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Faßpresse Die Erfindung bezieht sich auf eine Faßpresse nach dem Hauptpatent
951491 und dem Zusatzpatent 961 786.
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Die Erfindung nach dem Hauptpatent bezieht sich auf eine Faßpresse
in schlanker, gestreckter Bauart mit Einlaßöffnung an der tiefsten und Antriebsmotor
an der höchsten Stelle, insbesondere für plastische Massen, Fette u. dgl., mit Tandemanordnung
des luftbetätigten Antriebs- und der beiden flächenverschiedenen Förderkolben und
koaxial zur Tandemachse angeordnetem Saugventil vor dem Zubringerkolben, bei der
zwischen Zubringerkolben und Hochdruckkolben im Mantel des Saugzylinders für den
Zubringerkolben ein Filter, ein als geschlossene Baueinheit zusammen mit dem Einlaßventil
für den Hochdruckteil herausnehmbares Überströmventil,welches nach außen öffnet,
und eine Schleppkupplung zwischen Hochdruckkolben und Niederdruckkolbenstange vorgesehen
sind. Bei dieser Faßpresse mit Einlaßventil unter dem Niederdruckkolben erfolgt
die Abführung der Überschußmenge in den Behälter oder das Faß, aus dem gefördert
wird.
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Nach dem Zusatzpatent 961 786 erfolgt die Rückführung in das Innere
des Pumpenrohres, also in den Saugraum, so daß Überlaufmengen nach außen nicht mehr
in Erscheinung treten.
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Die überschußmenge strömt durch ein nach unten öffnendes Überdruckventil
im Kolben neben einem nach oben öffnenden Überdruckventil für die Strömungsrichtung
von unten nach oben beim Abwärtshub des Kolbens.
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Die Erfindung will die Förderleistung und Betriebssicherheit der Faßpresse
erhöhen, dabei aber die Baulänge verkürzen und zur leichteren Überwachung ein schnelles
Zerlegen der mit glatter äußerer Oberfläche ausgeführten Presse erreichen.
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Luftkolben, Hochdruck- und Niederdruckförderkolben werden wieder in
Tandemanordnung ausgeführt und der Saugraum unterhalb des Niederdruckförderkolbens
gegen den Behälterraum durch ein Bodenventil abgeschlossen, wobei er der Erfindung
gemäß Überdruckentlastungseinrichtungen für beide Strömungsrichtungen aufweist,
der Hochdruckförderkolben doppeltwirkend ausgeführt ist und der in seinem Zylinder
nicht abgedichtete und nicht eingepaßte Niederdruckkolben für die Strömungsrichtung
von oben nach unten infolge des geringen Spalts bei einem Überdruck, der den Reibungswiderstand
im Spalt überwindet, eine Strömung zuläßt und das Sprungschaltwerk der Luftsteuerung
in ein teleskopartig im Druckluftkolben verschiebbares Kolbenrohr eingebaut ist.
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Diese Faßpressen sollen nicht nur zum Entleeren, Fördern aus einem
Behälter oder Faß und unter Drucksetzen des Fördergutes dienen, sie können auch
als Einspritzaggregat für verschiedene Zwecke Verwendung finden und insbesondere
zum Verspritzen von zähflüssigen Medien.
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Während bei bekannten Faßpressen, insbesondere für Fette, die vielfach
Fremdkörper enthalten, oft Störungen auftreten und dadurch Förderleistung und Betriebssicherheit
beeinträchtigt werden, hat andererseits deren großeBaulänge dieHandhabung erschwert,
und die Beseitigung von Verstopfungen od. dgl. war nur durch Fachleute und unter
Zuhilfenahme von Spezialwerkzeugen möglich.
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Weil bei Hochdruckpressen nicht das ganze im Niederdruckteil angesaugte
Volumen durch den Hochdruckteil weitergefördert werden kann, muß beim Aufwärtshub
der Kolbenstange ein Teil des über dem Kolben befindlichen Fördermediums wieder
nach unten strömen können. Bei den in den bekannten Ausführungen üblichen Ventilen
im Kolben findet eine starke Verwalkung des Fördergutes, also insbesondere des Fettes,
statt, und die Strömungs- und Energieverluste sind dann vor allem bei zähen Fetten
wegen der dort nötigen starken Federn für die Rückströmventile sehr groß.
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Die besonders kurze Baulänge wird durch die teleskopartige Unterbringung
der Steuerorgane zum Teil im Luftkolben selber erreicht, während die Kolbenstange
als doppeltwirkenderDif£erentialkolben mit zwei Differentialflächen ausgebildet
ist, die mit dem Kolbenstangenrohr des Luftkolbens und mit der Niederdruckkolbenstange
durch leicht lösbare Schnellkupplungen gekuppelt sind. Sie gewährleisten ein schnelles
Zerlegen
der Faßpresse, deren äußere glatte Oberfläche durch ein leicht abziehbares äußeres
Gleitrohr erreicht wird, das über das Saugrohr, auf dem ein Filter sitzt, geschoben
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der neuen Faßpresse, für Schmierstoff benutzt,
ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig.l einen teilweisen Längsschnitt
durch die Presse, Fig. 2 und 3 in Einzeldarstellung und ebenfalls im Längsschnitt
den Niederdruckkolben mit dem Saugventil; Fig. 4 veranschaulicht im Schnitt und
in vergrößertem Maßstab die Abdichtung der Luftseite gegenüber der Hochdruckseite,
Fig.5 einen Schnitt durch die Verriegelung des Filters zwischen Steigrohr und Gleitrohr.
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Wie eine bekannte Faßpresse, arbeitet auch die neue Faßpresse mit
Druckluftsteuerung, die mittels Sprungschaltwerk mitRastensperre durch eineSteuerstange
1 von dem Kolben des Druckluftmotors angetrieben wird. In den Druckluftkolben ist
zentrisch eine Teleskophülse 3 eingebaut, welche die Federführungshülsen 2 einschließlich
einer Spannfeder 4 umfaßt und die sich in dem Kolbenstangenrohr 5 des Kolbens 35
verschieben kann. Zugleich wird durch Einbau einer Überlastungssicherung in Form
der Federführungshülsen 2 verhindert, daß die einzige Feder 4 überlastet wird.
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Die Baulänge des Kolbenstangenrohres 5 ist dadurch, daß nur eine Spannfeder
4 benötigt wird, wesentlich kürzer als bei bekannten Faßpressen, obwohl der Hub
des Luftkolbens und der Hub der Steuerstange 1 die gleichen Maße aufweisen. Das
Kolbenstangenrohr ist hierbei in einen am Kolben festen Teil und einen beweglichen
Teil aufgegliedert worden, wobei der bewegliche Teil sich teleskopartig im festen
verschiebt. Die Federführungshülsen erhalten eine bestimmte Form und solche Abmessungen,
daß sie die Überlastung der Feder verhindern.
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Um eine im Interesse kleiner Strömungsverluste genügend dimensionierte
Verbindung zwischen Luftsteuerung und Zylinderraum unter dem Kolben zu erhalten,
wird an Stelle des bisher üblichen besonderen Umleitungsrohres, das aus konstruktiven
Gründen klein bleiben mußte, der freie Querschnitt zwischen dem inneren Zylinderrohr
37 und einem äußeren Deckrohr 38 benutzt.
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Die in die neue Faßpresse eingebauten Rückschlagventile für den Hochdruckzylinder
sind bekannt, ebenso die Konstruktion der Spaltfilter an der Mündung des Saugrohres,
sie bedürfen daher keiner näheren Beschreibung.
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Das Kolbenstangenrohr 5 ist mit der Hochdruckkolbenstange 10 durch
eine unten beschriebene Schnellkupplung verbunden. Die Kolbenstange 10 der Hochdruckseite,
die sich zwischen der Kuppelstelle 23 mit dem Kolbenrohr 5 des Luftkolbens und der
Kuppelstelle 24 mit der Kolbenstange 18 des Niederdruckkolbens erstreckt, ist mit
zwei Differenzflächen eingerichtet. Die nach der Niederdruckseite liegende Differenzfläche
ist dabei doppelt so groß wie die nach der Hochdruckseite liegende. Die Hochdruckkolbenstange
10 besitzt z. B. einen Durchmesser dl, einen Durchmesser d2, der kleiner ist als
dl, und einen Durchmesser d3, der wiederum kleiner ist als d2.
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Der Hochdruckzylinderraum 25 ist durch die beiden Rückschlagventile
26 an beiden Enden so abgeschlossen, daß ein Fluß des Schmierstoffes nur in Richtung
der Schlauchanschlußbohrung 27 möglich ist, durch die der Schmierstoff in den Förderschlauch
oder in eine Verteilerleitung einströmt.
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Diese doppeltwirkende Ausführung der Faßpresse durch einen doppeltwirkenden
Differentialkolben mit zwei Differentialflächen ist ein Vorteil, wobei zu beachten
ist, daß der Hochdruckzylinder in gleicher Richtung öffnende Rückschlagventile 26
aufweist. Die Abdichtung der Luftseite gegenüber dem unter hohem Druck befindlichen
Fördergut auf der Hochdruckseite erfolgt im Ausführungsbeispiel durch zwei hintereinandergeschaltete
Nutringmanschetten 40 und eine Scheibe aus elastischem Dichtmaterial, der besondere
Bedeutung insofern zukommt, als diese Ringscheibe 28 in eine entsprechende Ausdrehung
29 eingebettet ist, wie es die Einzeldarstellung in Fig. 4 veranschaulicht. Die
Höhe dieser ringförmigen Ausdrehung 29 ist geringer als die Höhe der Scheibe 28.
Die unter Druck stehende Luft des Luftzylinders findet durch eine entsprechende
Ausdrehung 39 Zutritt zu dem. freien Ouerschnitt der kreisförmigen Ringdichtung
28. Sie bespült damit auch den aus der zylindrischen Ausdrehung 29 herausragenden
Teil der ringförmigen Dichtscheibe 28 und übt radial nach innen auf diesen einen
Druck aus, der die Anpressung der Dichtscheibe 28 an die auf- und niedergehende
Kolbenstange 10 bewirkt. Die Kolbenstange 10 wird durch die Kombination aus einer
oder mehreren Nutringmanschetten 40 und zusätzlicher, teilweise gefaßter ringförmiger
Dichtscheiben 28 geführt. Der Austausch kann leichter als bei anderen Abdichtungen
im Bedarfsfall vom Benutzer des Gerätes selbst ausgeführt werden. Versuche haben
gezeigt, daß sich diese Dichtscheibenanordnung sehr gut bewährt.
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Das Ansaugen des Schmierstoffes aus dem Vorratsbehälter, Faß od. dgl.
geschieht durch den Niederdruckteil der Pumpe. Es kann hier auf das Hauptpatent
verwiesen werden. Man könnte ein Bodenrückschlagventil einbauen, das den Rücktritt
des Schmierstoffes in den Vorratsbehälter verhindert. Um zähes Fett bewältigen zu
können, kann an Stelle eines dichten Kolbenventils ein undichter Kolben angewendet
werden. Würde ein gewöhnliches Rückschlagventil für den Schmiermittelfluß von oben
nach unten benutzt werden, so könnte die Feder dieses Rückschlagventils bei sehr
zähen Fetten allerdings nicht beliebig weich sein, sie müßte dann der Zähigkeit
angepaßt entsprechend gewählt werden.
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In der Ausführung nach Fig. 4 des Zusatzpatentes 961 786 ist das Ansaugventil
nicht in Form eines einfachen Rückschlagventils ausgebildet, das nur nach einer
Seite Durchtritt gewährt, sondern in Gestalt eines Doppelventils, welches auch in
der entgegengesetzten Richtung dem Schmierstoff den Durchgang freigibt, um damit
den in der Pumpe auftretenden Überdruck nach dem Faßraum zum Ausgleich zu bringen.
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In der verbesserten Ausführung der Faßpresse nach Fig. 1 erfolgt der
Ansaugvorgang ohne wesentliche Rückförderung von Schmierstoff aus dem Saugrohr in
den Vorratsbehälter und damit ohne große Walkarbeit und Energieverluste.
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Für den Durchtritt des Schmierstoffes von unten nach oben wird in
Fig. 1 als Niederdruckkolben ein sogenannter Schleppkolben eingebaut. In der Ausführung
nach Fig.3 ist das Saugventil als Ringschieber mit Ausgleichwirkung eingerichtet,
und zwar zeigt Fig. 3 das untere Ende der Faßpresse in vergrößertem Maßstab mit
diesem Kolben 6, der gewissermaßen als beweglicher Ventilschieber oder Ventilteller
ausgebildet ist. Er wird beim Abwärtshub durch
den von unten wirkenden
Fettdruck von seinem Ventilsitz 7, der auf der Stange 18 befestigt und dadurch mit
der Kolbenstange 10 verbunden ist, abgehoben und kann sich bis zum Anschlag 8 verschieben.
Damit werden dem Schmierstoff in dem Kolben vorgesehene Löcher 9 oder ein freier
Ringquerschnitt für den Durchtritt von unten nach oben geöffnet.
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Die Form dieses Schließorgans kann ein Ventil, ein Schieber, ein Ringventil
oder ein Plattenventil sein. Wichtig bleibt, daß es sich auch dann noch weiterbewegt,
wenn es den Innenraum des Saugrohres gegenüber dem Faßraum bereits verschlossen
hat. Durch diese Weiterbewegung schafft das Ventil für die in den Niederdruckraum
beim Abwärtshub eintauchende Kolbenstange ein Ausgleichsvolumen, das ein zu großes
Anwachsen des Innendruckes im Saugrohr 11 verhindert.
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Mit dem Ende des Pressenaußenrohres 12 ist eine Filterkappe 13 verschraubt,
die zentrisch einen Gleitzylinder 14 trägt. Um diesen Gleitzylinder 14 ist ein Rohrschieber
15 so gelagert, daß er mit seinem Ringkragen 16 um den Gleitzylinder 14 fassen kann.
Beim Saughub wird der Rohrschieber 15 nach oben gezogen, bis der äußere Vorsprung
seines Ringkragens 16 an der Mündung des Saugrohres 11 an einem bestimmten Anschlag
zur Anlage kommt. Das Fett kann dann ungestört in den Saugraum 17 einfließen. Beim
Abwärtshub des Niederdruckkolbens 6 geht der Rohrschieber 15 ebenfalls nach unten
und schließt das Rohrinnere in dem Augenblick nach außen ab, wenn der innere Teil
seines Ringkragens 16 den Gleitzylinder 14 berührt. Die weitere Bewegung des Rohrschiebers
15 bis zur Berührung seines Ringkragens 16 mit der Filterkappe 13 schafft den Ausgleichsraum
für die eintauchende Kolbenstange 10.
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Der Rohrschieber für das Saugventil kann verschieden gestaltet sein.
In Fig.2 ist eine abweichende Ausführungsform ebenfalls im Längsschnitt dargestellt.
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Hier ist in den Rohrschieber 19 ein Ventilteller 20 eingeschraubt
und legt sich auf den Ventilsitz 21. Die Schlitzoberkanten 22 des Rohrschiebers
19 geben in diesem Fall die Durchtrittsöffnungen für den Schmierstoff frei, wenn
sie die Oberkante des Ventilsitzes übergleiten.
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Wie bereits oben erwähnt wurde, wird die Hochdruckkolbenstange 10
mit dem Kolbenstangenrohr 5 des Luftkolbens 35 und ebenso mit der Niederdruckkolbenstange
18 durch je eine schnell lösbare Kugelkupplung gekuppelt, deren Merkmale darin bestehen,
daß nach Verschieben einer in Längsrichtung abgefederten Hülse 36 die Kupplung geschlossen
werden oder eine Entkupplung stattfinden kann.
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Vor dem Hochdruckzylinder 25 ist auf dem Steigrohr 11 ein an sich
bekanntes Filter 30 angeordnet. Das äußere Gleitrohr 12 ist über das Saug- oder
Steigrohr 11 geschoben, damit die Presse eine glatte Außenfläche aufweist. Ein Filterhaltering
32 hält das Filter (Fig. 5), während das Gleitrohr durch einen federnden Ring 31
gehalten wird. Auf dem Gleitrohr 12 kann im Bedarfsfall noch ein Abstreifdeckel
entlanggleiten. Soll das Filter 30 entfernt und die Presse zerlegt werden, so entfernt
man den Federring 31 und zieht das Gleitrohr 12 ab. Sobald dessen oberes Ende den
Filterhaltering 32 überfahren hat, drückt ein elastischer Kupplungsring 33 Arretierbolzen
34 nach außen und entriegelt den Filterhaltering 32 vom Steigrohr der Presse. Er
und ebenso das Filter kann leicht abgestreift werden, um letzteres zu reinigen.
Zum Zwecke der Abdichtung nach innen und außen ist der Filterhaltering 32 mit Dichtelementen,
z. B. mit Schnurringen, versehen (Fig. 5).
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Dieselben Gesichtspunkte lassen sich bei einer Niederdruckfaßpresse
anwenden.
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Sie ist wesentlich einfacher, weil keine Hochdruckseite vorhanden
ist, welche die von der Niederdruckseite geförderte größere Menge nicht verarbeiten
könnte. Der doppeltwirkende Hochdruckkolben fällt dann fort. Der Niederdruckkolben
einer Niederdruckfaßpresse kann also so ausgebildet sein, daß er gleichzeitig als
Ventilteller auf einem an der Kolbenstange befestigten Ventilsitz zur Auflage kommt
und in gleicher Weise entsprechende Durchschnittsquerschnitte für den Durchfluß
des Schmierstoffes in geöffnetem, durch einen Anschlag begrenztem Zustand aufweist.
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Beim Aufwärtshub des Arbeitskolbens wird im Pumpenrohr unterhalb des
Kolbens nach Öffnung des üblichen Einlaßventils angesaugt. Der Kolben legt sich
gegen Pumpenzylinder und den Ventilsitzteller. Bei der Abwärtsbewegung der Kolbenstange
schließt das Einlaßventil, und der Schleppkolben kommt wie oben beschrieben zur
Wirkung. Der untere Teller wird durch den Fettwiderstand von dem Teil des Kolbens
getrennt, der die Durchströmquerschnitte enthält.