JP3883570B2 - 往復動行程ピストンポンプ - Google Patents
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Description
本発明は請求項1の上位概念部に記載の形式の往復動行程ピストンポンプに関する。
背景技術
DE−2243137号明細書によれば、上記の形式の往復動行程ピストンポンプであって、2つのピストンが互いに対向的に、かつこれらのピストン間にある偏心盤の回転軸線に対して半径方向に配置されているものが公知である。ピストンは、偏心盤の外周に沿って湾曲していてかつ両端部で各ピストンに係合しているC字形の湾曲ばねによって、偏心盤の外周面の互いに反対側に位置する部位に押し付けられている。ピストンに湾曲ばねを係合させるためにピストンはそれらの、偏心盤側の端部にそれぞれ1つの横孔を有し、該横孔に湾曲ばねの端部が差し込まれる。湾曲ばねは弾性的に拡開されていてプレロードを有しており、ピストンを偏心盤の外周面に当接した状態に保持する。偏心盤がその回転軸線を中心にして回転駆動されることによって、両ピストンは往復に行程運動せしめられ、このさいそれぞれ一方のピストンが作業(吐出)行程運動を行い同時に他方のピストンが吸込行程運動を行う。
公知の往復動行程ピストンポンプの欠点は、両ピストンを湾曲ばねの組付けのためにそれらの縦軸線を中心にして回転させ、それらの貫通孔にポンプケーシング内の偏心盤用の組付け孔を通って、湾曲ばね端部の差し込みのために、接近可能であるようにしなければならない点にある。さらに両ピストンの孔を、湾曲ばねの差し込みを可能にするため、互いに平行にしなければならない。ピストンは湾曲ばねの組付け前にポンプケーシング内のシリンダ孔内へ導入されなければならないから、ピストンに対しては、たんにその外側の端面及び内側では偏心盤用の組付け孔内へ突出しているピストン端部だけに接近可能であり、その結果回転させるためにピストンを掴むことが困難である。さらに、ピストンの孔内へ湾曲ばね端部を差し込んだ後、偏心盤を両ピストン間の湾曲ばねの円弧状に湾曲した範囲内へ組付けることができるようにするため、湾曲ばねをピストンと一緒にピストン縦軸線を中心にして1/4回転させなければならない。公知の往復動行程ピストンポンプの組立は上記のようにむずかしく、このため時間と経費がかかる。
発明の効果
請求項1記載の特徴を有する本発明の往復動行程ピストンポンプは、湾曲ばねを両ピストンが如何なる角度位置にある場合にも組付けることができ、ピストンをそれらの縦軸線を中心にして回転させることによって位置を調整することは不要であるという利点を有する。鉤状の耳状部はそれらの開口のところで両ピストンの互いに向かい合っている端部にある環状溝内へそこにスナップ嵌合するまで押し込まれる。湾曲ばねとピストンとのスナップ嵌合による結合は湾曲ばねが自然に外れることを妨げる。このことは本発明の往復動行程ピストンポンプの迅速で簡単な組立を可能にする。湾曲ばねは、迅速にかつ安価に材料無駄を生じることなく製作することができる簡単な線材曲げ加工部品である。
従属形式請求項記載の発明は本発明の有利な構成及び改良に関する。
請求項2記載の本発明の有利な一構成によれば、湾曲ばねがその両耳状部の一方からさらに延長されている。該延長部は有利には偏心盤に対してほぼ接線方向又は周方向に延び、湾曲ばねの、偏心盤の周囲に沿って湾曲した範囲を耳状部を越えてさらに延長している。偏心盤の回転軸線に対して垂直にかつ前記延長部及び湾曲ばねの湾曲した範囲から僅かな距離をおいて若しくは距離をおかないで配置されている、ポンプケーシングのストッパ面と協働して、該延長部及び湾曲ばねの湾曲した範囲は、湾曲ばねがピストン溝内においてピストン縦軸線を中心にして回転することを防止する。湾曲ばねの極めて僅かな揺動運動のみが可能である。これにより、湾曲ばねの自由端部がポンプケーシングの内壁面に当たってピストンの往復行程運動のさいにポンプケーシングを切削し切削屑を出すことが避けられる。湾曲ばねの、前記延長部を有しない方の耳状部の自由端部は湾曲した範囲若しくは延長部が位置する平面には達しない。上記の回動防止手段は、ポンプケーシングの特別な構成又は特別付加的な回動防止部材を必要とせず、従って簡単にかつ安価に実施できる利点を有する。また本発明の別の実施態様によれば、環状溝の、偏心盤に隣接した溝側面が凸型に湾曲した形状に、特に球面状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
本発明は以下において図面に示された実施例につき詳細に説明される。
図1は、偏心盤の範囲における本発明による往復動行程ピストンポンプの断面図、
図2は、図1に示された往復動行程ピストンポンプの軸方向で見た断面図、
図3は湾曲ばねの平面図、
図4は図2の湾曲ばねの側面図、
図5は湾曲ばねの第2実施例の平面図、
図6は図4の湾曲ばねの側面図である。
発明を実施するための最良の形態
図1及び2に破断図で示されている本発明の往復動行程ピストンポンプ10は2つのピストン12を有し、これらのピストン12は同軸的にかつ互に対向して、これらのピストン12の間にある偏心盤16の回転軸線14に対して半径方向に配置されている。両ピストン12はポンプケーシング20内へはめ込まれているシリンダ18内において摺動可能に案内されている。ピストン12の互に向かい合っている端部はシリンダ18からポンプケーシング20内の偏心盤室22内へ突出している。偏心盤室22は偏平な円筒形の中空室であって、その、偏心盤16の回転軸線14でもある軸線はピストン12の縦軸線に対して直交している。シリンダ18は偏心盤22の周面24に垂直に開口している。ピストン12の偏心盤室22内へ侵入している端部はそれぞれ1つの、湾曲ばね28を係合させるための環状溝26を有している。この湾曲ばね28は図1及び2に示されている組み付けられた状態で弾性的に拡開されていて、プレロード(予緊縮力)を有しており、従ってピストン12の互に対向し合っている端面30を外側から軸受リング32の周面上に押し付けている。該軸受リング32は偏心盤16上に設けられている玉軸受の構成部分である。この玉軸受は軸受リング32の他に軸受球34を有し、該軸受球は球保持リング36によって偏心盤16の円筒形の周面38上に等間隔で保持されている。この玉軸受装置(32、34、36)は偏心盤16とピストン12との間の摩擦を減少させるために役立つ。図2には両ピストン12の一方が環状溝底で断面して示されており、この場合軸受リング32及び湾曲ばね28が正面に見えている。
偏心盤14は、偏心盤軸40と一体のかつその一方の端部に偏心距離eを以て偏心的に位置する円筒形の軸ジャーナルである。図示されていない電動機によって偏心盤軸40が駆動され回転することによって偏心盤16はその、同時に偏心盤軸40の回転軸線でもある回転軸線14を中心にして回転駆動される。軸受球34を介して偏心盤16は軸受リング32を回転軸線14を中心にして円運動させ、この場合軸受リング32は軸受球34を介して偏心盤16の回転運動から切り離され、軸受リング32はその円運動中回転しない。軸受リング32はその円運動によって軸受リング32に接触しているピストン12を往復運動させ、この往復の運動行程がピストン12の作業(吐出)行程及び吸込行程となる。
湾曲ばね28は図2及び3に示されており、この場合図3は湾曲ばねを図4の矢印IIIの方向でみた図である。湾曲ばね28はばね鋼−丸形線材を曲げて製作されており、湾曲した範囲42を有し、この範囲は湾曲ばね28が組付けられたさい(図1)偏心盤16の外周に沿って湾曲して延びている。
湾曲ばね28は湾曲した範囲42の両端部で鉤状に曲げられ耳状部44を形成しており、該耳状部はその外周の一部が開いている。該耳状部44は湾曲した範囲42を含む平面に対して垂直の平面内にある。両耳状部44が位置する両平面は互に平行ではなく、互に幾分傾斜している(図4)。組付けられるさい湾曲ばね28が弾性的に拡開されることによって両耳状部44は互に平行になる(図1)。湾曲ばね28の平面図(図3)では耳状部44は湾曲した範囲42に対してほぼ直角に曲げられており、その結果耳状部44は湾曲した範囲42が位置する平面に向かって開いている。両耳状部44は互に合同である。これらは円弧形であって、その内径はピストン12の環状溝26の溝底直径よりも幾分大きい。湾曲ばね28の耳状部44は従って軸受リング32に隣接する環状溝26の溝側面46に当接する。この溝側面46は球面状に形成されている。このため、耳状部44は湾曲ばね28の不可避的な形状誤差にも拘わらず該溝側面46に一様に当接することができる。
開いている耳状部44における最も狭い部位である開口48の内のり幅は環状溝26の溝底におけるピストン12の直径よりも小さく、従って該耳状部44は環状溝26内へ嵌められるさいまず弾性的に拡開され次いで溝底にスナップ嵌合し、以後自然には外れない。環状溝26内への耳状部44の取り付けを容易にするために耳状部44の一方の自由端部は導入区分50、51として形成されており、この範囲では開口48の内のり幅は外側に向かって大きくなっている。導入区分50、51はピストン12の環状溝26内への耳状部44の取り付けのための湾曲ばね42の位置決めに役立ちかつ耳状部44の弾性的な拡開を助成する。
湾曲ばね28は両耳状部44の一方の耳状部に、その湾曲した範囲42側とは反対側に、一体の延長部56を有している。この延長部56は湾曲した範囲42と同一の平面にありかつ一部は偏心盤16のほぼ周方向に亙って延びている。ポンプケーシング20の、偏心盤室22を制限している一方の端壁58は湾曲ばね28の湾曲した範囲42及び前記延長部56に近接して位置している。ストッパ面を形成する該端壁58は、ピストン12の環状溝26内において湾曲ばね28が回転することを妨げかつある程度の僅かな揺動運動だけを許容する(図2)。これにより、湾曲ばね28の、前記延長部を有しない方の耳状部44の自由端部60がポンプケーシング20の端壁58に当たってピストン12の往復運動時に切削切り屑を生じることが防止される。この自由端部60は、湾曲ばね28の湾曲した範囲42及び延長部56が位置する平面には達しない(図3)。
本発明の往復動行程ピストンポンプ10を組み立てるためには、シリンダ18がポンプケーシング20内へ挿入された後、ピストン12が外側からシリンダ18内へ押込まれる。ピストン12は、この場合、それらの互に対向する端部が偏心盤室22内へ侵入しかつそれらの環状溝26の相互間隔が弛緩した状態における湾曲ばね28の両耳状部44の相互間隔に等しくなるところまで、シリンダ18内へ押込まれる。次いで湾曲ばね28の耳状部44の開口48が、耳状部44が環状溝26内にスナップ嵌合するまで、環状溝26内へ押込まれる。この場合湾曲ばね28の湾曲した範囲42は側方にあり、従って組立の邪魔にならない。
次いで、玉軸受(32、34、36)を備えた偏心盤16を有する偏心盤軸40を組付けるには、軸受リング32をピストン12の互に対向する両端面30間に入れることができるところまで、両ピストン12が湾曲ばね28の力に抗して押し離さればならない。ピストン12のこの押し離しのために、軸受リング32の、偏心盤軸40側とは反対の側を円錐状に形成し、これにより、軸受リング32が、ポンプケーシング20内への偏心盤軸40の、この偏心盤軸40の回転軸線14の方向で行われる嵌込みのさいに、両ピストン12を互に押し離すようにすることができる。
図5及び6は図3及び4とは異なった湾曲ばね52の構成を示すものである。この湾曲ばね52の湾曲した範囲54は連続的な円弧状でなく、多角形に形成されている。その他の点ではこの湾曲ばね54は既に述べた湾曲ばね28と同様に構成することができる。従ってこの湾曲ばね54の、図3及び4に示されている湾曲ばね28と同じ部分については説明を省略する。図5及び6に示されている湾曲ばね54は図3及び4に示されている湾曲ばね28の替わりに往復動ピストンポンプ10内へ装入することができる。湾曲ばね54のこの第2の構成は、狭い製作公差をより良く維持することができる点で有利である。
Claims (6)
- 往復動行程ピストンポンプであって、回転駆動される偏心盤の回転軸線に対してほぼ半径方向に2つのピストンが互に対向的に配置されているケーシングと、線材から曲げ加工された湾曲ばねとを有し、該湾曲ばねが偏心盤の周囲に周方向に湾曲して延びていてかつ両端部で両ピストンの偏心盤側の端部に係合しかつ該両ピストンの偏心盤側の端部を偏心盤の周面に押し付けている形式のものにおいて、偏心盤(16)側のピストン端部が環状溝(26)を有し、かつ湾曲ばね(28,52)の両端部が鉤状の開いた耳状部(44)として形成されており、該耳状部(44)がピストン(12)の環状溝底を掴んで該環状溝(26)内に係合しておりかつ前記耳状部(44)が開口(48)を有し、該開口(48)の内のり幅が環状溝底におけるピストン直径よりも小さく、湾曲ばね(28,52)は、偏心盤(16)の周囲に沿って延びている、湾曲ばね(28,52)の湾曲した範囲(42,54)側とは反対の側において、湾曲ばね(28,52)の両耳状部(44)の一方に延長部(56)を有しており、該延長部が湾曲ばね(28,52)の湾曲した範囲(42,54)と同じ平面に位置しており、かつポンプケーシング(20)が偏心盤(16)の回転軸線(14)に対してほぼ垂直に配置されたストッパ面(58)を有し、該ストッパ面が湾曲ばね(28,52)の湾曲した範囲(42,54)及び延長部(56)に対して僅かな間隔を有していることを特徴とする、往復動行程ピストンポンプ。
- 開口(48)が、湾曲ばね(28,52)の湾曲した範囲(42,54)が位置する平面に対してほぼ平行に向けられていることを特徴とする、請求項1記載の往復動行程ピストンポンプ。
- 耳状部(44)が、最も狭い部位を形成する開口(48)を越えて、拡開する導入区分(50)へ移行していることを特徴とする、請求項1又は2記載の往復動行程ピストンポンプ。
- 湾曲した範囲(54)が多角形に曲げられていることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の往復動行程ピストンポンプ。
- 両耳状部(44)が湾曲ばね(28,52)が組付けられた状態においては2つの互にほぼ平行な平面に位置していることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項記載の往復動行程ピストンポンプ。
- 環状溝(26)の、偏心盤(16)に隣接した溝側面(46)が凸型に湾曲した形状に、特に球面状に形成されていることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の往復動行程ピストンポンプ。
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