eine einwandfreie Funktion des Druckkolbens
54 beeinträchtigt werden könnte.Now, as mentioned at the beginning, an axial displacement of the adjusting eccentric 33
Enabling adjusting
Auf dem dem Verstellelement 19 zugewandten Endbereich des Druckkolbens 54 ist
ein Druckstück 58 befestigt. Dieses Druckstück 58 weist einen in etwa T-förmigen
Querschnitt auf und liegt mit einer dem Druckkolben 54 zugeordneten Stirnfläche 59
auf einer Innenfläche 60 des Gehäuses 50 bei druckfreiem Zustand des Druckkolbens
54 an, wobei das Druckstück 58 dem Verstellelement 19 an seinem gehäuseseitigen
Endbereich zugeordnet ist.On the end region of the
Ein sich entlang der Mittelachse 55 erstreckender Fortsatz 61 des Druckkolbens 54
weist einen Durchmesser 62 auf, welcher vorzugsweise geringer ist als der Durchmesser
44 der Bohrung 43 im Verstellelement 19. Auf dem radial umlaufenden Schenkel
63 des Druckstückes 58 ist nun ein Axiallager 64 angeordnet bzw. befestigt, durch
welches eine ungehinderte Drehbewegung des Verstellelementes 19 auch bei herangeführtem
Druckkolben 54 an das Verstellelement 19 gewährleistet ist. In dem Schenkel
63 ist zumindest ein über einen Preßsitz in diesem gehalterter Führungsstift 65 angeordnet,
welcher sich in Richtung des Anschlußstückes 52 erstreckt. Dieser Führungsstift
65 wird in einer Bohrung 66, welche im Gehäuse 50 ausgeführt ist, in axialer
Richtung verschiebbar gelagert. Durch den Führungsstift 65 wird eine Verdrehsicherung
für das auf dem Druckkolben 54 befestigte Druckstück 58 erreicht, welches unter
Zwischenschaltung des Axiallagers 64 eine Stellkraft auf das mit der Antriebswelle 18
mitrotierende Verstellelement 19 ausübt.An
Im Verstellelement 19 bzw. in dem Verstellexzenter 33 sind nun die Aufnahmebohrungen
39 angeordnet, wobei diese Aufnahmebohrungen 39 Mittelachsen 67, welche
parallel zu der Mittelachse 55 verlaufen, aufweisen. Diese Aufnahmebohrungen 39
sind zur Aufnahme von Rückstellfedern 68 ausgebildet, welche sich gegen eine Stützvorrichtung
69 abstützen, die über eine Lageranordnung eine Axialkraft gegenüber
dem Gehäuseteil 16 aufnimmt. Eine Länge der Rückstellfedern 68 bzw. der Aufnahmebohrungen
39 kann verschiedenartig gewählt sein, jedoch müssen die Rückstellkräfte
umlaufend derart verteilt sein, daß sie ein Verschieben des Verstellelementes 19 parallel
zur Mittelachse 31 der Antriebswelle 18 gewährleisten.The receiving bores are now in the adjusting
Die Pumpelemente 20 sind nun sternförmig und in einer Distanz 70 zur Mittelachse 31
der Antriebswelle 18 auf dem Gehäuseteil 16 angeordnet, wobei diese Pumpelemente
20 die senkrecht zur Mittelachse 31 verlaufenden Pumpkolben 24 aufweisen. Im in
Richtung des Verstellelementes 19 weisenden Endbereich des Pumpkolben 24 sind
nun allseitig bewegliche Kolbenschuhe 71 angeordnet, welche sich auf der umlaufenden
Gleitfläche 37 des Verstellexzenters 33 abstützen. Durch ihre allseitige Beweglichkeit
gleichen sich die Kolbenschuhe einer Schräglage der Gleitfläche 37 an. Daraus ergibt
sich, daß die Pumpelemente 20 über den Verstellexzenter 33 angetrieben werden,
wobei die Mittelachse 35 des Verstellexzenters 33 gegenüber der Mittelachse 31 der
Antriebswelle 18 bzw. des Verstellelementes 19 in einem spitzen Winkel 38 angeordnet
ist. Durch diesen winkeligen Verlauf der Mittelachse 31 und der Mittelachse 35
zueinander, ergibt sich ein Kreuzungspunkt dieser beiden Mittelachsen 31, 35, wobei
dieser Kreuzungspunkt den Nullpunkt der Exzentrizität angibt und so eine Nullförderung
der Pumpelemente 20 ermöglicht wird.The
Durch die axiale verschiebbare Ausbildung des Verstellelementes 19 bzw. des Verstellexzenters
33 lassen sich aus den Möglichkeiten der verschiedenen Exzentritzitäten
verschiedene Hübe der Pumpkolben 24 der Pumpelemente 20 erzielen, wodurch wiederum
die Fördermenge der Pumpelemente 20 verändert werden kann.Due to the axially displaceable design of the adjusting
Durch die Ausbildung des Verstellexzenters 33 als schiefen Zylinderkörper 34 bzw.
durch den winkeligen Verlauf der Gleitfläche 37 gegenüber der Mittelachse 31 wird
eine Schrägstellung der Kolbenschuhe 71 erreicht, wodurch diese eine axiale Reaktionskraft
auf den Verstellexzenter 33 ausüben. Zusätzlich wirkt auf den Druckkolben
54 der vom System selbst erzeugte Druck, oder ein externer Steuerdruck. Aus der
Fläche des Druckkolbens 54 ergibt sich eine Kraft, welche summiert mit der Reaktionskraft
aus der Schrägstellung der Kolbenschuhe 71 den Verstellexzenter entgegen der
Federkräfte der Rückstellfedern 68 so lange verschiebt, bis Kräftegleichgewicht
herrscht. Nun kann die Axialkraft zur Verstellung des Verstellexzenters 33 erhöht
werden, indem der Druckkolben 54 über das Anschlußstück 52 bzw. die Versorgungsleitung
53 mit höherem externen Steuerdruck beaufschlagt wird, wodurch eine weitere
Verschiebung des Verstellelementes 19 entlang der Mittelachse 31 ermöglicht wird.
Wesentlich hierbei ist, daß dem Druckstück 58 ein Stellantrieb 26 für das Verstellelement
19 zur Überwindung der Rückstellkraft der Rückstellfedern 68 zugeordnet ist,
wobei der Stellantrieb 26 durch einen im Gewindestück 56 axial verstellbar gelagerten
Druckkolben 54 gebildet ist.By designing the adjusting eccentric 33 as an
Betrachtet man nun das Verstellelement 19 mit dem Verstellexzenter 33 genauer, so
wird ersichtlich, daß der Verstellexzenter 33 eine Hubhöhe 72 aufweist, welche durch
eine Axialverschiebung des Verstellelementes 19 bzw. des Verstellexzenters 33 frei
gewählt werden kann. Diese Hubhöhe 72 entspricht einem Kolbenweg 73 des Pumpkolbens
24, wodurch wiederum die Abhängigkeit der Exzentrizität des Verstellexzenters
33 und der Hubhöhe 72 der Pumpkolben 24 voneinander verdeutlicht wird.If one now takes a closer look at the adjusting
Wie hier auch dargestellt, verläuft die Mittelachse 35 des als schiefen Zylinderkörper
34 ausgebildeten Verstellexzenters 33 in einem spitzen Winkel 38 und schneidet in
einem Nullpunkt 74 die Mittelachse 31 der Antriebswelle 18 und des Verstellelementes
19. Die Darstellung der Fig. 4 verdeutlicht die maximale Fördermenge der Pumpelemente
20. Durch eine Verschiebung des Verstellelementes 19 in Richtung der Antriebseinheit
3 nimmt die Exzentrizität des schiefen Zylinderkörpers 34 gegenüber der
Mittelachse 31 ab. Dadurch reduziert sich der Kolbenweg 73 der Pumpkolben 24 mit
ihren Kolbenschuhen 71 entlang deren Mittelachse 75, und es erfolgt eine Reduktion
der Fördermenge. Das Verstellelement 19 kann um den maximalen Verstellweg 76 entlang
seiner Mittelachse 31 verschoben werden, wodurch sich die konstruktiv gewollte
minimale Fördermenge ergibt. Es kann die Auslegung derart erfolgen, daß ein Verstellweg
76 so groß gewählt wird, daß die Mittelachse 75 der Pumpkolben 24 mit dem
Schnittpunkt 74 der Mittelachsen 31 bzw. 35 deckungsgleich wird. In dieser Stellung
weist die Radialkolbenpumpe 1 bei Rotation des Verstellelementes 19 bzw. des Verstellexzenters
33 keine Fördermenge auf.As also shown here, the
Wie dann weiters aus der Fig. 4 ersichtlich, ist die Stützvorrichtung 69 umlaufend ausgebildet,
sodaß sie im Falle einer Rotations-Bewegung des Verstellelementes 19 die
gleichartige Bewegung durchläuft, und so die Abstützung der Rückstellfedern 68 übernimmt.
Gleichzeitig ist die Stützvorrichtung 69 als Begrenzung des Verstellweges 76
ausgebildet. Grundsätzlich sei festgehalten, daß diese Rückstellfedern 68 das Verstellelement
19 in seiner in der Fig. 4 dargestellten Position stabilisieren, und daß im Falle
einer Axialverschiebung des Verstellelementes 19 in Richtung der Antriebseinrichtung
3 die Haltekraft dieser Rückstellfedern 68 über das Druckstück 58 bzw. über den
druckmittelbetriebenen Druckkolben 54 überwunden werden muß.As can also be seen from FIG. 4, the
Weiters ist aus der Darstellung zu ersehen, daß an die Rückstellfeder 68 bzw. die
Stützvorrichtung 69 in Richtung der Antriebseinrichtung 3 ein Radiallager 77 angeordnet
ist. Zur Verhinderung von Leckagen ist zwischen der Flanschplatte 17 und der
Antriebseinheit 3 die umlaufende Dichtung 78 bzw. zwischen Flanschplatte 17 und
Gehäuseteil 16 die umlaufende Dichtung 85 angeordnet. Je nach Art der Antriebseinheit
kann eine - hier nicht dargestellte - Abdichtung der Antriebswelle 18 erforderlich
sein.Furthermore, it can be seen from the illustration that the
In den Fig. 5 und 6 ist nun eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Pumpeinrichtung
2 gezeigt.5 and 6 is a further embodiment of a pump device according to the
Bei dieser Ausführung wird eine selbsttätige Regelung des Fördervolumens der Pumpelemente
20 zur Erzielung eines vorgegebenen Systemdrucks ohne externer Regelung
erreicht. Bereits in den vorhergehenden Figuren beschriebene Bauteile werden mit den
bereits in diesen Figuren verwendeten Bezugszeichen versehen. Es ist das Gehäuseteil
16 mit den Pumpelementen 20 und die Antriebswelle 18 mit dem Verstellelement 19
bzw. Verstellexzenter 33 dargestellt. In dieser Darstellung ist zu ersehen, daß das Verstellelement
19 mit seinem Verstellexzenter 33 auf der Antriebswelle 18 axial aufgeschoben
ist, sodaß eine Mittelachse 31 des Verstellelementes 19 mit einer Mittelachse
der Antriebswelle 18 eine Einheit bilden. Durch diese Anordnung ergibt sich, daß das
Verstellelement 19 mit dem Verstellexzenter 33 axial entlang der übereinander liegenden
Mittelachsen 31 des Verstellelementes 19 bzw. der Antriebswelle 18 verschiebbar
auf die Antriebswelle 18 gelagert ist. Um nun die Drehbewegung von der Antriebswelle
18 auf das den Verstellexzenter 33 aufweisende Verstellelement 19 zu übertragen,
ist in der Ausnehmung 32 in der Aufnahmebohrung 30 und in einer mit der
Ausnehmung 32 korrespondierenden Ausnehmung 46 in der Antriebswelle 18 eine Einlegefeder
47 eingesetzt. Diese Einlegefeder 47 dient rein zur Übertragung der Drehbewegung
der Antriebswelle 18 auf das Verstellelement 19 und läßt jedoch eine Axialverschiebung
des den Verstellexzenter 33 aufweisenden Verstellelementes 18 in axialer
Richtung entlang der Mittelachse 31 zu.In this version, there is an automatic regulation of the delivery volume of the
Die Rückstellfedern 68 sind über innenliegende Bolzen 80 abgestützt, wodurch eine
Verformung bzw. ein Einknicken der Rückstellfeder 68 bei hoher Beanspruchung vermieden
werden soll.The return springs 68 are supported by
Auf dem der Antriebseinrichtung 3 abgewandten Endbereich 79 des Verstellelementes
19 ist auf der Antriebswelle 18 ein Einsatzteil 81 angeordnet, welcher einen umlaufenden
Flansch ausbildet und einen Endanschlag für die axiale Verschiebung des Verstellelementes
19 in seiner von der Antriebseinrichtung 3 entfernten Stellung ergibt. Eine
Basis 82 der Anschlagvorrichtung 81 ragt in die Aufnahmebohrung 30 des Verstellelementes
19 hinein und kommt mit einer der Antriebswelle 18 zugewandten Stirnfläche
83 an der Stirnfläche 48 derselben zur Anlage. Ein umlaufender Schenkel 84 der Anschlagvorrichtung
81 weist einen größeren Durchmesser 85 als die Durchgangsbohrung
30 des Verstellelementes 19 auf. Durch diese Ausbildung wird ermöglicht, daß
der umlaufende Schenkel 84 der Anschlagvorrichtung 81 an einer Stirnfläche 86 des
Verstellelementes 19 anliegt und so das Verstellelement 19 in seiner durch die Rückstellfedern
68 eingenommenen Lage fixiert. Die Anschlagvorrichtung 81 weist eine
Durchgangsbohrung 87 auf, durch welche eine Schraube 88 hindurchgeführt ist und so
eine Befestigung der Anschlagvorrichtung 81 ermöglicht wird. In der Antriebswelle
18 ist nun an ihrer Stirnfläche 48 eine Sacklochbohrung 89 angeordnet, durch welche
ein Einschrauben der Schraube 88 ermöglicht wird, wodurch eine Befestigung der Anschlagvorrichtung
81 auf der Antriebswelle 18 realisiert wird. Zusätzlich bewirkt die
Anschlagvorrichtung 81 eine Sicherung gegen eine Axialverschiebung der Einlegefeder
47, wodurch eine drehfeste Anordnung des Verstellelementes 19 auf der Antriebswelle
18 sichergestellt wird.On the
Eine axiale Verschiebung des Verstellelementes 19 auf der Antriebswelle 18 zur Veränderung
des Fördervolumens wird nun wie folgt realisiert.An axial displacement of the adjusting
In der gezeigten Darstellung und bei einer Rotation der Antriebswelle 18 wird ein
maximales Fördervolumen erzielt, da in dieser Stellung der Verstellexzenter 33 den
maximalen Exzenterhub aufweist und .so auch die Pumpkolben 24 der Pumpelemente
20 den größten Kolbenweg 73 aufweisen. In den Pumpelementen 20 wird nun bei ausfahrenden
Pumpkolben 24 das umliegende Medium 10 angesaugt, durch den einfahrenden
Pumpkolben 24 komprimiert und über ein im Pumpelement 20 angeordnetes Rückschlagventil
an ein Drucksystem bzw. einen Verbraucher abgegeben.In the illustration shown and when the
Die prinzipielle Wirkungsweise der Pumpeinrichtung 2 wird nun im nachfolgenden anhand
den Darstellungen in den Fig. 5 und 6 beschrieben, wobei die prinzipielle Wirkungsweise
selbstverständlich auch für die zuvor beschriebenen Fig. 1 bis 4 zutrifft.The principle of operation of the
Grundsätzlich ist festzuhalten, daß die erwünschte axiale Verstellung des Verstellelementes
19 durch eine Krafteinwirkung der Pumpkolben 24 bzw. der Kolbenschuhe 71
erfolgt. Über die radial um das Verstellelement 19 angeordneten Pumpelemente 20
wird eine bestimmte Fördermenge erreicht, wobei sich nach und nach ein Arbeitsdruck
in dem Drucksystem bzw. im Verbraucher aufbaut. Steigt nun im Drucksystem der benötigte
Arbeitsdruck, so wird der Druck auf die Pumpkolben 24 vergrößert. Dieser
Druck setzt sich nun über die Kolbenschuhe 71 auf das Verstellelement 19 bzw. den
Verstellexzenter 33 bzw. auf dessen winkelig zur Mittelachse 31 des Verstellelementes
19 verlaufenden Gleitfläche 37 fort, wodurch sich eine senkrecht auf die Gleitfläche
37 wirkende Druckkraft 90 ergibt. Diese Druckkraft 90 zerlegt sich nun durch
ein Kräfteparallelogramm in eine radial wirkende Kraftkomponente 91 und in eine
axial wirkende Kraftkomponente 92.Basically, it should be noted that the desired axial adjustment of the adjusting
Erhöht sich die Druckkraft 90 aufgrund steigenden Verbrauchsdruckes weiter, so wird
die axiale Kraftkomponente 92 so groß, daß diese aufgrund der winkeligen Anordnung
der Gleitfläche 37 eine Verstellung des Verstellexzenters 33 bzw. des Verstellelementes
19 in axialer Richtung und in Richtung der Kraftkomponente 92 bewirkt.
Grundsätzlich stellt sich die Verstellung des Verstellelementes 19 in axialer Richtung
in dem Fall ein, wenn die axial wirkende Kraftkomponente 92 die dieser entgegengesetzt
wirkenden Rückstellkraft der Rückstellfeder 68 überschreitet. Durch diese Verstellung
wird nun der Kolbenweg 73 verringert, wodurch auch die Fördermenge der
Radialkolbenpumpe 1 bzw. der Pumpelemente 20 verringert wird. Die Verschiebung
des Verstellelementes 19 bzw. des Verstellexzenters 33 hält so lange an, bis ein
Gleichgewicht der Federkraft der Rückstellfedern 68 und der axial wirkenden Kraftkomponente
92 der Druckkraft 90 erzielt wird. Daraus läßt sich schließen, daß je kleiner
der Kolbenweg 73 wird, umso mehr verringert sich die Fördermenge der Radialkolbenpumpe
1 dahingehend, daß lediglich eine Abdeckung der Leitungsverluste eines
Verbrauchers bzw. des Drucksystems erzielt wird.If the
Verringert sich nun der Systemdruck bzw. ist ein Verbraucher außer Eingriff, so wird
die Druckkraft 90 auf die Pumpkolben 24 bzw. auf die Gleitfläche 37 des Verstellexzenters
33 verringert. Dadurch verringert sich ebenfalls die axiale Kraftkomponente
92 der Druckkraft 90 und fällt wertmäßig unter die Rückstellkraft der Rückstellfedern
68. Durch diese Ausbildung wird erzielt, daß sich bei Benötigung eines höheren Fördervolumens
das Verstellelement 19 bzw. der-Verstellexzenter 33 wieder in seine ursprüngliche
Lage rückstellt bzw. wiederum der größtmögliche Kolbenweg 73 der
Pumpkolben 24 erreicht wird.If the system pressure now decreases or if a consumer is out of action, then
the
Ein besonderer Vorteil durch diese Ausbildung ergibt sich darin, daß durch die stufenlose
Verschiebung des Verstellelementes 19 das Fördervolumen an die jeweiligen Erfordernisse
angepaßt werden kann und so eine relativ gleichmäßig abfallende oder ansteigende
Leistungskurve der Radialkolbenpumpe 1 erzielt wird. Weiters lassen sich
durch die Abstimmung der Federkraft für die Rückstellfeder 68 verschiedene Druckbereiche
für die Radialkolbenpumpen 1 erzielen.A particular advantage of this training is that the stepless
Displacement of the adjusting
Abschließend sei der Vollständigkeit halber noch einmal erwähnt, daß die Druckkraft
90 senkrecht auf die winkelig verlaufende Gleitfläche wirkt und daraus eine axial auf
das Verstellelement 19 bzw. den Verstellexzenter 33 wirkende Kraftkomponente 92
resultiert, wobei sich durch eine Erhöhung des Systemdruckes die über die Pumpkolben
24 wirkende Druckkraft 90 und damit die axial wirkende Kraftkomponente 92 in
Abhängigkeit des Fördervolumens erhöht. Weiters wird bei einer Überschreitung der
entgegengesetzt wirkenden Rückstellkraft der Rückstellfeder 68 durch die axial wirkende
Kraftkomponente die Verstellung des Verstellelementes 19 eingeleitet, wobei
sich durch diese Verstellung des Verstellelementes 19 der Kolbenweg 73, der Pumpkolben
24 der Pumpelemente 20 über den Verstellexzenter 33 verringert und so das
Fördervolumen der Radialkolbenpumpe 1 ebenso verringert wird. Diese Verstellung
des Verstellelementes 19 in axialer Richtung wird bis zur Erlangung eines Gleichgewichtes
zwischen der Rückstellkraft der Rückstellfedern 68 und der axial wirkenden
Kraftkomponente 92 der Druckkraft 90 vollzogen, wobei durch die stufenlose Verstellung
des Verstellelementes 19 über den Verstellexzenter 33 eine gleichmäßig steigende
oder fallende Leistungskurve der Radialkolbenpumpe 1 erzielt wird.Finally, for the sake of completeness, it should be mentioned again that the
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis
des Aufbaus der Radialkolbenpumpe 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich
und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that for better understanding
of the structure of the
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.The task on which the independent inventive solutions are based can Description can be taken.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2; 3; 4; 5, 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Above all, the individual in FIGS. 1, 2; 3; 4; 5, 6 shown versions form the subject of independent solutions according to the invention. The related Tasks and solutions according to the invention are the detailed descriptions these figures.
- 11
- RadialkolbenpumpeRadial piston pump
- 22
- Pumpeinrichtungpumping device
- 33
- Antriebseinrichtungdriving means
- 44
- Motorengine
- 55
- Steuervorrichtungcontrol device
- 66
- Bodenplattebaseplate
- 77
- Fußfoot
- 88th
- Aufstandsflächefootprint
- 99
- Vorratsbehälterreservoir
- 1010
- Mediummedium
- 1111
- Einlaßöffnunginlet port
- 1212
- Füllstandsanzeigelevel indicator
- 1313
- Schraubescrew
- 1414
- Auslaßöffnungoutlet
- 1515
- Flanschausbildungflange formation
- 1616
- Gehäuseteilhousing part
- 1717
- Flanschplatteflange
- 1818
- Antriebswelledrive shaft
- 1919
- Verstellelementadjustment
- 2020
- Pumpelementpumping element
- 2121
- Pumpgehäusepump housing
- 2222
- Bohrungdrilling
- 2323
- Federfeather
- 2424
- Pumpkolbenpump piston
- 2525
- Kolbenschuhpiston shoe
- 2626
- Stellantriebactuator
- 2727
- Pumpausgangpump output
- 2828
- Bohrungdrilling
- 2929
- Ausgangoutput
- 3030
- Aufnahmebohrunglocation hole
- 3131
- Mittelachsecentral axis
- 3232
- Ausnehmungrecess
- 3333
- Verstellexzenteradjusting eccentric
- 3434
- Zylinderkörpercylinder body
- 3535
- Mittelachsecentral axis
- 3636
- Mantelflächelateral surface
- 3737
- Gleitflächesliding surface
- 3838
- Winkelangle
- 3939
- Aufnahmebohrunglocation hole
- 4040
- Längelength
- 4141
- Gesamtlängeoverall length
- 4242
- Ausnehmungrecess
- 4343
- Bohrungdrilling
- 4444
- Durchmesserdiameter
- 4545
- Durchmesserdiameter
- 4646
- Ausnehmungrecess
- 4747
- Einlegefederengagement spring
- 4848
- Stirnflächeface
- 4949
- Schraubescrew
- 5050
- Gehäusecasing
- 5151
- Endbereichend
- 5252
- Anschlußstückconnector
- 5353
- Versorgungsleitungsupply line
- 5454
- Druckkolbenpressure piston
- 5555
- Mittelachsecentral axis
- 5656
- Gewindestückthreaded piece
- 5757
- Dichtungpoetry
- 5858
- DruckstückPressure piece
- 5959
- Stirnflächeface
- 6060
- InnenflächeInner surface
- 6161
- Fortsatzextension
- 6262
- Durchmesserdiameter
- 6363
- Schenkelleg
- 6464
- Axiallagerthrust
- 6565
- Führungsstiftguide pin
- 6666
- Bohrungdrilling
- 6767
- Mittelachsecentral axis
- 6868
- RückstellfederReturn spring
- 6969
- Stützvorrichtungsupport device
- 7070
- Distanzdistance
- 7171
- Kolbenschuhpiston shoe
- 7272
- HubhöheLifting height
- 7373
- Kolbenwegpiston travel
- 7474
- Nullpunktzero
- 7575
- Mittelachsecentral axis
- 7676
- Verstellwegadjustment
- 7777
- RudiallagerRudiallager
- 7878
- Dichtelementsealing element
- 7979
- Endbereichend
- 8080
- Bolzenbolt
- 8181
- Anschlagvorrichtungstop device
- 8282
- BasisBase
- 8383
- Stirnflächeface
- 8484
- Schenkelleg
- 8585
- Durchmesserdiameter
- 8686
- Stirnflächeface
- 8787
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 8888
- Schraubescrew
- 8989
- SacklochbohrungBlind hole
- 9090
- Druckkraftthrust
- 9191
- Kraftkomponenteforce component
- 9292
- Kraftkomponenteforce component
Claims (28)
- Radial piston pump with a plate-shaped housing part (16) with bores for conveying a medium and preferably with a drive mechanism (3) attached to the housing part (16) and a supply container (9) for the medium mounted on the housing part (16) in a liquid-tight sealed arrangement opposite the drive mechanism (3), with an adjustable eccentric (33) disposed therein for pump elements (20) arranged in the circumferential direction thereof on the housing part (16), which is pressurised by a pump piston (24) displaceable in a radial direction by an adjusting element (19) of the adjustable eccentric (33), characterised in that the adjusting element (19) encloses a drive shaft (18) of the drive mechanism (3) extending through the housing part (16) in a receiving bore (30) and is mounted on the drive shaft (18) so as to rotate therewith and be displaceable in an axial direction, being provided in the form of a cylindrical body (34) with an external face (36) forming a sliding surface (37) for the pump piston (24).
- Radial piston pump as claimed in claim 1, characterised in that a mid-axis (35) of the cylindrical body (34) extends at an angle to a mid-axis (31) of the receiving bore (30) and drive shaft (18).
- Radial piston pump as claimed in claim 1 or 2, characterised in that the external surface (36) is the surface of a tapered body and a longitudinal mid-axis of the tapered body extends at an angle to the mid-axis of the receiving bore (39) and drive shaft (18).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the adjusting element (19) is biassed into an end position at a distance from the housing part against a stop mechanism (81) and/or a thrust pad (58) of an actuator (26) by means of a spring mechanism comprising return springs (68) disposed in receiving bores (30) substantially parallel with the drive shaft (18).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the return springs (68) are supported on an annular supporting mechanism (69) at their end region opposite the adjusting element (19).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the supporting mechanism (69) is annular, being a cylindrical continuation of the adjusting element (19), and in the axial direction is supported on an inner ring of a radial bearing (77) supporting the adjusting element (19) disposed in the housing part (16).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the adjusting element (19) is coupled so as to rotate with the drive shaft (18) by means of an insertion spring (47).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that an actuator (26) for the adjusting element (19) is provided in a housing (50) encasing the adjusting element (19) at the circumferential-side and end-side.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that a thrust bearing (64) is provided in a recess (42) of the adjusting element (19) between the thrust pad (58) of the actuator (26) and an end face.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the actuator (26) with the thrust pad (58) exert a displacement force on the adjusting element (19) against the action of the return springs (68) via a pressure piston (54) pressurised by hydraulic medium.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the thrust pad (58) is mounted in the pump housing (21) so as to be prevented from rotating but displaceable along the mid-axis (31) of the drive shaft (18) via at least one guide pin engaging in a bore in the pump housing (21).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the pressure piston (54) is mounted in the thrust pad (58) by means of a press-fit seating so as to be immobile.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the pressure piston (54) communicates with a hydraulic medium drive, which is designed to produce an axial displacement of the pressure piston (54).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that bores (28) are linked by the pump elements (20) in the housing part (16) to form mutually communicating pressure lines.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the flange plate (17) bearing the housing part (16) and pump housing (21) is secured to the drive mechanism (3) and is preferably screwed thereto.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that piston shoes (71) are provided on and joined to the piston pump (24) and are supported on the sliding surface (37) of the adjustable eccentric (33).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the piston shoes (71) are disposed on the piston pump (24) so as to be pivotably displaceable on all sides.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the adjusting element (19) is axially displaced by a force of the pump piston (24) and the piston shoes (71) depending on the system pressure.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the adjusting element (19) is displaceable along the adjustment path (76) between a position in which the sliding surface (37) for the pump piston (24) has a zero eccentricity and a position in which the eccentricity as at its maximum value.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the force is applied perpendicular to the inclined sliding surface (37), resulting in a force component (91, 92) acting axially on the adjusting element (19) and the adjustable eccentric (33).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that when the system pressure is raised, the force component (92) acting axially on the pump elements (20) is increased.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that when the opposing return force is overcome by the axially acting force component (92), the displacement of the adjusting element (19) is initiated.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the displacement of the adjusting element (19) reduces the piston travel (73) of the pump piston (24) of the piston elements (20) via the adjustable eccentric (33), thereby reducing the volumetric capacity of the radial piston pump (1).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the adjusting element (19) is displaced until equilibrium is reached between the return force and the axially acting force component (92).
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that the stepless displacement of the adjusting element (19) via the adjustable eccentric (33) produces a uniformly increasing or decreasing volumetric capacity.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that an angle (38) subtended by the mid-axis (31) and the mid-axis (35) is approximately between 5° and 15°, preferably 10°.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that an adjustment path (76) of the adjusting element (19) is between 8 mm and 30 mm, preferably 15 mm.
- Radial piston pump as claimed in one or more of the preceding claims, characterised in that a maximum eccentricity of the sliding surface (37) extending at an angle to the mid-axis (31) is approximately 6 mm.
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