Rotationszylinder-Kolbenpumpe, insbesondere Schmiermittelpumpe

Abstract

 Rotationszylinder-Kolbenpumpe, insbesondere Schmiermittelpumpe, mit einem im Pumpengehäuse (1) um eine gehäusefeste Drehachse drehbar gelagerten Zylinderkörper (4), der von einer parallel zu seiner Drehachse verlaufenden Antriebswelle (8) angetrieben ist und in welchem senkrecht zu seiner Drehachse in einem Arbeitsraum (6) ein Kolben (7) geführt ist, der auf einem parallel zur Drehachse des Zylinderkörpers (4) verlaufenden Bolzen (9) gelagert ist, der exzentrisch zur Achse der Äntriebswelle (8) verläuft und an dem der Kolben (7) bei der Umdrehung des Zylinders (4) in dem Arbeitsraum (6) hin und her verschiebbar angetrieben ist, wobei der Zylinderkörper (4) und die Antriebswelle (8) koaxial zueinander fest miteinander verbunden sind und der Bolzen (9) im Pumpengehäuse (1) feststehend angeordnet ist und in ein quer zur Kolbenachse und Bolzenachse verlaufendes Langlock (11) des Kolbens (7) von dem der Antriebswelle (8) entgegengesetzten Endes des Zylinderkörpers (4) her eingreift. Der Bolzen (9) ist zur Verstellung seiner Exzentrizität (e) gegenüber der Drehachse desZylinderkörpers (4) verstellbar.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationszylinder-Kolbenpumpe, insbesondere Schmiermitttelpumpe, mit einem im Pumpengehäuse um eine gehäusefeste Drehachse drehbar gelagerten Zylinderkörper, der von einer parallel zu seiner Drehachse verlaufenden Antriebswelle angetrieben ist und in welchem senkrecht zu seiner Drehachse in einem Arbeitsraum ein Kolben geführt ist, der auf einem parallel zur Drehachse des Zylinderkörpers verlaufenden Bolzen gelagert ist, der exzentrisch zur Achse der Antriebswelle verläuft und an dem der Kolben bei der Umdrehung des Zylinders in dem Arbeitsraum hin und her verschiebbar angetrieben ist.

[0002] Eine derartige Rotationszylinder-Kolbenpumpe ist aus der DE-PS 421 648 bekannt. Bei der bekannten Pumpe ist die Antriebswelle exzentrisch zu der Drehachse des Zylinderkörpers angeordnet und treibt eine Scheibe an, an welcher zwei diametral gegenüberliegende Bolzen sitzen, von denen der eine Bolzen in eine zylindrische Bohrung des Kolbens drehbar eingreift, der in einer den Arbeitsraum der Pumpe bildenden, diametral über die eine Stirnfläche des Zylinderkörpers verlaufenden ersten Führungsnut verschiebbar geführt ist. Der andere Bolzen hingegen greift in eine die erste Führungsnut senkrecht kreuzende zweite Führungsnut in derselben Stirnfläche des Zylinderkörpers gleitend ein. Hier werden somit einerseits der Zylinderkörper und andererseits der Kolben von jeweils einem von zwei Bolzen angetrieben, die um eine exzentrisch zur Drehachse des Zylinderkörpers verlaufende Achse kreisen, welche mit der Achse der Antriebswelle zusammenfällt.

[0003] Durch einen derartigen Antrieb wird jedoch nicht nur die Masse des Kolbens sondern auch die dem gegenüber viel größere Masse des Zylinderkörpers bei jeder Umdrehung desselben abwechselnd beschleunigt und verzögert, so daß durch die dabei auftretenden unterschiedlich großen und ungleichförmig wechselnden Kräfte eine verhältnismäßig große unausgeglichene rotierende Masse für die Antriebsscheibe und die Antriebswelle vorliegt. Hinzu kommt, daß auch die Gleitbewegung des zweiten Bolzens in seiner Führungsnut am Zylinderkörper ungleichförmigist und daß sowohl der zweite Bolzen wie auch der Kolben an der Kreuzungsstelle der Führungsnuten die zwischen deren aufeinandertreffenden Flanken vorhandenen Ecken überlaufen müssen. Insgesamt ist daher die bekannte Pumpe einem starken Verschleiß ausgesetzt und in ihrer möglichen Drehzahl beschränkt.

[0004] Durch die Erfindung wird eine Rotationszylinder-Kolbenpumpe geschaffen, die im Vergleich mit der erwähnten bekannten Pumpe einem geringeren Verschleiß unterworfen ist und bei kompakter Ausführung mit höherer Drehzahl betrieben werden kann.

[0005] Dies wird gemäß der Erfindung bei einer Rotationszylinder-Kolbenpumpe mit den eingangs erwähnten Merkmalen dadurch erreicht, daß der Zylinderkörper und die Antriebswelle koaxial zueinander fest miteinander verbunden sind und der Bolzen im Pumpengehäuse feststehend angeordnet ist und in ein quer zur Kolbenachse und Bolzenachse verlaufendes Langloch des Kolbens von dem der Antriebswelle entgegengesetzten Ende des Zylinderkörpers her eingreift.

[0006] Die Rotationszylinder-Kolbenpumpe gemäß der Erfindunq kann somit in kleiner Baugröße und kompakter Bauweise ausgeführt werden. Der Zylinderkörper kann im wesentlichen über seine gesamte Umfangsfläche hin in einem entsprechend gestalteten Innenraum des Pumpengehäuses sauber abgestützt und gelagert werden und seine rotierende Masse ist bis auf die geringere rotierende Masse des Kolbens bezüglich der Antriebswelle ausgeglichen. Bis auf den Kolben, der eine Transplationsbewegung ausübt, sind nur stillstehende oder in ausschließlich rotierender Bewegung angetriebene Teile vorhanden, wobei die Erfindung mit einer minimalen Anzahl gegeneinander beweglicher Teile auskommt. Die erfindungsgemäße Rotationszylinder-Kolbenpumpe ist daher nur wenig verschleißbehaftet, läuft verhältnismäßig ruhig und kann gleichwohl auch bei hohen Drehzahlen betrieben werden.

[0007] Der den Kolben für seine Hin- und Herbewegung führende Arbeitsraum kann wie bei der eingangs erwähnten bekannten Lösung auch bei der erfindungsgemäßen Lösung als zu der einen Stirnseite des Zylinderkörpers hin offene Nut gestaltet sein, die an der offenen Nutseite von einem stillstehenden Stirndeckel des Gehäuses verschlossen ist. Da aber hierbei sich die translatorische Bewegung des Kolbens mit seiner kreisenden Bewegung überlagert und dadurch an dieser Stelle erhöhte Verschleißgefahr besteht, und da außerdem durch eine solche Ausführungsform an der Trennebene zwischen dem stillstehenden Stirndeckel und dem rotierenden Zylinderkörper zusätzliche Dichtungsflächen mit verhältnismäßig engen Toleranzen vorhanden sein müssen, wird in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Ausführungsform vorgezogen, bei welcher der Arbeitsraum am gesamten Umfang von dem Zylinderkörper umschlossen ist und der Bolzen eine konzentrisch zur Drehachse des Zylinderkörpers ausgebildete Bohrung desselben durchgreift.

[0008] Bei dieser Ausführungsform ist somit der Kolben vollständig im Inneren des Zylinderkörpers eingeschlossen und wird am gesamten Umfang in rein translatorischer Bewegung geführt. Außerdem sind die beiden Pumpenkammern dadurch an beiden Seiten über die Umfangsflächen des Zylinderkörpers und die mit diesen zusammenwirkenden Lagerflächen des Gehäuses gut abgedichtet. Ferner können hierbei der Kolben und entsprechend der ihn führende Arbeitsraum zylindrisch gestaltet werden, was gegenüber anderen Querschnitten, die an sich ebenfalls möglich sind, weniger aufwendig in der Fertigung ist.

[0009] Durch die Ausbildung des den Kolben hin- und herführenden Bolzens als im Betrieb der Pumpe stillstehendes Teil ist es überdies in einfacher Weise möglich, den Kolbenhub einstellbar zu machen. Hierzu wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Bolzen an einem senkrecht zur Drehachse des Zylinderkörpers verstellbaren Schieber sitzt, der beispielsweise in einer entsprechenden Führungsnut des Pumpengehäuses geführt und über eine vorzugsweise mit Feingewinde ausgestattete Schraubspindel verstellt werden kann.

[0010] Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsformen erläutert, die aus der Zeichnung ersichtlich sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Rotationszylinder-Kolbenpumpe,

Fig. 2 den Querschnitt entsprechend der Schnittlinie aus Fig. 1 und

Fig. 3 eine Abwandlung der Ausführungsform aus den Fig. 1 und 2 zur beispielhaften Erläuterung einer einfachen Möglichkeit zur Verstellung des Kolbenhubes der Pumpe.

[0011] Im Pumpengehäuse 1 ist ein an der einen Stirnseite von einem Gehäusedeckel 5 verschlossener, im wesentlichen zylindrischer Innenraum 2 ausgebildet, in welchem ein Zylinderkörper 4 drehbar gelagert ist, der senkrecht zu seiner Drehachse von einer zylindrischen Bohrung als Arbeitsraum 6 für einen darin hin- und herverschiebbar geführten, zylindrischen Kolben 7 durchsetzt ist. An der dem Gehäusedeckel 5 entgegengesetzten Seite erstreckt sich koaxial mit dem Zylinderkörper 4 die mit diesem einstückige, als Wellenzapfen ausgebildete Antriebswelle 8 aus dem Pumpengehäuse 1 heraus. An der Innenseite des Gehäusedeckels 5 sitzt ein parallel zur Drehachse des Zylinderkörpers verlaufender, jedoch zu dieser um die Exzentrizität e versetzter Bolzen 9, der durch eine koaxial zur Drehachse des Zylinderkörpers 4 ausgebildete Bohrung 10 an dessen dem Zylinderdeckel 5 zugewendeten Stirnende und diametral durch den Arbeitsraum 6 im Zylinderkörper 4 hindurchragt. Der Kolben 7 ist auf diesem Bolzen 9 gelagert, der hierzu ein senkrecht zur Bolzenachse und zur Kolbenachse verlaufendes Langloch 11 im Kolben 7 durchgreift und an den Langseiten des Langloches 11 gleitend anliegt.

[0012] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind in dem Innenraum 2 des Gehäuses 1 an diametral gegenüberliegenden Stellen eine Eintrittskammer 3 und eine Austrittskammer 20 sichelförmig ausgebildet, deren senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 gemessene Breite dem Durchmesser des Kolbens 7 entsprechen kann und in welche jeweils eine Gewindebohrung 12 mündet, in welche Schraubnippel für die Zufuhr bzw. Abfuhr des von der Pumpe geförderten Druckmittels eingeschraubt werden können.

[0013] Durch die Drehung der Antriebswelle 8 werden somit der Zylinderkörper 4 und in ihm der Kolben 7 in Umdrehung versetzt, der jedoch an dem stillstehenden Bolzen 9 gehalten ist, so daß er durch dessen Exzentrizität gegenüber der Drehachse des Zylinderkörpers 4 sich im Arbeitsraum 6 des Zylinderkörpers 4 hin und her bewegt und jedesmal, wenn er mit dem einen und dem anderen seiner Stirnenden die Eintrittskammer überläuft, das Druckmittel ansaugt und beim Uberlaufen der Austrittskammer 20 das Druckmittel herausdrückt. Es handelt sich daher um einen doppeltwirkenden Kolben.

[0014] Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sitzt der Bolzen 9 an einem Schieber 13, der in einer entsprechenden Nut 19 des Gehäusedeckels 5 senkrecht zur Drehachse des Zylinderkörpers 4 verstellbar geführt ist. Hierzu greift in das Gewinde eines Gewindeloches in dem Schieber eine Schraubspindel 14 ein, die an einer außen am Gehäuse 1 festliegenden geschlitzten Platte 15 drehbar, jedoch axial fest gelagert ist, so daß mittels des Betätigungskopfes 16 der Schraubspindel 14 der Schieber 13 und damit der an ihm sitzende Bolzen 9 zur Verstellung der Exzentrizität e und damit des Kolbenhubes stufenlos feinverstellt werden kann. Im übrigen entspricht die Ausführungsform aus Fig. 3 der aus den Fig. 1 und 2, wie durch die entsprechenden gleichlautenden Bezugszeichen ersichtlich ist.

[0015] Die Stellen, an denen die Scheitel der sichelförmigen Ein- und Austrittskammern 3,20 liegen und die Gewindebohrungen 12 für die Ein- und Austrittsleitungen münden, liegen diametral des den Zylinderkörper 7 am Umfang drehbar führenden zylindrischen Innenraumes 2 des Gehäuses 1 einander gegenüber in einer Ebene, welche die Achse des Zylinderkörpers 7 enthält und senkrecht zu der die Achsen des Zylinderkörpers 7 und des Bolzens 9 enthaltenden Ebene verläuft. Durch Änderung der Drehrichtung der Antriebswelle 8 werden die Eintrittskammer und die Austrittskammer wirkungsmäßig miteinander vertauscht. Dieselbe Möglichkeit ist bei der Ausführungsform entsprechend Fig. 3 vorhanden, indem der Bolzen 9 von der einen Achsseite des Zylinderkörpers 4 über dessen Achse hinaus auf die andere Achsseite des Zylinderkörpers 4 verschoben wird.

[0016] Die größte Länge des Langloches 11 entspricht dem doppelten Wert der größten Exzentrizität e vermehrt um den Durchmesser des in das Langloch 11 eingreifenden Teils des Bolzens 9. Der Durchmesser der zylindrischen Bohrung 10 entspricht wenigstens dem doppelten Wert der größtmöglichen Exzentrizität e vermehrt um den Durchmesser des die Bohrung 10 durchgreifenden Teils des Bolzens 9.

[0017] Wenn bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 der Bolzen 9 nicht verstellbar sein soll, kann zur Verkürzung der nicht abgestützten auskragenden Länge des Bolzens 9 dessen die Bohrung 10 durchsetzender Schaftteil als konzentrisch mit dem Zylinderkörper 7 angeordneter Zylinderschaft ausgebildet sein, dessen Durchmesser der der Bohrung 10 entspricht, so daß der Zylinderschaft in der Bohrung 10 drehbar abgestützt ist (nicht gezeigt).

Ansprüche

1. Rotationszylinder-Kolbenpumpe, insbesondere Schmiermittelpumpe, mit einem im Pumpengehäuse um eine gehäusefeste Drehachse drehbar gelagerten Zylinder-:- körper, der von einer parallel zu seiner Drehachse verlaufenden Antriebswelle angetrieben ist und in welchem senkrecht zu seiner Drehachse in einem Arbeitsraum ein Kolben geführt ist, der auf einem parallel zur Drehachse des Zylinderkörpers verlaufenden Bolzen gelagert ist, der exzentrisch zur Achse der Antriebswelle verläuft und an dem der Kolben bei der Umdrehung des Zylinders in dem Arbeitsraum hin und her verschiebbar angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (4) und die Antriebswelle (8) koaxial zueinander fest miteinander verbunden sind und der Bolzen (9) im Pumpengehäuse (1) feststehend angeordnet ist und in ein quer zur Kolbenachse und Bolzenachse verlaufendes Langloch (11) des Kolbens (7) von dem der Antriebswelle (8) entgegengesetzten Ende des Zylinderkörpers (4) her eingreift.

2. Rotationszylinder-Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (6) am gesamten Umfang von dem Zylinderkörper (4) umschlossen ist und der Bolzen (9) eine konzentrisch zur Drehachse des Zylinderkörpers (4) ausgebildete Bohrung (10) desselben durchgreift, die einen größeren Durchmesser als der Bolzen (9) hat.

3. Rotationszylinder-Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (9) zur Verstellung seiner Exzentrizität (e) gegenüber der Drehachse des Zylinderkörpers (4) verstellbar ist.

4. Rotationszylinder-Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekkenzeichnet, daß der Bolzen (9) an einem senkrecht zur Drehachse des Zylinderkörpers (4) verstellbaren Schieber (13) sitzt.

Zeichnung