JP2576839B2 - 往復動ポンプ用のストローク調整装置 - Google Patents

往復動ポンプ用のストローク調整装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動軸と、被動偏心カ
ムと、軸受を有する連接棒と、これにリンク結合されて
直線運動するプランジャとを備えており、第１偏心カム
で第２偏心カムが支承されており、さらに後者に連接棒
用軸受が支承され、該軸受が、中間歯車装置を介して、
両方の偏心カムを互いに結合しており、該歯車装置が２
つの偏心カムに対して同期回転を付与し、両偏心カム相
互の偏心量の相対角度を変更する制動可能な調整装置が
設けられているストローク調整装置、特に往復動ポンプ
用のストローク調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】かかる
ストローク調整装置が東ドイツ特許公報第40 427号によ
り知られている。この構造では、両方の偏心量の和が２
倍に等しい最大値と、両方の偏心量の差の２倍に等しい
最小値との間で、ストローク値を無段階に調整すること
ができる。必要となるのは、両偏心カム相互の偏心量が
形成する相対角度を変えることだけである。これは、運
転中及び負荷の下でも、同期回転を短時間だけずらすこ
とによって無段階に調整が可能である。この原理は、い
かなる大きさのストローク調整装置にも適用できる。
【０００３】公知の中間歯車装置は伝達ブッシュを有
し、これが外歯を有し、外歯は第２偏心カムに取り付け
られた内歯車と協動する。このような内歯車は製造費が
高い。
【０００４】調整装置として役立つ調整歯車がねじブッ
シュを軸方向で調整し、該ブッシュが調整ブッシュを駆
動し、調整ブッシュは往復運動を回転運動に変換して第
２偏心カムを調整する。これには、自己制動が可能な急
速締め付けネジとの協動を必要とする。
【０００５】ドイツ特許公報第37 25 900 号、第451 82
6 号により、２個の同期回転する偏心カム間で調整する
ために差動装置を用いることが知られている。両方の公
報とも、第２偏心カムがやはり内歯車を備えている。
【０００６】ドイツ公告特許公報第12 84 788 号によ
り、内歯車を必要としないストローク調整装置が知られ
ている。この場合、中間歯車装置は複数の互いに噛み合
う歯車からなり、第２偏心カムは偏心回転する歯車と噛
み合う。このことからも、運転上困難が生じる。さら
に、両偏心カムは同期回転するのでなく、逆方向に回転
し、このことから、両者間に特別な支承部が必要とな
る。
【０００７】本発明の課題は、実用上特に適した冒頭指
摘した種類のストローク調整装置を提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の課題は、
以下に述べる手段によって解決することができる。
【０００９】請求項１に記載の発明は、駆動軸と、被動
偏心カムと、軸受を有する連接棒と、これにリンク結合
されて直線運動するプランジャとを備えており、第１偏
心カムで第２偏心カムが支承されており、さらに後者に
連接棒用軸受が支承されており、該軸受が、中間歯車装
置を介して、両方の偏心カムを互いに結合しており、該
歯車装置の２つの偏心カムに対して同期回転を付与し、
両偏心カム相互の偏心量の相対角度を変更する制動可能
な調整装置が設けられている、ストローク調整装置にお
いて、前記の中間歯車装置(17)が、 ａ）第１偏心カムと結合された第１入力端と、調整装置
に付属した制動可能な第２入力端と、第２偏心カムに通
じた出力端とを備えた差動装置を有し、ｂ）軸芯のずれ
を補償する軸継手を介して第２偏心カムと結合されてお
り、且つ、ｃ）第１偏心カムと差動装置の第１入力端と
の間、又は差動装置の出力軸と軸継手との間に、減速比
２：１の減速歯車装置を設けたことを特徴としている。
【００１０】差動装置、例えば遊星歯車装置、の第２入
力端で回転運動を導入すると、この運動は２つの偏心量
の相対角度を変更するように作用する、軸芯のずれを補
償する軸継手を使用することによって、第２偏心カムに
内歯車が不要となる。減速歯車装置は、両偏心カムの同
期回転を達成するのに必要である。
【００１１】これを往復動ポンプのストローク調整に適
用した場合、このことは、加減速モータよりも安価な定
速度モータを使用したとしても、無段階に調整可能な吐
出し量が得られることを意味する。ストローク調整が可
能な調整装置は、運転中に往復動ポンプの吐出し量を制
御又は調節するのに利用することができる。このこと
は、特に定量ポンプにとって興味ある点である。この原
理は、大型往復動ポンプにも小型往復動ポンプにも適用
することができる。
【００１２】請求項２に記載の発明は、前記の軸継手と
してオルダム軸継手と称される軸芯のずれを補償できる
軸継手を使用することを特徴とし、これにより、軸方向
の装置寸法を短くすることができる。
【００１３】請求項３に記載の発明は、前記の偏心カム
の偏心量間の相対角度を、少なくとも0 ゜〜180 ゜間で
調整可能としたことを特徴とする。こうして、偏心量の
調節によって設定された調整範囲を完全に利用すること
ができる。
【００１４】請求項４に記載の発明は、総角度を片方向
で360 ゜にわたって調整可能としたことを特徴とする。
これにより、最初の180 ゜にわたってストローク値が減
少し、次の180 ゜にわたってストローク値の増大が行わ
れる。それ故、片方向に回転可能な調整機構を使用する
ことができ、調整装置の過回転を防止するストッパ又は
安全スイッチを必要としない。
【００１５】請求項５に記載の発明は、２つの偏心カム
の偏心量を同じ大きさとしたことを特徴とする。これに
より、最大とゼロの間でストローク値を調整することが
できる。
【００１６】請求項６に記載の発明は、差動装置を構成
する３個のかさ歯車のうちの１個が、調整装置を形成す
るために、操作要素と結合されていることを特徴とす
る。１個のかさ歯車が停止している限り、両方の偏心カ
ムが同期回転する。他方で、それが操作要素によって調
整されると、希望するストローク値が得られる。
【００１７】請求項７に記載の発明は、第２偏心カム
が、クランク軸として作用する円板状に形成された第１
偏心カムの外周面に配置されており、さらにその外周面
に連接棒用環状軸受が配置されていることを特徴とす
る。これにより、軸方向の装置寸法を短くすることがで
きる。
【００１８】請求項８に記載の発明は、円板状の第２偏
心カムが、それ自体、オルダム軸継手の一部分として構
成されていることを特徴とする。これ絵により、軸方向
の装置寸法を更に短くすることができる。
【００１９】請求項９に記載の発明は、調整装置にサー
ボモータを設けたことを特徴とする。サーボモータは、
例えば調節装置又は制御装置に依存して、自動調整を可
能とする。
【００２０】請求項１０に記載の発明は、前記のサーボ
モータが片方向に回転可能な回転子を有することを特徴
とする。これにより、サーボモータが単純で安価なもの
でよい。
【００２１】
【実施例】図面に示した実施例を基に、以下、本願発明
のストローク調整装置を詳しく説明する。
【００２２】図１及び図２の実施例では、定速度で回転
する原動機１が継手２を介して主軸３を駆動し、この主
軸３はケーシング４内の複数箇所で支承されている。歯
車５が別の歯車６を介してクランク軸７を駆動し、その
クランク軸７は、偏心量e1の第１偏心カム８を形成して
いる。この偏心カム８は、円板状に構成された第２偏心
カム９を支承しており、後者の偏心量はe2である。連接
棒11の環状軸受10が第２偏心カム９の外周面を把持して
いる。ピン12によって連接棒11と結合されたプランジャ
ー13がガイド14内で軸方向に直線運動するよう案内さ
れ、プランジャ13を介して往復動ポンプ15が駆動され
る。
【００２３】例えば摩擦によって制動可能な調整装置16
が中間歯車装置17に付属して設けられており、後者は３
個のかさ歯車18、 19、 20を備えた差動装置を有する。回
転するかさ歯車18は第１入力端を形成し、半径方向軸21
を介してクランク軸７によって駆動される。かさ歯車19
が第２入力端を形成し、該入力端は電気サーボモータ22
によって歯車23、 24を介して回転することができる。サ
ーボモータ22は調節器又はプロセス制御装置によって制
御することができ、微調整を可能とする。第３かさ歯車
20が出力端を形成し、該出力端は出力軸25と、軸芯のず
れを補償するオルダム軸継手26とを介して第２偏心カム
に連結されており、図１には該軸継手の部品26a 〜26c
のみを概略図示してある。かさ歯車20と出力軸25との間
に、減速比２：１の減速歯車装置27が配置されており、
これが４個の平歯車28、 29、 30、31を備えている。この
減速歯車装置27は、第１入力端と出力端との間で差動装
置によって生ずる２倍増速を補償する。
【００２４】従って、中間歯車装置17は、歯車19が非回
転状態に保持されているとき第２偏心カム９が第１偏心
カム８と同期で回転するように、つまり同じ回転数及び
回転方向を有するようにする。原動機１が停止している
間にサーボモータ22が作動すると、第２偏心カム９が第
１偏心カム８に対して相対的に回転し、これにより、以
下に説明するストローク調整ができる。原動機１の回転
時にサーボモータ22が作動すると、その調整操作が同期
回転に重なりストローク調整ができる。
【００２５】図３に示すように、クランク軸７は中心軸
M1を、第１偏心カム８は中心軸M2を、そして第２偏心カ
ム９は中心軸M3を有する。これらの中心軸は、図１及び
図３では上下の位置関係にある。図５に概略示すよう
に、中心軸間に形成された偏心量e1、e2が合成される。
サーボモータ22の作動によって第２偏心カム９が第１偏
心カム８の周りを回転すると、図６に示したように、両
方の偏心量e1、e2の間の相対角度βが変化する。これに
よって偏心量e1、e2の合成値が減少し、プランジャ13の
有効ストロークが短くなる。極端な場合、第２偏心カム
９は図２及び図４に示した位置を占める。この場合、偏
心量e1、e2は、それらが同じ大きさであるので、相互に
相殺される。それ故、原動機の回転時、プランジャ13の
往復運動はまったく生じない。
【００２６】サーボモータ22は片方向に回転可能な回転
子を有していれば十分である。つまり、サーボモータ22
が歯車19を360 ゜回転させると、角度βが0 ゜から180
゜に変化し、ストローク値がゼロにまで減少する。そし
てサーボモータ22が歯車19を更に360 ゜回転させると、
角度βが180 ゜から360 ゜に変化し、ストローク値は再
び最大値まで増大する。
【００２７】継手32によって、別の往復動ポンプのスト
ロークを調整するための軸を接続することができる。
【００２８】図８の実施例では、図１〜図４のものと同
じ部品に同一の符号が付けられる。
【００２９】付加的に、クランク軸７、歯車18〜20、 28
〜31及び出力軸25用に転り軸受が、そして偏心カム９の
外周面と環状軸受10の内周面との間にも軸受が設けられ
ている。この場合調整装置116 が回転ノブ122 を有し、
該ノブ112 は手で操作可能であり、かさ歯車19に直接作
用する。
【００３０】図９からオルダム軸継手26の原理が明らか
となる。フローティングカム26c が２個の互いに90゜ず
れた溝33、 34を有し、この溝に継手部分26a のリブ35又
は継手部分26b のリブ36が係合する。図８において第２
偏心カム９は、それ自体、オルダム軸継手26の一部分と
して構成されている。このために必要となるのは、第２
偏心カム９に適当なリブ36を設けるだけである。
【００３１】かさ歯車を設けた中間歯車装置17の代わり
に、別の遊星歯車装置、例えば平歯車からなる遊星歯車
装置を使用することもできる。回転ノブ122 の代わり
に、かさ歯車19に取り付けたレバー、又は、クランクハ
ンドルを備えたウォーム駆動装置も使用することができ
る。
【００３２】
【発明の効果】差動装置と減速歯車装置により、同期回
転する第１偏心カムと第２偏心カムの相対角度を変える
ことにより２つの偏心カムの偏心量の合成値が変化する
ので、往復動ポンプのストロークを無段階に調整するこ
とができる。そして、第１偏心カムの外周に第２偏心カ
ムが配置され、さらにその外周に連接棒の環状軸受が配
置されており、また、第２偏心カム自体がオルダム軸継
手の一部として構成されているので、ストローク調整装
置の軸方向の装置寸法を著しく短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】最大ストローク時における本発明のストローク
調整装置の全体略示図である。
【図２】最小ストローク時における図１の部分図であ
る。
【図３】図１に示す偏心カムの最大ストローク時の協動
状態を示す拡大図である。
【図４】図２に示す偏心カムの最小ストローク時の協動
状態を示す拡大図である。
【図５〜図７】偏心量のさまざまな相対角度における状
態を示す図である。
【図８】本発明のストローク調整装置の１実施例の断面
図である。
【図９】通常のオルダム軸継手の３個の部品を示す分解
斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ 原動機 ２・・・ 継手 ３・・・ 主軸 ４・・・ ケーシング ５、６・・・ 歯車 ７・・・ クランク軸 ８・・・ 第１偏心カム ９・・・ 第２偏心カム １１・・・ 連接棒 １３・・・ プランジャ １５・・・ 往復動ポンプ １６、１１６・・・ 調整装置 １７・・・ 中間歯車装置 １８・・・ かさ歯車（第１入力端） １９・・・ かさ歯車（第２入力端） ２０・・・ かさ歯車（出力端） ２２・・・ サーボモータ ２６・・・ オルダム軸継手 ２７・・・ 減速歯車装置 e1、e2・・・ 偏心量 M1、M2、M3・・・ 中心軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−70579（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−66183（ＪＰ，Ｕ)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】駆動軸と、被動偏心カムと、軸受を有する
    連接棒と、これにリンク結合されて直線運動するプラン
    ジャとを備えており、第１偏心カムで第２偏心カムが支
    承されており、さらに後者に連接棒用軸受が支承されて
    おり、該軸受が、中間歯車装置を介して、両方の偏心カ
    ムを互いに結合しており、該歯車装置の２つの偏心カム
    に対して同期回転を付与し、両偏心カム相互の偏心量の
    相対角度を変更する制動可能な調整装置が設けられてい
    る、ストローク調整装置において、 前記の中間歯車装置(17)が、 ａ）前記の第１偏心カム(8) と結合された第１入力端
    と、調整装置(16;116)に付属した制動可能な第２入力端
    と、第２偏心カム(9) に通じた出力端とを備えた差動装
    置を有し、 ｂ）前記の出力端が、軸芯のずれを補償する軸継手(26)
    を介して前記の第２偏心カム(9) と結合されており、且
    つ ｃ）前記の第１偏心カム(8) と前記の差動装置の第１入
    力端との間、又は前記の差動装置の出力端と軸継手との
    間に、減速比２：１の減速歯車装置(27)を備えたことを
    特徴とする、往復動ポンプ用のストローク調整装置。
  2. 【請求項２】前記の軸芯のずれを補償する軸継手(26)が
    オルダム軸継手であることを特徴とする、請求項１に記
    載のストローク調整装置。
  3. 【請求項３】偏心カム(8、 9)の偏心量(e1 、 e2) 間の相
    対角度( β) が、少なくとも、0 ゜〜180 ゜の間で調整
    可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の
    ストローク調整装置。
  4. 【請求項４】前記の角度( β) が、片方向で、360 ゜に
    わたって調整可能であることを特徴とする、請求項３に
    記載のストローク調整装置。
  5. 【請求項５】前記の偏心カム(8、 9)の偏心量(e1 、 e2)
    が同じ大きさであることを特徴とする、請求項１〜４の
    いずれか１項に記載のストローク調整装置。
  6. 【請求項６】前記の差動装置が３個のかさ歯車(18 、 1
    9、 20) からなり、そのうちの１個が、調整装置(16;11
    6)を形成するために、操作要素(22 、122)と結合されて
    いることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に
    記載のストローク調整装置。
  7. 【請求項７】前記の第２偏心カム(9) が、クランク軸と
    して作用する円板状に形成された第１偏心カム(8) の外
    周に配置されており、さらにその外周に連接棒用軸受(1
    0)を担持していることを特徴とする、請求項１〜６のい
    ずれか１項に記載のストローク調整装置。
  8. 【請求項８】前記の第２偏心カム(9) が、それ自体、オ
    ルダム軸継手(26)の一部分(26b) として構成されている
    ことを特徴とする、請求項７に記載のストローク調整装
    置。
  9. 【請求項９】前記の調整装置(16)がサーボモータ(22)を
    有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項
    に記載のストローク調整装置。
  10. 【請求項１０】前記のサーボモータ(22)が、片方向に回
    転可能な回転子を有することを特徴とする、請求項４又
    は９のいずれか１項に記載のストローク調整装置。
JP6177932A 1993-08-07 1994-07-29 往復動ポンプ用のストローク調整装置 Expired - Fee Related JP2576839B2 (ja)

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DE4326621 1993-08-07
DE4332947.0 1993-09-28
DE4326621.5 1993-09-28
DE4332947A DE4332947C2 (de) 1993-08-07 1993-09-28 Hubgetriebe, insbesondere für Schubkolbenpumpen

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