DE1810360B2 - Fluessigkeitspumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe, bestehend aus wenigstens einem zylindrischen Gehäuse, das zwischen zwei je ein Rückschlagventil enthaltenden Stirnwänden angeordnet ist und in konzentrischer Anordnung einen elastomeren Ring enthält, der in Ringnuten einer Stirnwand sowie einer axial beweglichen Druckscheibe gehalten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebene Flüssigkeitspumpe so auszubilden, daß sie bei verbesserter Leistung und Standfestigkeit frei ist von gleitenden Teilen, die eine Schmierung erfordern wurden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß konzentrisch zu dem außenliegenden clastomeren Ring ein elastomerer Innenring angeordnet ist, beide Ringe eine ringförmige, zum Auslaß hin offene Pumpcnkamnicr bilden und der Innenring ir Ringnuten eines ι iien/.ylinders sowie der axial beweglichen, ringförmig ausgebildeten Druckscheibe gehalten ist, und daß zwischen dem elastomeren Außenring und dem Aulknzylinder, /wischen dem elastomeren Innenring und dem Innenzylinder sowie zwischen der axial beweglichen Druckscheibe und einer Ringplatte eine Druckkammer freibleibt, der pulsierend ein Antriebsdruckmittel zugeführt wird.

Es ist bereits eine Pumpe bekannt, welche eine Kammer mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung aufweist, die jeweils mit einem Rückschlagventil versehen sind. In der Kammer ist ein Ring aus einem elastomeren Material angeordnet, der mit seiner einen Stirnseite an einer kammerfesten Fläche und mit seiner anderen Stirnseite an einer Druckscheibe abdichtend anliegt. Auf die Druckscheibe wird mit Hilfe eines Exzenters periodisch ein Druck ausgeübt, wodurch der elastomere Ring axial zusammengedrückt und so eine

Druckerhöhung hervorgerufen wird, die das auslaßseiiigc Rückschlagventil öffnet. Nach Aufheber, des Drucks durch den Exzenter auf die Druckscheibe geht diese infolge der Rückstellkräfte des elastomeren Ringes in

Ihre AUSgangSlage ZUTULH., »uuti hui uoa ..iiiiaiJSC'UgL'

Rückschlagventil öffnet und das zu pumpende Medium einströmt. Der Einlaß- und Auslaßkanal sind rechtwinklig zueinander angeordnet (US-PS 32 70 684). Diese bekannte Pumpe hat den Nachteil, daß sie infolge des mechanischen Antriebs verschleißanfällig ist und infoige der rechtwinkligen Anordnung von Einlad- und Auslaßkanal auf der gleichen Seite der Pumpe ein Durchströmen der Pumpe nicht möglich ist und der Strömungswiderstand infolge der rechtwinkligen Zuordnung der Kanäle relativ hoch ist.

Eine weitere bekannte Pumpe besteht aus einem zylindrischen Gehäuse, das von Stirnwänden abgeschlossen ist, die gleichsinnig wirkende Rückschlagventile enthalten. Im Inneren des Gehäuses sind glcichachsig wenigstens zwei axial verformbare Ringe aus elastomerem Material angeordnet, die sich an der Innenseite der Stirnwand und an einer Druckscheibe bzw. an zwei voneinander im Abstand angeordneten Druckscheiben abstützen. |ede Druckscheibe ist quer zur Gehäuseachse von einer Welle durchsetzt, die einen Exzenter i'ufweist, der bei drehender Welle für eine Hin- und Herbe« egung der Druckscheibe innerhalb dos Gehäuses »-orgt. Jede Druckscheibe hat ferner axiale Durchlässe, die von einem auslaßseitigen Rückschlagventil verschließbar sind. Wenn durch die Ex/enter auf der Welle eine Druckscheibe in Richtung des Gehäuseaiislasses verschoben wird, wird durch diesen, vom F.x/.enter festgelegten Hub der zwischen der Auslaßseite und der Druckscheibe angeordnete Ring aus elastomerem Material zusammengedrückt, wodurch das Volumen innerhalb dieses Ringes verringert und der Druck ei höht wird, so daß das Auslaßventil öffnet und Medium gefördert wird. Bei dieser Bewegung der Druckscheibe wird gleichzeitig das Volumen der Kammer vergrößert, die von dem mit der anderen Seite der Druckscheibe verbundenen Ring aus elastomerem Material umschlossen wird, der dabei gedehnt wird. Dadurch entsteht in dieser Kammer ein Unterdruck, der zum öffnen des einlaßseitigen Rückschlagventils führt. Wenn die Exzenter auf der Welle die Druckscheibe nach Abschluß dieses Pump- bzw. Ansaughubes wieder in Richtung des Einlasses zurückbewegen, wird das Volumen der einlaßseitigen Kammer verringert, das Rückschlagventil am Einlaß scnlicßt und durch die Druckerhöhung öffnet sich das Ventil an den axialen Durchlaßkanälen der Druckscheibe, so daß Medium durch die Druckscheiben hindurchströmen kann Lind den Raum in der auslaßseitigen Kammer ausfüllt, der durch die Bewegung der Druckscheibe in Richtung des Einlasses frei wird (US-PS Jl 64 100). Diese Pumpe ermöglicht zwar ein axiales Durchströmen und läßt auch die axiale Hintereinanderanordnung mehrerer durch Druckscheiben getrennter Ringe zu, hat jedoch den Nachteil, daß die Druckscheiben alle mechanisch angetrieben werden, was die Verwendung verschleißbehafteter Teile bedingt und aufwendige Antriebselemente erfordert. Da außerdem die axialen Durchlässe einer jeden Druckscheibe von einem Rückschlagventil verschlossen sind, ist ein Umströmen dieser Rückschlag ventile in ihrer vom Sitz abgehobenen Stellung erforderlich, wodurch ein zu Lasten der Pumpenenergie gehender Strömungswiderstand vorhanden ist. Schließlich muß jede Druckscheibe sowohl in Richtung des

Auslasses als auch in Richtung des Einlasses mechanisch bewegt werden; eine direkte Ausnutzung eventuell vorhandener Rückstellkraft aufgrüne; des verwendeten Ringmatendis erfolgt nicht.

Zum Stand der Technik gehören weiterhin Wellrohrpumpen, die durch Anlegen von Vakuum oder Überdruck, beispielsweise durch Absaugen von Luft oder durch Zuführen von Druckluft, betätigt werden. Eine ijlche Pumpe hat den Nachteil, daß die Durchflußrichtung des zu fördernden Mediums wechseit. Bei solchen Pumpen ist es bekannt, für die Hubbegrenzung mit Schaltern zusammenwirkende, an einem axial bewegten Pumpenteil außerhalb des Pumpengehäuses sitzende Anschläge zu verwenden (GB-PS 8 98 750). Demgegenüber ist die Pumpe nach i.s der Erfindung dahingehend vorteilhaft, daß sie eine gleichbleibende Durchflußrichtung aufweist, frei ist von mechanisch bewegten, reibenden Antriebsteilen und außerdem baukastenartig aus mehreren der beschriebenen Einheiten zusammengesetzt werden kann.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Flüssigkeitspumpe im Axialschnitt dargestellt.

Die zylindrisch geformte Flüssigkeitspumpe besteht aus zwei glockenförmigen Stirnwänden 10 und 11 mit Einlaß 14 und Auslaß 18 sowie drei zylindrischen Gehäusen 12, die axial aneinanderliegen und durch Schraubenbolzen Π gegeneinander verspannt sind. Innerhalb der ersten glockenförmigen Stirnwand 10 ist ein Rückschlagventil vorgesehen, das aus einem Stützarm 17 mit Feder 16 für den Ventilteller 15 besteht. dem am Einlaß 14 ein Sitz zugeordnet ist.

Innerhalb der zweiten glockenförmigen Stirnwand 11 ist zwischen dem Auslaß 18 und dem benachbarten Gehäuse 12 eine Ringplatte 21 mit mittiger Auslaßöffnung 20 angeordnet. Ferner ist ein Rückschlagventil vorgesehen, das aus einem Stützarm 23 mit Feder 22 finden Ventilteller 19 besteht, dem am Auslaß 20 der Ringplalte 21 ein Sitz zugeordnet ist.

jedes der Pmnpengehäuse 12 besteht aus einem Außenzyliiider 24 mit radial nach innen gerichtetem Ringflansch 25 am auslaßseitigen Ende, einem konzentrisch dazu angeordneten innenzylinder 26 mit radial nach außen gerichtetem Ringflansch 27 am auslaßseitigen Ende, wobei die Flansche 25 und 27 in derselben radialen Ebene liegen, sowie aus einer Ringplaue 28, die abdichtend an der Einlaßseile des Außenzylinders 24 und des Innenzylinders 26 anliegt. Der Außendurchmesser der Ringplatte 28 entspricht dem Außendurehmesser des Außenzylinders 24. Der Außenzylinder 24 hai auf beiden Stirnseiten Ringschultern 29 denen enisprechcndc Ringvorsprünge 30 der zugehörigen Kingplaiten 28 zur radialen Fluchtung zugeordnet sind. Der Innenumfang jeder Ringplatte 28 ist mit dem einlaßseilijTcn finde des Innenzylinders 26 verschweißt. Im Inneren eier von dem Außenzylinder 24 und dem Innenzylinder 26 gebildeten Ringkammer ist neben der Ringplatte 28 eine ringförmige Druckscheibe 31 axial verschieblieh angeordnet, die eine Kammer 44 freiläßt. Die Druckseheibe 31 hat im Bereich des Innenzylinders 26 auf ihrer auslaßseitigen I lache zwei ringförmige Vorsprün- <«> ge 31, die ringförmigen Vorsprüngen 35 des am Innenzylinder 26 befestigten Kingflansches 27 gegenüberliegen. Zwischen den Vorsprüngen 33 und 35, d. h. zwischen Ringnuten, ist ein Innenring aus elastomerem Material gehalten, der durch einen starren Verstär "s kungsring 36 in zwei Abschnitte 32 und 34 unterteil! ist.

Die ringförmige Druckscheibe 31 hat ferner auf der auslaßseitigen Fläche im Bereich des Außenzylinders 1:4 zwei ringförmige Vorsprünge 40, die den ringförmigen Vorsprüngen 39 des am Außenzylinder 24 befestigten Ringflansches 27 gegenüberliegen. Zwischen den Vorsprüngen 39 und 40, d. h. zwischen Ringnuten, ist ein Außenring aus elastomerem Material angeordnet, der durch einen starren Verstärkungsring 41 in zwei Abschnitte 37 und 38 unterteilt ist.

Die Abmessungen der elastomeren Ringe sind so gewählt, daß sie im entspannten Zustand die Druckscheibe 31 an einen Teil der Ringplatte 28 anlegen, wobei die Kammer 44 beibehalten wird. Der zwischen dem elastomeren Außen- und Innenring gebildete Raum, der einlaßseitig von der Druckscheibe 31 abgeschlossen ist. steht auf der Auslaßseite mit dem zylindrischen Raum 42 innerhalb des Innenzylinders 26 in Verbindung.

Die Kammer 44 erweitert sich in eine ringförmige Kammer, die zwischen der Außenseite des elastomeren Außenringes 37,38 und der Innenfläche des Außenzylinders 24 gebildet wird. In diese Kammer 44 mündet eine radiale Bohrung 45. die über eine Förderleitung 46 und ein Sieuerventil 47 mit einer Druckmittelquelle 48. im allgemeinen einem Druckluftspeicher, und mit einem Auslaß 49 verbunden ist. Das Ventil 47 wird von einem elektrischen oder pneumatischen Schalter 50 über Endanschläge 51 und 52 der Stange 53 gesteuert, die an der Druckscheibe 32 des am nächsten gelegenen Pumpenteils 12 befestigt ist und aus diesem Pumpenteil vorsteht.

Die Zeichnung zeigt die Flüssigkeitspumpe am Ende eines Saugliubs, wobei die beiden Rückschlagventile 15 und 19 geschlossen sind. Die elastomeren Außen- und Innenringe sind einspannt. Der zylindrische Raum 42 innerhalb der Innenzylinder 26 und die ringförmigen Pumpenkammern 43 zwischen den elastomeren Außen- und Innenringen haben ihr maximales Volumen; die ringförmigen Druckkammern 44 haben ihr minimales Volumen. Bei Betätigung des Schalters 50 durch den Anschlag 51 wird das Steuerventil 47 geöffnet, so daß Druckmittel, /.. B. Druckluft, zu den Druckkammern 44 geführt wird, die die Druckscheiben 31 axial in Richtung auf den Auslaß 18 zu verschiebt, wodurch d>c elastomeren Außen- und Innenringe zusammengepreßt worden, so daß das Volumen der Pumpenkammern 43 verringert wird. Dadurch entsteht eine. Druckerhöhung, die zum Öffnen cks Rückschlagventils 19 zum Fördern der Flüssigkeit durch den Auslaß 18 hindurch führt. Am Ende dieses Förderhubs betätigt der Anschlag 52 den Schalter 50, so daß das Steuerventil 47 die Druckluftzufuhr unterbricht und die Druckkammern 44 mit dem Auslaß 49 /ur Atmosphäre verbunden worden. Die elastomeren Außen- und Innenringe kehren jci Wegfall des Drucks auf die Druckscheiben 3t infolge der ihnen innewohnenden Rückstellkräfte in ihre Ausgangstage zurück, bis die Druckscheiben 31 an einem Teil der Ringplatten 28 zum Anliegen kommen.

Durch die dadurch bedingte Vergrößerung des Volumens der Pumpenkammern 43 entsteht ein Unterdruck, das Rückschlagventil 19 schließt, während das Rückschlagventil 15 am Einlaß 14 öffnet und Flüssigkeit in das Innere der Pumpe gesaugt wird. Am Ende dieses Saughubes wird der Schilller 50 durch den Anschlag 51 betätigt. Durch die Umschaltung des Steuerventils 47 beginnt wieder der Förderhub.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitspumpe, bestehend aus wenigstens einem zylindrischen Gehäuse, das zwischen zwei je ein Rückschlagventil enthaltenden Stirnwänden angeordnet ist und in konzentrischer Anordnung einen elastomeren Ring enthält, der in Ringnuten einer Stirnwand sowie einer axial beweglichen Druckscheibe gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu dem außenliegenuen elastomeren Ring (37, 38) ein elastomerer Innenring (32,34) angeordnet ist, beide Ringe (32,34, 37, 38) eine ringförmige, zum Auslaß (18) hin offene Pumpenkammer (43) bilden und der Innenring in Ringnuten eines Innenzylindets (26) sowie der axial beweglichen, ringförmig ausgebildeten Druckscheibe (31) gehalten ist, und daß zwischen dem elastomeren Außenring (37, 38) und dem Außenzylinder (24), zwischen dem elastomeren Innenring (32, 34) und dem Innenzylinder (26) sowie zwischen der axial beweglichen Druckscheibe (31) und einer Ringplatte (28) eine Druckkammer (44) freibleibt, der pulsierend ein Antriebsdruckrr.ittcl zugeführt wird.

2. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine achsparallele, an einer Druckscheibe (31) befestigte und beweglich geführte Stange (53), die an ihrem aus der Pumpe vorstehenden Abschnitt Anschläge (51, 52) für ein das Antriebsdnickmittel steuerndes Ventil (47) aufweist.