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Die Erfindung betrifft die Verbindung zwischen dem Kolben einer Exzenterpumpe
und einer Kolbenstange, die sich über einen zwischen Führungsbahnen geführten Gleitschuh
gegen den Exzenter abstützt, wobei der Kolben sich in Druckrichtung unter Federwirkung
nur kraftschlüssie gegen die Kolbenstange abstützt.
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Bei bekannten Exzenterpumpen ist der Kolben starr mit einer Kolbenstange
verschraubt oder verbolzt, die ihrerseits mit einem zwischen Führungsbahnen geführten
Gleitschuh verbunden ist, der in üblicher Weise am Exzenter anliegt. Beginnt ein
solcher Kolben zu klemmen, so erhöht sich die Reibung zwischen Kolben und Zylinder
von Hub zu Hub solange, bis der Kolben sich schließlich festgefressen hat. In diesem
Zustande muß dann die Verbindung zwischen Kolben und Kolbenstange und/oder der Gleitschuh
brechen.
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Es ist auch eine für hohe Flüssigkeitsdrücke bestimmte Pumpe (USA.-Patentschrift
3 053 195) bekannt, bei welcher der Kolben nur kraftschlüssig mit seinem
Antriebsorgan verbunden ist, so daß er beim Klemmen, d. h. schon ehe es zum
Fressen kommt, am Ende seines Arbeitshubes stehen bleibt, während die übrigen Teile
der Pumpe und gegebenenfalls vorhandene andere Kolben weiterlaufen.
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Bei dieser bekannten Pumpe sind zwischen Kolben und Exzenter ein Gleitschuh
und ein Kreuzkopf vorgesehen, die mit zur Zylinderachse senkrechten ebenen Flächen
aufeinander gleiten und deshalb Ouerkräfte auch auf den Kolben übertragen, welche
den Kolben zu verkanten suchen und deshalb zu stellenweisen übermäßigen Seitenpressungen
des Kolbens und damit zu Temperaturerhöhungen füh-
ren, die ein Klemmen oder
sogar Festfressen des Kolbens zur Folge haben können. Die bekannte Bauweise führt
außerdem zu einer erheblichen Baulänge der Pumpe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Pumpe der eingangs
genannten Art einem Klemmen des Kolbens vorzubeugen und für den Fall des Klemmens
eine Zerstörung der Pumpenteile zu vermeiden, ohne aber den Kolben durch vom Antrieb
herrührende seitliche Kräfte zu belasten.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungs-(Yemäß darin, daß der
Kolben als Stülpkolben ausgebildet ist, in welchem die Kolbenstange axial verschiebbar
und um einen nahe dem Kolbenboden lie-enden Punkt begrenzt allseitig schwenkbar
angeordnet ä ist.
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Hierdurch wird der Abstand zwischen Zylinder und Exzenter sehr klein
gehalten, weiterhin die Kotbenstange beim Festklemmen des Kolbens durch den Kolben
selbst in ihrer richtigen Lage gehalten, so daß sie anderen Getriebeteilen bei geklemmten
Kolben nicht schaden kann, und schließlich die Wirkung von Ouerkräften aus den Kolbenantriebsorganen
auf den Kolben so vermindert, daß nicht nur ein Kolbenklemmen äußerst selten wird,
sondern auch Folgeschäden des Kolbenklemmens vermieden werden. Außerdem können die
Purnpenantriebsteile wegen Fortfalls der Querkräfte leicht gebaut sein.
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Im Kolben schwenkbar anaelenkte Kolbenstangen sind für Schiefscheiben-Axialkolbenmischinen
bekannt (deutsche Patentschrift 968 651), bei denen sie aber erforderlich
sind, Lim die an der Schiefscheibe auftretenden Abstandsänderunaen der Anlenkpunkte
der Kolbenstange von der Mittelachse her sich drehender Zylindertrommel auszugleichen.
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Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß sich die
Kolbenstange mit einer Kugelkalotte gegen eine entsprechende Lagerfläche am Boden
des Stülpkolbens abstützt. Die kugelkalottenförmige Ausbildung des Kolbenstangenendes
und die entsprechende Ausbildung des Stülpkolbenbodens hat außer der allseitigen
Einstellbarkeit den Vorteil, daß die Kolbenstange nach selbsttätigem Aufhören des
Klemmens in die richtige Lage zum Stülpkolben geführt wird. Das Klemmen des Kolbens
hört nämlich bei ölfördernden Pumpen, bei welchen der Druck im Zylinderraum auch
während des Saughubes über Atmosphärendruck gehalten ist, gelegentlich dann von
selbst auf, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung in die Lagerfläche
am Boden des Kolbens eine den Kolbenboden durchdringende Bohrung mündet; infolge
des Auf-und Abgehens der Kolbenstange im Stülpkolben tritt bei in oberster Stellung
festgeklemmtern Kolben öl
durch diese Bohrung, so daß der Kolben gekühlt wird
und sich dadurch lösen kann.
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Obgleich die Bohrung im Boden des Stülpkolbens nicht nennenswert zur
hydraulischen Entlastung der Kalotte beiträgt, bedient man sich ihrer beim Erfindungsgegenstand
zur Ermöglichung der Druckschmierung, um bei den geringen Bewegungen zwischen Kolbenstange
und Kolbenboden die Bildung von Passungsrost zu vermeiden, der an den Oberflächen
von zwei aufeinandergepaßten Teilen entsteht, wenn diese Teile sehr' kleine Bewegungen
gegeneinander unter Druck ausführen.
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In der Zeichnuna ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 einen einzelnen Zylinder nebst Kolben und Gleitschuh,
der von einem Exzenter angetrieben wird; um den nur teilweise dargestellten Exzenter
C
herum können weitere, nicht gezeichnete Zylinder C
nebst Kolben und
Gleitschuhen angeordnet werden; F i g. 2 zeigt einen Schnitt etwa gemäß der
Linie I-II der F i g. 1.
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Der Zylinder 1 ist an einem nicht dargestellten Gehäuse befestigt.
In seiner Bohrung 2 bewegt sich ein Kolben 3 auf und ab. Am oberen Ende der
Bohrung 2 vermittelt ein Kolbenschieber 20 die Verbindung mit nicht dargestellten
Ein- und Auslaßöffnun-(Yen. Der Kolben 3 ist hohl und ragt mit seinem Ende
3 a aus der Zylinderbohrung 2 heraus. Hier trägt er einen Ring 4,
auf den eine Schraubenfeder 5 druckt, die sich ihrerseits bei 6 gegen
eine entsprechende Anlagefläche des Zylinders 1 abstützt. Innerhalb des Kolbens
3 drückt die Kolbenstange 7 mit einer kii-(Telkalottenförr,rigen Anlagefläche
8 gegen eine entsprechende Anlagefläche 9 des Kolbens. Die Kolbenstange
7 kann also um den Mittelpunkt der Flächen 8
und 9 etwas schwenken,
da sie im Hohlraum des Kolbens 3 Spiel hat. Sie stützt sich mit einem Kopf
15 auf einer Achse 16 ab, die in einem Gleitschuh 17
gelagert
ist, der auf einem Exzenter 11 läuft. Die Enden der Achse 16 sind
mittels Rollen 16 a zwischen je zwei Führungsbahnen 21 gelagert, die
starr mit dem Zylinder 1 verbunden sind und parallel zur Zylinderachse
liegen, so daß sich der Gleitschuh nur parallel zur Zylinderachse auf- und
abbewegen kann. Der Kolbenstangenkopf 15 trägt einen Ring 12, auf den zwei
Schraubenfedern 13 und 14 drücken, die sich ihrerseits gegen den Zylinder
1 abstützen. Diese
verhältnismäßig starken Federn drücken
den Kolbenstangenkopf 15 bei jedem Kurbelwinkei auf die Achse 16,
so daß der Gleitschuh 17 stets auf dem Exzenter11 anliegt; der Kolben3 macht
unter der Wirkung der Feder5 den Saughub der Kolbenstange 7 mit, da die Feder
5 den Kolben stets gegen die Kugelkalottenfläche 8 der Kolbenstange
7 drückt. Der Kolbenboden 3 ist durch eine Bohrung 18
durchbrochen,
die den Zylinderraum mit der kugelschalenförmigen Fläche 9 verbindet. Auch
während des Saughubes herrscht in dem Raum 2 a der Zylinderbohrung 2 in bekannter
Weise noch ein gewisser Überdruck. Da der Kolben 3 während des Saughubes
nur durch die Kraft der Feder 5 auf die Kugelkalottenfläche 8 der
Kolbenstange 7 gedrückt wird, kann während des Saughubes etwas
öl aus dem Zylinderraum durch die Bohrung 18 zwischen die beiden Flächen
8 und 9 treten, so daß eine gute Schmierung gewährleistet ist.
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Da keine Querkräfte auf den Kolben einwirken, die an einander diagonal
gegenüberliegenden Stellen überdurchschnittliche Drücke zwischen Kolben und Zylinderwand
hervorriefen, können Kolben und Zy-
linder mit der vollen theoretischen Leistung
der Pumpe belastet werden, so daß die Pumpe ohne Vergrößerung ihrer sonstigen Einheiten
für erheblich höhere Leistungen als bei starrem Anschluß der Kraftübertragungsteile
eingesetzt werden kann. Wird die Kolbenreibung während des Betriebes aus anderen
Gründen als der ausgeschalteten ungleichmäßigen Belastung stärker, so daß der Kolben
klemmt, so kann er, wie bekannt, im oberen Totpunkt stehen bleiben, so daß Schäden
für seine Antriebsorgane und Schäden an den anderen Kolben vermieden werden.