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Kolbenpumpe mit regelbarem Hub Die Erfindung bezieht sich auf eine
Kolbenpumpe mit einstellbarem Hub.
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Bei bekannten Kolbenpumpen dieser Art mit einstellbarem Kolbenhub
sind entweder überhaupt kein: oder als Federn ausgebildete Anschläge für den Kolben
vorgesehen. Falls die Verschiebung des Kolbens anschlaglos in dem Zylinder erfolgt,
besteht die Gefahr, daß dieser über seine maximale Hubstellung hinaus durch Massenkräfte
und den auf ihn lastenden Druck oder Sog weiterverschoben wird, weil durch das Kurbelgetriebe
nur die minimale Hubstellung zwangläufig festgelegt wird. Infolge des unterschiedlichen
Hubvolumens sind derartige Pumpen völlig ungeeignet für Einrichtungen zur Dosierung
von Flüssigkeits- oder Gasmengen.
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Die Anordnung von Federn ist auf jeden Fall dann nachteilig, wenn
die Pumpe zur Förderung ätzender oder aggressiver Flüssigkeiten benutzt werden soll,
da durch die infolge der Oxydation beschädigten Federn die Zuverlässigkeit der Funktionen
und die Genauigkeit des Hubes in Frage gestellt wird.
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Bei einer bekannten als Schmierpumpe ausgebildeten Kolbenpumpe mit
Federn bewirkt ein durch die Antriebswelle in Umlauf gesetzter Kurbelzapfen, der
gegen die Grundfläche eines in der Kolbenstange angeordneten Langloches drückt,
den Verdichtungshub, während der Rückhub allein durch eine Feder bewirkt wird. Diese
Pumpe ist weder dazu geschaffen noch dazu geeignet, eine genaue Dosierung zu bewirken.
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Ziel der Erfindung ist es, eine von Null bis zu einem bestimmten Volumen
regelbare Kolbenpumpe zu schaffen, welche ohne Benutzung von Federorganen eine hohe
Genauigkeit hinsichtlich des geförderten Flüssigkeitsvolumens bei jeder Einstellung
gewährleistet. Die Erfindung ist insbesondere für Dosieranlagen bestimmt und ist
sowohl für Pumpen mit ganz geringen Abgaben als auch für Pumpen mit großen Fördermengen
geeignet, die mehrere Kubikmeter je Stunde erreichen können.
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Zu diesem Zweck ist eine Kolbenpumpe, bei welcher der Kolben zwei
Betätigungsanschläge aufweist, von welchen wenigstens einer zur Regelung des betreffenden
Hubes einstellbar ist, und auf welche wenigstens ein Betätigungsorgan einwirkt,
um den Druck- bzw. Saughub auszuführen, gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet,
daß die durch das Betätigungsorgan bewirkte Kolbenbewegung an den Enden jedes Hubes
durch ortsfeste unveränderliche Anschläge begrenzt wird, welche mit entsprechenden,
mit dem Kolben hin- und herbeweglichen Anschlägen zusammenwirken, von welchen wenigstens
der eine Anschlag in Abhängigkeit von der Einstellung des regelbaren Betätigungsanschlageeinstellbar
ist. Durch diese Anordnung der Anschläge wird erreicht, daß der Kolbenhub in dem
jeweils eingestellten Volumenbereich in seinem Hub exakt begrenzt wird, so daß eine
hohe Genauigkeit in dem Fördervolumen erzielt wird, was in bekannter Weise dadurch
unterstützt wird, daß am Ende jeden Hubes der Kolben für eine gewisse Zeit stillsteht,
außer wenn der Kolbenhub auf das Maximum eingestellt ist, so daß eine einwandfreie
Füllung bzw. Entleerung des Zylinders bei jedem Hub erfolgen kann.
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Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann
der einstellbare Betätigungsanschlag und der entsprechende regelbare Anschlag durch
ein und dieselbe Einstellschraube getragen oder betätigt werden. Zur Einstellung
der gewünschten Fördermenge bedarf es deshalb nur der Verstellung dieser einzigen
Schraube.
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Das Betätigungsorgan kann in an sich bekannter Weise aus mindestens
einem Exzenter bestehen, der auf den mit dem Kolben verbundenen festen und regelbaren
Betätigungsanschlag einwirkt.
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Zum Abfangen des Impulses am Ende jeder Totzeit können die Betätigungsanschläge,
die auf das Betätigungselement einwirken, mit Stoßdämpfervorrichtungen versehen
sein.
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Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß von einer Antriebswelle
aus mehrere Kolbenpumpen
dieser Art in Betrieb gesetzt werden, wobei
zweck mäßigerweise jeder Exzenter bzw. Kurbeltrieb mehrere, z. B. sternförmig angeordnete
Kolben antreibt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung. In der Zeichnung
zeigt Fig. 1 eine schematische Ansicht der Kolbenpumpe mit einem diese antreibenden
Kurbeltrieb, Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Pumpe mit Exzenterantrieb, Fig.3
eine Draufsicht auf eine Anordnung mit mehreren sternförmig angeordneten, durch
einen ein zigen Exzenter bewegten Kolben, Fig. 4 eine Schnittansicht gemäß Fig.
3, Fig.5 eine andere Ausführungsform des Kolbenantriebs in schematischer Darstellung.
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Gemäß Fig. 1 ist an die Kolbenstange 5 des Förderkolbens 2 ein doppelt
abgekröpfter Bügel 15 angesetzt, dessen vorderer Teil 16 einen beweglichen
Anschlag bildet und dessen hinterer Teil 17 eine mit Gewinde versehene Öffnung hat,
in der eine Schraube 18 verstellt werden kann, deren Kopf 19 einen anderen beweglichen
Anschlag darstellt. Die beweglichen Anschläge 16 und 19 wirken mit ortsfest angebrachten
Anschlägen 13, 12 zusammen. Innerhalb des Bügels 15 ist in axialer Richtung des
Kolbens 2 ein Teil 20 in nicht dargestellten Gleitschienen verschiebbar gelagert.
Der Bewegungsantrieb des Teiles 20 erfolgt durch einen Kurbeltrieb 21, 22, 23, 24.
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Das durch den Kurbeltrieb in Bewegung gesetzte Teil 20 wird einerseits
gegen einen festete Anschlag 26 des Bügels 15 und andererseits gegen das Ende 27
der als verstellbarer Anschlag ausgebildeten Schraube 18 geführt. Durch Verstellung
der einzigen Schraube 18 kann gleichzeitig der Hub von Null bis zu einem Maximalwert
gesteigert werden, und es kann dadurch die Festlegung der Totzeiten am Ende jedes
Kolbenhubes erfolgen. Der größte Kolbenhub bei gleichzeitig kleinsten Totzeiten
ist dann gegeben, wenn die Schraube 18 ganz in ihrem Führungsteil 17 eingeschraubt
ist, so daß das Teil 20 zwischen den Anschlägen 26 und 27 eingeklemmt ist und relativ
zum Bügel 15 keine Bewegung mehr durchführen kann. In diesem Falle ist der Kolben
2 starr mit dem Kurbeltrieb verbunden. Durch Herausschrauben der Schraube 18 wird
der Kolbenhub durch Verringerung des Abstandes zwischen den Anschlägen 19 und 12
kleiner und kann so auf beliebige Werte eingestellt werden.
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Die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen
der in Fig.1 dargestellten mit dem Unterschied, daß hierbei an Stelle des Kurbeltriebes
ein Exzentertrieb vorgesehen ist, der innerhalb des Bügels 15 angeordnet ist. Zu
diesem Zweck ist der auf der Welle 29 sitzende Exzenter 28 derart im Inneren des
Bügels 15 angeordnet, daß er auf die Anschläge 26 bzw. 27 des Bügels einwirken und
damit den Kolben in der vorgeschriebenen Weise in Bewegung setzen kann.
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In der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform sind drei Pumpen 66,
67 und 68 an den drei Scheitelpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet,
deren Kolben im Mittelpunkt dieses Dreiecks zusammenlaufen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich
ist, hat jede Pumpenvorrichtung ein Bügelsystem 69, welches dem Biigel 15 gemäß
der Fig. 1 und 2 entspricht, wobei der Exzenter 40 auf die Stößel 41 und 44 eines
jeden dieser Bügel einwirkt, so daß für die drei Pumpen nur ein einziger Exzenter
vorgesehen ist. Die Bügel der drei Pumpen sind in ihrer Höhe gegeneinander in nicht
dargestellter Art und Weise versetzt, damit ihre Bewegungen sich nicht gegenseitig
stören. Ein derartiger Exzenter, dessen Drehung beispielsweise durch einen Motor
70 gesteuert wird, betätigt nacheinander die drei Pumpen, deren Bewegung jedesmal
um 120° phasenverschoben ist. Diese Anordnung gestattet einerseits mit Hilfe eines
einzigen Exzenters die Bewegung der drei Pumpen herzustellen, was insbesondere bei
großen Fördermengen von Vorteil ist und ermöglicht andererseits eine Versetzung
um 120°, wodurch die Förderung eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstromes sehr begünstigt
wird.
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Es ist auch möglich, zwei axial hintereinander liegende Pumpen zu
benutzen, wodurch eine Sechseckanordnung mit sechs Pumpen ermöglicht wird. Zu diesem
Zweck können die Pumpen derart ausgebildet sein, daß sämtliche Organe auf ein und
derselben Seite des Exzenters liegen. Eine Anordnung dieser Art ist in Fig. 5 dargestellt.
In diesem Falle besitzt der auf der Exzenterwelle 72 sitzende Exzenter 71 eine Ausnehmung
73, in der eine Rolle 74 eines Steuerorgans geführt ist. Dieses Steuerungsorgan
besteht aus einer Art Bügel mit zwei äußeren Teilen 75, 76, welche durch zwei Stangen
miteinander verbunden sind. Diese beiden äußeren Teile 75 und 76 stellen die beweglichen
Organe dar, die dazu bestimmt sind, den im Zylinder 78 verschiebbaren Kolben 77
zu betätigen. Der Kolben 77 ist mit seiner Kolbenstange und ein Gestänge 79, 80,
81 verbunden, wobei dieses Gestänge derart angeordnet ist, daß die Stange 81 von
den Antriebselementen 75. 76 betätigt wird. Dabei ist in den Teil 81 eine Schraube
82 axial zum Kolben 77 eingeschraubt, die mit ihren Anschlagenden 83, 84 als verstellbarer
Anschlag einerseits gegen den Teil 75
und andererseits gegen einen festen
Anschlag 85 wirkt. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist im übrigen der in den
Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung gleich.