DE1528474B1

DE1528474B1 - Hydraulische Steuereinrichtung an einer Membranpumpe

Info

Publication number: DE1528474B1
Application number: DE19661528474
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Vetter
Original assignee: Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Current assignee: Lewa Herbert Ott GmbH and Co KG
Priority date: 1966-03-01
Filing date: 1966-03-01
Publication date: 1970-07-23
Also published as: US3433161A; FR1512839A; GB1167224A

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuer- Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es

einrichtung an einer Membranpumpe zur Steuerung somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Voreines Entlastungsventils in einem von einem Kolben richtung zur Steuerung eines Entlastungsventils im beaufschlagten, von dem Förderraum der Membran- Pumpraum einer Membranpumpe in Abhängigkeit pumpe durch eine Membran getrennten Pumpraum 5 vom Druck im Förderraum der Membranpumpe in Abhängigkeit des im Förderraum herrschenden vorzuschlagen, die ein rasches, von Trägheits- und Druckes. Dämpfungskräften der Vorrichtung weitgehend un-

Das Prinzip, bei Membranpumpen die Überlastung beeinflußtes Ansprechen des Entlastungsventils erder empfindlichen Membran durch zu große Diffe- möglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß renzdrücke zwischen dem Pumpraum und dem För- ίο ein Betätigungsglied der hydraulischen Steuereinrichderraum dadurch zu verhindern, daß ein im Pump- tung mit dem Ventilkörper des Entlastungsventils raum angeordnetes Entlastungsventil in Abhängigkeit über eine Ventilfeder verbunden ist. vom Druck im Förderraum im Sinne einer Druck- Durch diese Art der Koppelung des Ventilkörpers

angleichung gesteuert wird, ist bereits bekannt. So des Entlastungsventils mit den Betätigungsteilen der zeigt z. B. die USA.-Patentschrift 1 651 964 eine 15 Hydraulikeinrichtung ist ein ausgesprochen rasches Hydraulikeinrichtung mit einem in einem Zylinder Ansprechen des Entlastungsventils gewährleistet, da geführten Kolben, der von dem Druck im Förder- nur noch die Masse des Ventilkörpers und die raum der Membranpumpe beaufschlagt ist. Der KoI- anteilige Masse der Feder beschleunigt und der beim ben ist starr mit einem Ventilkörper verbunden, der Öffnen des Ventils geringfügige Kraftzuwachs der zusätzlich durch eine Ventilfeder in die Schließ- 20 Feder überwunden werden muß. Stellung eines Ventils gedrückt wird. Übersteigt der Zweckmäßigerweise besteht die Hydraulikeinrich-

Druck im Förderraum der Membranpumpe eine be- tung in an sich bekannter Weise im wesentlichen aus stimmte vorgegebene Größe, so wird dadurch der einem Zylinder mit einem darin geführten Kolben Kolben gegen die Federwirkung verschoben, das und einer mit dem Kolben verbundenen Kolben-Ventil öffnet und läßt Druckflüssigkeit aus dem 25 stange als Betätigungsglied, an deren Ende ein Pumpraum der Membranpumpe ausströmen. Auch Federsitz angeordnet ist. Außerdem sind der Kolbenaus der deutschen Patentschrift 953 489 ist eine stange und dem Kolben Anschläge zugeordnet, die hydraulische Steuereinrichtung der eingangs geschil- die Hubbewegung des Kolbens begrenzen, derten Gattung bekannt, die im wesentlichen aus Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind

einer einerseits vom Druck im Förderraum, anderer- 30 in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ein Ausseits vom Druck im Pumpraum beaufschlagten Mem- führungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der bran besteht. Mit dieser Membran ist wiederum ein Zeichnungen nachstehend beschrieben. Es zeigt federbeaufschlagter Kolben fest verbunden, der eine Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Membranpumpe

Überströmleitung freigibt, sobald der Druck im mit einer erfindiin^sgernäßcn Steuereinrichtung und Pumpraum um einen vorbestimmten Wert über dem 35 F i g. 2 eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung, Druck im Förderraum liegt. Zusätzlich ist zwischen gekoppelt mit einem Entlastungsventil, dem Pumpraum und der vom Druck im Pumpraum Eine Membranpumpe besitzt ein Triebwerk 1,

beaufschlagten Seite der Membran ein Rückschlag- gegebenenfalls eine Hubverstelleinrichtung 2 und ventil vorgesehen, das bei Überschreitung eines be- einen Membranpumpenkopf 3. Im Membranpumpenstimmten Druckes im Pumpraum in die öffnungs- 40 kopf 3 sind ein Förderraum 4 für die zu fördernde Stellung gedrückt werden muß. Flüssigkeit, ein Pumpraum 5, der eine Druckflüssig-

Nachteilig an diesen bekannten Einrichtungen ist, keit enthält, und eine Vorratskammer 6 für weitere daß die auf den Ventilkörper des Entlastungsventils Druckflüssigkeit untergebracht, wirkenden Schließkräfte der Hydraulikeinrichtung Eine Membran 7 trennt den Förderraum 4 bzw.

und der Ventilfeder parallelgeschaltet sind, und zwar 45 eine Förderdruckleitung 4 α vom Pumpraum 5. Zwiin einer Weise, daß die Hydraulikeinrichtung stets sehen dem PumpraumS und der Vorratskammer6 unmittelbar starr mit dem Ventilkörper verbunden sind ein Nachschnüffelventil 8 und ein Entlastungsist. Dadurch ergibt sich zwangläufig, daß bei An- ventil 9 angeordnet. Ein Verdrängerkolben 10 steht sprechen des Entlastungs- oder Überströmventils mit dem Triebwerk 1 in Antriebsverbindung, durchsowohl die Masse des Ventilkörpers einschließlich 50 quert die Vorratskammer 6 und ragt in den Pumpder Feder als auch die Masse der Teile der Hydrau- raum 5 hinein. Zur Abdichtung des Pumpraums 5 likeinrichtung bewegt werden muß. Da insbesondere gegenüber dsr Vorratskammer 6 ist eine Dichtung 11 bei sehr schnell laufenden Membranpumpen der für vorgesehen. Bei der oszillierenden Bewegung des das Ansprechen des Entlastungsventils zur Verfügung Verdrängerkolbens 10 erhöht bzw. vermindert sich stehende Zeiträum außerordentlich kurz bemessen 55 der Druck im Pumpraum 5, so daß die Membran 7 ist, ist ein möglichst verzögerungsfreies Ansprechen diesen Druckänderunaen folgt und die Druckändedes Entlastungsventils im Sinne der Funktionssicher- rungen auf die zu fördernde Flüssigkeit überträgt, heit unbedingt Voraussetzung. Auf Grund der kon- für eine Umsetzung dieser Druckänderungen 12 struktiven Ausbildung bei den bekannten Vorrich- und 13 für eine Umsetzung dieser Druckänderuntungen ist jedoch nicht nur eine größere Masse — 60 gen in die Pumpbewegtmg der zu fördernden Flüsnämlich zusätzlich die beweglichen Teile der Hydrau- sigkeit.

likeinrichtung — durch die der Druckdifferenz ent- Das Nachschnüffelventil 8 besteht in bekannter

sprechende Kraft zu beschleunigen, sondern es muß Weise aus einem Stößel mit Ventilkörper 14, einer auch die Dämpfungskraft des die Hydraulikeinrich- Feder 15 und einer Einstellschraube 16. Sinkt der tung betätigenden Mediums überwunden werden. Die 65 Druck im Pumpraum 5 unter einen vorgegebenen vorhandenen Massen- und Dämpfungskräfte wirken Wert, dann strömt Druckflüssigkeit aus der Vorratsinsgesamt einem raschen Ansprechen des Entlastungs- kammer 6 über das Nachschnüffelventil 8 in den ventils stark entgegen. Pumpraum 5 ein. Auf diese Weise wird die Menge

ergänzt, welche durch die Abdichtung 11 vom Pumpraum 5 in die Vorratskammer 6 gelangt ist.

Bei großer Saughöhe oder bei starker Drosselung der Ansaugleitung entsteht im Förderraum 4 ein großer Unterdruck, woraus beim Saughub des Verdrängerkolbens 10 ebenfalls im Pumpraum 5 ein entsprechender Unterdruck und damit ein Ansprechen des Nachschnüffelventils 8 resultiert. Es besteht jedoch dann die Möglichkeit, daß zuviel Druckflüssigkeit aus der Vorratskammer 6 in den Pumpraum 5 einströmt und dadurch beim nachfolgenden Druckhub des Verdrängerkolbens die Membran 7 überbeansprucht. Diese Möglichkeit besteht selbst dann, wenn, wie in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, die Membran durch kalottenförmige Wände mit Bohrungen 21 bzw. 22 umgeben ist.

Um einer derartigen Überbeanspruchung der Membran 7 zu begegnen, ist das Entlastungsventil 9 im Pumpraum 5 angeordnet, das einen Ventilraum 23, einen Ventilkörper 17. einen Ventilsitz 18, eine Ventilfeder 19 und eine Einstellschraube 20 zur Einstellung der Grundspannung der Ventilfeder 19 besitzt. Die Grundspannung der Ventilfeder 19 ist zweckmäßifrerweise so gewählt, daß das Entlastungsventil 9 bei Überschreiten des zulässigen Druckes anspricht und das Rückströmen der überschüssigen Druckflüssigkeit aus dem Pumpraum 5 in die Vorratskammer 6 gestattet. Das Entlastungsventil 9 ist in Abhängigkeit von Druck im Förderraum 4 bzw. in der Förderdruckleitung 4« gesteuert. Diese Steuerung verfolgt unter anderem den Zweck, bei niedrigem Druck im Förderraum 4 die Membranbeanspruchung in Grenzen zu halten, bei hohem Druck im Förderraum 4 dagegen die Förderhöhe nicht unnötig zu beschneiden. Zum Zewecke dieser Steuerung ist eine Hydraulikeinrichtung 30 vorgesehen, die (vgl. F i g. 2) einen über eine Druckleitung 31 mit dem Förderraum 4 in Verbindung stehenden Zylinder 32 besitzt, in dem ein Kolben 33 mit einer Kolbenstange 34 geführt ist. Am Ende der Kolbenstange 34 ist ein Federsitz 35 angeordnet, auf dem sich die mit dem Ventilkörper 17 verbundene Ventilfeder 19 des Entlastungsventils 9 abstützt. Zwischen dem Federsitz 35 und dem Kolben 33 sind Anschläge 36 und 37 in Gestalt von in das Gehäuse der Membranpumpe bzw. der Hydraulikeinrichtung 30 einschraubbaren Hülsen angeordnet. Der dem Ventilkörper 17 zugewendete Anschlag 36 ist gleichzeitig als Federführung für die Ventilfeder 19 ausgebildet.

Im Zylinder 32 sind Aussparungen 40 vorgesehen, welche den Zugang zu Betätigungsstellen 43 und 44 der hülsenartigen Anschläge 36 und 37 erlauben. Durch diese Verstellung des Anschlages 36 kann gleichzeitig die Federkraft der Ventilfeder 19 eingestellt werden.

In der Druckleitung 31 der Hydraulikeinrichtung sind, zueinander parallelgeschaltet, ein Drosselventil 45 und ein Rückschlagventil 46 angeordnet, das sich beim Einströmen von Flüssigkeit in den Hydraulikzylinder 32 öffnet und beim Rückströmen dieser Flüssigkeit schließt. Das Drosselventil 45 ist bezüglich seiner Drossclwirkung einstellbar. Es kann, wenn es auf die Einstellbarkeit nicht ankommt, als gesondertes Bauteil entfallen und statt dessen ein etwas leckendes Rückschlagventil 46 eingebaut werden. Das Rückschlagventil 46 sorgt für eine Druckaufladung des Zylinders 32, während das Drosselventil 45 eine Angleichung des Druckes im Zylinder an den Druck im Förderraum 4 bzw. in der Förderdruckleitung 4fl bewirkt. Falls die Druckleitung nicht, wie gezeichnet, in den Förderraum 4, sondern in die Förderdruckleitung 4a mündet, übernimmt das Pumpenventil 13 die Funktion des Drosselventils und des Rückschlagventils. Infolge der Wirkung des Rückschlagventils stellt sich im Zylinder 32 ein nur wenig schwankender Druck ein, der bei normalem Arbeiten der Pumpe in der Nähe des größten Förderdruckes liegt, während er bei stark abfallendem Druck, z. B. infolge auftretender Kavitation, sich diesem verminderten Druck anpaßt.

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Steuereinrichtung an einer Membranpumpe zur Steuerung eines Entlastungsventils in einem von einem Kolben beaufschlagten, von dem Förderraum der Membranpumpe durch eine Membran getrennten Pumpraum in Abhängigkeit des im Förderraum herrschenden Druckes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsglied (34) der hydraulischen Steuereinrichtung (30) mit dem Ventilkörper (17) des Entlastungsventils (9) über eine Ventilfeder (19) verbunden ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer bekannten Kolben-Zylinderanordnung (32, 33) besteht, bei der das Ende einer Kolbenstange (34) als Federsitz (35) für die Ventilfeder (19) ausgebildet ist und die zwei zwischen Federsitz (35) und Kolben (33) angeordnete Anschläge (36, 37) besitzt, die die Bewegung des Kolbens (33) begrenzen.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich des Federsitzes (35) angeordnete Anschlag (36) als hülsenartiges Federgehäuse (38) sowie als Einstellschraube (20) ausgebildet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Bereich des Kolbens (33) angeordnete Anschlag (37) als rohrförmige Schraube (39) ausgebildet ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder (32) Aussparungen (40) vorgesehen sind, welche den Zutritt zu Bctätigungsstellen (43, 44) des hülsenartigen Federgehäuses (38) und der rohrförmigen Schraube (39) gestatten.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Zylinder (32) in Verbindung stehende Druckleitung (31) zueinander parallelgeschaltet ein Drosselventil (45) und ein Rückschlagventil (46), das sich in Richtung auf den Zylinder (32) öffnet, enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen