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Die
Erfindung betrifft eine Benzindampfpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Benzindampfpumpen
dienen allgemein dazu, Benzindämpfe,
die beim Betanken von Kraftfahrzeugen entstehen, wieder in den Lagertank
der Tankstelle zurückzupumpen.
Als Benzindampfpumpen kommen insbesondere auch explosionsgeschützte Kompressoren
in Betracht. Die Benzindampfpumpen werden typischerweise in die
Zapfsäulen
einer Tankstelle eingebaut. Auf Grund der beengten Platzverhältnisse
erfolgte der Antrieb des Verdichters direkt über die verlängerte Motorwelle
des Antriebsmotors, auf welcher z. B. eine Kurbel ausgebildet war.
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Ergibt
sich bei einer derartigen Benzindampfpumpe ein Schaden am Verdichter,
muß die gesamte
Einheit ausgetauscht werden.
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Durch
die vorliegende Erfindung soll eine Benzindampfpumpe geschaffen
werden, bei welcher der Verdichter getrennt getauscht werden kann,
welche aber im wesentlichen gleiche Abmessungen aufweist wie eine
herkömmliche
Benzindampfpumpe.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Benzindampfpumpe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Benzindampfpumpe
sind Verdichter und Antriebsmotor über eine axial lösbar steckbare
Kupplung miteinander verbunden, die sehr geringe axiale Abmessungen
aufweist, so daß sich
eine erfindungsgemäße Benzindampfpumpe
gleichermaßen
in dem in Zapfsäulen
zur Verfügung
stehenden Einbauraum unterbringen läßt wie eine herkömmliche
Benzindampfpumpe ohne eine derartige Kupplung.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Eine
besonders kleine axiale Bauweise der Kupplung und damit der gesamten
Benzindampfpumpe erhält
man gemäß Anspruch
2 dadurch, daß sich
die eigentlichen Kupplungsteile in axialer Richtung überlappen.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 wird ein besonders
leiser Lauf der Benzindampfpumpe erreicht. Der Übertragungskörper kann
aus einem anderen Material gefertigt werden als die Mitnehmer und
kann so für
eine Schwingungsdämpfung
und ferner für
eine Dämpfung
des übertragenen
Drehmomentes bei raschen Geschwindigkeitsänderungen sorgen, wie sie z.
B. bei Zufuhr größerer Flüssigkeitsmengen
eintreten. Schließlich
kann der Übertragungskörper auch
kleine Fluchtungsfehler zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil der Kupplung
ausgleichen.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
4 ist im Hinblick auf ähnliche
Kraft- und Drehmomentübertragungsverhältnisse
im getriebenen und treibenden Teil der Kupplung von Vorteil.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
5 erlaubt die Übertragung
hoher Kräfte
zwischen dem Mitnehmerzapfen bei kompakten axialen Abmessungen der
Kupplung.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
6 ist im Hinblick auf gute Stoß-,
Schwingungs- und Geräuschdämpfung der
Kupplung von Vorteil.
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Gemäß Anspruch
7 erhält
man einen präzisen
und sicheren Sitz der Kupplungsteile auf der Rotorwelle des Antriebsmotors
bzw. der Verdichterwelle.
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Bei
einer Benzindampfpumpe gemäß Anspruch
8 kann durch die Kupplung zugleich eine Last wie ein Lüfterrad
angetrieben werden.
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Bei
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist gewährleistet,
daß die
Kupplung nur in einer vorgegebenen Winkelstellung zusammengebaut
werden kann.
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Die
Kupplung einer erfindungsgemäßen Benzindampfpumpe
läßt sich
einfach durch axiales Auseinanderziehen der Kupplung lösen und
durch axiales Zusammenschieben der Kupplungsteile schließen. Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird erreicht,
daß sich
die Mitnehmer eines Kupplungsteiles jeweils einfach und zuverlässig auf
das andere Kupplungsteil fein ausrichten, wenn die Kupplungsteile
grob vorausgerichtet zusammengesteckt werden.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
11 ist im Hinblick auf in Umfangsrichtung symmetrische Spannungsverläufe in den
verschiedenen Komponenten der Kupplung von Vorteil.
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Dabei
hat die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 den Vorteil,
daß die
Kupplung trotz hoher Drehmomentübertragungskapazität in radialer
Richtung nur klein baut.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
In dieser zeigen:
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1:
einen axialen Schnitt durch eine Benzindampfpumpe, bei welcher Verdichter
und Antriebsmotor lösbar
verbunden sind;
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2:
einen axialen Schnitt durch eine zwischen Verdichter und Antriebsmotor
vorgesehene Steckkupplung der Benzindampfpumpe nach 1 in
vergrößertem Maßstabe;
und
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3:
eine axiale Aufsicht auf die Steckkupplung nach 2 dort
von links gesehen.
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Eine
in 1 im axialen Schnitt gezeigte Benzindampfpumpe
umfaßt
einen Hubkolben-Verdichter 10 sowie einen lösbar mit
letzterem verbundenen elektrischen Antriebsmotor 12.
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Der
Antriebsmotor 12 hat ein Gehäuse 14, in welchem
ein nicht näher
gezeigter Stator und ein Rotor untergebracht sind. Eine Rotorwelle 16 ist über Lager 18, 20 in
Endteilen 22, 24 des Gehäuses gelagert, die durch ein
dazwischenliegendes zylindrisches Gehäuseteil 26 verbunden
sind.
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Der
Verdichter 10 hat ein unteres Gehäuseteil 28 und ein
obere Gehäuseteil 30,
die längs
einer horizontalen Trennlinie unter Zwischenschaltung einer Dichtung 32 zusammengesetzt
sind.
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Das
obere Gehäuseteil 30 nimmt
dicht einen Zylinder 34 auf, in welchem ein Kolben 36 dicht
im Gleitspiel verschieb bar ist. Auf das obere Ende des Zylinders 34 ist
ein Zylinderkopfdeckel 38 dicht aufgesetzt, in welchem
ein Einlaßventil 40 und
ein Auslaßventil 42 vorgesehen
sind, die beide als Zungenventile ausgebildet sind.
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An
den Kolben 36 ist eine Pleuelstange 44 starr angeformt,
welche im unteren Abschnitt mit einer Lageröffnung 46 versehen
ist, in welcher eine Kurbelscheibe 48 läuft, die Teil eines Kurbelstückes 50 ist,
welches mittels einer Schraube 52 auf einem verminderten
Durchmesser aufweisenden Endabschnitt einer kurzen Verdichterwelle 54 angebracht
ist.
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Die
Verdichterwelle 54 ist über
ein Lager 56 fliegend im unteren Gehäuseteil 28 gelagert.
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An
die in 1 links gelegene Seite des unteren Gehäuseteiles 28 ist
ein becherförmiges
Lüftergehäuse 58 angeformt,
dessen Außenfläche glatt
in die Außenfläche des
Endteiles 24 des Gehäuses 14 des
Antriebsmotors 12 übergeht.
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Die
Verdichterwelle 54 ist mit der Rotorwelle 16 über eine
insgesamt mit 60 bezeichnete steckbare Kupplung verbunden,
die nachstehend noch genauer beschrieben wird. Sie umfaßt ein motorseitiges,
getriebenes Kupplungsteil 62 und ein verdichterseitiges treibendes
Kupplungsteil 64.
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Auf
dem Kupplungsteil sitzt durch eine Antriebsfeder 59 drehschlüssig gekoppelt
ein Lüfterrad 65.
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In
dem in 1 gezeigten betriebsbereiten Zustand läuft der
Kolben 36 unter Verkippen im Zylinder 34 hin und
her, wenn der Antriebsmotor 12 läuft. Er saugt dabei beim nach
unten gerichteten Hub Benzindampf aus einer mit einer Zapfpistole
verbundenen Leitung 61 an und gibt den angesaugten Benzindampf
beim Aufwärtshub
an eine Leitung 63 ab, die mit dem Lagertank der Tankstelle
verbunden ist.
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Nach
längerer
Betriebszeit ist es notwendig, den Verdichter 10 grundlegend
zu warten und Verschleißteile
wie die Manschettendichtung am Kolben 36 auszutauschen.
Diese Arbeit erfordert ein weitgehendes Zerlegen des Verdichters 10 und
kann am Einsatzort nicht durchgeführt werden. Bisher wurden daher
Benzindampfpumpen in regelmäßigen Abständen vollständig ausgebaut
und durch ein neues Aggregat oder ein Tauschaggregat ersetzt.
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Bei
der hier beschriebenen Benzindampfpumpe sind Verdichter 10 und
Antriebsmotor 12 über die
Kupplung 60 lösbar
miteinander verbunden, so daß am
Einsatzort der Verdichter 10 leicht abgebaut und durch
einen Tausch-Verdichter oder einen neuen Verdichter ersetzt werden
kann, während
der Antriebsmotor 12 am Einsatzort verbleiben kann.
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Wie
insbesondere aus 2 ersichtlich ist, umfassen
die Kupplungsteile 62 und 64 jeweils eine Tragplatte 66 bzw. 68,
deren der benachbarten Welle zugewandte Rückseite komplementär zur Wellenstirnfläche gestuft
ist, wie aus 2 ersichtlich. Dabei ist die
Rückseite
der mit der Rotorwelle 16 zusammenarbeitenden Tragplatte 66 nur
einmal abgestuft, während
die Rückseite
der mit der Verdichterwelle 54 zusammenarbeitende Tragplatte 68 zweimal abgestuft
ist.
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Die
beiden Tragplatten 66, 68 sind über mittige
Schrauben 70, 72, die in Gewindebohrungen 74, 76 von
Rotorwelle 16 bzw. Verdichterwelle 54 laufen, fest
mit den entspre chenden Wellen verspannt.
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Die
Tragplatte 66 ist auf ihrer zur anderen Tragplatte 68 Vorderseite
mit drei Mitnehmzapfen 78 versehen, die um 120° in Umfangsrichtung
versetzt sind.
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Beim
hier gezeigten Ausführungsbeispiel
haben die Mitnehmzapfen 78 alle die gleiche Geometrie,
nämlich
einen zylindrischen Hauptabschnitt, eine sich hieran anschliessende
längere
Anfasung 80 mit einem Kegelöffnungswinkel von etwa 60° und eine ebene
Stirnfläche,
die in einer exakt transversalen Ebene liegt.
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Ähnlich sind
auf der Tragplatte 68 auf ihrer zur Tragplatte 66 weisenden
Vorderseite drei Mitnehmzapfen 82 vorgesehen, die ebenfalls
unter 120° Winkelabstand
angeordnet sind. Die Geometrie der Mitnehmzapfen 82 entspricht
derjenigen der Mitnehmzapfen 78.
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Wie
auf 2 ersichtlich, sind die axialen Gesamtabmessungen
der Mitnehmzapfen 78, 82 jeweils größer als
der lichte Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Vorderflächen der
Tragplatten 66, 68, und die Mitnehmzapfen 82 ragen
jeweils in eine von drei linsenförmigen
Ausnehmungen 84, 86 hinein, welche von einer gedachten
kreisförmigen
Außenkontur
der Tragplatten 66, 68 nach innen zurückspringen.
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Die
Tragplatten 66, 68 haben somit in axialer Aufsicht
die Form eines dreiflügeligen
Sternes mit drei breiten Armen 88, die in radialer Richtung
durch bogenförmige
Flächen
begrenzt sind, wie sie den linsenförmigen Ausnehmungen 84, 86 entsprechen, und
im radial außenliegenden
Bereich durch zur Kupplungsachse konzentrische Flächen begrenzt sind,
die jeweils eine Anfasung 90 aufweisen.
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Die
Mitnehmzapfen 78, 82 sind jeweils um eine halbe
Teilung (also 60°)
gegeneinander versetzt und wären
zunächst
innerhalb der linsenförmigen Ausnehmungen 84, 86 in
Umfangsrichtung beweglich.
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Zwischen
den beiden Tragplatten 66, 68 befindet sich aber
ein kreisscheibenförmiger Übertragungskörper 86,
der mit sechs gleich in Umfangsrichtung verteilten Mitnehmöffnungen 64 versehen
ist, die jeweils einen der Mitnehmzapfen 78 bzw. 82 formschlüssig aufnehmen.
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Über den Übertragungskörper 92 und
die Mitnehmzapfen 78, 82 sind somit die beiden
Kupplungsteile 62 und 64 drehschlüssig miteinander
verbunden, können
aber leicht voneinander getrennt werden, indem man z. B. das Kupplungsteil 64 axial vom
Kupplungsteil 62 wegzieht.
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Vorzugsweise
haben die Mitnehmzapfen 78 der Tragplatte 68 dabei
geringfügig
größeren Durchmesser
als die Mitnehmzapfen 78 der Tragplatte 66, so
daß bei
gleicher Größe aller
Mitnehmöffnungen 94 der Übertragungskörper 92 dazu
tendiert, mit dem Kupplungsteil 64 vom Kupplungsteil 62 abgenommen
zu werden, wenn auf das Kupplungsteil 64 eine axiale Auswärtskraft
ausgeübt
wird.
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Umgekehrt
kann man die Kupplung 60 auch leicht wieder dadurch schließen, daß man auf
das Kupplungsteil 64 einen Übertragungskörper 92 aufsetzt
und dann das Kupplungsteil 64 so auf das Kupplungsteil 62 axial
zubewegt, daß die
Mitnehmzapfen 78 des Kupplungsteiles 62 in die
noch nicht belegten Mitnehmöffnungen 94 des Übertragungskörpers 92 eingeführt werden.
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Man
erkennt, daß man
bei der oben beschriebenen Ausbil dung der Kupplung 60,
welche die Antriebsverbindung zwischen dem Verdichter 10 und dem
Antriebsmotor 12 bildet, den gesamten Verdichter 10 im
Bedarfsfalle leicht vom Antriebsmotor 12 abziehen kann.
Hierzu brauchen nur einige wenige Schrauben gelöst zu werden, welche das untere
Gehäuseteil 28 des
Verdichters 10 mit dem Gehäuse 14 des Antriebsmotors 12 verbinden.
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Umgekehrt
läßt sich
ein Verdichter 10 auch sehr einfach auf einen noch in einer
Zapfsäule
installierten Antriebsmotor 12 aufstecken, und nach dem Einschrauben
einiger Verbindungsschrauben ist dann die gesamte Benzindampfpumpe
wieder einsatzbereit.
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Man
erkennt, daß man
die lösbare
Verbindung zwischen Verdichter 10 und Antriebsmotor 12 bei
axial sehr geringen Abmessungen der gesamten Einheit erhält. Diese
braucht nicht nennenswert mehr Platz als eine Benzindampfpumpe,
bei welcher das Kurbelstück 50 direkt
auf das Ende einer dann verlängerten
Rotorwelle 16 aufgesetzt wird.
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Der Übertragungskörper 92 ist
aus einem elastomeren Material hergestellt, insbesondere einem Gummimaterial
mit einer Shore-Härte
im Bereich zwischen 60 und 90. Geeignete Gummimaterialien
sind z. B. FKM (Fluor-Kautschuk), wie es z. B. unter dem Handelsnamen
Viton erhältlich
ist, und NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), wie es z. B. unter dem
Handelsnamen Perbunan erhältlich
ist.
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Man
erkennt, daß bei
der oben beschriebenen Benzindampfpumpe durch die zusätzlich vorgesehene
Kupplung 60 keine zusätzlichen
Gefahrenmomente bezüglich
Explosionsschutz geschaffen werden.