DE102008019783A1 - Verdrängerdosierpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Verdrängerdosierpumpe (1), zur Förderung und/oder zum Dosieren vorzugsweise flüssiger Medien (20), beispielsweise Farben oder Lacke. Die Pumpe weist zwei gegenläufige Stößel (3, 4) auf, die das zu fördernde Medium (20) verdrängen. Dabei werden die Stößel (3, 4) über einen Antriebsmechanismus (7, 11, 12, 13) in den oberen und unteren Totpunkten umgesteuert.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Verdrängerpumpe, zur Förderung und/oder zum Dosieren vorzugsweise flüssiger Medien, bspw. Farben, Lacke oder dgl. Beschichtungsmittel.
• Derartige Pumpen werden bspw. in der Lackiertechnik eingesetzt, um Lacke oder dgl. auf Fahrzeugteile aufzubringen. Hierbei ist es erforderlich, die geförderten Medien unter hohem Druck an Düsen, Glocken oder dgl. zu leiten und gleichzeitig eine sehr genaue Dosierung der Medien zu ermöglichen. Mit herkömmlichen Pumpen ist dies oft nur schwer möglich. Zudem ist die Förderleistung bekannter Zahnradpumpen begrenzt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Pumpe der eingangs genannten Art bereitzustellen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe hat vorteilhafterweise bei einer Umdrehung eine gleichbleibende kontinuierliche Fördermenge. Dabei ist die erfindungsgemäße Pumpe bei minimalen Scherkräften ohne oder zumindest im Wesentlichen ohne Förderverluste einsetzbar. Zudem ist die Pumpe für alle flüssigen Medien geeignet.
• Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei dem Umsteuern der Stößel auch der Ein- und Ausgang der jeweiligen Stößelkammer mit umgesteuert wird. Dies ermöglicht vorzugsweise eine gute Pumpwirkung.
• Für einen einfachen Aufbau ist der Mechanismus zum Steuern der Stößel und/oder der Mechanismus zum Umsteuern des Zu- und Ablaufes der Stößelkammern gemäß einer Variante der Erfindung zumindest im Wesentlichen mit mechanischen Bauteilen, bspw. Hebeln, realisiert.
• In einer Ausgestaltung sind dazu zum Antrieb der Stößel an diesen angreifende Zahnräder, insbesondere Halbzahnräder, vorgesehen, wobei vorzugsweise ein erstes (Halb-)Zahnrand für die Stößelbewegung in eine erste Richtung und ein weiteres (Halb-)Zahnrand für die Stößelbewegung in eine entgegengesetzte Richtung vorgesehen sind.
• Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens eine Kulissenscheibe und wenigstens ein dieser zugeordneter Schieber für die Stößelbewegung vorgesehen sein.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform steht wenigstens ein Stößel mit einer Kulissenwelle oder dgl. Kulissenführung zur Steuerung der Stößelbewegung in Wirkverbindung. Die Kulissenwelle wird dabei beispielsweise von einem Motor angetrieben. Die Kulissenwelle ist dabei bspw. auf der Motorwelle angeordnet oder einstückig damit ausgebildet. Die Kulisse ist dabei z. B. so ausgestaltet, dass sich bei einer Abwicklung des Mantels der Kulissenwelle ein sinusförmiges Profil der Kulisse ergibt. Je nach Bedarf bzw. Auslegung kann jedoch auch ein anderes Profil vorgesehen sein.
• Die Kulissenwelle kann auch als Hohlwelle ausgestaltet sein, in welche die Stößel zumindest teilweise hineinragen. Dies ermöglicht eine besonders dichte Anordnung mehrerer Stößel.
• In einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Führung des wenigstens einen Stößels zumindest ein axial geführter Schlitten vorgesehen. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, eine Belastung außerhalb einer axialen Richtung der Stößel zu vermeiden oder zumindest zu vermindern. Der Schlitten ist hierbei bspw. über eine Kugel-, Rollen- oder Nadellagerung oder dergleichen Lager reibungsarm gelagert.
• Für eine verminderte Reibung oder/und eine verminderte Belastung der Stößel in einer Richtung außerhalb der axialen Richtung kann es günstig sein, wenn der wenigstens eine Stößel oder der Schlitten über ein Lager, insbesondere eine Rolle, mit der Kulissenwelle oder der Kulissenscheibe in Eingriff stehen.
• Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist der Anbau von Drucksensoren genauso möglich wie zusätzliche Spülmöglichkeiten und Bypassventile. Die Pumpe ist dabei sowohl als Fuß- und Flanschbefestigung ausführbar.
• Es wird bevorzugt, wenn durch Ändern der Antriebsdrehrichtung auch der Ein- und Ausgang der Pumpe wechselt. So kann dem Ein- und Ausgang der jeweiligen Stößelkammer wenigstens ein Drehschieber zugeordnet sein, welcher bspw. über die Kulissenwelle betätigbar ist. Die Pumpe kann so sehr kompakt gebaut werden und es sind sehr kurze Wege zwischen den Stößelkammern (Zylindern) und dem oder den Drehschiebern möglich.
• Erfindungsgemäß ist die Drehzahl der Pumpe gemäß einer Ausgestaltung während des Betriebes beliebig zu verändern. Je nach benötigter Ausbringmenge kann die Drehzahl bspw. von etwa 25 bis etwa 200 U/min betragen. Andere Drehzahlen sind bei Bedarf möglich.
• Die erfindungsgemäße Pumpe eignet sich insbesondere für den Ersatz herkömmlicher Zahnraddosierpumpen. Um die erfindungsgemäße Verdrängerpumpe in bestehenden Anlagen gegen eine Zahnraddosierpumpe austauschen zu können, sind vorzugsweise die Einbau- und Außenmaße denen einer Zahnradpumpe angepasst.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf die dort dargestellten Merkmalskombinationen beschränkt ist. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
• Es zeigen schematisch:
• 1a in Seitenansicht eine Pumpe nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
• 1b einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1a,
• 1c in einer weiteren Seitenansicht die Pumpe nach 1a,
• 1d eine Draufsicht auf die Pumpe nach 1a,
• 1e vergrößert ein Detail aus 1b und
• 2 eine Pumpe nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
• Die in den 1a bis 1e dargestellte Pumpe 1 weist zwei zylindrische Stößelkammern 2 auf, in denen jeweils ein kolbenartiger Stößel 3, 4 verschiebbar aufgenommen ist. Die Stößel 3, 4 sind dabei als Hohlkolben ausgebildet und jeweils auf einem feststehenden Dorn 5, 6 geführt. Die beiden gegenläufigen Stößel 3, 4 verdrängen das zu fördernde Medium und werden über einen Antriebsmechanismus 7 in den oberen und unteren Totpunkten umgesteuert. Bei dem Umsteuern der Stößel 3, 4 wird auch der Ein- und Ausgang 8, 9 der jeweiligen Stößelkammer 2 mit umgesteuert. Dies kann bspw. über eine Hebelanordnung 10 erfolgen.
• Die Förderleistung pro Umdrehung kann bei der erfindungsgemäßen Pumpe 1 durch die Durchmesser und den Hub der Stößel 3, 4 bestimmt werden. Somit ist es möglich von 1 ccm bis mehrere Liter pro Umdrehung fördern zu können. Erforderliche Drücke des zu fördernden Mediums von 0 bis 200 bar und mehr sind je nach Ausführung der Pumpe 1 möglich.
• Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe 1 liegt darin, dass auch unterschiedliche Eingangsdrücke keinen Einfluß auf die Drücke und Mengen der Ausgangsseiten haben. Um ein sehr breites Spektrum der zu fördernden Medien abdecken zu können, ist es möglich, alle medienführenden Bauteile in den unterschiedlichsten Werkstoffen ausführen zu können.
• Der Mechanismus 7 zum Steuern der Stößel 3, 4 und/oder Umsteuern des Zu- und Ablaufes der Stößelkammern ist erfindungsgemäß mit simplen mechanischen Bauteilen realisiert. So sind in der in den 1a bis 1e dargestellten Ausführungsform zum Antrieb der Stößel an diesen angreifende Halbzahnräder 11, 12 vorgesehen. Dabei ist ein erstes (Halb-)Zahnrand 11 für die Stößelbewegung in eine erste Richtung und ein weiteres (Halb-)Zahnrand 12 für die Stößelbewegung in eine entgegengesetzte Richtung vorgesehen. Alternativ hierzu ist es auch möglich bei einer erfindungsgemäßen Pumpe in einer nicht dargestellten Ausgestaltung wenigstens eine Kulissenscheibe und wenigstens einen dieser zugeordneten Schieber für die Stößelbewegung vorzusehen.
• Eine Ausgestaltung der Pumpe 1 mit einer Kulissenwelle 13 ist in 2 dargestellt. Diese Kulissenwelle 13 ist mit einer Kulisse 14 versehen, in welcher Rollen 15, 16 geführt sind, über welche die Stößel 3, 4 mit der Kulissenwelle 13 in Wirkverbindung stehen. Bei Drehung der Kulissenwelle 13, welche in einem Lagerblock 17 gelagert ist, werden die Stößel 3, 4 gegenläufig auf und ab bewegt, wodurch sie in Zylindern 18, 19 das zu pumpende Medium 20 zu den Ein- und Ausgängen 8, 9 fördern. Zur alternierenden Öffnung der Ein- und Ausgänge 8, 9 ist ein Drehschieber 21 vorgesehen, welcher an den Umkehrpunkten der Stößel 3, 4 von der Kulissenwelle 13 betätigt wird.
• Die Kulissenwelle 13 kann von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden.
• Zur Führung der Stößel 3, 4 können zusätzlich zu der dargestellten Variante axial geführte Schlitten vorgesehen sein. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, eine Belastung in einer von einer axialen Richtung 22 der Stößel 3, 4 abweichenden Richtung zu vermeiden oder zumindest zu vermindern.

1

Pumpe

2

Stößelkammer (Zylinder)

3, 4

Stößel (Hohlkolben)

5, 6

Dorn

7

Antriebsmechanismus

8, 9

Ein- bzw. Ausgang

10

Hebelanordnung

11, 12

Halbzahnräder

13

Kulissenwelle

14

Kulisse

15, 16

Rollen

17

Lagerblock

18, 19

Zylinder

20

zu pumpendes Medium

21

Drehschieber

22

axiale Richtung (der Stößel)

Claims (15)

1. Pumpe, insbesondere Verdrängerdosierpumpe (1), zur Förderung und/oder zum Dosieren vorzugsweise flüssiger Medien (20), dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenläufige Stößel (3, 4) das zu fördernde Medium (20) verdrängen, wobei die Stößel (3, 4) über einen Antriebsmechanismus (7, 11, 12, 13) in den oberen und unteren Totpunkten umgesteuert werden.
2. Pumpe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb allenfalls minimale Scherkräfte und keine Förderverluste auftreten.
3. Pumpe, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Umsteuern der Stößel (3, 4) auch der Ein- und Ausgang (8, 9) der jeweiligen Stößelkammer (2) mit umgesteuert wird.
4. Pumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus zum Steuern der Stößel (7, 11, 12) und/oder der Mechanismus zum Umsteuern des Zu- und Ablaufes (8, 9) der Stößelkammern (2) zumindest im Wesentlichen mit mechanischen Bauteilen, bspw. Hebeln (10), realisiert ist.
5. Pumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ein- und Ausgang (8, 9) der jeweiligen Stößelkammern (2) ein insbesondere über eine Antriebswelle zum Antrieb der Pumpe betätigbarer Drehschieber zugeordnet ist.
6. Pumpe, nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Stößel (3, 4) an diesen angreifende Zahnräder, insbesondere Halb zahnräder (11, 12), vorgesehen sind, wobei vorzugsweise ein erstes (Halb-)Zahnrand (11) für die Stößelbewegung in eine erste Richtung und ein weiteres (Halb-)Zahnrand (12) für die Stößelbewegung in eine entgegengesetzte Richtung vorgesehen sind.
7. Pumpe, nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Kulissenscheibe und wenigstens ein dieser zugeordneter Schieber für die Stößelbewegung vorgesehen sind.
8. Pumpe, nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Stößel (3, 4) mit einer insbesondere als Kulissenwelle (13) ausgebildeten Kulissenführung zur Steuerung der Stößelbewegung in Wirkverbindung steht.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des wenigstens einen Stößels (3, 4) zumindest ein axial geführter Schlitten vorgesehen ist.
10. Pumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stößel (3, 4) oder der Schlitten über ein Lager, insbesondere eine Rolle (15, 16), mit der Kulissenwelle (13) oder einer Kulissenscheibe in Eingriff stehen.
11. Pumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Änderung der Antriebsdrehrichtung auch der Ein- und Ausgang der Pumpe (1) wechselt.
12. Pumpe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Pumpe (1) während des Betriebes veränderbar ist, insbesondere in einem Bereich von etwa 25 bis etwa 200 U/min.
13. Pumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbau- und Außenmaße zumindest näherungsweise denen einer Zahnradpumpe entsprechen.
14. Pumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Drucksensor vorgesehen ist.
15. Pumpe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Spülen der Pumpe (1) und/oder wenigstens ein Bypassventil vorgesehen sind.