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Kolbenpumpe für Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für Flüssigkeiten mit einem Zylinder, der sich längs eines Teiles des Kolbenweges mit dem Kolben zusammen verschiebt und dessen Ende als Steuerorgan wirkt, das den Einlass in den Saugraum und den Auslass in den Druckraum steuert, wobei je ein Endanschlag für die Begrenzung der Zylinderbewegung vorgesehen ist.
Bei bekannten Pumpen dieser Art ist schon vorgeschlagen worden, die Mitnahme des Zylinders durch den Kolben mittels direkter Reibung zu bewirken. Eine solche Pumpe wäre jedoch nur schlecht oder überhaupt nicht funktionsfähig, denn bei jeder Kolbenmaschine, also auch bei einer Kolbenpumpe, muss man bestrebt sein, die Reibung zwischen Kolben und Zylinder möglichst klein zu halten, um unnötige Energieverluste zu vermeiden.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, Mittel für ein einfaches Mitnehmen des Zylinders durch den Kolben bei möglichst geringer oder praktisch keiner Reibung zwischen Kolben und Zylinder zu schaffen.
Die erfindungsgemässe Kolbenpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder mit dem Kolben durch eine hydraulische Einrichtung derart gekuppelt ist, dass der Kolben bei jeder Bewegung den Zylinder, unabhängig von der zwischen ihnen vorhandenen Reibung, längs eines begrenzten Teiles seines Weges mitnimmt.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Pumpe in einem axialen Längsschnitt.
Die dargestellte Pumpe kann z. B. als Heizölpumpe für einen Heizölbrenner dienen, die durch einen elektromagnetischen Schwingmotor angetrieben wird. Der Antriebsmotor könnte jedoch auch von anderer Art sein.
Der in der Zeichnung nicht dargestellte Motor erteilt der Kolbenstange 25 eine hin-und hergehende Bewegung.
Die Kolbenstange 25 geht durch zwei Dichtungen 41 und 42 hindurch. Das rechte Ende 43 der Kolbenstange 25 bildet den Pumpenkolben. Dieser gleitet in einem Zylinder 44, der radiale Bohrungen 45 besitzt (von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist), welche vom Inneren des Zylinders nach aussen führen. Der Förderzylinder 44 besitzt an seinem linken Ende einen Hilfszylinder 46 von grösserem Durchmesser. Im Hilfszylinder 46 gleitet ein Hilfskolben 47, der mittels eines Stiftes 48 auf der Kolbenstange 25 befestigt ist. In der Wand des Hilfszylinders 46 ist eine Öffnung 49 ausgespart. Die durch den Zylinder 46 mit der Öffnung 49 zusammen mit dem Hilfskolben 47 gebildete Einheit stellt einen Stossdämpfer dar, dessen Funktion weiter unten näher erläutert wird.
Am Förderzylinder 44 sind zwei Anschläge 50 und 51 befestigt, die auf je einer Seite einer festen Scheidewand 52 angeordnet sind, welche die Niederdruckkammer 53 von der Hochdruckkammer 54 trennt.
Zwischen der Aussenwand des Förderzylinders 44 und der Bohrung 55 in der Wand 52 ist ein genügender Spielraum vorgesehen.
Die Pumpe arbeitet wie folgt : In der in der Zeichnung dargestellten Lage befindet sich der Kolben 43 am linken Ende seines Weges, und der Anschlag 51 liegt auf der Wand 52 auf, so dass einerseits die Verbindung zwischen den Räumen 54 und 53 und anderseits zwischen dem Raum 54 und dem Inneren des Förderzylinders 44 unterbrochen ist.
Wenn nun die Stange 25 nach rechts bewegt wird, drückt der Hilfskolben 47 auf das Öl, welches vor-
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her durch die Leitung 56 in die Niederdruckkammer 53 und über die Öffnung 49 in den Hilfszylinder 46 gesaugt worden ist. Diese Wirkung des Kolbens 47 auf das im Hilfszylinder 46 befindliche Öl hat zur Fol- ge, dass sich der Hilfszylinder 46 und mit ihm der Förderzylinder 44 nach rechts bewegt, bis der Anschlag
50 an die Wand 52 anstösst. Die Stange 25 und der Kolben 43 bewegen sich weiter nach rechts, wodurch das im Hilfszylinder 46 befindliche Öl durch die Öffnung 4H ausgestossen wird. Der Kolben 43 drückt gleichzeitig auf das im Förderzylinder 44 befindliche Öl. Dieses fliesst durch die Bohrungen 45 in die
Hochdruckkammer 54.
Wenn der Kolben 43, nachdem er seine rechte Endstellung erreicht hat, sich wieder nach links bewegt, machen die Zylinder 44, 46 zunächst diese Bewegung mit, bis der Anschlag öl auf der
Wand 52 aufliegt. Von diesem Moment an ist das Innere des Förderzylinders 44 wieder mit der Nieder- druckkammer 53 verbunden. Das Öl, das sich in der Niederdruckkammer 53 befindet, strömt in den För- derzylinder 44, bis dieser in seiner linken Endstellung angelangt und gefüllt ist. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich nunmehr. Da die Pumpe mit einer relativ hohen Frequenz arbeitet (ungefähr 50 doppelte
Schwingungen pro Sekunde), ist die Zeit, welche benötigt wird, um die Anschläge 50 und 51 von ihrer
Wirkstellung in die unwirksame Stellung zu bringen, äusserst kurz und deshalb vernachlässigbar.
Bei 57 befindet sich der Ausgang der Pumpe. Dieser Ausgang ist über eine Leitung 58 mit einer Kam- mer 59 verbunden, in welcher sich die Dichtung 42 befindet. Dadurch wird erreicht, dass ein Teil des von der Pumpe geförderten Heizöls die Schmierung der beweglichen Pumpenteile bewirkt.
Die Anschläge 50 und 51, welche voneinander in einem Abstand angeordnet sind, der etwas grösser als die Dicke der Wand 52 ist, stellen eine Ventileinrichtung dar, die durch den Kolben gesteuert wird und durch die Bohrungen 45 während des Saughubes die Verbindung zwischen dem Förderzylinder und der
Niederdruckkammer und während des Förderhubes die Verbindung zwischen diesem Zylinder und der Hoch- druckkammer herstellt, u. zw. in absolut betriebssicherer Weise, unbekümmert um die Frequenz der Pum- pe.
Anstatt die Zusammenarbeit zwischen dem Kolben 43 und dem Zylinder 44 mittels der beschriebenen hydraulischen Einrichtung 46, 47 zu bewirken, könnte man bei einer abgeänderten Ausführungsform auch durch eine Reibungskupplung dafür sorgen, dass der Kolben 43 den Zylinder 44 längs einer begrenzten Weg- strecke bei jedem Hin- und Hergang mitnimmt.
Bei einer weiteren Ausführungsform könnte zwischen dem Zylinder 44 und der Bohrung 55 in der Wand
52 kein Spielraum vorgesehen sein. In diesem Fall müsste der Durchmesser der Bohrung 45 gleich der Dicke der Wand 52 sein, wobei die Anschläge 50 und 51 nicht mehr als Ventildichtungen dienen, sondern nur noch den Weg des Zylinders 44 begrenzen würden. Auch in diesem Fall wäre ein Ventil vorhanden (näm- lich ein Schieberventil), das durch den Pumpenkolben gesteuert wird und zu den gegebenen Zeitpunkten die Verbindung zwischen der Niederdruckkammer 53 und dem Förderzylinder 44 und hernach zwischen diesem Zylinder und der Hochdruckkammer 54 herstellt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kolbenpumpe für Flüssigkeiten mit einem Zylinder, der sich längs eines Teils des Kolbenweges mit dem Kolben zusammen verschiebt und dessen Ende als Steuerorgan wirkt, das den Einlass aus dem Saugraum und den Auslass in den Druckraum steuert, wobei je ein Endanschlag für die Begrenzung der
Zylinderbewegung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder mit dem Kolben durch eine hydraulische Einrichtung (46, 47) derart gekuppelt ist, dass der Kolben bei jeder Bewegung den Zylinder, unabhängig von der zwischen ihnen vorhandenen Reibung, langs eines begrenzten Teils seines Weges mitnimmt.