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Saug- und Druckpumpe
Die Erfindung betrifft eine zur Förderung von Gasen und Flüssigkeiten geeignete Saug- und Druckpumpe, bestehend aus zwei axial angeordneten, durch ein den Einlass und den Auslass aufnehmendes Gehäuse miteinander verbundenen Zylindern, zwei durch eine Kolbenstange verbundenen Kolben, dem Einlass bzw. dem Auslass zugeordneten, die beiden Zylinderräume verbindenden, getrennt voneinander durch das Gehäuse geführten Durchlässen und diesen zugeordneten, tellerartig od. ähnl. geformten Ventilen, die gegen am Gehäuse befindliche Sitze ihre Schliessstellung finden und so die Zylinderräume über die Durchlässe wechselweise mit dem Einlass und dem Auslass verbinden.
Bei bekannten Ausführungen von Saug- und Druckpumpen der erwähnten od. ähnl. Art sind zur Unterbringung der Ventile und der zu deren Führung notwendigen, meist den Durchfluss behindernden Einrichtungen grosse als Kammern ausgebildete Durchlässe erforderlich. Diese bedingen ihrerseits ein gro- sses Gehäuse, in welchem die Kammern und die Ventile meist ganz oder teilweise ausserhalb der Zylinderquerschnitte liegen. Solche Pumpen eignen sich wenig zur Verwendung als Handgeräte ; ihre Herstellung, insbesondere in säurebeständiger Ausführung, ist verhältnismässig schwierig und kostspielig.
Zur Vereinfachung der Konstruktion, zur Erweiterung der Anwendungsmöglichkeit sowie zur Vermeidung von Mängeln an bekannten Ausführungen wird gemäss der Erfindung die Saug- und Druckpumpe in der Weise ausgebildet, dass der dem Auslass zugeordnete Durchlass das Gehäuse im Bereich der Kolbenstange kanalartig durchquert, wobei die Kolbenstange durch ihn hindurchgeführt ist, während der dem Einlass zugeordnete Durchlass das Gehäuse in dessen an den dem Auslass zugeordneten Durchlass nach aussen hin angrenzenden Bereich kanalartig durchquert. Die Ventile, deren Unterbringung und Führung keine Ventilkammern und kein grosses Gehäuse erfordern, erhalten ihre Führung in den Durchfluss nicht behindernder Weise durch die Kolbenstange oder durch die Zylinderbohrungen bzw. diesen gleichgerichtete im Gehäuse angeordnete Bohrungen.
Die Kolbenstange wird mit Vorteil hohl ausgebildet, um die äusseren Zylinderräume druckausgleichend miteinander zu verbinden. Sie kann aber auch zwei axiale Bohrungen besitzen, mit welchen sie zwecks Erhöhung des Hubvolumens je einen äusseren mit dem gegenüberliegenden inneren Zylinderraum verbindet.
Um eine möglichst grosse Saugleistung beim Ansaugen von Gasen zu erzielen, kann erfindungsgemäss das auf der Kolbenstange sitzende Auslassventil so ausgeführt sein, dass es zwei Ventilteller besitzt, von denen der eine von der Kolbenstange in seine Schliessstellung mitgenommen werden kann, währenddessen der andere noch in seiner Schliessstellung verharren kann.
Flüssigkeit kann nach dem Ansaugen bei Vorhandensein eines Gefälles (Heber) auch ohne Pumpen durch das Gerät strömen, wobei sich erfindungsgemäss der Flüssigkeitsstromsperren und wieder öffnen lässt.
Das Gerät kann erfindungsgemäss mit einer Rückflusseinrichtung versehen werden, die das Rückströmen des Fördermittels in Richtung vom Auslass zum Einlass gestattet.
Die erfindungsgemässe Saug- und Druckpumpe eignet sich gleich gut zur Verwendung als Handgerät wie zum motorischen Antrieb. Zur Herstellung aus säurebeständigem Kunststoff, z. B. Hart-PVC od. ähnl. ist sie vorzüglich geeignet.
Fig. 1 der Zeichnungen zeigt eine beispielsweise Ausführung einer erfindungsgemassen Saug- und Druckpumpe mit einem einteiligen Auslassventil im Längsschnitt. Fig. 2 zeigt den Querschnitt dieses mit einer beliebig zu betätigenden Rückflusseinrichtung ausgestatteten Beispiels nach der Linie A-B der
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Fig. 1. Fig. 3 zeigt das auf der Kolbenstange sitzende Einlassventil in einem senkrecht zur Kolbenstange geführten Schnitt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Saug-und Druckpumpe mit einem dreiteiligen Auslassventil und einer durch Verschieben der Kolbenstange zu betätigenden
Rückflusseinrichtung im Längsschnitt, wobei das Gehäuse im mittleren Bereich einer axialen, zur Lage- rung eines Abstandsstiftes bestimmten Bohrung aufgebrochen wurde, um dessen Bund sichtbar zu machen.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt dieses Beispiels nach der Linie A'-B'der Fig. 4. Fig. 6 und Fig. 7 zeigen je ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem mehrteiligen Auslassventil und einer durch
Verschieben der Kolbenstange zu betätigenden Rückflusseinrichtung in einem durch die Achse der Kol- benstange und die Achse des Abstandsstiftes dieser Einrichtung geführten Längsschnitt, wobei die Zylin- der und die Kolbenstange zum Teil abgebrochen sind.
Die Saug- und Druckpumpe besitzt gemäss dem in den Fig. l und 2 dargestellten Beispiel zwei axial angeordnete Zylinder 1 und 2, die je einen Deckel la und 2a tragen und an ein sie verbindendes
Gehäuse 3 gut dichtend angesetzt sind. Das Gehäuse hat eine zylindrische Aussenform und besitzt zwei radial abstehende Stutzen 3a und 3b zur Aufnahme des Einlasses 4 und des Auslasses 5. Eine
Kolbenstange 10 verbindet die beiden Kolben 11 und 12 derart, dass diese gemeinsam in den Zy- lindern 1 und 2 verschieblich sind, und setzt sich in der Schubstange 13 fort, die den Zylinder- deckel 2a durchsetzt und an ihrem Ende die Handhabe 14 trägt.
Die Kolbenstange ist hohl ausge- bildet und mündet mit einem Ende frei in den linken äusseren Zylinderraum 15 und mit dem andern über zwei in der ebenfalls hohl ausgebildeten Schubstange 13 knapp hinter dem Kolben 12 angeordnete radiale Bohrungen 13a in den rechten äusseren Zylinderraum 16, so dass die beiden äusseren Zylinderräume 15 und 16 druckausgleichend miteinander verbunden sind.
Der dem Auslass 5 zugeordnete Durchlass 9 (Fig. 2), durch den die Kolbenstange 10 hindurchgeführt ist, durchsetzt das Gehäuse 3 zentral in Richtung der Kolbenstangemitkreisförmigem Querschnitt und weist beidseitig der Einmündung des Auslasses 5 je eine als Ventilsitz ausgebildete, im Beispiel durch die beiden Sprengringe 3e und 3f gebildete, geringe Verengung des Querschnitts auf, gegen welche das diesem Durchlass zugeordnete Auslassventil 17 in seinen Endstellungen dichtend anschlägt. Dieses ist als beidseitig wirkender Ventilteller geformt und sitzt mit einer zentralen Dichtungslippe 17a verschiebbar auf der ihm als Führung dienenden Kolbenstange. Zwischen dem Auslassventil 17 und dem Kolben 12 sitzt ein druckfederartiges, spiralförmiggeschlitztes Abstandsrohr 18a verschiebbar auf der Kolbenstange.
Es hat eine solche Länge, dass der Kolben 12 in seiner inneren Endstellung, wie in Fig. 1 dargestellt, mittels dieses druckfederartigen Abstandsrohres 18a das Auslassventil 17 gut dichtend in dessen linken Endstellung festhält.
Der dem Einlass 4 zugeordnete Durchlass 8 durchsetzt das Gehäuse in dessen an den dem Auslass 5 zugeordneten Durchlass 9 angrenzenden Bereich in axialer Richtungmitringsektorförmigem Querschnitt (Fig. 2). Seine ringsektorförmigen Mündungen werden von den Einlassventilen 19 und 21, welche je die Form eines ringförmigen Ventiltellers haben und je eine diesen Mündungen gegenüberliegende, ringförmige Nut besitzen, zu den Zylinderräumen 6 und 7 hin geöffnet und geschlossen.
Die Einlassventile 19 und 21 sind in je einer kurzen, im Beispiel von den beiden Zwischenringen Ib und 2b gebildeten, eine Zylinderbohrung mit etwas grösserem Durchmesser fortsetzenden, ihnen als Führung dienenden Bohrung 6a bzw. 7a leicht verschieblich gelagert, und finden je ihre innere Endstellung an einer Stirnseite des Gehäuses 3 und ihre äussere Endstellung an der Stirnseite eines Zylinders 1 bzw. 2.
Werden bei der beschriebenen Saug- und Druckpumpe, ausgehend von einer Stellung wie in Fig. l, die Kolben 11 und 12 durch die Kolbenstange 10 und die Schubstange 13 mittels der Handhabe 14 nach rechts bewegt, so entsteht im Zylinderraum 6 ein Überdruck und im Zylinderraum 7 ein Unterdruck. Dieses Druckgefälle bewegt die Einlassventile 19 und 21 sowie das Auslassventil 17, das auch durch die Kolbenstange mitgenommen wird, von ihrer linken in ihre rechte Endstellung. In dieser hat das Einlassventil 19 den Durchlass 8 und dadurch den Einlass 4 zum Zylinderraum 6 hin geschlossen und das Einlassventil 21 den Durchlass 8 und dadurch den Einlass 4 zum Zylinderraum 7 hin geöffnet, während das Auslassventil 17 im Durchlass 9 die rechte Endstellung eingenommen hat, in der der Auslass 5 mit dem Zylinderraum 6 verbunden und vom Zylinderraum 7 getrennt ist.
Nun wird bei weiterer Rechtsbewegung der Kolben durch den Einlass 4 über den Durchlass 8 Fördermittel z. B. Flüssigkeit in den sich vergrössernden Zylinderraum 7 gesaugt und das im sich verkleinernden Zylinderraum 6 enthaltene Fördermittel über den Durchlass 9 durch den Auslass 5 entleert. Nach Beendigung dieses Saug- und Druckhubes erfolgt die Bewegung der Kolben in entgegengesetzter Richtung, also nach links. Die Ventile bewegen sich gleichfalls nach links und stellen
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die Verbindung der Zylinderräume mit dem Einlass und dem Auslass wieder um, so dass indem Zylinderraum 6 angesaugt und aus dem Zylinderraum 7 gefördert wird. Durch Wiederholen dieser gleich- zeitigen Saug-und Druckhübe kann eine beliebige Menge Flüssigkeit auf ein höheres Niveau gepumpt werden.
Wurde aber aus einem höher gelegenen Behälter so viel Flüssigkeit angesaugt, dass sie durch die
Heberwirkung von selbst weiterfliessen kann, so strömt sie durch den Einlass 4 in den Durchlass 8 und bewegt bei geöffnetem Durchfluss die Einlassventile 19 und 21 in die für denDurchfluss günstigste Stel- lung, um dann, je nach der Stellung, in der sich das Auslassventil 17 befindet, über einen oder bei- de Zylinderräume, den Durchlass 9 und den Auslass 5 abzufliessen, ohne dass Pumpen erforderlich wäre.
Bei gesperrtem Durchfluss, z. B. bei der in Fig. l gezeigten Stellung der Kolben, hält der Kolben 12 das Einlassventil 21 direkt und das Auslassventil 17 über das Abstandsrohr 18a in ihrer Lage fest.
Einströmende Flüssigkeit kann also nur in den Zylinderraum 6 gelangen und von dort nicht mehr wei- terfliessen. Zum Öffnen des Durchflusses werden mittels der Handhabe 14 die Kolben nach rechts bewegt, wodurch die Sperre für das Einlassventil 21 und das Auslassventil 17 aufgehoben wird, so dass diese unter dem Druck der einströmenden Flüssigkeit denDurchfluss freigeben. Zum Schliessen des Durch- flusses werden die Kolben wieder bis zum Anschlag nach links bewegt und dadurch das Einlassventil 21 und das Auslassventil 17 wieder in ihre Sperrstellung gebracht. Der infolge eines Flüssigkeitsgefälles im Zylinderraum 6 auf den Kolben 11 wirkende Druck hat das Bestreben, diesen und über die Kolbenstange auch den Kolben 12 nach links zu bewegen und hält dadurch das Einlassventil 21 und das Auslassventil 17 in ihrer Sperrstellung fest.
Will man auf ein höheres Niveau geförderte Flüssigkeit rückströmen lassen, wobei sie in Richtung vom Auslass 5 zum Einlass 4 durch das Gerät strömt, so muss eine solche Verbindung hergestellt werden können. Zu diesem Zwecke ist gemäss dem Beispiel, wie in Fig. 2 dargestellt, im Gehäuse 3 in radialer Richtung ein aus einem kegelstumpfförmigenund einem zylindrischen Teil bestehender Drehkörper 22 gelagert, der mit der Basis seines kegelstumpfförmigen Teiles nach innen zum Durchlass 9 hin gerichtet ist. Auf seinem zylindrischen, nach aussen ragenden Teil ist eine Hülse 24 festsitzen angeordnet und oberhalb dieser eine Handhabe 26 befestigt.
Unterhalb der Hülse ist eine konisch geformte, elastische Ringscheibe 25 in einer entsprechenden Ausnehmung des Gehäuses 3 angeordnet und stützt sich einerseits im Bereich ihrer Bohrung dichtend gegen die Hülse 24 und anderseits in ihrem Umfangsbereich dichtend gegen die Ausnehmung im Gehäuse. An seiner Basis besitzt der kegelstumpfförmige Teil des Drehkörpers 22 eine Abschrägung 23. Diese verbindet in der im Beispiel gezeigten Stellung den Durchlass 8 mit dem Durchlass 9, so dass über die Durchlasse der Auslass mit dem Einlass verbunden ist. Wird durch Drehen der Handhabe 26 die Abschrägung 23 in eine dem Durchlass 8 abgewandte Stellung gebracht, so sind die Durchlässe und damit auch der Einlass und der Auslass voneinander getrennt. Diese Einrichtung gestattet den Durchfluss durch das Gerät in beiden Richtungen unabhängig von der Stellung der Kolben.
Das Gerät bildet ein in sich geschlossenes Aggregat, bei dem der Druckausgleich der hinter den Kolben 11 und 12 liegenden Lufträume 15 und 16, die durch die hohl ausgebildete Kolbenstange 10 und die in der hohl ausgebildeten Schubstange 13 knapp hinter den Kolben 12 angeordneten radialen Bohrungen 13a miteinander verbunden sind, innerhalb des Geräts erfolgt.
Der Einlassstutzen 3a besitzt an seinem Ende einen konisch ansteigenden Wulst, über welchen das Schlauchende aufgeschoben ist. Ein Sicherungsring 3c, der vorteilhafterweise mit einem konischen Innengewinde oder mit in ähnlicher Weise gebildeten Rillen versehen sein kann, umspannt das Schlauchende und sichert den Schlauch gegen unbeabsichtigtes Abziehen.
Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführung des Einlassventils 19 in einem senkrecht zur Kolbenstange geführten Schnitt. Es ist beispielsweise den Mündungen des Durchlasses 8 entsprechend ringsektorförmig ausgebildet und durch zwei von der Stirnseite des Gehäuses abstehende Stifte 3d, an denen es mit seinen Flanken gleitet, gegen Drehung gesichert. Es sitzt mittels dreier zentral gerichteter Stege 19a, die in einen die Kolbenstange umfassenden Ring übergehen, verschiebbar auf dieser. Der Vorteil eines solchen Einlassventils liegt darin, dass es nicht nur durch das Druckgefälle sondern auch durch Mitnahme mit der Kolbenstange bewegt werden kann.
Gemäss dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Saug- und Druckpumpe wieder zwei an ein den Einlass 4 und den Auslass 5 aufnehmendes Gehause gut dichtend angesetzte, je einen Deckel 1a bzw. 2a tragende Zylinder 1 und 2. Die Kolbenstange 10 verbindet die beiden Kolben 11 und 12, die an ihrer Stirnseite je eine elastische Ringscheibe llb und 12b
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tragen, und setzt sich in die Schubstange 13 fort, die den Zylinderdeckel 2a durchsetzt, der sie mittels einer Doppelmanschette bzw. zweier entgegengesetzt gerichteter Dichtungslippen umfasst.
Die Kolbenstange besitzt zwei voneinander getrennte axiale Bohrungen, deren eine mit ihrem einen Ende frei in den Zylinderraum 15 und mit ihrem andern Ende über eine radiale Bohrung in den Zylinderraum 7 mündet, während die andere mit ihrem einen Ende frei in den Zylinderraum 16 und mit dem andern über eine radiale Bohrung in den Zylinderraum 6 mündet. Durch diese Verbindung der Zylinderräume wird das Hubvolumen des Geräts etwas mehr als verdoppelt, da auch die äusseren Zylinderräume zur Förderung herangezogen werden.
Das Auslassventil ist wieder, auf der Kolbenstange sitzend, in dem dem Auslass 5 zugeordneten Durchlass 9 angeordnet (Fig. 5) und findet seine beiden Schliessstellungen an dessen rechts und links der Einmündung des Auslasses gelegenen Querschnittsverengungen. Es besteht aus zwei Ventiltellern 17b und 17d und einem zwischen diesen angeordneten Rohrstück 17c und sitzt mit den Bohrungen der Ventilteller und des Rohrstückes dichtend und verschieblich auf der Kolbenstange. Zwischen dem Auslassventil 17bcd und dem Kolben 12 ist ein auf der Kolbenstange festsitzender Abstandsring 18b so angeordnet, dass er in der inneren Endstellung des Kolbens, wie in Fig. 4 gezeigt, das Auslassventil in dessen linken Schliessstellung dichtend festhält.
Die Kolbenstange besitzt drei Ausnehmungen 10a, die vom linken Ende des Abstandsringes 18b sich nach links erstrecken und ein kurzes Stück länger sind als das Auslassventil 17bcd breit ist.
Der dem Einlass 4 zugeordnete Durchlass 8 (Fig. 5) durchsetzt das Gehäuse 3 in dessen an den dem Auslass 5 zugeordneten Durchlass 9 angrenzenden Bereich in axialer Richtung mit ringsektorförmigem Querschnitt und geht an seinen Enden in je eine in den Stirnseiten des Gehäuses einge- lassene ringsektorförmige Nut 8a bzw. 8b über, die seine beiden ringsektorförmigen Mündungen ausweiten, jedoch nicht zu einem ganzen Ring schliessen. Diese Mündungen werden durch die Einlassventile 19 und 21, welche je die Form eines ringförmigen Ventiltellers haben, zu den Zylinderräumen 6 und 7 hin geöffnet und geschlossen.
Die Einlassventile sind in je einer kurzen, eine Zylinderbohrung mit etwas grösserem Durchmesser fortsetzenden, ihnen als Führung dienenden Bohrung 6a und 7a leicht verschieblich gelagert und finden ihre innere Endstellung an einer Stirnseite des Gehäuses und ihre äussere Endstellung an der Stirnseite des Zylinders 1 bzw. 2.
Zwischen dem Einlassventil 19 und dem Kolben 12 ist in einer axialen Bohrung 20a des Gehäuses 3 ein Abstandsstift 20b, der in seinem mittleren Bereich einen Bund besitzt, leicht verschieblich derart gelagert, dass er mit seinem Bund in seiner linken Endstellung, wie in Fig. 4 gezeigt, dichtend an eine Verjüngung der Bohrung 20a und in seiner rechten Endstellung an eine in der Bohrung 20a festsitzende Hülse 20f anschlägt ; er durchgreift die Hülse 20f und damit auch eine Ausnehmung 21b des Einlassventils 21 und hat eine solche Länge, dass durch seine Zwischenschaltung der Kolben 12 bereits ein kurzes Stück vor seiner inneren Endstellung das Einlassventil 19 ge- öffnet hält.
Die Hülse 20f ragt aus der Bohrung 20a so weit heraus, dass sie in jeder Stellung des Einlassventils 21 ein Stück in dessen Ausnehmung 21b hineingreift, ohne seine axiale Bewegungsfreiheit zu beeinträchtigen.
Mit den Kolben 11 und 12 ist je eine elastische Ringscheibe llb bzw. 12b verbunden. Sie dient dazu, den Anschlag des Kolbens 11 bzw. 12 in seiner inneren Endstellung zu dämpfen und hält in dieser Stellung des Kolbens 11 bzw. 12 infolge ihrer Elastizität das Einlassventil 19 bzw. 21 gut dichtend an seinen Sitz.
Werden bei der beschriebenen Saug- und Druckpumpe, ausgehend von einer Stellung wie in Fig. 4, die Kolben 11 und 12 nach rechts bewegt, so entsteht in den Zylinderräumen 6 und 16 ein Überdruck und in den Zylinderräumen 7 und 15 ein Unterdruck. Dieses Druckgefälle bewegt das Einlassventil 19, das den Abstandsstift 20b mitnimmt, und das Einlassventil 21 sowie das Auslassventil 17bcd, das auch durch die Kolbenstange mitgenommen wird, von ihrer linken in ihre rechte Endstellung. In dieser hat dÅas Einlassventil 19 den Durchlass 8 und dadurch den Einlass 4 zum Zylinderraum 6 hin geschlossen und das Einlassventil 21 den Durchlass 8 und dadurch den Einlass 4 zum Zylinderraum 7 hin geöffnet, während das Auslassventil 17bcd im Durchlass 9 die rechte Endstellung eingenommen hat, in der der Auslass 5 mit dem Zylinderraum 6 verbunden und vom Zylinderraum 7 getrennt ist.
Nun wird bei weiterer Rechtsbewegung der Kolben durch den Einlass 4 über den Durchlass 8 Fördermittel, z. B. Luft, in die sich vergrössernden Zylinderräume 7 und 15 gesaugt und die in den sich verkleinernden Zylinderräumen 6 und 16 enthaltene Luft über den Durchlass 9 durch den Auslass 5 entleert. Nach Beendigung dieses Saug- und Druckhubes erfolgt die Bewegung der Kolben in entgegengesetzter Richtung, also nach links. Die Ventile und auch der Abstandsstift
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bewegen sich gleichfalls nach links und stellen die Verbindung der Zylinderräume mit dem Einlass und dem Auslass wieder um, so dass in die Zylinderräume 6 und 16 angesaugt und aus den Zylinderräu- men 7 und 15 gefördert wird.
Herrscht, z. B. bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Kolben, nachwiederholtem Ansaugen eines gasförmigen Mediums, z. B. Luft, in den Zylinderräumen 6 und 16 ein Unterdruck, so hält dieser das
Einlassventil 21 und den Ventilteller 17b des Auslassventils in ihrer linken Endstellung fest, wäh- rend das Rohrstück 17c und der Ventilteller 17d des Auslassventils bei Rechtsbewegung der Kolben von der Kolbenstange bis in ihre rechte Endstellung mitgenommen werden ; dadurch wird die Verbindung des Zylinderraumes 7 zum Auslass 5 unterbrochen, so dass bei weiterer Rechtsbewegung der Kolben in den Zylinderräumen 7 und 15 ein Unterdruck entsteht, durch welchen sich das Einlassventil 21 öffnet und in die Zylinderräume 7 und 15 Luft angesaugt wird.
Während dieser Rechtsbewegung der
Kolben wird der in den Zylinderräumen 6 und 16 herrschende Unterdruck abgebaut, das Einlassven- til 19 durch das zwischen dem Zylinderraum 6 und dem Durchlass 8 bzw. dem Einlass 4 entstandene Druckgefälle geschlossen und nach weiterem Druckanstieg der Ventilteller 17b des Auslass- ventils bis zum Anschlag an das Rohrstück 17c nach rechts bewegt und Luft aus den Zylinderraumen 6 und 16 über den Durchlass 9 in den Auslass 5 gefördert. Nach Umkehr der Kolbenbewegung wiederholt sich der Vorgang sinngemäss von rechts nach links. Durch öfteres Wiederholen dieser Kolbenhübe kann in der Saugleitung ein beträchtliches Vakuum erzeugt und durch dieses Flüssigkeit in eine entspre- chende Höhe angesaugt werden.
Wurde Flüssigkeit angesaugt und hat diese das Gerät gefüllt, so erfolgt die Umstellung der Einlassventile 19 und 21 und auch des gesamten Auslassventils 17bcd gleich nach Umkehr der Kolbenbewegung durch die Flüssigkeitsströmung, und es kann durch Wiederholen der gleichzeitigen Saug- und Druckhübe eine beliebige Menge Flüssigkeit auf ein höheres Niveau gepumpt werden.
Um ein in der Saugleitung erzeugtes Vakuum auszugleichen oder um im Gerät und in der Steigleitung befindliche Flüssigkeit zurückfliessen zu lassen, muss eine Verbindung hergestellt werden können, die das Rückströmen eines Gases oder einer Flüssigkeit durch das Gerät in der Richtung vom Auslass zum Einlass ermöglicht. Diese Einrichtung besteht gemäss dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Beispiel aus den drei an der Kolbenstange 10 angeordneten Ausnehmungen 10a und dem im Gehäuse gelagerten Abstandsstift 20b.
Werden, ausgehend von der linken Endstellung der Kolben wie sie Fig. 4 zeigt, die Kolbenstange 10 und mit dieser der Abstandsring 18b sowie das Rohrstück 17c und der Ventilteller 17d des Auslassventils ein kurzes Stück nach rechts bewegt, während der Ventilteller 17b des Auslassventils und das Einlassventil 21 infolge eines in der Saugleitung und im Zylinderraum 6 herrschenden Vakuums oder infolge von in der Steigleitung und im Durchlass 9 befindlicher Flüssigkeit in ihrer Schliessstellung festgehalten werden, so öffnet sich rechts vom Ventilteller 17b die Verbindung vom Auslass 5 über den Durchlass 9 zu den Ausnehmungen 10a der Kolbenstange.
Da diese aber nur ein kurzes Stück nach rechts bewegt wurde, ist die Verbindung der Ausnehmungen 10a links vom Ventilteller 17b über den Durchlass 9 zum Zylinderraum 6 noch geöffnet ; die Verbindung von diesem über den Durchlass 8 zum Einlass 4 ist ebenfalls geöffnet, da der Kolben 12 über den Abstandsstift 20b das Einlassventil 19 am Schliessen hindert. Somit ist das Rückströmen des Fördermittels vom Auslass zum Einlass möglich. Da dies jedoch nur möglich ist, wenn sich die Kolbenstange und der Kolben 12 kurz vor ihrer linken Endstellung befinden, wird die Förderleistung des Gerätes bei den Saug- und Druckhüben nicht wesentlich beeinträchtigt.
In der in Fig. 4 gezeigten linken Endstellung der Kolben ist der Durchfluss durch das Gerat gesperrt, da der Kolben 12 mit seiner Ringscheibe 12b das Einlassventil 21 geschlossen hält und der auf der Kolbenstange befindliche Abstandsring 18b das Auslassventil 17bcd in seiner linken Schliessstellung festhält, wodurch auch die Verbindung der Ausnehmungen 10a der Kolbenstange zum Durchlass 9 hin unterbrochen ist. Vom Einlass 4 über den Durchlass 8 in den Zylinderraum 6 einströmende Flüssigkeit kann also nur noch entlang des Abstandsstiftes 20b durch die Bohrung 20a des Gehäuses und die Bohrung der Hülse 20f in den Zylinderraum 7 gelangen ; von dort kann sie nicht mehr weiter gelangen, da die Ringscheibe 12b dichtend am Einlassventil 21 anliegt.
Zum öffnen des Durchflusses werden mittels der Handhabe 14 über die Schubstange 13 die Kolbenstange 10 und die Kolben 11 und 12 etwas nach rechts bewegt, wodurch die Sperre für das Auslassventil 17bcd und das Einlassventil 21 gelöst wird.
Fig. 6 zeigt eine etwas geänderte Ausführung einer Rückflusseinrichtung und eine teilweise andere Ausführung des Gerates. Die Kolbenstange ist wie im Beispiel gemass Fig. 1 hohl ausgebildet, so dass sie die beiden äusseren Zylinderräume druckausgleichend verbindet. Das Auslassventil besteht aus zwei
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Ventiltellern 17b und 17d, die mit je einer Dichtungslippe, die etwas breiter als der Teller selbst ist, einander zugewandt, verschieblich auf der Kolbenstange sitzen.
Dem Kolben 12 ist eine elastische Ringscheibe 12a vorgelagert, die axial verschieblich in einer Ringnut der Kolbenstange 10 geführt ist und sich in der inneren Endstellung des Kolbens 12 einerseits in einem mittleren, ringförmigen
Bereich gegen einen an der Stirnseite des Kolbens befindlichen ringförmigen Grat, anderseits mit dem äusseren Umfangsbereich gegen einen ringförmigen Grat des Einlassventils 21 und mit dem inneren
Umfangsbereich gegen das eine Ende eines leicht verschieblich auf der Kolbenstange sitzenden Abstandsrohres 18 stützt, das sich seinerseits mit seinem andern Ende gegen das Auslassventil 17bd stützt.
Die in diesem Beispiel gezeigte Rückflusseinrichtung besteht aus einer an der Kolbenstange ange- ordneten Längsnut 10a, die von der der Ringscheibe 12a als Führung dienenden Ringnut der Kol- benstange nach links bis ein kurzes Stück nach dem sich in seiner Schliessstellung befindlichen Ventil- teller 17b reicht, also etwas länger ist als das Auslassventil und das Abstandsrohr zusammen lang sind, und aus dem Abstandsstift 20d, der in einer axialen, eine oder mehrere Längsnuten aufweisenden
Bohrung 20c des Gehäuses leicht verschieblich gelagert ist.
Die Bohrung 20c mündet mit ihrem linken Ende in eine in der Stirnseite des Gehäuses angeordnete ringförmige Nut 8a, die die linke ringsektorförmige Mündung des Durchlasses 8 aufnimmt und zu einem ganzen Ring ausweitet ; mit ihrem rechten Ende mündet sie in eine kurze, zylindrische, von der rechten ringsektorförmigen Mündung des Durchlasses 8 getrennte Ausnehmung 20e des Gehäuses. Der Abstandsstift 20d besitzt einen Bund, mit welchem er in seiner linken Endstellung die rechte Mündung der Bohrung 20c und deren Längsnuten schliesst und mit der er in seiner rechten Endstellung an das Einlassventil 21 anschlägt, das eine Ausnehmung 21b besitzt, durch welche der rechts vom Bund gelegene Teil des Abstandsstiftes 20d hindurchgreift und so das Einlassventil 21 an einer wesentlichen Drehung hindert.
Wird der Abstandsstift 20d so ausgeführt, dass er über seinen Bund nicht nach rechts hinausragt, so wird das Einlassventil 21 durch eine andere, beliebige Massnahme, z. B. einen in der Stirnseite des Gehäuses festsitzenden, in eine Ausnehmung des Einlassventils hineingreifenden Stift am Drehen gehindert. Zwischen der Stirnseite des Zylinders 1 und dem Einlassventil 19 ist eine Spiralfeder 19c gelagert, die das Einlassventil gleich nach Beendigung eines Saughubes in seine Schliessstellung drückt.
Auch bei dieser Ausführung einer Rückflusseinrichtung ist die Verbindung vom Auslass zum Einlass nur ein kurzes Stück vor der linken Endstellung des Kolbens 12 geöffnet. Fig. 6 zeigt diese Stellung.
In dieser ist die Verbindung von dem dem Auslass zugeordneten Durchlass 9 zwischen den beiden Ventiltellern 17b und 17d hindurch zur Lällgsnut 10a der Kolbenstange und weiterhin zum Zylinder- raum 6 geöffnet. Dadurch kommt das Einlassventil 19 unter die Wirkung des zwischen Auslass und Einlass herrschenden Druckgefälles und wird in seine Schliessstellung bewegt, wobei es den Abstandsstift 20d mitnimmt und dessen Bund von seiner die Bohrung 20c und deren Längsnuten schliessenden Stellung abhebt.
Da das Abstandsrohr 18 verhindert, dass sich der Ventilteller 17d in seine Schliessstellung nach rechts bewegt, ist die Verbindung vom Auslass über den Durchlass 9 zum Zylinderraum 7 und von diesem durch die Ausnehmung 21b des Einlassventils 21 hindurch, um den Bund des Abstandsstiftes 20d herum, durch die Bohrung 20c und deren Längsnuten zu der in der linken Stirnseite des Gehäuses angeordneten, ringförmigen Nut 8a und über diese zum Durchlass 8 und zum Einlass 4 geöffnet.
Bei den in den Fig. 4 und 6 dargestellten beispielsweisen Ausbildungen einer Rückflusseinrichtung ist der Rückfluss ein kurzes Stück vor der linken Endstellung der Kolben geöffnet, gleichgültig ob diese Stellung von rechts oder von links her erreicht wurde. Soll er jedoch nur dann geöffnet sein, wenn die Kolben von ihrer linken Endstellung her diese Stellung erreichen, so werden die Ausnehmungen 10a der Kolbenstange kürzer ausgeführt als das gesamte Auslassventil breit ist und so angeordnet, dass sie bei dieser Stellung der Kolben unter den sich in seiner Schliessstellung befindenden Ventilteller 17b zu liegen kommen und ihn nach beiden Seiten um ein kurzes Stück überragen.
Da die Kolbenstange bei ihrer Bewegung von rechts her den rechten Ventilteller 17d bzw. diesen und das Rohrstück 17c bis zum Anschlag an den Ventilteller 17b mitnimmt, ist schon bevor die Kolben ihre linke Endstellung erreichen, das rechts vom Ventilteller 17b befindliche kurze Stück der Ausnehmungen 10a zum Durchlass 9 hin abgedeckt und damit die für den Rückfluss erforderliche Verbindung vom Auslass zum Zylinderraum 6 gesperrt.
An Hand von Fig. 7 werden weitere Ausführungsmöglichkeiten einer erfindungsgemässen Saug- und Druckpumpe bzw. einzelner Teile derselben aufgezeigt.
Gemäss Fig. 7 ist das Auslassventil mehrteilig ausgeführt und besteht aus den beiden auf einem
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verschiebbar und dichtend auf der Kolbenstange sitzenden Zwischenrohr 17e verschiebbar und dichtend sitzenden Ventiltellern 17b und 17d sowie aus einer zwischen diesen angeordneten spiralförmi-
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einen Bund, der je einem der beiden, mit je drei zentral gerichteten Stegen versehenen Einlassventi- le 19 und 21 zugeordnet ist und diesem bzw. dessen Stegen 19a bzw. 21a als Anschlag zur Be- grenzung seiner äusseren Endstellung dient. Zwischen den beiden Einlassventilen 19 und 21 ist in einer axialen Bohrung des Gehäuses 3 ein Abstandsstift 20 leicht verschieblich gelagert, der eine solche
Länge hat, dass immer nur eines der beiden Einlassventile 19 und 21 seine Schliessstellung einnehmen kann.
Die Rückflusseinrichtung besteht aus dem Abstandsstift 20 und drei auf der Kolbenstange angeord- neten Ausnehmungen 10a sowie einem am Zwischenrohr befindlichen Kranz radialer Bohrungen 17g.
Kurz vor der inneren Endstellung des Kolbens 12, wie in Fig. 7 dargestellt, kann Fördermittel vom
Auslass über den Durchlass 9 zu den radialen Bohrungen 17g des Zwischenrohres 17e und durch diese hindurch über die Ausnehmungen 10a der Kolbenstange zum Zylinderraum 6 und von diesem, da das Einlassventil 19 durch den Abstandsstift 20 gehindert wird, seine Schliessstellung ein- zunehmen, in den Durchlass 8 und zum Einlass gelangen. Der Abstandsstift 20 wird dabei vom Einlassventil 21, das infolge des vom Auslass zum Einlass hin herrschendenDruckgefälles inseiner Schliess- stellung verharrt, in seiner das Einlassventil 19 öffnenden Stellung gehalten. Die Druckfeder 17f hält die Ventilteller 17b und 17d so weit auseinander, dass vom Durchlass 9 Fördermittel zu den radialen Bohrungen 17g gelangen kann.
Um den Durchfluss durch das Gerät zu sperren, wird, z. B. ausgehend von der in Fig. 7 gezeigten Stellung, der Kolben 12 in seine innere Endstellung bewegt. In dieser schlägt er mit seiner elastischen Ringscheibe 12c an das rechte Ende des Zwischenrohres 17e an, das seinerseitsmitseinem am rechten Ende angeordneten Bund das Einlassventil 21 in dessen Schliessstellung festhält und mit seinem Abstandsbund 18c den Ventilteller 17d, das Rohrstück 17c und den Ventilteller 17b in ihrer linken Endstellung und somit das Auslassventil in dessen linken Schliessstellung festhält.
Gemäss Fig. 7 sitzen auf dem an seinen beiden Enden je einen Bund besitzenden Zwischenrohr 17e sowohl die beiden Einlassventile 19 und 21 als auch die beiden Ventilteller 17b und 17d des Auslassventils. Anstatt der beiden je einseitig wirkenden, voneinander unabhängig verschiebbar angeordneten Ventilteller 17b und 17d kann im mittleren Bereich des Zwischenrohres 17e ein beidseitig wirkender Ventilteller oder Ventilkörper verschiebbar, insbesondere aber auch unverschiebbar oder mit dem Zwischenrohr 17e aus einem Stück bestehend angeordnet sein. Diese Ausführung des Auslassventils ist einfacher und eignet sich gut zur Flüssigkeitsförderung, jedoch weniger gut zur Förderung von Gasen.
Gemäss Fig. 7 sitzt das Einlassventil 19 bzw. 21 derart frei beweglich auf dem an seinen beiden Enden je einen Bund besitzenden Zwischenrohr 17e, dass es von diesem bzw. dessen Bund, der an seine zentral gerichteten Stege 19a bzw. 21a anschlägt, nur in Richtung seiner Schliessstellung, also zu einer Stirnseite des Gehäuses hin, aber nicht in umgekehrter Richtung mitgenommen werden kann. Dabei kann es seine axiale Führung entweder durch die Bohrung des Zylinders 1 bzw. 2, an der es mit seinem Umfang gleitet, erhalten oder durch das Zwischenrohr 17e, auf welchem es mittels seiner Stege 19a bzw. 21a, die in einem das Zwischenrohr umfassenden Ring übergehen können, leicht verschieblich sitzt.
Es kann aber auch jedes der beiden Einlassventile in je einer an den beiden Enden des Zwischenrohres 17e angeordneten Ringnut sitzen, so dass die beiden Einlassventile durch das Zwischenrohr in einem solchen Abstand voneinander gehalten werden, dass sie ihre Schliessstellung nicht beide gleichzeitig einnehmen können : der Abstandsstift 20, wie in Fig. 7 gezeigt, ist dann nicht erforderlich, um sie daran zu hindern. Die Einlassventile können aber auch nur als ringförmige Ventilteller ausgebildet und mittels durch den Durchlass 8 oder durch axiale Bohrungen des Gehauses 3 hindurchgeführter Stege oder Stäbe, die etwas länger als die Bohrungen sind, verbunden sein, so dass der Anschlag des einen Einlassventils an eine Stirnseite des Gehauses die äussere Endstellung des andern Einlassventils bestimmt.
Gemäss Fig. 7 besitzt das Einlassventil 19 bzw. 21 drei zentral gerichtete Stege 19a bzw. 21a und sitzt auf dem Zwischenrohr 17e. Einem solchen Einlassventil kann, ähnlich wie bei Fig. 6 dargestellt, eine spiralförmige Druckfeder zugeordnet sein, die sich einerseits gegen das Zwischenrohr und und dessen Bund, anderseits gegen die Rückseite des Einlassventils und einen ringförmigen Grat desselben stützt. Ist eine solche Feder vorgesehen, kann das Einlassventil 19 bzw. 21 als ringförmiger, mit
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seinem Umfang an der Bohrung eines Zylinders 1 bzw. 2 gleitender Ventilteller ohne zentral gerichtete Stege ausgebildet sein.
An Hand der Fig. 1-7 wurden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung in ihren wesentlichen Merkmalen erläutert. Es sind jedoch, ohne am Grundsätzlichen der Erfindung etwas zu ändern, auch andere Ausführungen der Saug- und Druckpumpe oder einzelner Teile möglich.
Je nach dem Verwendungszweck können die Geräte mit oder ohne einer Rückflusseinrichtung, sowie mit oder ohne einer Einrichtung zum Sperren des Durchflusses ausgeführt werden.
Die Geräte können, wie bei dem Beispiel gemäss Fig. l beschrieben, eine hohle, die beiden äusseren Zylinderräume druckausgleichend verbindende Kolbenstange besitzen oder, wie bei dem Beispiel gemäss Fig. 4 beschrieben, eine Kolbenstange, die mittels zweier axialer Bohrungen die beiden äusseren Zylinderräume zur zusätzlichen Förderleistung mit den inneren Zylinderräumen verbindet. Die Kolbenstange kann aber auch voll sein. Dann können die beiden äusseren Zylinderräume durch eine beliebige, geeignete Massnahme druckausgleichend miteinander verbunden werden oder frei nach aussen münden.
In den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen ist der dem Auslass 5 zugeordnete Durchlass 9 zentrisch zur Achse der Zylinder angeordnet. Er kann aber auch exzentrisch zu dieser und mit Vorteil näher zum Auslass hingerückt das Gehäuse durchqueren. In diesem Falle sitzt entweder das Auslassventil mit einer exzentrischen Bohrung auf der Kolbenstange oder die Kolbenstange ist gleichfalls exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet und das Auslassventil sitzt zentrisch auf ihr. Die Einlassventile werden dann, um den Durchfluss durch den Durchlass 9 nicht zu behindern, den Mündungen des Durchlasses 8 entsprechend, als ringsektorförmige od. ähnl. geformte Ventilteller ausgebildet.
Bei den dargestellten Beispielen hat die Saug- und Druckpumpe eine gerade Achse. Die Achse der Kolbenstange und der Zylinder sowie der zugeordneten Teile kann aber auch kreisförmig um ein und dieselbe Mittelpunktachse gekrümmt sein. In diesem Falle setzt sich die Kolbenstange mit Vorteil an ihren beiden Enden in je einer gleichfalls gekrümmten Schubstange fort. Die Betätigung erfolgt durch eine den beiden Schubstangen gemeinsame Handhabe oder einen um die Mittelpunktachse des Geräts schwenkbaren Hebel.
Der Zylinderdeckel la kann mit einer Bohrung versehen sein, die durch einen Stopfen geschlossen werden kann. Diese Bohrung ist unter Umständen zur Entlüftung und zur Reinigung des Geräts von Vorteil.
Um den Anschlag der Kolben zu dämpfen und einen gleichmässigen Anschlag des Einlass- und des Auslassventils in der Schliessstellung des Geräts zu erreichen, können die Kolben an ihrer Stirnseite statt einer hartelastische Ringscheibe eine weichelastische Auflage besitzen. Eine solche Auflage können auch die Sitzflächen der Ventile sowie deren Gegenflächen im oder am Gehäuse tragen. Auch können die Ventile selbst aus weichelastischem Material oder aus hartelastischem Material in nur geringer, z. B. nur wenige zehntel Millimeter betragender Dicke gefertigt sein, um ein elastisch ausgleichendes, sicher dichtendes Anliegen ihrer Dichtflächen an deren Sitzen zu erreichen.
Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen besitzt die Saug- und Druckpumpe einen Einlass- und einen Auslassstutzen, die am Gehäuse radial angeordnetsind und sich diametral gegenüberliegen. Die Stutzen können jedoch auch einen kleineren Winkel einschliessen und auch von der radialen Richtung abweichend am Gehäuse angeordnet sein und in schräger Richtung in die Durchlässe münden. Es können auch mehrere Einlass- und mehrere Auslassstutzen vorgesehen sein. Bei mehreren Einlassstutzen kann diesen entsprechend der dem Einlass zugeordnete Durchlass in axialer Richtung, also in Richtung der Kolbenstange, unterteilt sein, um die Stabilität des Geräts zu erhöhen.
Zu diesem Zweck kann der Durchlass auch bei nur einem Einlassstutzen axial in zwei Hälften unterteilt sein, wobei die Un- terteilung vor die Mündung des Einlassstutzens zu liegen kommt und der Einlass zu einem Teil in die eine und zum andern Teil in die andere Hälfte des Durchlasses mündet. Es können für ein Gerät auch auswechselbare Stutzen mit verschiedener lichter Weite verwendet werden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn der Auslassstutzen als Mundstück ausgebildet ist. An Stelle eines Stutzens kann eine Absperrvorrichtung beliebiger Bauart mit dem Gehäuse verbunden sein ; eine solche kann aber auch in eine Leitung eingebaut oder an deren Ende vorgesehen sein.
Die dargestellten Beispiele zeigen die Saug- und Druckpumpe als Handgerät. Die Saug-und Druckpumpe kann aber auch ortsfest angebracht sein und die Schubstange statt mit einer Handhabe mit einem Hebel verbunden werden. An einem solchen Hebel können je nach Bedarf auch zwei oder mehrere Geräte angeschlossen werden. Die Betätigung der Geräte erfolgt von Hand aus oder motorisch. Insbesondere bei motorischem Antrieb können die Geräte auch dadurch betrieben werden, dass deren Schubstangen mittels eines oder mehrerer Exzenter betätigt werden.
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