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Kolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe für Flüssigkeiten
und insbesondere, jedoch nicht ausschliBlich eine Pumpe zum Erzeugen von hydraulischem
Druck mittels pneumatischen Drucks. Geeigneter pneumatischer Druck kann beispielsweise
in einer Fabrik als Druckluft oder als natürliches oder auf Flaschen abgefülltes,unter
Druck stehendes Gas zur VerfUgung stehen. Der durch die erfindungsgemäße Pumpe erzeugte
hydraulische Druck kann zum Antreiben hydraulischer Vorrichtungen Verwendung finden.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kolbenpumpe zum Erzeugen
von hydraulischem Druck mittels pneumatischen Drucks darzustellen.
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Eine Lösung dieser Aufgabe wird durch den Anspruch 1 angegeben.
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Der Kolben kann einen mit ihm einstückig oder anders verbundenen,
in einem Zylinder verschiebbaren Kolben zur Erzeugung des hydraulischen Drucks haben.
Andererseits kann der Kolben selbst auch einen Zylinder aufweisen, der im Bezug
auf einen festen Kolben zur Erzeugung von hydraulischem Druck verschiebbar ist.
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Die erfindungsgemäße Pumpe kann auch zur Erzeugung von hydraulischem
Druck mittels anderer Einrichtungen ausgebildet sein.
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Beispielsweise kann eine doppelt wirkende Pumpe hydraulische Kolben
haben, die in zueinander entgegengesetzten Richtungen aus dem Kolben hervorstehen.
Jeder der hydraulischen Kolben gleitet in einen Zylinder um den hydraulischen Druck
zu erzeugen.
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Das Ventilschiffchen kann von dem Pumpenkörper entfernt oder an dessen
Seite angeordnet sein. Eine ähnliche Anordnung kann dadurch erfolgen, daß in dem
Kolben bewegliche Zylinder vorgesehen sind, zu denen sich fest angeordnete Kolben
relativ bewegen.
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Die Führung des Antriebsfluids zu einem kleinen Bereich des Kolbens,
der beim Arbeitseinsatz im allgemeinen fortwährend beeinflußt wird, bildet eine
Feder, was bei der Erfindung neu ist. Die abwechselnden Einrichtungen zum Zuführen
des Antriebsfluids in jedem der beiden Kolbenstellungen ergibt eine kompakte Ausgestaltung
der Pumpe, eine große Leistung für ein gegebenes Pumpengewicht und einen einfachen
mechanischen Aufbau. Man benötigt keine Membrane.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe
sind ein Einlaß und ein Auslaß für ein hydraulisches Fluid oder 51 im Boden des
Pumpenkörpers vorgesehen. Dies gestattet mehrere Pumpen in einer Reihe anzuordnen,
wobei die ClzufUhrungen und -abfUhrungen der Rohrverzweigungen nebeneinander angeordnet
sind.
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Das Antriebsfluid wie beispielsweise Luft kann ohne weiteres dem oberen
Ende der Pumpen zugeführt werden und eine erwünschte Pumpenleistung kann mittels
einer Anzahl von normalen Pumpen erzeugt werden.
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Bei einer anderen Anordnung kann ein Ventilschiffchen mehrere Luftkolben
steuern, die sich an verschiedenen Stellen eines einzigen
Gehäuses
oder in verschiedenen Gehäusen hin und her bewegen.
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Auf diese Weise kann das Vermögen der Pumpe vergrößert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der
Zeichnungen beschrieben.
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Fig.1 zeigt einen Schnitt durch eine Pumpe gemäß der Erfindung.
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Fig.2A, B, C und D zeigen schematisch Schnitte durch einen Teil der
Pumpe gemäß Fig.1, wobei verschiedene Arbeitszustände vorliegen.
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Fig.3 zeigt eine andere AusfUhrungsform der Pumpe gemäß der Fig.1.
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Gemäß Fig.1 anhält die Pumpe einen Luftkolben 10, der in einer Stellung
in der Nähe des unteren Endes des Körpers 20 dargestellt ist. Der Luftkolben 10
hat eine großflächige Oberseite 11 und eine ringförmige, kleinflächige Unterseite
12. Durch O-Ringe 13, die um jedes Ende des Kolbens 10 angeordnet sind, wird gegenüber
der Innenseite des Körpers 20 abgedichtet. Durch die O-Ringe 15 am oberen und unteren
Ende des Luftkolbens 10 wird sichergestellt, daß keine Metallberührung zwischen
dem Luftkolben 10 und der Innenseite des Körpers 20 auftritt. Der Kolben 10 wird
als Luftkolben bezeichnet, da er direkt dem Druck des Antriebsfluids ausgesetzt
ist, und um ihn von einem hydraulischen Kolben 14 zu unterscheiden, der mit ersterem
einstückig ausgebildet ist und an seinem unteren Ende hervorsteht. Der Kolben 14
wird mittels einer Schraube 16 (von der Oberfläche des Kolbens her) in dem Luftkolben
10 gehalten. Die Schraube 16 ist vertieft in einer Platte 17 angeordnet. Die Platte
17 sichert den oberen O-Ring 15.
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Im Körper 20 sind eine weite Bohrung 21 und eine enge Bohrung 22 vorgesehen.
Über Luftkanäle 23 bzw. 24 werden die weite Bohrung 21 und die enge Bohrung 22 fortwährend
mit einem Hin- und Herventil 30 verbunden. Beim Herstellen der Luftkanäle 23 und
24 und eines weiter unten beschriebenen Ölanals wurden Bohrungen in den Körper 20
eingebracht und durch Gewindestifte geschlossen. In dem Körper 20 ist ein Steuerlurteinlaß
29 am unteren Ende der Bohrung 21 vorgesehen. Der Steuerlufteinlaß 29 erscheint
nicht in der 0 Fig.1, da dieser um 90 versetzt ist und so in der Papierebene mündet.
Dieser Einlaß ist jedoch schematisch in Fig.2 dargestellt.
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Unterhalb des Luftkolbens 10 ist in dem Körper 20 eine Stopfbüchsenmutter
27 fest eingeschraubt. Dichtungsringe 28 fUr den hydraulischen Körper 14 , der in
einrnhydraulischen Zylinder 50 eintritt, sind vorgesehen.
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Das Hin- und Herventil 30"hat eine Bohrung 31 und Luftkanäle 33 und
34 als Fortsetzungen der Luftkanäle 23 bzw. 24 in dem Pumpenkörper 20. Ein Hauptluftkanal
35 fUhrt von der Mitte des Hin- und Herventils 30 zu der großen Oberseite 11 des
Luftkolbens 10.
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Das Hin- und Herventil 30 hat am oberen Ende einen Hauptlufteinlaß
36 und einen Luftauslaß 37. In Fig.1 ist der Lufteinlaß 36 nicht 0 dargestellt,
da er um 90 versetzt ist und so in der Papierebene mündet. In Fig.2 ist er jedoch
schematisch dargestellt. Der Auslaß 37 ist mit einem gesinterten,scheibenförmigen
Dämpfer 39 bedeckt. In dem rechtseitigen Ende der Bohrung 31 ist ein Stift 38 angeordnet.
Dieser Stift 38 hat eine radial verlaufende Nute und Luftkanal,der eine Fortsetzung
des Luftkanals 33 bildet und Luft zu einem Ventilschiffchen 40 führt. Der Stift
38 hat auch einen festen Vorsprung 32, der sich in eine Ausnehmung in dem Ventilschiffchen
4Qerstreckt. Eine Scheibe 49 ist am linksseitigen Ende der Bohrung 31 zur Abdichtung
eingedrückt.
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Das Ventilschiffchen 40 hat eine großflächige Seite 41, eine kleinflächige
Seite 42 und einen schmalen Mittelbereich 43. Es kann von links nach rechts in dem
Ventilgehäuse 30 verschoben werden. Zur Erleichterung der Wartung ist in dem engen
Bereich 43 eine mit einem Gewinde versehene Ausnehmung am rechten Ende vorgesehen.
Eine Schraube kann eingeschraubt werden und auf diese Weise kann das Ventilschiffchen
40 aus der Bohrung 31 herausgezogen werden.
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Der hydraulische Zylinder 50 ist in dem Gehäuse 20 unterhalb des Kolbens
10 und der StopRbUchsenmutter 27 ausgebildet. Durch die Stopfbüchsenmutter 27 wird
der hydraulische Zylinder 50 gegenüber dem Luftzylinder 10 abgedichtet. Der hydraulische
Zylinder 50 hat einen OleinlaB 51 und einen Ölauslaß 52, Diese werden über ein federbelastetes
Rückschlagventil 53 gesteuert.
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Steuerluft von dem Einlaß 29 wird der kleinflächigen Seite 12 des
Luftkolbens 10 zugefJhrt. Dann wird in einer ersten Stellung, die in Fig.1 gezeigt
ist, die Steuerluft durch die Kanäle 24 und 34 der großflächigen Seite 41 des Ventilschiffchens
40 zugeführt. In einer zweiten Stellung wird die Steuerluft über die Kanäle 23 und
33 der kleinflächigen Seite 42 des Ventilschiffchens 40 zugeführt. In der ersten
Stellung wird das Ventilschiffchen 40 durch die Steuerluft rechts in Fig.l gehalten
und der TIauptluftkanal 35 ist mit dem Auslaß 37 verbunden . In der zweiten Stellung
hält die Steuerluft das Ventilschiffohen 40 auf der linken Seite und der Hauptluftkanal
35 ist mit dem Hauptlufteinlaß 36 verbunden.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Pumpe beschrieben.
In Fig.2A hat der Luftkolben 10 gerade das obere
Ende seines Hubes
erreicht und durch den Luftkanal 23 wird Steuerluft von dem Einlaß 29 der kleinflächigen
Seite 42 des Ventilschiffchens 40 zugefUhrt.Der Kanal 24 und die großflächige Seite
41 sind gegenüber der Steuerluft abgeschnitten, so daß sich das Ventllschiffchen
40 nach links bewegt, d.. in die in der Fig. 2B gezeigten Stellung. In dieser Lage
gelangt Hauptluft von dem Einlaß 36 durch das Hin- und Herventil 30 zu der großflächigen
Seite 11 des Luftkolbens 10. Von dem Einlaß 29 her ist die kleinflächige Seite 12
des Luftkolbens 10 über Steuerluft verbunden, jedoch ist die Seite 11 größer, so
daß sich der Luftkolben 10 zum unteren Ende seines Hubes bewegt, wie es in Fig.2C
dargestellt ist. In dieser Stellung wiüctweiterhin ein Luftdruck auf die kleinflächige
Seite 42 des Ventilschiffchens 40 von der großflächigen Seite 11 des Luftkolbens
10 über den Kanal 23 her, jedoch wirkt auf die großflächige Seite 41 von dem Einlaß
29 über den Kanal 24 her weiterhin Steuerluft (mit dem gleichen Druck). Da die Seite
41 eine größere Fläche als die Seite 42 hat, bewegt sich das Ventilschiffchen 40
nach rechts zu der in der Fig.2D gezeigten Stellung. Nun hebt sich der Luftkolben
10, wobei Luft durch die Kanäle 35 und 36 ausgestoßen wird, und nimmt die in Fig.2A
gezeigte Lage an.
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Der hydraulische Kolben 14 bewegt sich zusammen mit dem Buftkolben
10 nach oben und unten. Bei der nach oben gerichteten Bewegung saugt der hydraulische
Kolben 14 Öl in den hydraulischen Zylinder 50 durch den Einlaß 51 an. Bei der nach
unten gerichteten Bewegung stößt der hydraulische Kolben 14 Öl durch den Auslaß
52 aus. Die Kugelventile 53 öffnen und schließen sich automatisch durch den Öldruck,
um eine richtige Arbeitsweise zu gewährleisten,
Die in Fig.3 dargestellte
Pumpe hat ein größeres Vermögen als die der Fig.1, ist jedoch sonst dieser sehr
ähnlich, so daß die gleichen Bezugsziffern verwendet worden sind, wo immer dieses
möglich ist um die entsprechenden Teile zu bezeichnen und eine Wiederholung der
Beschreibung zu vermeiden.
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Der Pumpenkörper 20 und der Luftkolben 10 haben quadratischen Querschnitt.
Die Luftkanäle 23, 33 und 24, 34 sind längs der Ecken des Körpers 20 gebohrt und
erscheinen nicht in der Fig.3.
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Der Luftkolben 10 hat eine flacne Oberseite und einen Einsatz (in
dem ein hydraulischer Zylinder 50 angeordnet ist), wobei der Einsatz mit dem Luftkolben
10 mittels einer Platte 54 und Schrauben 55 verbunden ist. Ein hydraulischer Kolben
14 ist fest an einer Grundplatte 56 angeordnet und hat eine Bohrung, durch die hydraulisches
Fluid von einem Einlaß 51 zu einem Auslaß 52 gepumpt wird. Die Arbeitsweise ist
die gleiche wie bei der in der Fig.1 dargestellten Pumpe.