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Kolbenpumpe.
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe mit Hubkurven für den Antrieb der Kolben und mit einem Steuerglied, wie sie beispielsweise als Spinnpumpe verwendet werden, und bei welcher die Kolben parallel oder radial zur Drehachse der Pumpe angeordnet sein können und die Trommel drehbar oder fest im Gehäuse angeordnet sein kann. im Gehäuse angeordnet sein kann.
Insbesondere von solchen Spinnpumpen wird ein sehr hoher Gleichförmigkeitsgrad verlangt.
Schwankungen der Fördermenge von +-0'1% sind für die Fadenerzeugung schon schädlich. Die Gleichförmigkeit der Fördermenge hängt nun lediglich vom Druckhub der Kolben ab und nicht vom Saughub. Dieser Saughub kann nach beliebigem Gesetz, also mit beliebiger Geschwindigkeit erfolgen,
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Hauptbedingung für eine gleichförmige Fördermenge ist, dass der Druckhub der Kolben ohne axiales Spiel erfolgt, d. h. dass die Kolben während des ganzen Druckhubes durch die Druckhubkurve zwangläufig und stetig bewegt werden.
Infolge der Abnutzung der Teile des Kolbenantriebes ist jedoch immer ein gewisses axiales Spiel vorhanden, welches, wenn keine Vorkehrungen zum Ausgleich dieses axialen Spiels getroffen sind, zur Folge hat, dass der Druekhub jewels mit einer gewissen Verspätung beginnt, wodurch Unregelmässigkeiten in der Fördermenge entstehen.
Zum Ausgleich des vorher erwähnten axialen Spiels wurden bisher federnde Zwischenglieder verwendet, durch welche die Kolben entweder mittelbar oder unmittelbar beständig an die Druckhubkurve angedrückt werden. Solche Federn haben aber den Nachteil, dass sie einen grossen zusätzlichen Druck auf die Antriebsglieder ausüben und somit eine grosse Abnutzung dieser Glieder zur Folge haben. Ausserdem sind sie, wie alle Federn überhaupt, nicht genügend zuverlässig, weil sie nicht zwangläufig arbeiten.
Bei der Kolbenpumpe nach der Erfindung sind die genannten Mängel dadurch beseitigt, dass die Hubkurven derart ausgebildet sind, dass der Saughub um eine Überschussstrecke länger ist, als der die Fördermenge der Pumpe bestimmende Druckhub der Kolben und die in dem Überschussteil des Saughubes zu viel angesaugte Flüssigkeitsmenge vor dem mit der Anfangsgeschwindigkeit Null beginnenden Druckhub in den Saugkanal zurückgedrückt wird.
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menge bestimmenden Druckhubes entspricht, u. zw. wird der Kolben, während der zugehörige Zylinder noch mit dem Saugkanal in Verbindung steht, d. h.
vor dem Abschluss des Zylinders durch die Bewegung des Steuergliedes, also auch vor Beginn des Förderhubes, soweit zurückbewegt, dass die zu viel angesaugte Flüssigkeitsmenge in den Saugkanal zurückgedrängt wird.
Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, dass schon vor Beginn des die Fördermenge der Pumpe bestimmenden Druckhubes der Kolben ohne Spiel an der Druckkurve anliegt und dann dieser Kolben unter Einfluss seiner Reibung im Zylinder und des hydrostatischen Förderdruckes während des ganzen Druckhubes an der Druckkurve verbleibt.
Auf der Zeichnung ist eine Kolbenpumpe nach der Erfindung in einer Ausführungsform dargestellt.
Fig. 1 veranschaulicht die Kolbenpumpe im Längsschnitt. Fig. 2 ist eine Ansicht der Steuerfläche des
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vorderen Deckels mit den Steuerkanälen. Fig. 3 stellt schematisch eine Abwicklung der Hubkurven mit verchiedenen Stellungen eines Kolbens dar.
Die dagestellte Pumpe ist eine Mehrkolbenpumpe mit axialen Hubkurven und umlaufenden Kolbentrommel. Die Pumpe weist ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit zwei aufgeschraubten Deckeln 2 und 3 auf.
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von der Welle 4 angetriebene Rotor 5, welcher die einzelnen zur Pumpenachse parallelen Zylinderbohrungen 6 enthält. In diesen Bohrungen bewegen sich die Kolben 7.
Am hinteren Deckel 2 des Gehäuses befindet sich eine gegen Drehung gesicherte axiale Hubkurve 8, auf welcher die in dem Rotor 5 verschiebbar geführten Gleitbolzen 9 gleiten. Diese Gleitbolzen drücken auf die Kolbenköpfe 10.
Bei der Drehung des Rotors werden in bekannter Weise die Kolben 7 für den Druckhub vorwärts-
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Die Rückbewegung, d. h. der Saughub der Kolben, wird durch eine axiale Hubkurve 11 bewirkt, welche durch Stifte gegen Drehung gesichert im Gehäuse gehalten ist. Auf dieser Hubkurve gleiten die
Enden der in Nuten 24 des Rotors 5 geführten Gleitklötze 13, welche mit ihren Nasen 14 gegen die Kolben- köpfe 10 drücken, wodurch die Kolben beim Saughub gegen die Gleitbolzen 9 bewegt und letztere gegen die Druckkurve 8 zurückbewegt werden.
Die Welle 4 hat einen kugelförmigen Ansatz 15. Durch die Feder 16 wird dieser Ansatz gegen den
Rotor 5 und letzterer gegen die Steuerfläche 25 des Deckels 3 angedrückt, wobei die Feder 16 mittels eines Federtellers 26 und einer Kugel 2"1 am Deckel 2 abgestützt ist.
Der Deckel 3 enthält an der Steuerfläche 25 einen Saugkanal 17 und einen Druckkanal18 (Fig. 2), und die einzelnen Zylinderbohrungen 6 des Rotors werden bei der Drehung abwechselnd mit diesen beiden
Steuerkanälen in Verbindung gebracht. Der Rotor wirkt also zugleich als drehschieberartiges Steuerglied.
Die Flüssigkeit tritt bei 19 in die Pumpe ein, gelangt durch die Kanäle 20 und 21 in den Saug- kanal 17 und aus diesem in die Zylinder 6. Sie wird dann durch die Kolben 7 in den Druckkanal18 ge- . drückt und tritt durch den Kanal 22 bei 23 aus der Pumpe aus.
In Fig. 3 sind der Deckel 3 mit der Steuerfläche 25, dem Saugkanal17 und dem Druckkanal18, ferner die Saughubkurve 11 und die Druckhubkurve 8 abgewickelt sowie der Kolbenantrieb schematisch dargestellt. Ausserdem sind verschiedene Stellungen I-VIII des Kolbens 7 angegeben.
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und gleitet auf der Saughubkurve 11.
Es sei angenommen, dass infolge Abnutzung der gleitenden Teile, ein axiales Spiel s vorhanden ist.
Der Kolben bewegt sich in der Abwicklung mit dem Rotor 5 von links nach rechts, während der Deckel 3 mit den Steuerkanälen 17 und 18 sowie die Kurven 11 und 8 stillstehen.
Die Kurve 8 ist aus einem ansteigenden Kurventeil 1-III, einer geraden Strecke IIIIV, einem abfallenden KurventeilIV-VI, einem ansteigenden Kurventeil VI-Vlllund einer geraden Strecke VIII bis I zusammengesetzt.
Die Kurve 11 ist eine Äquidistante zur Kurve 8. Mit a ist die Länge des Druckhubes bezeichnet, welcher die Fördermenge der Pumpe bestimmt, a + b ist die Länge des Saughubes, welcher also um die Strecke b länger ist, als der Druckhub a. Von VI bis VIII steigt die Kurve 8 wieder an, während der Zylinder noch mit dem Saugkanal7 in Verbindung steht, so dass der im Hubteil angesaugte Flüssigkeits- überschuss in den Saugkanal 77 zurückgedrückt wird. Wenn der Kolben in die Stellung VIII gelangt ist, enthält der Zylinder genau die Flüssigkeitsmenge, welche im Druckhub a gefördert werden muss, und wird durch den Deckel 3 abgeschlossen. Von V777-7 steht der Kolben still, liegt aber an der Kurve 8 an, weil er bei VII anfing, die vorgenannte Kurve zu berühren.
Der Kolben gleitet weiter von VIII bis Ill auf der Kurve 8, so dass der normale Druckhub I-III, welcher der Fördermenge entspricht, genau gesetzmässig ohne Spiel erfolgt. Hiebei bleibt die Nase 13 von der Kurve 11 um das Spiel s entfernt, u. zw. bis V, wo der Saughub beginnt. Der ganze Hub beträgt also a + b-s. Der Kolben steht still von VIII bis I, von III bis V und von VI bis VII.
Das axiale Spiel s kann durch fortschreitende Abnutzung den Wert b erreichen, ohne dass die gesetzmässige Förderarbeit, die nur vom Druckhub 7-777 abhängt, irgendwie beeinflusst wird.
Alle Kolben der Pumpe arbeiten in gleicher Weise.
Durch die beschriebene Anordnung ist erreicht, dass die Abnutzung des Kolbenantriebes unschädlich gemacht ist, u. zw. ohne Anwendung von Federn, wodurch an sich schon der Flächendruck und infolgedessen die Abnutzung bedeutend vermindert ist. Ausserdem erfolgen alle Kolbenbewegungen zwangläufig, also mit grösster Sicherheit.
Die Bauart der Pumpe könnte auch eine ganz andere als die dargestellte sein, z. B. könnten die Kolben radial angeordnet sein und von radialen Kurven bewegt werden. Die Trommel könnte stillstehen und es könnte ein besonderer Drehschieber oder Flachschieber vorhanden sein, welcher sich zusammen mit den Hubkurven drehen würde.