DE3246782C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pendelkolbenpumpe gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Pendelkolbenpumpen dieser Art haben gegenüber mit Tauchkolben versehenen Pumpen oder Verdichtern üblicher Bauart u. a. den Vorteil, daß bei ihnen der Kolben und das zugehörige Pleuel aus einem Stück bestehen, dementsprechend ein Kolbenbolzen und dessen Schmierung vermieden werden kann.

Außerdem wird bei dieser Pumpe ein unerwünschtes Berühren der Pumpenzylinder-Innenwand durch das antriebsferne Ende des Pleuelkolbens und auch eine Beeinträchtigung der Dichtfunktion der Manschettendichtung vermieden.

Bei Pendelkolbenpumpen der eingangs erwähnten Art hat sich jedoch herausgestellt, daß diese noch eine starke Geräuschbildung hervorrufen. Versuche haben gezeigt, daß dies insbesondere dadurch erfolgt, daß Luft beim Ansaughub aus dem Kurbelraum an dem Lippenbereich der Dichtmanschette vorbei in den Pumpraum einströmt. Dadurch werden Abschnitte des Lippenbereiches etwas von der Zylinderwand abgehoben und sie legen sich später wieder dagegen an, wobei die erwähnten Geräusche ent­ stehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst geräuscharme Arbeitsweise der Pendelkolbenpumpe zu er­ reichen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß sich die Dichtmanschette unterhalb ihres radialen Manschettenab­ schnittes mit einem zweiten Lippenbereich oder dergleichen etwas in Richtung des Kurbelraumes erstreckt. Dadurch wird weitestgehend ein Überströmen von Luft vom Kurbelraum zum Pumpraum vermieden. Derartige Pendelkolben können dement­ sprechend leise arbeiten.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß am Pendelkolben eine zweite Dichtmanschette vorge­ sehen ist, die mit ihrem Lippenbereich zum Kurbelraum weist. Auf diese Weise erhält man eine sehr einfache Aus­ bildung der Pendelkolbenpumpe.

Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Merkmalen von weiteren Unteransprüchen sowie in der Be­ schreibung aufgeführt. Nachfolgend werden Ausführungs­ beispiele der Erfindung anhand der Zeichnung mit den erfindungswesentlichen Einzelheiten noch näher erläutert.

Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Teil-Seiten­ ansicht einer Pendelkolbenpumpe,

Fig. 2 eine Einzelheit von zwei Lippenbereichen von Dicht­ manschetten im Querschnitt in stark vergrößertem Maßstab, und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Dicht­ manschette in verkleinertem Maßstab.

Eine im ganzen mit 101 bezeichnete Pendelkolbenpumpe weist einen Pumpenzylinder 2 mit einem darin geführten Pendel­ kolben 3 auf. Er steht mit seinem dem Pumpraum 4 entgegen­ gesetzten Ende über das Pleuellager 5 mit der Abkröpfung 6 der Kurbelwelle in Verbindung. Der Kolbenteil 7 des Pendelkolbens 3 weist ein Unterstützungsteil 8 sowie ein oberes, abnehmbares Kolbenteil 9 auf. Zwischen diesen beiden Teilen 8, 9 ist die Dichtmanschette 10 befestigt. Dabei hat der sich - auf die Längsachse des oberen Kolbenteils 9 bezogen - radial erstreckende Napfboden 11 eine größere Wandstärke d als die Wandstärke b der Seitenlippe 12 der Dichtmanschette 10. Dadurch erreicht man eine gute Anlage der noch genügend dünnen ringförmigen Seitenlippe 12 an die Wand 13 des Pumpen­ zylinders 2, bei gleichzeitig kräftig ausgebildeter Seitenabstützung für den Pendelkolben 3. Die maximale Wandstärke b der Seitenlippe 12 der Dichtmanschette 10 be­ trägt etwa 0,6 mm. Wenn diese z. B. aus zwar biegsamen aber nicht sonderlich elastischem Material hergestellt ist, wie z. B. aus Polytetrafluoräthylen, erreicht man bei 0,6 mm dicken oder dünneren Wandstärken b der Seiten­ lippe 12 bei dieser noch eine genügende Anschmiegsamkeit, so daß die Dichtmanschette 10 in der Art einer selbst­ dichtenden Lippendichtung arbeiten kann. Dazu ist zwischen dem oberen Kolbenteil 9 mit dem Außendurchmesser D1 und der lichten Weite der Seitenlippe 12 ein Ringspalt 14 vorgesehen. Unter Druck stehendes Fördermedium dringt dort ein und sorgt für ein Anliegen der Seitenlippe 12 an der Zylinderwand in jeder Stellung des Pendelkolbens 3.

An der Dichtmanschette 10 ist unterhalb ihres radialen Manschettenabschnittes 11 eine zweite Seitenlippe vorge­ sehen, die sich in Richtung des Kurbelraumes 19 erstreckt. Realisiert ist dies im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß am Pendelkolben 3 neben der bereits vorge­ sehenen ersten Dichtmanschette 10 noch eine zweite Dicht­ manschette 110 vorgesehen ist, die mit ihrer Seitenlippe 112 entgegengesetzt der ersten Dichtmanschette 10, also in Richtung des Kurbelraumes gerichtet ist. Beim Ansaug­ hub des Pendelkolbens kann dann praktisch keine Luft mehr vom Kurbelraum 19 an der Seitenlippe 12 vorbei in den Pump­ raum 4 überströmen. Unerwünschte Abheb-Bewegungen der Seitenlippe 12 und dadurch verursachte Pumpgeräusche können weitestgehend vermieden werden. Versuche haben ge­ zeigt, daß eine derartig ausgerüstete Pendelkolbenpumpe 101 außergewöhnlich leise arbeitet.

Eine verhältnismäßig einfache Fertigung und einen einfachen Ersatzteil-Austausch erhält man dadurch, daß beide Dicht­ manschetten 10, 110 die gleichen Abmessungen haben, wie in Fig. 1 gezeigt. Dabei kann man auch zwei Dichtman­ schetten 10, 110 verwenden, bei denen die Dicke (d) der radialen Napfböden 11, 111 entsprechend der Breite (b) der Seitenlippen 12 bzw. 112 ausgebildet ist. Durch die Ver­ wendung von zwei Dichtmanschetten 10, 110 erhält man nämlich auch bereits eine verstärkte radiale Abstützung. Im Bedarfsfalle kann man die mit zwei Seitenlippen 12, 112 versehene Dichtmanschette auch einstückig ausbilden. Gegebenenfalls kann die zweite Seitenlippe auch von einer kurzen, in den Kurbelraum 19 vorstehenden lippenartigen Ringwulst gebildet sein, die sich gut an die Zylinder­ wand 13 anpaßt. Gegebenenfalls kann sich, wie in Fig. 2 angedeutet, zwischen den beiden Seitenlippen 12, 112 einer­ seits und der Zylinderwand 13 andererseits ein im wesent­ lichen geschlossener ringförmiger Hohlraum 20 bilden. Dadurch entsteht während des Arbeitens der Pendelkolben­ pumpe gewissermaßen eine Art Labyrinth. Luft, die sich beispielsweise noch an der dem Kurbelraum 19 zugewandten Seitenlippe 112 auf dem Kriechwege vorbeibewegen kann, bildet kleine Wirbel 21, wie sie der besseren Übersicht wegen stark vergrößert in Fig. 2 dargestellt sind. So bildet sich hier gewissermaßen eine Labyrinthdichtung in einem im wesentlichen geschlossenen Hohlraum 20.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß man mit einer Pendelkolbenpumpe, welche zwei Seitenlippen 12, 112 aufweist, auch ein verhältnismäßig hohes Vakuum erreichen kann. Man kommt bei einer solchen einstufigen Pumpenausführung auf ein Druckniveau unter 100 Torr. Eine besonders vorteilhafte Verwendung der Pendelkolben­ pumpe 101 gemäß Fig. 1 bzw. 2 besteht dementsprechend darin, daß sie als Vakuumpumpe dient.

In Fig. 3 ist noch in einem gegenüber Fig. 1 stark ver­ kleinerten Maßstab eine einstückige Dichtmanschette 210 dargestellt. Die in Richtung des Kurbelraumes 19 weisende Seitenlippe 112 a ist verkürzt in der Art einer Wulst 22 ausgebildet. An deren Übergang zum radialen Manschetten­ abschnitt 111 ist eine radial orientierte Nut 23 vorge­ sehen, welche das Anlegen der Wulst 22 an die Zylinderwand 13 begünstigt.

Claims (6)

1. Pendelkolbenpumpe (1) mit wenigstene einer napfförmigen Manschettendichtung (10), deren Manschettenboden beim Pendelkolben zwischen einem oberen Kolbenteil (9) sowie einem Unterstützungsteil (8) des Kolbenschaftes eingespannt ist, wobei der Kolbenkopf dort eine Seitenführungsscheibe zur Aufnahme von Seitenkräften aufweist, wobei bei der Manschettendichtung (10) die Seitenführungsscheibe einstückig als Napfboden (11) vorgesehen und ihre axiale Dicke (d) größer als die Wandstärke (b) der Seitenlippe (12) der Manschettendichtung (10) ist, und wobei der Durchmesser (D2) des den Napfboden (11) untergreifenden Unterstützungsteiles (8) etwas kleiner als der Durchmesser (D1) des oberen Kolbenteiles (9) ist, nach Hauptpatent P 32 33 854.6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtmanschette (110) unterhalb ihres radialen Manschettenabschnittes (111) mit einer zweiten Seitenlippe (112) etwas in Richtung des Kurbelraumes (19) erstreckt.

2. Pendelkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Pendelkolben (3) eine zweite Dichtmanschette (10) vorgesehen ist, die mit ihrer Seitenlippe (112) zum Kurbelraum (19) weist.

3. Pendelkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtmanschetten (10, 110) die gleichen Abmessungen haben.

4. Pendelkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit zwei Seitenlippen (12, 112) ver­ sehene Dichtmanschette einstückig ausgebildet ist.

5. Pendelkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Seiten­ lippen (12, 112) einerseits und der von ihnen beauf­ schlagten Zylinderwand (13) andererseits ein im wesent­ lichen geschlossener, ringförmiger, labyrinthdichtungs­ artiger Hohlraum (20) vorgesehen ist.

6. Verwendung der Pendelkolbenpumpe (101) nach Anspruch 1 bis 5 als Vakuumpumpe.