Kugelkolbenpumpe. Bei bekannten Kugelkolbenpumpen mit einem zwischen zwei um zueinander geneigt liegende Drehachsen rotierenden Kugel ausschnitten angeordneten, iunlaufenden und schwingenden Kolben mit kugelförmiger Oberfläche ist dieser mit den Ausschnitten nur durch Gelenkbolzen verbunden. Diese Verbindung ist mit Rücksicht auf die an solche Pumpen zu stellenden Anforderungen hinsichtlich der hohen Drücke und Dreh zahlen unzureichend, da diese Bolzen allein keinen Dauerbetrieb zulassen, weil sie einem zu hohen Verschleiss unterliegen.
Beim Erfindungsgegenstand ist der eine Kugelausschnitt durch ein Wulst-Pfannen- la.ger gelenkig mit dem Schwingkolben ver bunden, der zu diesem Zweck einerseits ent weder mit einem Wulst zum Eintauchen in eine Pfanne eines der beiden Kugelausschnitte oder aber mit einer Pfanne zur Aufnahme eines Wulstes des einen der beiden Kugel- a usschnitte und anderseits mit einer Nut ver sehen sein kann, in der sich der andere Ku gelausschnitt führt. Um dabei z.
B. zwischen dem antriebsseitigen Kugelausschnitt und dem Kolben genügend grosse Lagerflächen zu er halten, kann der Kolben aus zwei Kugel abschnitten und einem dazwischenliegenden wulst- und pfannenartigen Verbindungs stück bestehen, das höchstens auf 240 von dem antriebsseitigen Kugelausschnitt zangen artig umfasst wird bzw. in welches der Wulst dieses Kugelausschnittes entsprechend tief eintaucht.
Infolge der dadurch gewonnenen bedeutenden Dichtungsflächen ist die Über- tragung hoher Betriebsdrücke auch dann ge geben, wenn ein die Teile zusammenhaltender Gelenkbolzen nicht vorhanden ist.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsformen der Erfindung an je einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. 1 bis 3 zeigen die eine und Fig. 4 bis 6 die andere Ausführungsform. Fig. 1 stellt einen Querschnitt der einen Ausführungs form der Pumpe nach Linie A-B der Fig. 3 dar. Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Li nie C <B>-D</B> der Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie E-F in Fig. 1.
Fig.4 ver anschaulicht einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch die andere Ausführungsform der Pumpe, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie K-H in Fig. 4 und Fig. 6 eine Aufsicht. auf die Saugseite dieser Pumpe gemäss Pfeil 6 in Fig. 4.
Gemäss Fig. 1 ist die Antriebswelle 1 mit dem als Kugelausschnitt ausgebildeten An triebskörper 2 fest verbunden. Dieser iunfasst einen zylindrischen Wulst des durch den Zapfen 3 in einer Nute 12 (siehe Fig. 3) zwangsmässig zylindrisch geführten drehen den Schwingkolbens 4 zangenförmig bis zu zwei Drittel seines Umfanges, so dass der Kolben auch ohne Anwendung von Scharnier bolzen einwandfrei von dem Antriebskörper 2 getragen wird.
Der zylindrische Wulst des Schwing kolbens 4 ist mit zwei Kugelabschnitten 5 und 6 (siehe Fig. 2) fest verbunden und kann so mit vollkommen im Gehäuse 11 gelagert werden, in welchem eine auswechselbare La gerschale 11a vorgesehen ist. ..- :_, .
Die Pumpenwirkung. -der - Masehine -wird dadurch hervorgerufen, dass beim Drehen der Antriebswelle 1 der von dem Antriebskörper 2 mitgenommene Schwingkolben 4 infolge des zwangsmässig in der Nute 12 geführten, zur Antriebswelle 1 geneigt liegenden Zapfens 3 (siehe Fig. 3) eine drehende und gleichzeitig schwingende Bewegung ausführt,
so dass sich zwischen den Stirnseiten der Kugelausschnitte 2 Lind 3a einerseits und den diesen Seiten ge genüberliegenden Flächen des Kolbens 4 an derseits Förderkammern vor den Ein- und Auslassöffnungen 7 und 8 maulartig öffnen und schliessen.
Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ist bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 bis 6 der Wulst nicht am Kol ben 4a, sondern am antreibenden Kugel ausschnitt 2a vorgesehen. Dementsprechend ist der Kolben 4a zur Aufnahme dieses Wulstes pfannenartig ausgebildet.
Des wei teren unterscheidet sich diese Ausführungs form von .derjenigen der Fig. 1 bis 3 dadurch, dass die Stirnseiten 2a' des antreibenden Ku- geIaussehnittes 2ra (siehe Fig. 4) und die Stirnseiten 3ca' des andern Ausschnittes (siehe Fig. 5) nicht eben, sondern konkav und die diesen Stirnseiten gegenüberliegenden Flächen 4a' und 4a" des Kolbens 4ca in Blei eher Weise konvex verlaufen.
Dadurch wird erreicht, dass die zu pumpende Flüssigkeit mit geringeren Druckverlusten in die .Saug kammer einströmen bzw. aus der Druck kammer austreten kann. Die beschriebene Form .der vorgenannten Flächen kann selbst redend auch beim Beispiel nach Fig. 1 bis 3 Anwendung finden.
In Fig. 6 ist gezeigt, wie sich bei der oszillierenden Drehbewegung des Pumpenkol bens 4a der Eintrittsquerschnitt Qi in die Saugkammer, wie er bei der Kolbenstellung gemäss Fig. 4 vorhanden ist, über die Quer schnitte Q2 und Q3 verkleinert.
Damit die zu pumpende Flüssigkeit mit möglichst gerin gem Druckverlust in die zwischen den Teilen 2a und 4ä gebildeten Kammern übertreten und diese verlassen kann, sind die Innen kanten der den Kolben umgebenden Lager- sehalt bei 11a' (siehe auch Fig. 4) sowohl auf der Saug- als aueh auf der Druckseite an den Stellen, an denen das Öffnen und Schliessen beginnt, gebrochen ausgebildet bzw.
die Schale dort hinterfräst. Die Länge dieser ge brochenen Teile.der Lagerschalenkantenrichtet sich nach der Grösse des Umfanges des Ku gelkolbens 4a und beträgt etwa i/12 bis 1/16 dieses Umfanges.
Im übrigen ist der Aufbau und die Wir kungsweise der Piunpe gemäss Fig. 4 und 5 derselbe wie in Fig. 1 bis 3. Auch hier sind durch die wulst- und pfannenartige Kardan- gelenkverbindinmg grosse Dichtungsflächen ge schaffen, so dass die Pumpe auch für sehr hohe Drücke, z. B. zum Einspritzen hoch verdichteter Brennstoffgemische, geeignet ist.
Auch wird dadurch ermöglicht, die Pumpe für mehrere Zwecke gleichzeitig zu benutzen, indem z. B. der bei den bekannten Pumpen dieser Art unbelastete leerlaufende, zur An triebswelle schräg stehende Zapfen 3 zum An trieb irgendwelcher Apparate, z. B. eines Zählwerkes zum Messen geförderter Flüssig keiten, verwendet wird und/oder die bisher ungenutzt gebliebene Druckseite auch aus genutzt wird, indem beispielsweise durch die Saugseite ein Vakuum für den Betrieb einer Melkmaschine und durch die Druckseite Druckluft zum Aufpumpen von Fahrzeug bereifungen erzeugt wird.
Schliesslich sei erwähnt, dass nach der Er findung auch ein Kompressor, beispielsweise ziun Betrieb einer Kühlmaschine, konstruiert werden kann, der ebenso wie die Pumpe mit zwei oder vier Arbeitskammern ausgebildet sein kann.
Das Material für die Kugelschale 11a, für die Kugelausschnitte 2, 2a und 3ca und für den Kolben 4 bzw: 4a oder für einen Teil dieser Körper hat sich nach der Art der zu pumpenden Flüssigkeit zu richten. Ausser Stahl, Rotguss, Aliuninium und Kunststoffen kommt auch Gummi in Frage. Es gibt be kanntlich Gummisorten, die mit hoher Festig keit verformt werden können und fest auf Metallen haften.
Aus derartigem Gummi her gestellte oder mit einem Überzug aus solchem Gummi versehene Kolben, Kugelausschnitte und Lagerschalen gestatten die Verwendung der Pumpe unter anderem nicht nur zum Fördern von klarem, sondern auch sand- haltigem Wasser und andern wenig oder gar nicht schmierenden Flüssigkeiten, wodurch der Anwendungsbereich der Pumpe beträcht lich vergrössert wird.
Ball piston pump. In known spherical piston pumps with a spherical piston with a spherical surface that rotates between two inclined axes of rotation and rotates between two inclined axes of rotation, the piston is connected to the cutouts only by hinge pins. This connection is inadequate with regard to the requirements placed on such pumps in terms of high pressures and speeds, since these bolts alone do not allow continuous operation because they are subject to excessive wear.
In the subject matter of the invention, one of the spherical cutouts is articulated to the oscillating piston by a bead-socket bearing, which for this purpose either has a bead for dipping into a socket of one of the two ball cut-outs or with a socket for receiving a bead one of the two ball cutouts and the other can be seen with a groove in which the other ball cutout leads. To thereby z.
B. to keep enough large bearing surfaces between the drive-side spherical cutout and the piston, the piston can consist of two ball sections and an intermediate bead-like and socket-like connecting piece that is at most 240 of the drive-side spherical cutout like pliers or in which the bead of this spherical section is correspondingly deeply immersed.
As a result of the significant sealing surfaces obtained in this way, high operating pressures can be transmitted even if there is no hinge pin holding the parts together.
In the drawing, two Ausfüh approximate forms of the invention are shown in one embodiment.
FIGS. 1 to 3 show one embodiment and FIGS. 4 to 6 show the other embodiment. Fig. 1 shows a cross section of one embodiment of the pump along the line AB of FIG. 3. Fig. 2 shows a section along the line C <B> -D </B> of FIGS. 1 and 3 a Section along the line EF in FIG. 1.
4 shows a section corresponding to FIG. 1 through the other embodiment of the pump, FIG. 5 shows a section along line K-H in FIG. 4 and FIG. 6 shows a plan view. on the suction side of this pump according to arrow 6 in FIG. 4.
According to Fig. 1, the drive shaft 1 is firmly connected to the drive body 2 formed as a spherical cutout. This comprises a cylindrical bead of the oscillating piston 4, which is guided in a necessarily cylindrical manner by the pin 3 in a groove 12 (see FIG. 3), turning the oscillating piston 4 in a pincer-like manner up to two thirds of its circumference, so that the piston can be easily removed from the drive body 2 without the use of hinge bolts will be carried.
The cylindrical bead of the oscillating piston 4 is firmly connected to two ball sections 5 and 6 (see Fig. 2) and can be stored completely in the housing 11, in which a replaceable La gerschale 11a is provided. ..-: _,.
The pumping action. -the - Masehine -is caused by the fact that when the drive shaft 1 rotates, the oscillating piston 4, which is carried along by the drive body 2, is a rotating and simultaneously oscillating pin 3 (see FIG. 3), which is necessarily guided in the groove 12 and inclined to the drive shaft 1 Executes movement,
so that between the end faces of the spherical cutouts 2 and 3a on the one hand and the surfaces of the piston 4 opposite these sides on the other hand, delivery chambers in front of the inlet and outlet openings 7 and 8 open and close like a mouth.
In contrast to the embodiment of FIGS. 1 to 3, in the embodiment according to FIGS. 4 to 6, the bead is not provided on the Kol ben 4a, but on the driving ball section 2a. Accordingly, the piston 4a for receiving this bead is designed like a pan.
Furthermore, this embodiment differs from that of FIGS. 1 to 3 in that the end faces 2a 'of the driving ball section 2ra (see FIG. 4) and the end faces 3ca' of the other section (see FIG. 5) not flat, but concave and the surfaces 4a 'and 4a "of the piston 4ca in lead opposite these end faces tend to be convex.
This ensures that the liquid to be pumped can flow into the suction chamber or exit the pressure chamber with lower pressure losses. The described shape of the aforementioned surfaces can, of course, also be used in the example according to FIGS. 1 to 3.
In Fig. 6 it is shown how in the oscillating rotary movement of the pump piston 4a, the inlet cross-section Qi in the suction chamber, as it is present in the piston position according to FIG. 4, reduced over the cross-sections Q2 and Q3.
So that the liquid to be pumped can pass into and leave the chambers formed between parts 2a and 4a with as little pressure loss as possible, the inner edges of the storage space surrounding the piston are at 11a '(see also FIG. 4) on both sides Suction as well as on the pressure side at the points where opening and closing begins, broken or broken.
the shell milled there. The length of these broken parts.der bearing shell edges is based on the size of the circumference of the Ku gelkolbens 4a and is about 1/12 to 1/16 of this circumference.
Otherwise, the structure and manner of operation of the pin according to FIGS. 4 and 5 are the same as in FIGS high pressures, e.g. B. for injecting highly compressed fuel mixtures is suitable.
This also makes it possible to use the pump for several purposes at the same time by z. B. in the known pumps of this type unloaded idling, to the drive shaft inclined pin 3 to drove any apparatus, z. B. a counter for measuring promoted liquid is used and / or the previously unused pressure side is also used by, for example, through the suction side a vacuum for the operation of a milking machine and compressed air through the pressure side for pumping up vehicle tires is generated.
Finally, it should be mentioned that according to the invention, a compressor, for example for operating a cooling machine, can be constructed which, like the pump, can be designed with two or four working chambers.
The material for the spherical shell 11a, for the spherical cutouts 2, 2a and 3ca and for the piston 4 or: 4a or for a part of these bodies has to depend on the type of liquid to be pumped. In addition to steel, gunmetal, aluminum and plastics, rubber can also be used. There are known rubber types that can be deformed with high strength and adhere firmly to metals.
Pistons, spherical cutouts and bearing shells made of such rubber or provided with a coating of such rubber allow the pump to be used not only for pumping clear water, but also sand-containing water and other low or non-lubricating liquids, which increases the scope the pump is increased considerably.