DE1728553C3 - Einrichtung zur automatischen Entlüftung und Ergänzung des Betriebsöls einer hydraulisch betätigten Membranpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen Entlüftung und Ergänzung des Betriebsöls einer mitteis Stößelantrieb hydraulisch betätigten Membranpumpe, deren Verdrängerkammer mit einem oberhalb liegenden Vorratsbehälter für öl über ein Ventil ir. Verbindung steht, das vom Betätigungssystem des hydraulischen Antriebs im Endbereich des Ansaughubes der Membranpumpe geöffnet wird.

Es ist eine derartige Einrichtung zur automatischen Entlüftung und Ergänzung des Betriebsöls einer hydraulisch betätigten Membranpumpe bekannt (DT-AS 11 18 011), bei welcher ein in der Leitung zwischen dem hochliegenden Vorratsbehälter für öl und der Verdrängerkammer der Pumpe liegendes Hilfsventil über ein mechanisches Gestänge mit dem Stößelantrieb verbunden ist und entsprechend synchron mit dem Stößel so angetrieben wird, daß es am Ende des Ansaughubes der Membranpumpe öffnet Dabei kann die in der Verdrängerkammer gegebenenfalls enthaltene Luft über den Vorratsbehälter für öl entweichen und fehlendes öl aus diesem Vorratsbehälter ersetzt werden. Beim Beginn des Arbeitshubes des Stößels schließt dieses Ventil, so daß die Membranpumpe ohne

ίο Störungen arbeitet

Diese bekannte mechanische Übertragungsanordnung für die Steuerung des Hilfsventil in der Verbindungsleitung zwischen Verdrängerkammer und ölvorrat ist jedoch relativ aufwendig und macht erhebliche Zusatzkonstruktionen an der Pumpe selbst erforderlich. Insbesondere ist sie nachträglich an bereits vorhandenen Pumpen nicht oder nur mit sehr erheblichem Aufwand anbringbar.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe

eine derartige Einrichtung zum automatischen Ergänzen und Entlüften von Betriebsöl einer über einen mechanisch angetriebenen Stößel hydraulisch betreten Membranpumpe zu schaffen, die ohne großen technischen Aufwand und ohne Schwierigkeiten zusätz lieh und gegebenenfalls auch nachträglich in vorhande ne bekannte Membranpumpen eingebaut werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung durch einen hydraulischen Anirieb für die Ventilbetätigung erreicht der über eine Leitung mit einer Druckkolbeneinrichtung verbun den ist, die vom Antrieb für den Pumpenstößel synchron mit diesem betätigbar ist. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung kann die Druckkolbenanordnung an beliebiger Stelle am Stößelantrieb so angebracht werden, daß der Druckkolben synchron mit dem Stößel betätigt wird, während durch die Verwendung einer hydraulischen Verbindungsleitung zwischen diesem Druckkolbenantrieb und dem Hilfsventil im ölvorratsbehälter dieser an beliebiger Stelle an der Pumpe angebracht werden kann. Vorzugsweise schließt der

hydraulische Antrieb für das Ventil einen in Öffnungsrichtung des Ventils gegen die Kraft einer Feder beaufschlagten Kolben in einen Zylinder ein. Diese erfindungsgemäße Ausbildung ist einfach in der Konstruktion und arbeitet sehr betriebssicher.

Um eine einwandfreie Entlüftung und einen Ersatz von fehlendem öl nicht nur in der Verdrängerkammer der Pumpe, sondern auch in der Ergänzungs- und Entlüftungseinrichtung selbst sicherzustellen, liegt vorzugsweise sowohl der Druckkolbenantrieb, als auch der hydraulische Antrieb für das Hilfsventil unterhalb des ölspiegels im Vorratsbehälter.

Eine vorzugsweise Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder der hydraulischen Antriebsvorrichtung durch den Kolben in zwei Zylinderkammern unterteilt ist, deren obere über die Leitung mit der Druckkolbeneinrichtung in Verbindung steht, während die Kolbenstange des Kolbens durch eine Bohrung im Boden der unteren Zylinderkammer unter Bildung eines Ringspal tes verläuft und an ihrem Ende einen Ventilteller trägt, der mit einem am Ende der Bohrung vorgesehenen Ventilsitz zusammenwirkt, wobei in der unteren Zylinderkpmmer die Rückstellfeder für den Kolben liegt, und die untere Zylinderkammer über öffnungen mit <üem im Vorratsbehälter enthaltenen öl in Verbindung steh*. Bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt die Entlüftung und der Ersatz von fehlendem öl durch die untere Zylinderkammer und

entlang der Kolbenstange. Diese Konstruktion ist sehr einfach, platzsparend und betriebssicher.

Um auch Ölverluste im Antriebssystem für die Einrichtung selbst auf einfache Weise ausgleichen zu können, kann ein bei Unterdruck in der oberen Zylinderkammer diese mit der unteren Zylinderkammer verbindendes, im Kolben angeordnetes Kugelventil oder auch ein im Kolben angeordneter Drosseldurchgang zwischen der oberen und der unteren Zylinderkammer vorgesehen sein.

Wie oben erläutert, wird die erfindungsgemäße Vorrichiung zum automatischen Entlüften und Ergänzen des Öls hydraulisch angetrieben, so daß keine komplizierten Übertragungsmechanismen notwendig sind, bei denen mechanische Elemente verwendet werden, so daß auf den Verschleiß Rücksicht genommen werden muß. Die Vorrichtung kann somit an jeder gewünschten Stelle, selbst in der Nähe der Verdrängungskammer angeordnet und bei jeder Membranart mit vollständiger Entlüftung angewandt werden. Ferner erhält man bei der automatischen Entlüftungs- und Ergänzungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die zwangsläufig durch hydraulischen Druck auf beiden Seiten des Kolbens angetrieben wird, eine Entlüftungswirkung, die unabhängig von dem luftdichten Abschluß einer Stopfbüchse des Hauptkolbens ist, und zwar ohne komplizierte Einstellung des Federdrucks, wozu Drucköl aus der Verdrängungskammer notwendig is>;, was bei Vorrichtungen, die nur auf einer Seite des Kolbens angetrieben werden, der Fall ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher nicht nur einfach im Beirieb, sondern auch kompakt aufgebaut, wobei das Betriebsöl sowohl entlüftet als auch wieder aufgefüllt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 schematisch einen Axialschnilt durch eine mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung versehene Membranpumpe,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die gemäß F i g. 1 verwendete Entlüftungs- und Ergänzungseinrichtung,

Fig.3 einen Axialschnitt durch einen Druckkolbenantrieb und

F i g. 4 eine Ansicht ähnlich F i g. 2 auf eine Abwandlungsform der Entlüftungs- und Ergänzungseinrichtung.

F i g. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Membranpumpe, in der 71 ein Stößel der Pumpe ist, der durch Drehung der Wellenhülse 8 in hin- und hergehende Bewegung gebracht wird, so daß auf eine Membran 74 mit Hilfe eines Betriebsöles, das in eine Verdrängerkammer 73 eingefüllt ist, ein pulsierender Druck ausgeübt wird, wodurch man eine stetige Pumpwirkung erhält. Ein ölbehälter 75 ist oberhalb dieser Verdrängerkammer 73 angeordnet. Eine Druckkolbeneinrichtung 89 wird von einer Nockenscheibe 72, die auf der Wellenhülse 8 befestigt ist, derartig synchron betätigt, daß der Kolben 89 seinen maximalen Arbeitshub nur am Ende des Ansaughubes des Stößels 71 erreicht. Die Druckkolbeneinrichtung S9 besteht aus dem eigentlichen Kolben 91 und einer Rückholfeder 92 (Fig.3). In dem ölbehälter 75 ist, wie Fig.2 zeigt, unterhalb des ölspiegels 86 ein Ventilmechanismus befestigt, der aus einem Zylinder 78 und einem darin auf und ab bewegbaren Kolben 77 besteht Der Kolben 77 ist mit einer Kolbenstange 81 versehen, die durch eine Bohrung im Boden 79 des Zylinders 78, mit einem vorbestimmten Ringspalt 80, läuft Am äußersten unteren Ende 82 der Kolbenstange 81 hl ein Ventilkegel 84 vorgesehen, der bei Betätigung durch eine Feder 83, die in einer unteren Zylinderkammer 85 angeordnet ist, diesen Ringspalt 80 in Zusammenarbeit mit dem ä-ißersten unteren Ende des Zylinders 78, das als Ventilsitz 79' ausgebildet ist, schließt Die untere Zylinderkammer 85 unterhalb vom Kolben 77 steht mit dem öl im ölbehälter 75 durch öffnungen 93 in Verbindung, und eine obere Zylinderkammer 87 über dem Kolben 77 steht über eine Leitung 88 mit der Druckkolbeneinrichtung 89 in Verbindung.

Der Kolben 77 enthält ferner ein Kugelventil 90, das aus einer Kugel 94 und einem Durchgang 95 besteht, so daß die untere Zylinderkammer 85 mit der oberen Zylinderkammer 87 in Abhängigkeit von dem Öldruck in dieser Zylinderkammer 85 in Verbindung steht. Die Druckkolbeneinrichtung 89 liegt unterhalb des ölspiegels 86.

Bei Drehung der durch das Getriebe angetriebenen Wellenhülse 8 wird der Kolben 77 zwangsläufig synchron mit dem Hauptkolben 71 durch das Öl im Rohr 88 angetrieben, um das Ventil 79', 84 periodisch zu öffnen, wodurch Luftblasen, die aus der Verdrängungskammer 73 aufsteigen, durch den Ringspalt 80 entweichen. Da dies unterhalb des ölspiegels 86 erfolgt, werden die Luftblasen durch öl ersetzt, wodurch ein Verlust an öl in der Verdrängungskammer 73, z. B. infolge Leckage, kompensiert wird. Wenn in der Verdrängungskammer 73 öl fehlt, entsprechend der Veränderung der Hublänge des Kolbens 71, so wird der Öldruck in dieser Kammer 73 negativ (d. h. es entsteht ein Unterdruck), so daß am Ende des Saughubes des Kolbens 71 das öl über das Ventil 79', 84 ergänzt wird. Im Gegensatz dazu wird bei einem Überschuß an öl in der Verdrängungskammer 73 das öl aus dieser Kammer 73 zu Beginn des Arbeitshubes des Kolbens 71 durch das Ventil 79', 84 in den ölbehälter 75 abgeführt. Eine Ölabnahme in der Druckkolbeneinrichtung 89 wird automatisch dadurch kompensiert, daß die Ventilkugel 94 angehoben wird, so daß öl infolge des Unterdrucks innerhalb dieser Druckkolbeneinrichtung 89 bei deren Saughub einströmen kann, in Verbindung mit dem potentiellen Gefälle zwischen den ölhöhen im ölbehälter 75 und dieser Druckkolbeneinrichtung 89.

Bei der oben genannten Vorrichtung zum automatischen Entlüften und Ergänzen des Betriebsöles kann die Kugelventileinrichtung 90 des Kolbens 77, die aus der Kugel 94 und dem Durchgang 95 besteht, wie in der F i g. 4 gezeigt, durch einen Drosseldurchgang 90' ersetzt werden, der die obere und untere Zylinderkammer 87 und 85 verbindet und einen vorbestimmten Strömungswiderstand hat. Unterhalb des ölspiegels ist ferner ein Überdruckventil 97 angeordnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur automatischen Entlüftung und Ergänzung des Betriebsöls einer mittels eines Stösselantriebes hydraulisch betätigten Membranpumpe, deren Verdrängerkammer mit einem oberhalb liegenden Vorratsbehälter für Öl über ein Ventil in Verbindung steht, das vom Betätigungssystem des hydraulischen Antriebs im Endbereich des Ansaughubes der Membranpumpe geöffnet wird, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Antrieb (77,81) für das Ventil (79', 84), der über eine Leitung (88) mit einer Druckkolbeneinrichtung (89) verbunden ist, die vom Antrieb (8) für den Pumpenstössel (71) synchron mit diesem betätigbar ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Antrieb für das Ventil (79', 84) einen in Öffnungsrichtung des Ventils gegen die Kraft einer Feder (83) beaufschlagten Kolben (77) in einem Zylinder (78) einschließt

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkolbeneinrichtung (89) und der hydraulische Antrieb (77,81) unterhalb des ölspiegels (86) im Vorratsbehälter (75) liegen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (78) der hydraulischen Antriebsvorrichtung durch den Kolben (77) in zwei Zylinderkammern (85 bzw. 87) unterteilt ist, deren obere (87) über die Leitung (88) mit der Druckkolbeneinrichtung (89) in Verbindung steht, und daß die Kolbenstange (81) durch eine Bohrung im Boden (79) der unteren Zylinderkammer (85) unter Bildung eines Ringspaltes (80) verläuft und an ihrem Ende einen Ventilkegel (84) trägt, der mit einem am Ende der Bohrung vorgesehenen Ventilsitz (79') zusammenwirkt, wobei in der unteren Zylinderkammer (85) die Rückstellfeder (83) für den Kolben (77) liegt und die untere Zylinderkammer (85) über öffnungen (93) mit dem im Vorratsbehälter (75) enthaltenen öl in Verbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4 gekennzeichnet durch ein bei Unterdruck in der oberen Zylinderkammer (87) diese mit der unteren Zylinderkammer verbindendes, im Kolben (77) angeordnetes Kugelventil (94,95).

6. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen im Kolben (77) angeordneten Drosseldurchgang (90') zwischen der unteren und der oberen Zylinderkammer (85,87).