DE163245C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

Es ist schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, Rotationspumpen und Gebläse, oder allgemein Rotationsmaschinen derart zu bauen, daß der Abschluß zwischen dem Druckraum und dem Saugraum der Hauptsache nach durch eine Walze bewerkstelligt wird, die stets und in jeder Kolbenstellung vom Flüssigkeitsdruck gegen den oder die rotierenden Pumpenkolben angepreßt wird. Alle derartigen Vorschläge sind aber immer daran gescheitert, daß es bis jetzt nicht gelang, die Abschlußwalze während des Betriebes zum Rotieren zu bringen.

Aus allen bisher bekannten Ausführungen von Dichtungswalzen geht hervor, daß man . bisher wohl den Willen hatte, Rotationsmaschinen zu bauen, bei denen Druck- und Saugraum durch vom Flüssigkeitsdruck oder sonstwie angepreßte Walzen getrennt sind, daß aber alle Bemühungen daran scheiterten, daß es. noch in keinem Falle gelang, den Grund für das Nichtfunktionieren zu ermitteln und Mittel zu finden, um die unter Flüssigkeitsdruck stehende Abschlußwalze während des Betriebes der Rotationsmaschine zum Umlaufen zu bringen.

Gemäß vorliegender Erfindung werden nun Mittel und Wege und ganz eindeutig bestimmte Ausführungsformen gegeben, wonach die unter Flüssigkeitsdruck stehende Abschlußwalze zum Rotieren gebracht und danach ein geordneter Betrieb einer solchen Rotationsmaschine möglich wird.

Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beruhen auf dem Gedanken, daß ein Umlaufen einer solchen unter Flüssigkeitsdruck stehenden Abschlußwalze nur dann möglich ist, wenn es gelingt, die Walze so zu lagern, daß sie mit ihrem äußeren Umfang an keiner ruhenden Fläche anliegt bezw. an keine ruhende Fläche angepreßt wird.

Entsprechend dieser neuen Erkenntnis, deren Richtigkeit sich durch Theorie und experimentell nachweisen läßt, werden im folgenden zwei Ausführungsformen beschrieben.

Die Ausführungsform Fig. 1 paßt für größere und sehr große Pumpen. Es stellt diese Figur einen Schnitt senkrecht zur Pumpenachse dar. α ist die Antriebswelle, mit der die Trommel b fest verbunden ist. Auf dieser Trommel sitzt der eigentliche umlaufende Kolben c c¹ c² (zur besseren Erkenntlichmachung im Schnitt dargestellt), der auch mit der Trommel b aus einem Stück hergestellt sein kann. Die Form des Kolbens oder Verdrängers muß hier eine ganz bestimmte sein. Der Kolben setzt sich aus drei Teilen zusammen, aus dem ansteigenden Aste c c², einem höchsten oder Scheitelteil c² c¹ und einem absteigenden Aste c¹ c. Der ganze Kolben wird von einem zylindrisch ausgebohrten Gehäuse d umschlossen, und zwar so, daß das Kolbenstück c² c¹ die gleiche Rundung wie das Innere des Gehäuses d besitzt und bis möglichst nahe an dessen Innenwand heranreicht.

Das Gehäuse d ist nicht ringsumlaufend geschlossen, sondern läßt auf einer Seite eine breite öffnung 2, 3 offen.

Die Abschlußwalze /, welche man auch

Steuerwalze nennen kann, ist vollständig frei in die Gehäuseöffnung 2, 3 eingelegt. Ihr einer Stützpunkt bildet die Kolbenumfangsfläche c c¹ c² bezw. die jeweilige Erzeugende dieser Fläche. Statt nun als zweiten Stützpunkt die Gehäusewand zu wählen, welches Vorgehen, wie eingangs gezeigt werden konnte, eine Rotation der Abschlußwalze / verunmöglichen und damit die ganze Pumpe unmöglich machen würde, wird hier eine Hilfsrolle e angebracht und diese leicht drehbar auf einer Achse gelagert, aber so, daß die Oberfläche dieser Hilfsrolle außer dem Bereiche des rotierenden Kolbens c c^l c² liegt.

Mit dieser Anordnung ist nun einmal erreicht, daß die Abschluß walze/ beim Betrieb der Pumpe rotiert, denn sobald der Pumpenkolben c c¹ c¹ gedreht wird, setzt er die Abschlußwalze f in Umlauf, was nun möglich ist, da diese nicht mehr gegen eine ruhende Gehäusewand gepreßt wird, sondern gegen eine leicht drehbare Hilfsrolle e. Der eine Teil der Aufgabe, die Abschlußwalze zum Rotieren zu bringen, ist damit gelöst.

Durch die Anbringung einer Hilfsrolle e ist aber anscheinend ein weiterer Übelstand dadurch entstanden, daß nun zwischen Hilfsrolle e und der Gehäusewand ein Spalt offen bleibt, so daß an dieser Stelle Druck- und Saugraum miteinander in Verbindung stehen. Diesem anscheinend schwerwiegenden Übelstande wird dadurch abgeholfen, daß man an jener Stelle an der Gehäusewand ein Winkeleisen o. dgl. anschraubt, derart, daß dessen einer Schenkel w die Hilfsrolle e an ihrer Oberfläche leicht berührt, jedoch ohne deren Drehung den mindesten Widerstand entgegenzusetzen. Eine derartige außerordentlich einfache Abdichtung gewährt noch den großen Vorteil, daß sie nachstellbar ist. Sollte sich im Laufe der Zeit die Oberfläche der Hilfsrolle e etwas abgenutzt haben, so braucht man nur das Winkeleisen etwas zu senken, bis dessen Schenkel w wieder die Oberfläche der Rolle e tangiert, und der Abschluß ist wieder für sehr lange Zeit erhalten. Dieses abdichtende Winkeleisen bildet daher einen sehr wesentlichen Punkt bei dieser Pumpenbauart.

Durch die Hilfsrolle e im Verein mit dem Abdichtungswinkeleisen iv ist somit nun erreicht, daß Abschlußwalze f umlaufen kann und dennoch zwischen Druck- und Saugraum Abdichtung stattfindet. Hierin liegen die charakteristischen Merkmale und das Neue der Pumpe; dadurch allein wird es möglich, eine solche Pumpe zum Laufen zu bringen. Die folgenden Eigenschaften sind, wenn wohl auch wichtig, doch von mehr untergeordneter Natur.

Das Kolbenstück c¹ c², an dessen Oberfläche Abnutzung nachteilig auf den volumetrischen Wirkungsgrad der Pumpe einwirken würde, kann oder soll zum Nachstellen eingerichtet werden, etwa wie in Fig. 1 angedeutet ist.

Die Öffnung 2, 3 im Pumpengehäuse d ist so breit bemessen, daß außer der Steuerwalze f und der Hilfsrolle e die genügend breit bemessene Saugspalte 5 und die Druckplatte 6 Platz finden. An den Saugraum s wird die Saugleitung, an den Druckraum ρ die Druckleitung, übrigens aber an ganz beliebigen Stellen angeschlossen.

Für die Kolbenform ist bei dieser Pumpe Grundbedingung, daß das Kolbenstück C¹C² gleich oder größer als die Öffnung 2, 3 ist, d. h. das Kolbenstück c¹ c² muß mit positiven Überdeckungen versehen sein, die im Grenzfalle auch gleich Null, aber nie negativ sein dürfen, sonst würde, wenn das Kolbenstück C²C¹ unter der Steuerwalze f hindurchgeht (strichpunktierte Kolbenstellung in Fig. 1), Flüssigkeit oder Luft vom Druckraum ρ bei 2 links um den Kolben herum und bei 3 in den Saugraum zurücktreten, die Pumpe also mit großem Flüssigkeitsverlust arbeiten, und das darf natürlich nicht sein.

Seitlich ist das Gehäuse d durch Deckel abgeschlossen, an deren Innenwand die Trommel b, die Stirnseiten des Kolbens c c^l c², sowie auch die Stirnseiten der Steuerwalze/ und der Hilfsrolle e möglichst nahe heranreichen. Die Antriebswelle α tritt durch in jenen Deckeln angebrachte Stopfbüchsen ins Freie und ebenso die Achse der Hilfsrolle e.

Wird nun die Antriebswelle α in eine den Pfeilen entsprechende umlaufende Bewegung versetzt, so schreitet, wenn man zuerst die Saugseite 5 (Fig. 1) betrachtet, das Kolbenstück c c¹ vorwärts. Es entsteht somit hinter ihm ein luftverdünnter Raum, wodurch im Saugrohr Flüssigkeit angesaugt wird. Auf der Druckseite schreitet gleichzeitig das Kolbenstück c² c vorwärts und schiebt die i°5 vor ihm liegende Luft oder Flüssigkeit in den Druckraum p. Hierbei läuft die Steuerwalze/ dank der drehbar angeordneten Hilfsrolle e fortwährend um und wird gleichzeitig, aber ganz allmählich, um den Winkel α n° gehoben, bis sie ihre Höchstlage f¹ (in Fig. 1 punktiert dargestellt) erreicht, worauf das Kolbenstück c¹ c¹ ruhig unter ihr durchgeht.· Dann senkt sich die Walze / aus ihrer Höchstlage f¹ längs dem Kolbenstück c¹ c in "5 ihre tiefste Lage bei c, worauf das gleiche Spiel immer wieder von neuem beginnt. In allen Kolbenstellungen aber findet eine vollständig richtige Rotationsbewegung der Abschluß- oder Steuerwalze / statt.

Es mag noch bemerkt werden, daß die Abschlußwalze f auch mehrteilig ausgeführt

werden kann (Fig. 2), was besonders bei recht breiten Pumpen dieser Art nötig erscheint. An der Stelle, wo die Walzenteile zusammenstoßen, legt man zweckmäßig einen Gummiring χ von entsprechender Stärke und Festigkeit ein und erreicht auf diese Weise, daß die Stirnseiten der Walze an den Gehäusedeckeln nahezu hermetisch genau abdichten. Überdies läßt sich eine solche, in ihrer Längsachse etwas elastisch gemachte Abschlußwalze viel leichter in die Pumpe einlegen und aus derselben herausheben, auch können sich Temperaturdifferenzen, welche natürlich die Länge der Abschlußwalze beeinflussen, und welche ein Festklemmen der Walze zwischen den Gehäusedeckeln herbeiführen könnten, auf diese Weise ausgleichen, so daß jedes Klemmen oder Ecken der Walze nun ausgeschlossen erscheint.

Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um solche Pumpen, bei denen die durch den Flüssigkeitsdruck gegen den umlaufenden Pumpenkolben angepreßte Abschluß- oder Steuerwalze in einer Stütze oder in einem Schieber oder Riegel gelagert, ist. Hier ist die Ausführung auch nur dann möglich, wenn man mit bestehenden Anschauungen bricht. Solange man bei der Idee beharrt, es müsse die Steuerwalze ihrer ganzen Länge nach (mit der betreffenden Erzeugenden) am umlaufenden Pumpenkolben anliegen, wird man keine andere Möglichkeit finden können als die, die Steuerwalze ihrer ganzen Länge nach in eine sie zum Teil umschließende Lagerschale zu legen. Dann dreht sich aber die Walze nicht, d. h. sie bleibt ruhig und läuft nie um, der Betrieb der Pumpe ist dann einfach unmöglich. Entgegen den bisherigen Anschauungen hat sich durch Versuche feststellen lassen, daß die unter dem Flüssigkeitsdrucke stehende Abschlußwalze /, Fig. 4, 5 und 6, durchaus nicht auf die ganze Breite des umlaufenden Kolbens sich zu erstrecken braucht, sondern man darf diese Walze schmäler machen, ja man darf sogar, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, mehrere Walzen nehmen, deren Gesamtbreite kleiner ist als die Kolbenbreite. Sobald man zu dieser Erkenntnis gekommen ist, liegt es sofort nahe, die Walze / oder die einzelnen Walzen f auf einer Achse y zu lagern, denn nun ergeben sich Lagerstützpunkte 7-8, 7¹^¹, 7"-8" (Fig. 5), was bei den bekannten Konstruktionen, wo man meinte, die Walze / müsse unbedingt so breit sein wie der Kolben, an den sie angepreßt wird, nicht der Fall ist. Man könnte nun zwar befürchten, daß diese stillbleibenden Lager 7-8, 7¹^¹ usw. (Fig. 5 z. B.), die ja an der Rotation der Walzen f nicht teilnehmen können, sich am umlaufenden Kolben abschleifen, wenn sie gegen denselben, ähnlich wie ein Bremsschuh, angepreßt werden. Bei näherer Überlegung sieht man aber sofort, daß die Lagerenden 7-8, 7'-S¹ usw. gar nichts zu tragen haben, sondern daß es einzig und allein die Walzen ff sind, welche den Flüssigkeitsdruck, der auf ihnen lastet, aufnehmen und in vollständig unschädlicher Weise auf die Achse y übertragen. Damit ist auch hier gelungen, die Abschlußwalze zum Umlaufen zu bringen.

Eine derartige Abschlußwalze, also nach Fig. 4, 5 oder 6, ist nun in Fig. 3 mit einer Stütze, in Fig. 7 mit einem Riegel verbunden. Obwohl diese beiden Organe durch den auf ihnen lastenden Wasserdruck kräftig gegen die Kolbenumfangsfläche c c^l c² des umlaufenden Kolbens angepreßt werden, kann nun, da die Steuerwalze nicht auf ihrer ganzen Länge am Kolben anliegt, die Walze richtig und korrekt rotieren, was bisher nie erreicht werden konnte.

Der Spalt, der zwischen der Stütze bei 6 oder dem Riegel bei 6 bleibt, wird durch eine Zunge u verschlossen.

Die Federn, welche die Stütze oder den Riegel und damit die Walze f gegen den Umfang des umlaufenden Kolbens andrücken, werden nur bei kleinen Pumpen, sogenannten Handpumpen, nötig, weil sonst leicht beim Transporte sich, ohne diese Federn, die Walzen f vom Kolbenumfang entfernen könnten, in welchem Falle natürlich die Pumpen nicht ansaugen würden. Im übrigen sind die Ausführungen nach Fig. 3 und 7 ganz ähnlich der in Fig. 1 und auch in der Wirkungsweise ist kein Unterschied.

Claims (3)

Patent-Ansprüche: 1oo

1. Eine Fördervorrichtung mit umlaufendem Kolben, bei welcher eine zwischen Druck- und Saugraum stehende Walze, die sogen. Abschlußwalze oder Steuerwalze, durch den Flüssigkeitsdruck oder durch Federn oder beides gegen den umlaufenden Pumpenkolben angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Walze, die auch mehrteilig ausgeführt werden kann, derart gelagert ist, daß sie no mit ihrer Umf angsfläche, durch den Flüssigkeitsdruck oder sonstwie, wohl gegen den umlaufenden Pumpenkolben, aber gegen keine feststehende Wand angepreßt wird, so daß die Walze beim Betrieb der Pumpe umläuft.

2. Eine Fördervorrichtung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Flüssigkeitsdruck stehende Abschluß- oder Steuerwalze (f) außer gegen den umlaufenden Pumpenkolben gegen den Umfang einer auf einer Achse

leicht drehbaren Hilfsrolle (e) angepreßt wird, welche Hilfsrolle ihrerseits durch ein nachstellbares Winkeleisen ο. dgl. reibungslos gegen die Gehäusewand abgedichtet ist, so daß, wenn der Pumpenkolben in umlaufende Bewegung versetzt wird, auch die Abschlußwalze (f) umläuft.

3. Eine Fördervorrichtung nach Anspruch I, bei welcher die unter Flüssigkeitsbezw. Federdruck stehende Abschluß- oder Steuerwalze (f) außer auf dem Umfang des umlaufenden Pumpenkolbens in einer Stütze oder einem Riegel oder Schieber ruht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußwalze (f), die gegen die Stütze oder den Riegel durch eine Zunge (u) o. dgl. reibungslos abgedichtet ist, nicht über die ganze Länge des umlaufenden Förderkolbens reicht, sondern durch ein oder mehrere Lager unterbrochen ist, welche ermöglichen, die ein- oder mehrteilige Walze ff) in einer Achse (y) zu lagern, wobei die Lagerenden den Umfang des umlaufenden Kolbens, ohne zu tragen, nur abdichtend berühren, da sie von der jeweiligen Walze (f) entlastet werden, das Ganze zu dem Zwecke, daß der Flüssigkeitsdruck die Abschlußwalze wohl an den Umfang des umlaufenden Pumpenkolbens, nicht aber an eine feststehende Wand anpressen kann, so daß die Abschlußwalze (f) beim Betrieb der Pumpe umläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.