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Kolbenpumpe für Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe für Flüssigkeiten, die aus einem in der Grundform zylindrischen Gehäuse mit an seinem Mantel diametral gegenüberliegend angeordneten Ansätzen, die in axialer Richtung durchgehende Hohlräume bilden und in radialer Richtung Öffnungen zum Ein- und Aus- strömen der Flüssigkeit besitzen, besteht und an beiden Stirnseiten axial am Gehäuse befestigte, die La- ger für die durchgehende Kolbenstange bildende Abschlussdeckel aufweist, in welchen sich die Zu- und
Abflusskanäle der Pumpe mit den Saug- und Druckventilen befinden. sowie einen doppeltwirkenden Kol- ben mit einem aus zwei gleichen, scheibenförmigen Teilen bestehenden Kolbenkörper besitzt.
Eine bekannte Kolbenpumpe dieser Bauart besitzt einen aus zwei scheibenförmigen Teilen bestehen- den Kolbenkörper, zwischen denen der Dichtungsring mittels Nieten befestigt ist, die gleichzeitig die beiden scheibenförmigen Teile zusammenhalten. Zur Befestigung des Kolbens auf der Kolbenstange ist diese abgesetzt und an ihrem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende mit Gewinde versehen, auf das eine Büchse aufgeschraubt ist, die den Kolben auf der Kolbenstange festklemmt. Neben dieser komplizierten Befestigung ist dabei insbesondere die schlechte Auswechselbarkeit des Dichtungsringes und die Unmöglichkeit, einen Dichtungsring ohne starre Befestigung am Kolbenkörper anzubringen, von Nachteil.
Bei einer ähnlichen bekannten Kolbenpumpe sind zwischen den beiden Scheiben des Kolbenkörpers zwei Ledermanschetten festgeklemmt. Der Kolben ist auf der Kolbenstange festgeschraubt, welche nicht durch das Gehäuse hindurchgehend ausgebildet ist. Die Führung des Kolbens im Pumpengehäuse ist daher sehr mangelhaft, weshalb der Verschleiss der Kolbendichtung und der Abdichtung der Kolbenstange gross und die Dichtwirkung mangelhaft ist.
Diese Nachteile und Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung, die eine auf einfachste Weise herstellbare und robuste Kolbenpumpe für die Förderung der verschiedensten Arten von Flüssigkeiten zum Ziele hat.
Die Erfindung schlägt eine Kolbenpumpe mit einem Kolbenkörper vor, dessen beide scheibenförmigen Teile sich nur entlang einer schmalen, ringförmigen, in der Nähe ihres Umfanges liegenden Fläche berühren, auf der Kolbenstange durch einfache Sicherungen, beispielsweise Seeger-Ringe, axial befestigt und unter elastischer Verformung zusammengepresst sind. wobei sie an ihrem Umfang eine nach aussen offene, ringförmige Rinne bilden, welche einen einteiligen, geschlossenen Dichtungsring aufnimmt. Die erfindungsgemässe Kolbenpumpe zeichnet sich durch besondere Einfachheit und durch lange Lebensdauer aus. Der dabei vorgesehene Kolben ist einfacher herzustellen und leichter zu montieren als dies bei den bekannten Ausführungen der Fall ist und erlaubt die Verwendung einteiliger Dichtungsringe, z.
B. aus plastischer Masse oder Kunstkohle, wodurch Elektro-Korrosion vermieden und die Verwendung der Pumpe zur Förderung der verschiedensten, auch aggressiven Flüssigkeiten ermöglicht wird. Der Dichtungsring wird ohne eigene Befestigung am Kolbenkörper einfach in die ringförmige Rinne eingebracht. Dabei können die Toleranzen so gewählt werden, dass absichtlich eine stärkere anfängliche Abnützung des Dichtungsringes hervorgerufen wird, wobei auf die Zylinderlauffläche z. B. eine dünne Kohleschicht aufgetragen wird und der Dichtungsring im weiteren Betrieb in einer so hergestellten Kohlenbüchse gleitet. Die Abnützung wird dadurch wesentlich herabgesetzt. Als weiterer Vorteil der Erfindung muss die einfache Austauschbarkeit des Dichtungsringes angesehen werden.
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Die vorerwähnten bekannten Kolbenpumpen erfordern auch hohe Herstellungsgenauigkeit und eine besondere Zentriereinrichtung der Kolbenführungen, da die dabei verwendeten bekannten Kolben einen genauen zentrischen Lauf im Zylinder voraussetzen. Dadurch ist die Herstellung solcher Pumpen kost- spielig. Auch bei kleinen Fehlern in der Zentrierung, die bei der Herstellung oder im Betrieb durch Ab- nützung entstehen können, verschlechtert sich die Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder, ausserdem unterliegt das Abdichtungsmaterial einem ziemlich hohen Verschleiss.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zur Vermeidung dieser Nachteile zwischen dem Dich- tungsring und der ringförmigen. am Umfang des Kolbenkörpers gebildeten Rinne bei sehr geringem Axial- spiel ein radiales Spiel vorgesehen, um eine automatische Zentrierung des Dichtungsringes im Zylinder sowie eine gute Dichtwirkung desselben zu erreichen. Durch eine derartige Ausbildung des Kolbens wird eine besonders gute Abdichtung erzielt. Diese gute Dichtwirkung ist auch dann noch gewährleistet, wenn der Kolben im Zylinder nicht genau zentriert läuft, da der Dichtungsring sich dabei jeweils relativ zum
Kolben derart verschiebt, dass er ständig an der Zylinderwand gut anliegt.
Dabei werden keine radialen Belastungen vom Kolben auf den Dichtungsring übertragen, so dass dieser nur mit seinem Eigengewicht an der Zylinderwand anliegt und daher seine Abnützung sehr gering ist.
Es ist zwar auch schon bekannt. Kolbendichtungen im Kolbenkörper radial beweglich anzuordnen, um eine nicht zentrische Lage der Kolbenstange auszugleichen. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art ist der Kolben mit in Nuten eingebetteten, federnden Kolbenringen versehen, in denen Dichtungsmanschetten eingeklemmt sind. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die federnden Kolbenringe einen relativ gro- ssen Druck der Dichtungsmanschetten auf die Zylinderfläche bewirken, wodurch der Verschleiss ziemlich gross ist. Ausserdem ist der Kolbenkörper einteilig ausgebildet, so dass kein geschlossener Dichtungsring verwendet werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2, dazu zeigt die Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht der erfindungsgemässen Pumpe und Fig. 3 eine Draufsicht. Die Fig. 4 zeigt ein Detail im Schnitt in vergrössertem Massstab.
Das zylindrische Gehäuse 1 besitzt an seinem Mantel zwei symmetrisch angeordnete Ansätze 2, die je einen in axialer Richtung durchgehenden Hohlraum 3 bzw. 3'bilden. An der Aussenseite der Ansätze 2 ist jeweils eine Öffnung 4 und 4'zum Ein-bzw. Ausströmen der Flüssigkeit vorgesehen. Das zylindrische Gehäuse 1 wird beidseitig von gleichen Deckeln 5 abgeschlossen, die kastenförmige Erhöhungen 6 aufweisen. Diese schliessen an die Hohlräume 3 und 3'an und bilden in ihrem Inneren Durchflusskanäle 7 und 7' für die Flüssigkeit, in welchen die Saugventile 8 und die Druckventile 8'angeordnet sind. Innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 befindet sich der aus zwei gleichen Teilen 9 bestehende Kolben. Die beiden Teile 9 sind mittels Seeger-Ringe 12 auf der Kolbenstange 11 befestigt. Sie berühren sich dabei lediglich entlang einer schmalen, ringförmigen Fläche 10.
Die Seeger-Ringe 12 sind so angeordnet, dass sie die beiden Teile 9 des Kolbens leicht zusammenpressen, wodurch diese sich elastisch verformen und dadurch fest zusammenhalten. Eine andere Befestigung, z. B. durch Schrauben, erübrigt sich. Die beiden Kolbenteile 9 bilden an ihrem Aussenrand eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme des Dichtungsringes 14. In den beiden Deckeln 5 sind Ausnehmungen 13 zum Anbringen von Dichtungen für die Kolbenstange vorgesehen. Die Aussenflächen der Ansätze 2 mit den Ein- bzw. Austrittsöffnungen 4 und 4'können schliesslich noch in Form von genormten Flanschen 15 und 15. ausgebildet sein. um den Anschluss der Pumpe an Rohrleitungen zu erleichtern.
Die Fig. 4 zeigt die Anordnung des einteiligen Dichtungsringes 14 in der ringförmigen Aussparung am Aussenrand des Kolbens. Zwischen Kolben und Dichtungsring 14 ist ein Spiel vorgesehen, so dass der Dichtungsring radial beweglich ist. Dabei ist axial nur so viel Spiel vorhanden, dass der Dichtungsring leicht seine richtige Lage im Zylinder einnehmen kann. Dadurch wird ein automatisches Zentrieren des Dichtungsringes erreicht und damit ein guter Dichteffekt.
Beim Fördern steigt die Flüssigkeit aus dem Ansaugrohr durch die untere Öffnung 4 in die Pumpe und gelangt durch den unteren Hohlraum 3 in den Durchflusskanal 7 des Abschlussdeckels 5, wo sich das Saugventil 8 befindet. Durch das Ventil 8 gelangt die Flüssigkeit in den Zylinder des Gehäuses 1. Auf der Druckseite strömt die Flüssigkeit durch das Druckventil 8'und den in der kastenförmigen Erhöhung 6 des Abschlussdeckels 5 befindlichen Kanal T* in den oberen Hohlraum 3'und von dort über die obere Öffnung 4'in das Druckrohr. Diese Strömungsbahn der geförderten Flüssigkeit ist für die erfindungsgemässe Pumpe charakteristisch. Sie ermöglicht eine symmetrische Lage von Ansaug- und Druckrohr in bezug auf das Gehäuse sowie kleinste Abmessungen für eine doppeltwirkende Kolbenpumpe.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Dichtungsring 14 einen T-förmi-
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gen Querschnitt, um eine möglichst grosse Formstabilität sowie eine gute Dichtwirkung zu erzielen. Ein geschlitzter oder mehrteiliger Kolbenring nützt sich einseitig oder zu schnell ab, wodurch die Dichtwirkung nachlässt. Der einteilige Kolbenring vermeidet diese Nachteile. Um seine Dichtwirkung noch weiter zu erhöhen, können in seine Lauffläche Labyrinthkanäle eingeschnitten werden. Bei Anwendung von Dichtungsringen aus Kunstkohle können die Toleranzen so gewählt werden, dass absichtlich eine stärkere anfängliche Abnützung hervorgerufen wird.
Dadurch wird erreicht, dass auf die Zylinderlauffläche eine dünne Kohleschicht übertragen wird, so dass im weiteren Betrieb der Dichtungsring in einer so hergestell-
Kohlenbüchse gleitet. Dadurch wird eine geringere Abnützung erreicht als beim Gleiten von Kohle auf
Metall.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolbenpumpe für Flüssigkeiten, bestehend aus einem in der Grundform zylindrischen Gehäuse mit an seinem Mantel diametral gegenüberliegend angeordneten Ansätzen, die in axialer Richtung durchgehende Hohlräume bilden und in radialer Richtung Öffnungen zum Ein- und Ausströmen der Flüssigkeit besitzen, und mit an beiden Stirnseiten axial an ihm befestigten, die Lager für die durchgehende Kolbenstange bildenden Abschlussdeckeln, in welchen sich die Zu- und Abflusskanäle der Pumpe mit den Saugund Druckventilen befinden, und aus einem doppeltwirkenden Kolben mit einem aus zwei gleichen scheibenförmigen Teilen bestehenden Kolbenkörper, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden scheibenförmigen Teile (9) des Kolbenkörpers nur entlang einer schmalen, ringförmigen, in der Nähe ihres Umfanges liegenden Fläche (10) berühren, auf der Kolbenstange (11)
durch einfache Sicherungen, beispielsweise Seeger-Ringe (12) axial befestigt und unter elastischer Verformung zusammengepresst sind, wobei sie an ihrem Umfang eine nach aussen offene, ringförmige Rinne bilden, welche einen einteiligen, geschlossenen Dichtungsring (14) aufnimmt.