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Vorrichtung zur Leistungsänderung von Drehkolbenpumpen mit sichelförmigem
Arbeitsraum durch Verstellung der Wandung des Arbeitsraumes Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Leistungsänderung von Drehkolbenpumpen mit sichelförmigem
Arbeitsraum, um auf hydraulischem Wege das Fassungsvermögen der Pumpe zu ändern
und dadurch eine veränderbare Flüssigkeitsabgabe zu erreichen.
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Es sind bereits Drehkolbenpumpen bekannt, bei denen durch Verstellung
der Wandung des Arbeitsraumes die von der Pumpe gelieferte Flüssigkeitsmenge geändert
werden kann. Hierbei muß jedoch die Verstellung, wenn das Fassungsvermögen der Pumpe
verringert wird, entgegen dem Pumpendruck erfolgen, falls die Verstellung beim Arbeiten
der Pumpe stattfindet.
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Es sind auch bereits Pumpen mit radial in der Kolbentrommel verschiebbarem
Kolben bekannt, bei denen die Leistungsregelung durch Änderung der Exzentrizität
des Pumpenläufers mit Bezug auf das Pumpengehäuse erfolgt. Bei diesen Vorrichtungen
geschieht aber die Verstellung nicht durch den von der Pumpe gelieferten Druck.
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Gemäß der Erfindung ist zur Änderung der Leistung der Pumpe die Einrichtung
so getroffen, daß der verstellbare Teil des Pumpengehäuses durch den von der Pumpe
entwickelten Druck verstellt wird. Durch Einstellung eines von Hand zu bedienenden
Schiebers wird hierbei die Zuleitung des von der Pumpe entwickelten Drucks auf die
Außenfläche eines verstellbaren Gleitklotzes, der mit seiner Innenfläche die Wandung
des Arbeitsraumes bildet, gesteuert, derart, daß ein Unterschied zwischen dem auf
die Innen- und Außenfläche dieses Gleitklotzes wirkenden Druck geschaffen wird,
zum Zweck, während des Betriebes der Pumpe diesen Gleitklotz nach Wunsch nach außen
oder innen zu bewegen.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar ist Fig. i eine Endansicht einer Pumpe mit teilweisem Schnitt.
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Fig. 2 ist ein Teil einer Schnittansicht des Deckels nach der Linie
2-2 der Fig. i, und . Fig. 3 veranschaulicht in einer Ansicht, teilweise im Schnitt,
das von Hand zu verstellende Glied zur Steuerung der Pumpe.
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io bezeichnet einen Teil des Pumpengehäuses, das einen halbzylindrischen
hohlen Teil =i und einen kammerartigen Teil 12 aufweist, in dem ein Gleitklotz 13
angeordnet ist. Letzterer weist einen halbzylindrischen ausgehöhlten Teil 1q. zur
Bildung der Wandung des Arbeitsraumes 16 der Pumpe auf, wobei ein Läufer i5 innerhalb
der
Kammer drehbar ist. Der Läufer ist mit Kolben 17 versehen, die in radialen Schlitzen
18 gleiten. Bei einer Drehung des Läufers werden die Kolben nach außen gegen die
Innenwand der ausgehöhlten Teile des Gehäuses und des Gleitklotzes geworfen. Das
Gehäuse ist mit einem Einlaßkanal x9 und einem Auslaßkanal 2o versehen. Bei einer
Umdrehung des Läufers wird Flüssigkeit zwischen den Kolben eingeschlossen und in
üblicher Weise von dem Einlaßkanal zu dem Auslaßkanal abgeführt.
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Durch senkrechte Verstellung des Klotzes 13 (Fig. i) wird das Fassungsvermögen
der sichelförmigen Kammer 16 verändert, wodurch die Leistung der Pumpe verändert
wird. Der Gleitklotz ist mit einem zylindrischen Teil ei versehen, der in den Klotz
bei 22 mittels Schraubengewinde eingeschraubt ist. Der zylindrische Teil 21 sitzt
passend in dem Hohlraum 23 des Pumpendeckels 24 und wirkt wie ein Kolben. Der Klotz
13 besitzt eine Bohrung 25, die von dem Auslaßkanal der Pumpe zu einer Kammer 26
in dem oberen Teil des Klotzes führt. Eine Bohrung 27 in dem Kolben 21: verbindet
die Kammer 26 mit dem Raum oberhalb des Kolbens, indem sie in diesem Raum mittels
radialer Bohrungen 28 der Kolbenstange 29 eintritt.
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Die Deckelplatte 24 ist mit einem Raum 3o zur Aufnahme eines Kolbenschiebers
31 versehen. Ein Kanal 32 verbindet den Hohlraum 23 oberhalb des Kolbens 21 mit
dem Raum 3o, der an seinem unteren Ende durch einen Schraubenstöpsel 33 abgeschlossen
ist. Der Schieber 31 ist zwecks Aufnahme des Endes einer Feder 34 durchbohrt. Der
Stöpsel 33 weist eine kleine Stange 35 auf, die sich aufwärts durch die Feder hindurch
erstreckt, wodurch verhindert wird, daß letztere seitlich ausbiegt. Kanäle 36 und
37 verbinden die unteren und oberen Enden des Raumes 30 mit geeigneten, nicht
dargestellten Rohren, die zu dem Flüssigkeitsvorratsbehälter führen. Eine Bohrung
38 verbindet den Raum zwischen dem oberen Ende des Klotzes 13 und der Unterseite
der Deckelplatte 23 mit dem Schieberraum 30, indem sie zwischen den inneren Enden
der Kanäle 32 und 36 in den Raum 39 eintritt. Bei einer Abwärtsbewegung des
Schiebers 31 wird die Verbindung zwischen dem Kanal 32 und der Bohrung 38 freigelegt,
um Flüssigkeit unter Druck zu der Fläche über dem Klotz 13 zu führen. Die vom Arbeitsraum
16 gebildete Druckfläche auf der Innenseite des Klotzes 13 ist größer als die Fläche
oberhalb des Kolbens 2i. Die Gesamtfläche oberhalb des Klotzes 13 ist aber größer
als die Fläche auf der Innenseite des Klotzes. Wenn sich der Schieber in einer Lage
befindet, in der der Kanal 38 abgeschlossen ist, so wirkt der Auslaßdruck nur auf
die Fläche oberhalb des Kolbens 2i, und da diese Fläche kleiner als die Fläche auf
der Innenseite des Klotzes ist, die ebenfalls dem Auslaßdruck ausgesetzt ist, so
wird durch den resultierenden Druck der Klotz nach aufwärts bewegt, wodurch der
Arbeitsraum vergrößert wird. Wenn sich der Schieber andererseits in einer Lage befindet,
in der die unter Druck stehende Flüssigkeit von dem Kanal 32 zu der Bohrung
38 gelangen kann, so steht die ganze Fläche an dem oberen Teil des Klotzes unter
Druck, so daß der resultierende Druck nach unten gerichtet ist und der Klotz i3
abwärts bewegt wird, wodurch der Arbeitsraum verringert wird.
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Die Vorrichtung zur Bewegung des Schiebers ist folgende: Der Kolben
21 und der Schieber 31 sind mit Stangen 29 bzw. 39 versehen, die sich durch den
Deckel 2,4 hindurch nach oben erstrecken. Eine Querstange 40 ist bei 41 an dem oberen
Ende der Stange 29 angelenkt. Die Schieberstange 39 weist eine Muffe 42 auf, die
auf der Stange durch einen Stift 43 gehalten wird. Das obere Ende der Muffe weist
einen durchgehenden Bolzen 44 auf. Das gegabelte Ende der Lenkstange 4o greift über
diesen Bolzen 4q.. Ein Lenker 45, der an der Querstange q.o bei qo' mittels eines
Stiftes befestigt ist, verbindet bei 47 die Querstange mit einem Arm 46. Das andere
Ende des Armes 46 ist mit Schraubengewinde versehen, in dem eine Schraube 48 sitzt,
deren Gänge eine große Steigung aufweisen. Die Schraube 48 ist mit einer Stange
49 versehen, auf der ein Handrad 5o sitzt. Die Stange ¢9 hat einen Bund 51, um die
Stange gegen axiale Verschiebung zu sichern.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Um das Fassungsvermögen
der Pumpe zu verringern, wird das Handrad 50 ein wenig nach rechts gedreht.
Infolge der Anordnung des Schraubengewindes an dem unteren Ende der Stange 49 wird
der Arm 46 nach unten geführt, der den Lenker 45, die Querstange q.o, die Schieberstange
39 und den Schieber 31 mitnimmt, so daß die Verbindung zwischen dem Kanal
32 und dem Kanal 38 freigelegt und somit Flüssigkeit unter Druck der
oberen Fläche des Gleitklotzes zugeführt wird. Da nun der Druck auf die gesamte
Oberfläche des Klotzes wirkt, so wird letzterer auf den Läufer zu, entgegen dem
kleineren Druck, der im Arbeitsraum 16 der Pumpe auf die Innenfläche des Klotzes
einwirkt, verschoben und somit das Fassungsvermögen der Pumpenkammer verringert.
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Sobald sich der Klotz nach unten bewegt, nimmt er die Stange 29 an
dem oberen Ende des Kolbens 21 mit und verursacht hierdurch, daß die Querstange
40 bei 40' an dem Lenker 45 ausschwingt, wodurch die Stange 39 und der Schieber
31 bewegt werden, so daß die Verbindung zwischen den Kanälen 32 und 38 sofort wieder
abgeschlossen wird. Hierdurch wird die
Druckflüssigkeit abgeschnitten,
die auf die Außenfläche des Klotzes wirkt, so daß die weitere Bewegung des Klotzes
verhindert wird. Zu derselben Zeit wird die Zuleitung derFlüssigkeit in den Kanal
38 unterbrochen, so daß der Klotz in seiner Lage festgehalten wird.
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Durch eine Drehung des Handrades in der anderen Richtung wird die
Verbindung zwischen dem Kanal 38 und dem Kanal 36 freigelegt, so daß
die über dem Gleitklotz vorhandene Flüssigkeit in den Einlaßbehälter gedrückt wird.
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Sobald der Flüssigkeitsdruck oberhalb des Gleitklotzes freigegeben
wird, bewegt sich der Gleitklotz nach oben, so daß die Querstange 40 um ihren Drehpunkt
bei 40' ausschwingt und die Stange 39 nach unten gedrückt wird, wodurch der Kanal
38 von neuem abgeschlossen und die Weiterbewegung des Klotzes verhindert wird.
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Die Bewegungen der Schieberstange 3g, des Schiebers 31 und des Gleitklotzes
13 wurden so beschrieben, als ob sie der Reihe nach auftreten. Tatsächlich erfolgen
diese Bewegungen aber gleichzeitig. Sobald also der Schieber den Kanal 38 freilegt,
drückt das Druckmittel den Gleitklotz sofort nach unten und bewirkt, daß die Querstange
4o um den Zapfen q.o' ausschwingt, so daß die Schieberstange den Schieber abschaltet,
wodurch eine weitere Bewegung_verhindert wird. Eine weitere Drehung des Handrades
in jeder der beiden Richtungen wird ein sofortiges Ansprechen in der Bewegung des
Gleitklotzes auf den Läufer zu bzw. von ihm hinweg zur Folge haben, um die Größe
des Arbeitsraumes zu verändern. Ein Kanal 37
bildet eine Rückleitung für Flüssigkeit,
die etwa über das obere Ende des Schiebers entweichen sollte; diese Flüssigkeit
wird in den Behälter an der Einlaßstelle der Pumpe abgegeben.
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Die Pumpe braucht nicht notwendigerweise in der dargestellten aufrecht
stehenden Lage zu arbeiten.
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Es ist nur eine geringe Drehung des Handrades notwendig, um eine Änderung
der Pumpenleistung von einer sehr kleinen Größe bis auf die höchste zu erreichen,
da die Steigung der Gewindegänge an der Handradstange sehr groß gewählt ist.