<Desc/Clms Page number 1>
Kreiskolbenpumpe.
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an sogenannten Kreiskolbenpumpen, bei denen in einem Ringraume mehrere kreisende Kolben sich mit gleichförmiger Drehgeschwindigkeit bewegen und hierbei das zu fördernde Mittel von einem Saugraum nach einem Druckraum überschieben, wobei ein mit dem kreisenden Kolben zusammenarbeitender, rotierender Schieber den Übertritt der Kreiskolben vom Druckraum zum Saugraum vermittelt.
Derartige Pumpen sollen erfindungsgemäss insbesondere für solche Fälle geeignet gemacht werden, in denen es sich darum handelt, grosse Fördermengen bei möglichst geringem Gewicht. und Raumbedarf der Pumpe zu bewältigen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für derartige Pumpen liegt beispielsweise in der Spülluftversorgung für leichte, schnellaufende Verbrennungskraftmaschinen.
Die bekannten Bauarten von Kreiskolbenpumpen sind als Spülluftpumpen für solche Maschinen bisher kaum verwendet worden, obwohl sie an sich manche der Anforderungen, die an Spülluftpumpen im allgemeinen gestellt werden, zu erfüllen imstande wären. Hierher gehören
EMI1.1
Teile wie Kolben und Pleuelstangen, dafür reine, gleichförmige Drehbewegungen aller bewegten Teile, also Fortfall störender Massenwirkungen, Förderung ölfreier Luft, Wegfall besonderer Ventile, einfache Bauart und geringe Anzahl der bewegten Teile, wenige der Abnutzung unterworfene Elemente, also einfache Wartung und Instandhaltung, geringe Reibungsverluste, also guter mechanischer Wirkungsgrad.
Dass solche Pumpen trotzdem als Spülpumpen selten Anwendung finden, hat darin seinen Grund, dass die bekannten Bauarten den hohen technischen Anforderungen, die an Spülluftpumpen für derartige Maschinen gestellt werden müssen, nicht gewachsen sind. Dieselben sind insbesondere für die unmittelbare Ausnutzung der bei leichten Verbrennungskraftmaschinen vorkommenden hohen Drehzahlen von beispielsweise 1200 bis 2000 Umdrehungen in der Minute
EMI1.2
und der hohen Gewichte aus.
Wegen der eigenartigen Bauart dieser Pumpen ist es auch nicht möglich, entsprechend kleinere Pumpen mit den genannten hohen Drehzahlen zu betreiben. da die kreisenden Kolben und ihr Antrieb bei den bisher bekannten Ausführungsformen nicht genügend widerstandsfähig gegen die hier auftretenden hohen Fliehkräfte und die bei solchen Drehzahlen auftretenden Schwingungserscheinungen gemacht werden können.
Die Erfindung bezweckt nun, zunächst eine solche Bauart für Kreiskolbenpumpen zu schaffen, die auch bei hohen Drehzahlen (etwa bis 2000 in der Minute) den auftretenden Bean- spruchungen mit Sicherheit standzuhalten vermag und gleichzeitig verhältnismässig geringes Gewicht und einfachen Aufbau zu erzielen gestattet.
Diese neue Bauart soll weiterhin in der Richtung Verbesserungen aufweisen, dass der Raumbedarf der Pumpe im Verhältnis zur Fördermenge möglichst weitgehend ausgenutzt wird und endlich, dass eine möglichst gleichmässige Förderung und eine mit geringem Energieverlust verknüpfte Luftführung in der Pumpe erzielt wird.
EMI1.3
<Desc/Clms Page number 2>
Fig. i zeigt schematisch einen Längsschnitt durch das die Kreiskolbenpumpe enthaltende Gehäuse einer Pumpe nach der üblichen bekannten Anordnung, und zwar einen Schnitt nach 1-1 der Fig. z, diese einen Querschnitt durch die Pumpe nach der bekannten Ausführungsform.
1 ist die Welle, die durch eine Riemenscheibe angetrieben wird. Die Welle ruht in festen Lagern 2, 3, die in der Regel ausserhalb des Gehäuses 7 angeordnet sind. In der Mitte zwischen beiden Lagern ist auf die Welle 1 eine Scheibe 4 aufgekeilt, an die beiderseits die eigentlichen Kreiskolben 5, 6 angesetzt sind. Es sind auch Bauarten bekannt, bei denen sich die Kreiskolben nur auf einer Seite der Scheibe 4 befinden. Wird die Welle in Umdrehung versetzt, so wirken auf die einseitig befestigten Kreiskolben die Fliehkräfte und suchen sie in die in gestrichelten Linien übertrieben angedeutete Lage zu bringen. Hierdurch entsteht an der Wurzel der Kreiskolben eine sehr hohe Beanspruchung, durch deren zulässige Grenze in Verbindung mit den Abmessungen der Kreiskolben die Drehzahl bestimmt ist.
Eine Abstützung der äusseren freien Enden der Kreiskolben gegen die Welle ist aus konstruktiven Gründen wegen der Füllkörper 8 nicht möglich. Infolge des grossen Lagerabstandes gerät das ganze bewegte System bei hohen Drehzahlen in Schwingungen, die die Betriebssicherheit stark beeinflussen können, insbesondere dann, wenn, wie beispielsweise bei Fahrzeugen, kein starres und schweres Fundament vorhanden ist.
Erfindungsgemäss werden diese Hauptübelstände durch eine Bauart nach den Fig. 3 und 4 behoben.
Fig. 3 ist wieder ein Längsschnitt durch die Pumpe nach der Linie III-III der Fig. 4 und diese ein Querschnitt durch die Pumpe.
Bei der neuen Bauart werden die Kolbenkörper 5 mit beiden Enden an die umlaufenden, scheibenartigen Ringe 10, 11 angeschlossen. Diese Scheiben laufen ihrerseits mit Lagern 12, 1. 3, im Beispiel als Kugellager ausgeführt, auf dem feststehenden Zapfen 14, 15 eines innerhalb des von den Kreiskolben bestrichenen Raumes angeordneten Füllkörpers 16. Der Antrieb der Kolbenkörper erfolgt durch ein mit der einen Seitenscheibe 11 verbundenes Organ, beispielsweise ein Zahnrad 17.
Durch die beiderseitige Einspannung der langgestreckten Kreiskolben in die kräftigen Ringscheiben 10, 11 und durch die unmittelbare Lagerung dieser Scheiben auf einer feststehenden Achse wird die Festigkeit der Kreiskolben gegen Fliehkräfte gegenüber den in Fig. i dargestellten bekannten Anordnungen ganz erheblich gesteigert und gleichzeitig ein ruhiger, erschütterungsfreier Lauf auch bei sehr hohen Drehzahlen gewährleistet.
Um eine weitere Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen die bei hohen Drehzahlen auftretenden Fliehkräfte zu erzielen, ist anzustreben, die Höhe des Kreiskolbens, in radialer Richtung gemessen (Dimension hin Fig. I und 3), möglichst gross zu machen. Hiermit wird gleichzeitig der weitere Vorteil einer Vergrösserung des von dem Kreiskolben bestrichenen Ringraumes erreicht.
Da bei Anordnung mehrerer Kreiskolbenkörper um einen Schieber und normaler Ausführung der Zu-und Abführkanäle für das zu fördernde Mittel sich sehr verwickelte Konstruktionen für die Leitungsanordnungen und damit auch der weitere Nachteil vergrösserter Strömungswiderstände ergeben, wird erfindungsgemäss bei diesen neuen Anordnungen das zu fördernde Mittel zweckmässig in der aus den Fig. 5 bis 9 ersichtlichen Weise geführt.
Fig. ist ein Querschnitt durch eine Pumpe mit einem Schieber und zwei damit zusammen arbeitenden Kreiskolbenkörpern und Fig. 6 eine Abwicklung eines Schnittes durch Fig. 5 nach der eingezeichneten Schnittlinie VIII-VIII.
Die Luft tritt in der Pfeilrichtung an der einen Stirnseite der Pumpe in weite, wenig Strömungswiderstand bietende Räume 25 in axialer Richtung ein, wird in diesen Räumen durch schraubenförmig verlaufende Wände 26 nach den Eintrittsöffnungen 27 im Kreiskolbengehäuse, 28 geführt, dort von den Kreiskolben mitgenommen und verlässt das Gehäuse 28 durch die Öffnungen 29, die in die weiten Räume 30 münden, die in gleicher Weise wie die Räume 25 innerhalb der Ummantelung 31 der Pumpe angeordnet, von diesen aber durch die schraubenförmig verlaufenden Wände 26 getrennt sind. Die Räume 30 münden auf der anderen Seite des Pumpengehäuses, so dass also das zu fördernde Mittel in der Richtung der Pumpenachse ein-und austritt.
Auf diese Weise ist es möglich, den Zutritt und Austritt der einzelnen Kreiskolbengehäuse 28 durch einfach gestaltete Kanäle grossen Querschnittes, die nur geringe und allmähliche Richtung- änderungen verursachen, also gerihge Strömungswiderstände bieten, im Gehäuse der Pumpe selbst zu vereinigen und gleichzeitig die Anschlüsse der Saug-oder Druckleitung für den Weitertransport der geförderten Luft sehr einfach zu gestalten.
Fig. 7 ist der Querschnitt durch eine Pumpe mit vier um einen Schieber angeordneten Kreiskolbenkörpern.
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
schraubenförmig verlaufenden Wände 26 und 32 werden in dem Mantelraum die Zufuhrkanäle 25 und die Abfuhrkanäle 30 für das zu fördernde Mittel voneinander getrennt.
Wie aus der in Fig. 8 dargestellten Abwicklung des Schnittes nach der Linie X -X in Fig. 7 ersichtlich ist, können auf diese Weise nahezu die gesamten Stirnflächen des Gehäuses als Einbzw. Austrittsquerschnitte nutzbar gemacht werden, so dass sich sehr geringe Strömungswiderstände für das zu fördernde Mittel ergeben. Der Verlauf der Strömung ist in beiden Figuren durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet.
Fig. 9 zeigt die Aussenansicht einer gemäss Fig. 7 gebauten Pumpe. Die aus dem Freien angesaugte Luft tritt rechts in die durchbrochene Stirnwand 35 ein, die geförderte Luft verlässt die Pumpe durch den an der anderen Stirnwand angeordneten Druckstutzen 36. Das Zahnrad-
EMI3.1
für die Pumpe (Riemenscheibe oder Zahnrad) mit 38 bezeichnet. Das Getriebe 37 kann natürlich auch innerhalb der Stirnwand 35 angeordnet sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI3.2
unmittelbar auf feststehenden Zapfen gelagert sind.