JP3883570B2 - 往復動行程ピストンポンプ - Google Patents

Description

技術分野
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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