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Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten zu genau vorausbestimmten Zeitpunkten
Es ist bekannt, den Zylindern von Verbrennungskraftmaschinen oder anderen Kolbenmaschinen
während des Betriebs im Taktverfahren bestimmte Schmiermittelmengen zu vorher festgelegten
Zeitpunkten zuzuführen, um ein Festfressen der Kolben in den Zylindern zu verhüten.
Diese Schmiervorrichtungen sind in ihrer Arbeitsweise und in ihrem Aufbau vielfach
verwickelt, zumal sie meist aus einer größeren Anzahl von Einzelteilen bestehen.
Dies trifft auch für die Steuerung der Schmiermittelzufuhr bei den bekannten Vorrichtungen
zu, deren Beherrschung bekanntlich Schwierigkeiten macht. Es liegt auf der Hand,
daß die Steuerung der Pumpe und eine genaue Schmiermittelzufuhr um so schwieriger
sind, je größer die Zahl der für die Auslösung der Schmiermittelzufuhr erforderlichen
zusammenarbeitenden Einzelteile der Pumpe ist. So besteht eine bekannte Vorrichtung
aus einem sich aus einer schnellaufenden Druckpumpe und einer langsam laufenden
Zubringerpumpe zusammensetzenden Pumpensatz, bei dem beide Pumpen durch eine geschlossene
Leitung miteinander verbunden sind, um das Ansaugen von Luft durch die Druckpumpe
zu verhindern. Die Hubzahl der Druckpumpe beträgt ein Vielfaches derjenigen der
Zubringerpumpe, so daß zusätzliche Mittel für die Untersetzung der Hubgeschwindigkeit
für die eine Pumpe vorgesehen sein müssen, die eine weitere Fehlerquelle für die
Genauigkeit der Arbeitsweise der Pumpe bilden. Bei dieserbekanntenVorrichtung setzen
sich die Leitungen zwischen den beiden Pumpen im Gehäuse der Druckpumpe als Bohrungen
fort, von denen Kanäle zu den Zylindern der Druckpumpe führen. Um den mit dem Aufbau
dieser Vorrichtung ver= bundenen Gefahren einer mangelhaften Schmiermittelzufuhr
zu den Schmierstellen zu begegnen, ist in jedem dieser Kanäle ein schieberartiger
Speicherkolben als Sicherheitsventil eingebaut, um eine tropfenweise Abgabe von
Öl zu ermöglichen, falls die von der Zubringerpumpe gelieferte Ölmenge von der Druckpumpe
nicht aufgenommen wird. Die Pumpenkolben werden hierbei über besondere Führungsstücke
durch eine Nockenwelle betätigt, wobei kugelkalottenförmig ausgebildete Stirnflächen
der Führungsstücke auf den Nocken anliegen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, derartige Pumpen zur
Förderung von Flüssigkeiten zu genau vorausbestimmten Zeitpunkten, insbesondere
zur Hubtaktschmierung der Kolben von Verbrennungskraftmaschinen, z. B. von Schiffsdieselmaschinen,
mit einem durch einen Exzenter angetriebenen Pumpenkolben konstanter Hublänge im
Sinne einer einwandfreien Schmierung bei einfacherem Aufbau unter Gewährleistung
einer unbedingt zuverlässigen Arbeitsweise zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe
kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß der Exzenter zwei Kreisbögen mit verschiedenem
Radius aufweist, wobei der Mittelpunkt des kleineren Kreisbogens zwischen dem im
Drehzentrum des Exzenters liegenden Mittelpunkt des größeren Kreisbogens und diesem
selbst liegt, während der Übergang zwischen beiden Kreisbögen bei der Auslösung
der nur auf einen Teil des Druckhubes des Pumpenkolbens beschränkten Schmiermittelzufuhr
ebenso wie die Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der beiden Kreisbögen
etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens gerichtet ist. Da der Exzenter
für die Steuerung des Pumpenkolbens im wesentlichen aus zwei Kreisbögen besteht,
von denen der eine konzentrisch zur Drehachse des Exzenters liegt, ist nicht nur
eine verhältnismäßig einfache und billige Herstellung des Exzenters möglich, sondern
es wird darüber hinaus eine weitgehend von Resonanzschwingungen freie Führung des
Pumpenkolbens über dessen gesamte Hublänge erzielt. Ferner ist die Lage des für
die Auslösung der Schmiermittelzufuhr vorgesehenen Teiles des Exzenters gemäß der
Erfindung genau und schnell zu bestimmen.
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Diese Zuordnung des die Auslösung der Schmiermittelzufuhr bewirkenden
Übergangs zwischen den beiden Kreisbögen des Exzenters besteht gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung zweckmäßig darin, daß der während des Druckhubes mit dem Pumpenkolben
zusammenwirkende Übergang zwischen den beiden
Kreisbögen auf einer
Linie liegt, die durch den Mittelpunkt des kleineren Kreisbogens verläuft und die
Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der beiden Kreisbögen unter einem rechten
Winkel schneidet.
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Um eine einwandfreie Zusammenarbeit. zwischen dem Exzenter und dem
Pumpenkolben zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß der Pumpenkolben
neben dem beim Druckhub mit dem Exzenter zusammenwirkenden Teil zu einem Sitz ausgebildet
ist, der dem gfößereri "Kreisbogen des Exzenters angepaßt ist und der nach dem Druckhub
und vor dem Saughub gegen den größeren Kreisbogen anliegt.
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Für den Fall, daß dis Pumpe zur Schmierung mehrerer Stellen vorgesehen
ist, kann diese erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung für die gleichzeitige Regelung
der Dauer der Schmierstellenversorgung bei sämtlichen Schmierstellen ausgerüstet
sein.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Es zeigt Fig. 1 eine Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten zu genau vorausbestimmten
Zeitpunkten im Schnitt mit weggebrochenem mittlerem Teil, Fig. 2 ein Arbeitsschema
der Pumpe.
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Die insbesondere zur Hubtaktschmierung der Kolben von Schiffsdieselmaschinen
vorgesehene Pumpe besitzt einen Zylinder 1, in welchem der Pumpenkolben 2 verschiebbar
gelagert ist. Der Zylinder 1 ist über eine oder mehrere Öffnungen 3 an eine Saugleitung
4 angeschlossen. Ein Kanalsystem 5 führt Lecköl in die Saugleitung 4 zurück. Ein
im Raum oberhalb des Kolbens 2 angeordneter Pfropfen 6 dient lediglich zur Ausfüllung
des toten Raumes.
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Der Zylinder 1 steht über eine Bohrung 7 mit einem Zylinder 8 eines
Regelschiebers 9 in Verbindung, der über eine Bohrung 10 an eine Schmierstelle angeschlossen
ist. Beim Pumpen wird der Regelschieber 9 in einen Federraum 8' hineingeschoben,
so daß zwischen den Bohrungen 7 und 10 eine Verbindung hergestellt wird.
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Zur Einstellung der gewünschten Ölmenge ist die Pumpe mit einem Steuerkolben
12 versehen, dessen Lage mittels Muttern 13 eingestellt werden kann. Zwischen den
Muttern 13 und dem Steuerkolben 12 ist ein Vierkant 14 angeordnet, welcher bei der
Einstellung des Steuerkolbens 12 mittels der Muttern 13 die Drehung des Kolbens
verhindern soll.
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Um gelegentlich die Ölmenge vergrößern zu können, liegt die äußere
Mutter gegen eine Exzenterwelle 15 an, die durch einen nicht dargestellten
Griff in Lagern 16 um 180° gedreht werden kann.
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Der Exzenter 17 greift im Sinne einer konstanten Hubbewegung an einem
Ende 18 des Pumpenkolbens 2 oder einer Verlängerung desselben an. Die untere Totlage
des Endes 18 wird durch einen nicht dargestellten Anschlag begrenzt, so daß der
Exzenter 17 während eines Teiles seiner Umdrehung den Kolben 2 oder dessen Verlängerung
nicht berührt.
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Der Exzenter 17 hat eine solche Form und ist derart angeordnet, daß
er nur während eines kleineren Teiles seiner Umdrehung auf den Pumpenkolben 2 im
Sinne eines Druckhubes einwirkt, wobei sich ein mit dem Kolben 2 zusammenarbeitender
Teil 19 des Exzenters 17 annähernd geradlinig senkrecht zu der Bewegungsrichtung
des Kolbens 2 bewegt.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist der Exzenter 17 zwei
Kreisbögen 20 und 21 mit verschiedenem Radius auf, wobei der Mittelpunkt 23 des
kleineren Kreisbogens 21 zwischen dem im Drehzentrum des Exzenters 17 liegenden
Mittelpunkt 22 des größeren Kreisbogens 20 und diesem selbst liegt. Der mit dem
Kolben 2 während des Druckhubes zusammenarbeitende Teil 19 bildet den Übergang zwischen
den Kreisbögen 20 und 21. Der Kolben 2 führt seinen Druckhub dann aus, wenn der
Übergang zwischen den beiden Kreisbögen ebenso wie die Verbindungslinie zwischen
den Mittelpunkten der beiden Kreisbögen etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des
Pumpenkolbens gerichtet ist oder wenn mit anderen Worten der Halbmesser des Bogens
20 durch den Mittelpunkt 23 des Kreisbogens 21 durch diejenige Lage hindurchgeht,
die zur Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 2 senkrecht ist. DerTeil 19 liegt genauer
genommen auf einer Linie, die- durch den Mittelpunkt des kleineren Kreisbogens verläuft
und die Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der beiden Kreisbögen unter
einem rechten Winkel schneidet.
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Andere Ausführungsformen des Exzenters 17, die mit den oben beschriebenen
gleichwertig sind, können selbstverständlich ebenfalls in. Frage kommen. Die beschriebene
Ausführungsform ist jedoch vorzuziehen, da sie sich leicht genau und stets in derselben
Form herstellen läßt. Aus praktischen Gründen wird der Teil 19 zweckmäßig etwas
abgerundet.
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Naturgemäß können auch mehrere Exzenter 17 nebeneinander auf einer
gemeinsamen Welle angeordnet sein, wobei die Exzenter 17 je einen Pumpenkolben 2
zur Schmierung mehrerer Stellen antreiben.
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Neben einem beim Druckhub mit dem Exzenter 17 zusammenarbeitenden
Teil 24 ist der Pumpenkolben 2 zu einem Sitz 25 ausgebildet, der dem größeren Kreisbogen
20 des Exzenters 17 angepaßt ist. Der Sitz 25 liegt zwischen Druckhub und Saughub
an dem größeren Kreisbogen 20 des Exzenters an.
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Der Druckhub läßt sich nach Fig. 2 in vier Abschnitte I-IV aufteilen.
Während des der Strecke A-B entsprechenden Abschnittes I bewegt sich der Pumpenkolben
2 in eine Lage, in der er die Öffnungen 3 für die Zufuhr des Schmiermittels schließt.
Während des der Strecke B-C entsprechenden Abschnittes 11 bewegt sich der Kolben
2 in eine Stellung, in der der Regelschieber 9 den Eintritt 10 zu der Schmierstelle
öffnet. Falls der Pumpenkolben 2 und der Regelschieber 9 den gleichen Durchmesser
haben, ist die Bewegung des Pumpenkolbens 2 selbstverständlich ebenso lang wie die
Öffnungsbewegung des Regelschiebers 9. Während des der Strecke C-D entsprechenden
Abschnittes 111 erfolgt der eigentliche Pumpenhub und während des der Strecke
D-E entsprechenden Abschnittes IV die Entlastung.
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Gemäß der beschriebenen und in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird
der ganze Druckhub während einer Drehung von etwa 50° des Exzenters 17 ausgeübt,
wobei eine Drehung von etwa 5° dem eigentlichen Pumpenhub entspricht. Der Pumpenhub
beträgt 1 mm, während der gesamte Hub 8 mm beträgt. Die Drehung des Exzenters von
etwa 50° ist in Fig.2 in die Abschnitte 1-IV aufgeteilt wiedergegeben. Die in den
einzelnen Abschnitten auftretende Wirkung ist vorangehend erläutert.
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Der Saughub wird durch die Strecke F-G-H-I-J wiedergegeben, die fortlaufend
Entlastung, Vakuumbildung und Ansaugen bedeutet.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehend beschriebene und in der
Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann im Rahmen der nachfolgenden
Patentansprüche Abänderungen erfahren.