Radialkolbenpumpe Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Radialkolbenpumpe mit einer Antriebswelle und einem relativ zum Gehäuse dreh baren Kolbenträger, welcher radial stehende Zylinder zur Aufnahme der Kolben sowie jeweils vom Zylinder-Innenende zu einer Übergangsfläche führende Verteilerkanäle aufweist, wobei das Gehäuse einen Bahnträger mit einer Kurvenbahn zur Führung der äusseren Kolbenenden trägt sowie je einen mit der Übergangsfläche verbundenen Saugkanal und Druck kanal besitzt. Geschützt ist hierbei, dass der Kolbenträger mit mindestens einer Stirnseite gegen eine Wand des Bahnträgers gehalten und an dieser Stirnseite die Übergangsfläche ausge bildet ist.
Durch diese Massnahme erhält man einen konstruktiv sehr einfachen Aufbau, bei dem der Kolbenträger unmittelbar auf der ihn durchsetzenden Antriebswelle befestigt sein kann. Die Druck- und Saugkanäle verlaufen nicht durch die Welle, son dern durch das Gehäuse. Trotz eines kleinen Wellendurchmes sers und kleiner Abmessungen der Pumpe erhält man genü gend grosse Durchströmöffnungen an der Übergangsfläche. Die Leckverluste können sehr klein gehalten werden.
Besonders günstig ist es hierbei, wenn der zwischen zwei parallelen Wänden des Bahnträgers angeordnete Kolbenträger aus mindestens zwei Scheiben besteht, zwischen denen sich meh rere durch O-Ringe oder ähnliche Dichtungen abgedichtete Druckräume befinden, die mit von der Pumpe gefördertem Druckmittel gespeist werden und dadurch die Scheiben ausein ander und gegen die beiden Wände drücken.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausgestal tung der Pumpe nach dem Hauptpatent in der Weise, dass die Kolbenträger von mindestens zwei Pumpeneinheiten auf einer gemeinsamen, von Druck- und Saugkanälen freien Welle angeordnet sind.
Während bei den bekannten Radialkolbenpumpen die Welle über eine Kupplung mit einem Zapfen verbunden werden musste, in welchem Saug- und Druckkanäle ausgebildet waren, können erfindungsgemäss beliebig viele Pumpeneinheiten auf einer einzigen durchgehenden Welle angeordnet werden. Die Zahl der Pumpeneinheiten hängt lediglich von der verlangten und zur Verfügung stehenden Leistung ab. Diese Pumpenein heiten können bis auf den gemeinsamen Antrieb völlig unab- hängig voneinander sein und je für sich ein hydraulisches System beliefern. Die Pumpeneinheiten können aber auch auf ein gemeinsames System wirken, sei es, dass sie für eine Pumpe höheren Drucks in der Form einer Mehrstufenpumpe hintereinander geschaltet sind, sei es, dass sie für eine Pumpe höherer Kapazität parallel zueinander liegen.
Es sind auch die verschiedensten Kombinationen hierbei denkbar. Die Pumpen einheiten können unterschiedliche Grösse haben.
Eine weitere Vereinfachung kann sich dadurch ergeben, dass an beiden Seitenwandflächen eines zwischen den Kolben trägern benachbarter Pumpeneinheiten angeordneten Gehäu seteils mit den Übergangsflächen beider Pumpeneinheiten zusammenwirkende Kanalmündungen vorgesehen sind. Hier bei ist es besonders empfehlenswert, wenn diese Gehäuseteile mindestens einen beiden Pumpeneinheiten gemeinsamen Kanal aufweisen. Der gemeinsame Kanal kann beispielsweise den Saugkanal zweier Pumpeneinheiten bilden, mögen sie parallel geschaltet sein oder je für sich arbeiten. Bei einer mehrstufigen Pumpe kann der gemeinsame Kanal den Druck kanal der vorgeschalteten und gleichzeitig den Saugkanal der nachgeschalteten Pumpeneinheit bilden.
Es ist auch möglich, dass der gemeinsame Kanal Leckölräume benachbarter Pum peneinheiten verbindet.
Darüber hinaus bietet die Verwendung mehrerer Pumpen einheiten auf einer Welle die Möglichkeit, einer einseitigen Belastung entgegenzuwirken. Besonders empfehlenswert sind hierbei drei parallel geschaltete Pumpeneinheiten, von denen die beiden äusseren die halbe Kapazität der mittleren haben und deren Kurvenbahnen eine Exzentrizität besitzen, die derjenigen der mittleren Pumpeneinheit entgegengesetzt ist. Dem zufolge wirkt der Kolbendruck der mittleren Pumpe demjenigen der äusseren Pumpen entgegen; infolgedessen wird die Lagerbelastung auf ein Minimum herabgesetzt. In manchen Fällen genügt es auch, den Druckausgleich nur teil weise herzustellen, so dass die beiden äusseren Einheiten nicht genau halb so gross sein müssen wie die mittlere Einheit.
Falls es sich um regelbare Pumpen handelt, empfiehlt es sich, die Bahnträger aller drei Pumpeneinheiten zur Änderung der Kapazität gemeinsam verschwenkbar zu machen, die Schwenkantriebe aber so zu kuppeln, dass die Schwenkbewe- gung bei den äusseren Pumpeneinheiten entgegengesetzt der Schwenkbewegung bei der mittleren Pumpeneinheit ist. Das bedeutet. dass- der erstrebte Druckausgleich auch bei einer Verstellung der Pumpenkapazität erhalten bleibt. Durch eine entsprechende Übersetzung (z. B. durch Wahl der Zahnräder, der Gewindestegungen usw.) lässt sich ein sehr Genauer Druckausgleich herbeiführen.
Auf der anderen Seite genügt es häufig, bei auf ein System wirkenden Pumpeneinheiten nur eine durch Verschwenken des Bahnträgers zu regeln. Am Günstigsten ist es hierbei, die grös- sere Pumpeneinheit zu regeln. Bei mehrstufigen Pumpen kann es aber auch zweckmässig sein, die letzte Stufe regelbar zu machen.
Der Durchmesser der Welle braucht auch bei mehreren Pumpeneinheiten nicht stark zu variieren. In der Regel genügt es, wenn die Welle an ihren Befestigungsstellen für die Kol benträger ihren grössten Durchmesser höchstens um 301"(- unterschreitet. Insbesondere kann sich der Grösste Durchmes ser an einer Befestigungsstelle für einen Kolbenträger befinden und nach beiden Seiten hin abnehmen. Wenn drei Pumpenein heiten vorgesehen sind, haben also die beiden äusseren vor- zugsweise einen etwas kleineren Wellendurchmesser als die mittlere.
Die Erfindung bietet ferner die Möglichkeit. mit einer Reihe von Gemeinsamen Grundkomponenten nach Art eines Bauka stensystems eine Vielzahl verschiedener Pumpenarten - und - -Grössen herzustellen. Hierbei ist es empfehlenwert, wenn sowohl die Kolbenträger mit zugehörigen Kurvenbahnen und Gehäuseringen als auch die restlichen Gehäuseteile eine derart einander angepasste Scheibenform haben, dass wenigstens zwei -Scheiben- auch für einen anderen Pumpentyp anwend bar sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. und zwar zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Pumpe mit drei parallel Geschalteten Pumpeneinheiten.
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Kanalverlaufs in der Pumpe nach Fig. 1, FiG. einen Schnitt längs der Linie A-A in FiG. 1 durch die Steueranordnung, FiG. -1 einen Querschnitt längs B-B in Fig. 1.
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Gehäusezwischenteil längs der Linie C-C für eine abgewandelte Ausführungsform mit zwei voneinander unabhängigen Pumpeneinheiten, und Fig. 6 einen Schnitt durch dasselbe Gehäuseteil mit der Blickrichtung D-D in Fig. 1. Die in Fig. 1 bis -1 veranschaulichte Pumpe besitzt ein Gehäuse, das aus einem scheibenförmigen Deckel 1, einem ersten Gehäusering 2. einem ersten scheibenförmigen Gehäu sezwischenteil 3, einem zweiten Gehäusering -1, einem zweiten scheibenförmigen Gehäusezwischenteil 5. einem dritten Gehäusering (1 und einem zweiten scheibenförmigen Deckel 7 besteht. Die einzelnen Teile sind durch Schrauben 8 unter Zwischenlage von Dichtringen 9 miteinander verbunden.
Eine Welle l(1 durchsetzt das so aufgebaute Gehäuse und ist in den Gehäuseteilen 1, 3, 5 und 7 in Buchsen 11 sowie zusätzlich in einem Kugellager 12 gelagert.
Die Welle l,'-) besitzt drei verzahnte Abschnitte, nämlich einen mittleren Abschnitt 13 und zwei äussere Abschnitte 1-1 und U zur Aufnahme der Kolbenträger von drei Pumpenein heiten a, b, c. Da diese Pumpeneinheiten den Gleichen Aufbau haben. ist in Fig. 1 lediglich die Einheit e mit Bezugszeichen versehen worden.
Der Kolbenträger besteht aus zwei Scheiben 16. 17, die je eine Reihe von Kolben 18, 19 in entsprechenden Zylindern tragen. Die Innenseite der Zylinder mündet jeweils in einen Axialkanal 20, der an der Nahtstelle von einem Druckraum ? I umschlossen wird. welcher durch einen O-Ring oder eine andere Dichtung 22 abgedichtet ist. Die Kolben 18, 19 liegen durch die Fliehkraft an der Kurvenbahn<B>23</B> eines Bahnträgers 2-1 an. der um einen Zapfen 25 schwenkbar ist.
Zum Zweck der Verschwenkung besitzt der Bahnträger am gegenüberlie genden Umfang einen Zapfen 26, der Gelenkig in einem Block 27 gehalten ist, welcher mitttels einer Schraube 28 so ver- schwenkt -erden kann, dass die Kurvenbahn ? 3 nach beiden Seiten exzentrisch zur Mittelachse der Welle<B>10</B> ausgeschwenkt erden kann. In den angrenzenden Flächen der Gehäuseteile. hier 3 und 7, befinden sich teilringförmige Nuten 29, 30 für den Saugkanal und 31. 3'_ für den Druckkanal.
In Fig. 2 ist schematisch die Verbindung der einzelnen Pumpeneinheiten untereinander veranschaulicht. Im Gehäuse deckel 1 befindet sich ein saugseitiger Anschlusstutzen 33 und ein druckseitiger Anschlusstutzen 34.. Die Gehäuseteile 1-3 besitzen im Anschluss an den Stutzen ; 3 saugseitige Durch brüche 35, die Gehäuseteile 1-7 besitzen in Verlängerung der Stutzen 3-1 druckseitige Durchbrüche 36.
Mit den Saugstutzen 3 3 stehen über Kanäle 3' und 38 im Gehäuseteil 3 sowie 39 und -10 im Gehäuseteil die saugseitigen :tuten 30a, 29b, <B>',ob</B> und 29c in Verbindung. Die Nuten 29a und 30c sind blind.
Mit dem Druckstutzen 3-1 stehen über einen Kanal -13 im Gehäuse teil 1. einem Kanal -12 im Gehäuseteil 3, einem Kanal -13 im Gehäuseteil 3 und einem Kanal .1-1 im Gehäuseteil 7 die druckseitigen Nuten 31a. 31b. 32b und 32c in Verbindung. Die Nuten 32a und 31c sind blind. Infolgedessen sind die drei Pumpeneinheiten a. b und e einander parallel geschaltet.
Sie saugen die hydraulische Flüssigkeit an und fördern sie in Rieh- tun\g der Pfeile. Die Druck- und Saugseiten der Pumpeneinhei ten a und c sind gegenüber denjenigen der Pumpeneinheiten b vertauscht. was durch eine entgegengerichtete Exzentrizitäät der Kurvenbahnen _' 3 hervorgerufen wird, so dass sich eine sehr geringe Belastung der Wellenlager ergibt. Diese Verhältnisse können auch bei einer Versteilung der Exzentrizität beibehalten werden.
Ein Handrad 45 sitzt auf der Gewindespindel 28b, mit deren Hilfe der Block 27b axial verschoben und damit der Bahnträger 2-1 verschwenkt werden kann. Auf der Gewindespindel sitzt ein Zahnrad -16, das mit einem Zahnrad -17 auf der Gewindespindel 28a und einem Zahnrad -18 auf der Gewindespindel 28c kämmt. Demzufolge werden bei einer Drehung des Handrades 43 die Blöcke 27a und 27c in entgegengesetzter Richtung zum Block 27b ver schoben.
Das Gewinde der Spindeln 28a und 28c ist etwas steiler als dasjenige der Gewindespindel 28b, weil der Schwenkradius bei der Pumpeneinheit b grösser ist als bei den Einheiten a und c. Die ganze Verstelleinrichtung ist in einem Gehäuse -19 untergebracht. In den Gehäuseteilen 1, 3, #% und 7 befinden sich Leckölkanäle mit denen sämtliche Lecköl- räume der Pumpe untereinander verbunden sind.
An einer nicht veranschaulichten Stelle befindet sich ein Abfuhrstutzen für das Lecköl.
Mit wenig Abänderungen lässt sich aus den Bauelementen der FiG. 1 eine völlig andere Pumpenanordnung erzeugen. Beispielsweise können zwei voneinander unabhängige Pumpen einheiten von einer entsprechend kürzeren Welle angetrieben erden. wenn die Gehäuseteile 3 und 7 sowie die Pumpenein heit c durch einen Deckel mit einem Druckstutzen ersetzt werden und der druckseitige Durchbruch im Gehäuseteil verschlossen wird. Dann fliesst zwar die hydraulische Flüssig keit über einen gemeinsamen Stutzen 3 3 zu, wird aber durch z -ei Druckstutzen in voneinander unabhängige Systeme gelei tet.
Hierbei ist es natürlich zweckmässig, wenn die beiden Pumpeneinheiten unabhängig voneinander verstellt werden können. indem die Kupplung mittels der Zahnräder 46 und 47 aufgehoben und die Gewindestange 28a durch ein eigenes Handrad betätigt wird.
Eine Abwandlung dieser Ausführungsform, bei der auf die äusseren Durchbrüche 35 und 36 überhaupt verzichtet werden kann, zeigen die Fig. 5 und 6, bei denen für eine Pumpenan ordnung mit zwei Pumpeneinheiten als Ersatz für den Gehäu seteil 3 ein Gehäuseteil 51 verwendet wird. Dieses Gehäuseteil besitzt einen radial nach aussen ragenden Saugstutzen 52, der über einen Axialkanal 53 mit der saugseitigen Nut 54 der Pumpeneinheit a verbunden ist. Ferner ist ein radialer Stutzen 56 vorgesehen, der über einen axialen Verbindungskanal 57 mit der druckseitigen Nut 58 der Pumpeneinheit b verbunden ist. Der druckseitige Kanal 59 der Pumpeneinheit a befindet sich in dem etwas abgewandelten Deckel 1 und steht direkt mit einem axial verlaufenden Druckstutzen 60 in Verbindung.
Die Pumpeneinheit b wird mit Hilfe des Handrades 45 verstellt, die Pumpeneinheit a mit Hilfe eines zusätzlich vorge sehenen Handrades 61.