DE314380C

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Publication number: DE314380C
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DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 11. SEPTEMBER 1919

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 59 a GRUPPE 9

' Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Mai 1914 ab.

Es ist bereits bekannt, die Fördermenge von Hubpumpen dadurch zu ändern, daß man während des Druckliubes eine Teilmenge der geförderten Flüssigkeit in die Saugleitung zurückführt; es ist auch bereits bei Stufenpumpen ■ vorgeschlagen,- die Wirkung des einen oder anderen Kolbens dadurch auszuschalten, daß man entweder dessen Saüglei-' tung oder dessen Druckleitung in sich kurz ίο schließt, indem man durch ein dauernd oder zeitweise-offen gehaltenes Hilfsventil die, AVirkung des Saug- oder Druckventils aufhebt. Die vorliegende Erfindung benutzt beide obgenannten Anordnungen in solcher Weise, daß der Kolben während des Saug-. hubes eine Teilmenge an Flüssigkeit der. Druckleitung entnimmt und während des darauffolgenden Druckhubes eine dieser angesaugten gleichgroße Teilmenge in die so Saugleitung abgibt, so daß also eine, der Differenz zwischen.der Höchstleistung der Pumpe und der gewünschten Fördermenge entsprechende Teilmenge zwischen Druckleitung und Saugleitung im Wege des Pumas penzylinders hin und her geschoben wird, d. h. es werden die Saug- und Druckphasen der Pumpe ineinander verschoben;
- Der Vorteil der sich hieraus ergibt, liegt in einer ganz erheblichen Vereinfachung der Pumpe, die nur eines einzigen umlaufenden Organes bedarf, welches nicht nur die vorbezeichnete Regelung der effektiven Fördermenge bewirkt, sondern auch die Wirkung der sonst unabhängig vom Regleforgän notwendigen Saug- und Druckventile über- 35 nimmt und schließlich auch die Bewegungs-' / richtung der Förderflüssigkeit bestimmt, so daß ein besonderes Umsteuerungsorgan entbehrlich wird.

• Um die eingestellte Förderleitung der 40 Pumpe unter allen Umständen zu sichern, ;■';■■ sind Sicherungsventile vorgesehen, welche bei der unvermeidlichen Drosselung, die das· Steuerorgan vor Schließung und Eröffnung der Kanäle mit sich bringt, die Funktion die- 45 <ses letzteren übernahmen. _; ^;

In den Zeichnungen veranschaulicht: Fig. ι eine Hubpumpe samt Kurbelantrieb und Steuerorgan. Fig. 2 zeigt das zugehörige ' Steuerorgan im Längsschnitt und die Fig 3 50 bis 17 sind schematische Darstellungen verschiedener Arbeitsstellungen der einzelnen ■ ; Teile bei verschiedenen Förderleistungen de/ Pumpe. \ ·λ

• Der Einfachheit und des leichteren Vcr- 5iK" ständnisses halber ist eine einfach wirkende *■■' Hubpumpe für die Zwecke der Darstellung ■''■■ .gewählt,'doch ist die Erfindung keineswegs -./.·.'■ auf solche Pumpen beschränkt. Es bezeich-' . net α (Fig. ι und 2) den Pumpcnzylindei 60 und b den Pumpenkolben, welcher durch die :' Kolbenstange c und die Kurbel d auf der '■ Welle e seinen Antrieb erhält. Von -der ν Pumpe führt ein Rohr oder ein Kanal/ in ein Gehäuse g, in welchem das Steuerorgan h um- 65' läuft. ^Letzteres besitzt an diametralen SteK .; len in Achsenrichtung verlaufende Kammern i und U' von welchen die eine i d^

; ernd mit der Saugleitung' in, die andere k dauernd mit der Druckleitung m der Pumpe in \^rerbindung steht. Die Mühdung des Ka-

■ 'nals/.-im Gehäuse g ist soweit verbreitert, daß sie einen Winkel einschließt, der demi enigen gleich ist, welcher von den zu den' benachbarten Rändern zweier benachbartei .

, Kammern r und k des Steuerorganes geführten Radien eingeschlossen wird.

»ο Das Steuerorgan/i wird im entsprechenden Verhältnis zur Welle e angetrieben; das Übersetzungsverhältnis ist von der Anzahl der Kammern i, k im Steuerorgan h abhängig und beträgt ι zu i, wenn, wie im Falle der

»5 Darstellung nur zwei Kammern im Steuerorgan vorgesehen sind.

Das Steuerorgan kann aber unabhängig von der Umlaufsbewegung auch noch verstellt (um seine Achse verdreht) werden und

ao durch diese Verstellung wird bedingt, ob der Zeitpunkt der Eröffnung der, Kammern i und ft mit dem Kanal f mit dem Zeitpunkte des Beginnes des Saug- oder Druckhubes de3 Pumpenkolbens zusammenfällt oder nicht.

»5 Die Pumpe arbeitet dann mit Volleistung,, wenn die Eröffnungsphasen der Kammern sich mit den Hubphasen des Kolbens genau decken, d.h. wenn die mit der Saugleitungm in Verbindung stehende Kammer i zu Beginn des Kolbensaughubes und die mit der Druck ■ leitung η in A'erbindung stehende Kammer ft zu Beginn des Kolbendruckhubes den Pum-

' penkanal f eröffnet und das Ende des Hubes

abschließt. Die Wirkungsweise der Einrichtung bei ' dieser Relativstellung des Steuer-"organes/i ist aus den Fig. 1 bis 5 ohne weiteres ersichtlich; Fig. 1 zeigt die Stellung

■ . von Kolben und Steuerorgan zu Beginn des

Saughubes, Fig. 3 in der Stellung, wo der Kolben seine größte Bewegungsgeschwindigkeit während des Saughubes besitzt, Fig. 4'

.im Zeitpunkte des Hubwechsels und Fig. 5 ■in der Stellung, wo der Kolben während des

. Druckhubes seine größte Bewegungsgeschwindigkeit aufweist. Gibt man dem Steuerorgan nun eine solche Relativstellung,

.Voreilung, daß die Kammer i schon eröffnet, bevor der Kolben seinen Saughub und die Kammer k eröffnet, ehe der Kolben seinen Druckhub begonnen hat, so tritt eine.Ver-

; minderung der Förderleistung ein. In Fig. 6 bis; 9 ist eine Voreilung von 45⁰ angenom-' men.

Es ist zu ersehen, daß bei dieser Stellung die Pumpe nur während jenes JWeges des Saughubes des Kolbens mit der Saugleitung nt in Verbindung steht, welcher einem Wege des Steuerorganes von 135⁰ entspricht; der Pumpenkolben hat aber noch den; restlichen Teil seines Saughubes zu vollführen. Während dieser Zeitdauer steht aber' bereits die Pumpe mit der Druckleitung η durch die Kammer k in Verbindung; die Pumpe arbeitet also während dieses Teiles des Saughubes als Motor, sie verbraucht ■einen Teil der Flüssigkeit, die sie aus der ■Druckleitung η entnimmt und überträgt die ^entsprechende Energie auf die · Antriebs- /'. welle e. Ist der Hubwechsel vollzogen, so fördert die Pumpe nun in die Druckleitung, und zwar solange, bis die Kammer fc den Kanal f abschließt, was wieder einer Kurbeldrehung von 135° entspricht. In der letzten Phase des Druckhubes steht aber die Pumpe schon wieder mit der Sauglcitung in Verbindung; die Pumpe fördert also diese Teilmenge an Flüssigkeit, welche gleich ist der am Ende des Saughubes aus der Druck- ' leitung entnommenen Teilmenge in die Saugleitung. Die Förderleistung der Pumpe ist also um jene Teilmenge, .welche sie am ■ Schlüsse des Saughubes aus der Druckleitung ,'·. erhält, und um jene Teilmenge, welche sie am Schlüsse des Druckhubes in die Saugleitung abgibt, vermindert. Bei einer Voreilung des Steuerorganes von 45⁰ betragen diese ! beiden Teilmengen rund je etwa 15 Prozent, die Pumpe liefert also nur etwa 70 Prozent ihres Fassungsraumes, trotzdem die Hubzahl unverändert bleibt. ■ '

Die Förderleistung nimmt mit der Vergrößerung der Voreilung rasch ab und sie erreicht den Wert' Null, wenn die Voreilung 90⁰ ausmacht, ,wie dies aus der Fig. 10 bis 13 klar zu ersehen. In diesem Falle nimmt die Pumpe nur während der ersten Hälfte des Saughubes Flüssigkeit aus der' Saugleitung auf, während der zweiten Hälfte des Saughubes dagegen erhält sie Flüssigkeit aus der Druckleitung. Beim Druckhube: tritt dasselbe Spiel in umgekehrtem Sinne auf; denn nur während der ersten Hälfte des Druckhubes fördert die Pumpe in die Druckleitung, während in der zweiten Hälfte des;, Druckhubes die Flüssigkeit in die Saugleitung zurückströmt. Da aber diese vier ~ Flüssigkeitsieilmengen einander vollkommen gleich sind, so ist klar, daß düe Förder-;. leistung der Pumpe gleich Null ist. V

Geht man in der Voreilung des Steuer- no; organes noch weiter (z. B. 135⁰, wie Fig. 14 bis 17), so tritt wieder eine Vermehrung der Förderleistung ein, die Bewegungsrichtung der von der Pumpe in Bewegung gesetzten Flüssigkeitsmenge wird jedoch umgekehrt.

Wie die Fig. 14 zeigt, entnimmt die Pumpe nur während einer Kurbeldrehung von 45 : Grad tatsächlich aus der Saugleitung m; während der weiteren Kurbeldrehung von iäo !3S⁰ steht dagegen die Pumpe unter dem Einfluß der in def Druckleitung» be> Γ

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findlichen Flüssigkeit; sie entnimmt Flüssig- - keit aus der Druckleitung. Beim darauffolgenden Druckhube liefert die Pumpe wieder nur während einer Kurbeldrehung von 45⁰ in die Druckleitung n, die ganze übrige Flüssigkeitsmenge aber in die Saugleitung m. Da somit der Druckleitung 1 eine größere Flüssigkeitsmenge entnommen und diese in die Saugleitung gefördert wird, ergibt sich' von selbst die Umkehrung der Fördervorrichtung der Pumpe, wodurch auch die Drücke in den Leitungen wechseln.

Diese Umkehrungsmöglichkeit, die immer nur nach dem Durchgange durch die NuIlleistung der Pumpe zustande kommen kann, ist von hohem Werte, wenn die von der Pumpe gelieferte Flüssigkeit zum Betriebe einer umsteuerbaren Kraftmaschine benutzt wird, die dann mit jeder beliebigen Geschwin-

ao digkeit in beiden Richtungen laufen kann, ohne an der Pumpe oder deren Antrieb irgendein anderes Organ einschalten zu müssen. Lediglich durch relative Verstellung des Steuerungsorganes werden alle die

as gewünschten Wirkungen erzielt.

Ist das Steuerorgan auf Nulleistung der

^; Pumpe eingestellt, so findet der Phasenwechse! im Steuerorgan statt, wenn der Pum-· penkolben sich in der Hubmitte befindet,.also

30^: seine größte lineare Geschwindigkeit aufweist. Da nun beim Phasenwechsel im Steuerorgan ein, wenn auch kurzer Zeitabschnitt auftritt, in welchem die Pumpe keine Verbindung mit den Leitungen «1 und η besitzt, so muß in diesem Zeitpunkte beim Saughube im Pumpenzylinder ein Vakuum. und beim Druckhube· eine Drucksteigerung auftreten; es ist deshalb vorteilhaft, an der Pumpe ein Saugvcntilchen 0 (Fig. 1) anzuordnen, welches in eine die Saugleitung mit der Pumpe verbindende Hilfsleitung/» eingeschaltet ist und auch ein Auslaßventil r anzubringen, an das eine zur Druckleitung« führende Hilfsleitung j anschließt.

Diese beiden Ventile wirken somit in dem Sinne als Sicherungsventile. '

Claims

Patent-An Sprüche:

i. Regelungsvorrichtung zur Veränderung der Fördermenge von Hubpumpen ohne Änderung der Hubzahl, gekennzeichnet durch ein in entsprechendem Ver-. hältnis zur Hubzahl der Pumpe umlaufendes Steuerorgan, welches sowohl die

, Sauglcitung wie auch die Druckleitung der Pumpe beherrscht und so eingestellt "werden kann, daß die Eröffnungsphasen der Saug- und Druckleitung mit den ■ ■

.■...-■■ Saug- und Druckhuben des Pumpenkolbens zeitlich zusammenfallen oder denselben vor- oder nacheilen.
.' 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, da-' ■ durch gekennzeichnet, daß der Fassungs-' raum der Pumpe einerseits mit der Saugleitung, anderseits mit der Druckleitung noch durch je einen Nebenkanal (p s) ver- ' bunden und in ersteren (v) ein nach dem

• Pumpenraum, in letzteren (s) ein nach der Druckleitung öffnendes Überströmrückschlagventil (0 bzw. r) eingebaut ist, welche bei· in den Hauptwegen auf- ,; tretenden Widerständen der Flüssigkeit einen Nebenweg nach der Bestimmungs- ν stelle ermöglichen.

ι ) 1 ' Hierzu ι Blatt Zeichnungen. ' \ \ t BtRUN. GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI
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