DE3331558C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosierpumpe für Flüssigkeiten mit einem Kolben in einem Zylinder und Saug- und Druckphasen, die durch ein Saug- und ein Druckventil und einen oszillierenden Antrieb über einen Pleuel gesteuert und be­ wegt werden, und deren Kolben einen Kragen besitzt, der durch Anschlag an eine Saughubgrenze den Saughub und an eine Druckhubgrenze den Druckhub begrenzt.

Bei der volumetrischen Zuteilung von Flüssigkeiten sind einem Primärstrom, der sowohl aus flüssigen als auch aus gasförmigen Stoffen bestehen kann, in gleichen Zeitab­ schnitten gleiche Volumina einer oder mehrerer Sekundär­ flüssigkeiten zuzumessen. Die Zumischung kann entweder kontinuierlich oder auch diskontinuierlich erfolgen.

Bei den diskontinuierlichen Arbeitsweisen hat man die Sekundärflüssigkeit in einzelne gleiche Volumina abzu­ füllen und diese in gleichen Zeitabschnitten zuzuführen. Die Zuteilung kann entweder durch Änderung der Abfüll­ volumina oder der Zeitabschnitte verstellt werden. Kolbenpumpen sind die genauesten Dosierpumpen.

Eine bekannte Tauchkolben-Dosierpumpe wird mit Kolben­ durchmessern von 3 bis 100 mm hergestellt, so daß Förderleistungen von einigen cm³/h bis zu mehreren m³/h erreicht werden. Das Fördervolumen kann kontinuierlich, in der Regel auch an der laufenden Pumpe, durch Änderung des Kolbenhubes verstellt werden. Dies geschieht durch Drehpunktverlagerung eines Kipphebels, der die vom An­ triebsmotor über eine Exzenterwelle herkommende Be­ wegung, durch eine Exzenterlasche bereits in eine hin- und hergehende umgewandelt, auf den Kolben überträgt. Die Drehpunktverschiebeeinrichtung ist so ausgebildet, daß der Kolben sich stets bis zu einem für alle Ein­ stellungen konstanten vorderen Totpunkt bewegt. (Hengstenberg-Sturm-Winkler "Messen und Regeln in der chemischen Technik", Springer 1964, Seite 407 bis 408.) Die Genauigkeit der Dosierung ist von der Konstanz des Kolbenhubes und dieser von den Ungenauigkeiten des Antriebs abhängig. Die zwischen Antriebsmotor und Tauchkolben eingeschaltete Kette von Gelenken ergibt durch die Addition ihrer Lagerspiele, die außerdem nach einer möglichen Justierung Abnutzungen unterliegen, eine erhebliche Unsicherheit.

Als weitere Kolbenpumpe mit stufenloser Mengenregelung ist die Nockenpumpe bekannt. Bei ihr setzt sich der Tauchkolben außerhalb des Zylinders in einem Stößel fort. An seinem Ende trägt der Stößel eine Rolle, die auf dem Nocken einer Nockenwelle abrollt. Der Stößel ist durch eine an einem Anschlag anliegende Feder in Richtung auf die Nockenwelle, also in Richtung des Saughubes, belastet. Verstellbare Muttern auf dem Stößel begrenzen die Größe dieses Hubes zwischen dem Anschlag und diesen Muttern. Je nach Stellung des Stößels ist dieser über seine Rolle während eines größeren oder kleineren Teils jeder Umdrehung der Nockenwelle in Anlage an dem angetriebenen Nocken. Dabei erfolgen der Druckhub unter dem Einfluß des Nockens gegen die Feder und der Saughub unter der Rückstellkraft der Feder. Zwischen Saug- und Druckhub ist der Stößel mit den Muttern am Anschlag abgefangen und mit der Rolle vom Nocken abge­ hoben (Ullmanns Encyklopädie der techn. Chemie, 3. Auf­ lage 1951, Band 1, Seite 98). Die Genauigkeit der Förderleistung und deren Einstellung ist dadurch begrenzt, daß nur ein Endpunkt des Hubes durch das Anliegen der Muttern an dem Anschlag festgelegt, der andere Endpunkt aber durch den gesamten Antrieb bestimmt ist. Obwohl die Feder zugleich im Sinne einer Unterdrückung des Lagerspiels wirkt, können sich im Betrieb dennoch Un­ genauigkeiten z. B. daraus ergeben, daß die verwendeten Lager keinen zentrischen Lauf sichern und daß ferner der Antrieb beim Druckhub zusätzlich zum Druck des Mediums die Kraft der Feder überwinden muß und dadurch erhöhtem Verschleiß unterliegt. Der Anschlag greift nicht in un­ mittelbarer Nähe des Kolbens an, damit unterliegt der tatsächlich eingehaltene Kolbenendpunkt weiteren Um­ gebungseinflüssen.

Aufgabe der Erfindung ist eine Dosierpumpe für Flüssigkeiten einfacher Bauart mit höchster Genauigkeit, deren justierte Fördermenge auch nach längerem Betrieb sicher erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein federndes Längenausgleichsteil in der Pleuelstange angeordnet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile werden schon in dieser Darstellung deutlich. Der Kolben ist in seiner Hublänge eindeutig bestimmt und die zu fördernde Menge damit festgelegt. Die dazu außerdem notwendige Hubzahl ist auf normalen bekannten Wegen zu beherrschen. Die für eine mechanische Einrichtung bei starrer Ver­ bindung zu verhindernde Doppelpassung und Toleranzaus­ gleich, z. B. nach Abnutzungen, werden in einfachster und sicherer Weise mit dem federnden Längenausgleichs­ teil erreicht. Es erlaubt für den Kolben auch dann noch die Fortführung seines Antriebs, wenn nach dem Anschlag des Kragens an die jeweilige Hubbegrenzung im Be­ grenzungsraum der Hubweg genauestens erreicht ist. Diese Anordnung führt dazu, daß die Pleuelstange sich normalerweise als starre Verbindung darstellt, die je­ doch in den beiden Endlagen des Kolbens, wenn die auftretenden Kräfte plötzlich durch den Anschlag an­ steigen, diese über die Länge ausgleicht.

In einer Ausgestaltung besteht das Längenausgleichsteil aus einem mit dem Antrieb verbundenen Rohr, das in einer mit dem Kolben verbundenen, durch ein Endstück verschlossenen Hülse geführt ist, wobei das Rohr durch einen in diesem axial beweglichen Bolzen verschlossen ist, der dabei über einen Stift durch axiale Langlöcher im Rohr mit einer Rohrführung zwischen der Hülse und dem Rohr verbunden ist, und eine innere Druckfeder den Bolzen in den Langlöchern begrenzt aus dem Rohr heraus und eine sich gegen das Endstück ab­ stützende äußere Druckfeder das Rohr über die Rohr­ führung bis zum Anschlag eines Kopfes des Bolzens an den Boden der Hülse drückt.

Hier wird deutlich, wie die Dosierpumpe nach der Er­ findung in einer Ausführung aufgebaut ist und auch wirklich zu beherrschen ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der Be­ grenzungsraum durch eine Reguliereinrichtung in der axialen Länge regulierbar ist. In dieser Ausführung ist die Dosierpumpe auch während des Betriebes in ihrem Fördervolumen regulierbar.

Die Dosierpumpe nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 - den grundsätzlichen Aufbau,

Fig. 2 - eine Ausbildung des federnden Ausgleichsteils mit der Pleuel­ stange.

Die Dosierpumpe der Fig. 1 enthält in einem Gehäuse 1 mit Zylinder 2, der in bekannter Weise über ein Saug­ ventil 3 mit der Zuleitung und ein Druckventil 4 mit der Ableitung verbunden ist, einen Kolben 5 . Der letztere wird von einer Kurbel 6 über eine Pleuelstange 7 bewegt. Der Kolben 5 besitzt einen Kragen 8, der in einem Begrenzungsraum 9 geführt ist. Der Begrenzungs­ raum 9 begrenzt durch Anschlag des Kragens 8 mit seiner entsprechenden Seite an die Saughubgrenze 10 und die Druckhubgrenze 11 den Hub des Kolbens 5. Zur Umgehung von Doppelpassungen und Ausgleich von Toleranzen, Abnutzungen usw. besitzt die Pleuelstange 7 ein federndes Längenausgleichsteil 12. Über dieses Längen­ ausgleichsteil 12 findet der Anschlag des Kragens 8 am Ende des Saughubes mit der Saughubgrenze 10 über den Drehwinkel ϕ 1 und mit der Druckhubgrenze 11 am Ende des Druckhubes über den Drehwinkel d 2 der Kurbel­ achse 13 statt.

Die Fig. 2 zeigt eine konstruktive Ausbildung eines federnden Längenausgleichsteils 12. Die Pleuelstange 7 enthält ein Rohr 14, das mit der Kurbel 6 verbunden ist. Es ist in einer Hülse 15 und dabei durch ein diese verschließendes Endstück 16 geführt, wobei die Hülse 15 an dem entgegengesetzten Ende über ein Ge­ lenk 17 mit dem Kolben 5 verbunden ist.

Ein Bolzen 18, der einen gegen den Boden der Hülse 15 anliegenden Kopf 19 besitzt, ist im offenen Ende des Rohres 14 geführt. Axiale Langlöcher 20 wiederum führen einen Stift 21, der den Bolzen 18 axial beweglich mit einer Rohrführung 22, die zwischen der Hülse 15 und dem Rohr 14 in der Länge dieser Langlöcher 20 ver­ schiebbar ist, verbindet.

Eine äußere Druckfeder 23 zwischen der Hülse 15 und dem Rohr 14 drückt die Rohrführung 22 und damit den Bolzen 18 einschließlich Kopf 19 über das Endstück 16 an das kolbenseitige Ende der Langlöcher 20; ein gleiches macht eine innere Druckfeder 24 in dem Rohr 14, gedrückt von seinem Ende an der Kurbel 6.

Bei einer Bewegung des Kolbens 5 nach links, also in Druckrichtung entsprechend Fig. 1, kommt der Kragen 8 zum Anschlag an die nicht dargestellte Druckhubgrenze 11. Der Längenausgleich in der Pleuelstange 7 erfolgt durch Druck gegen den Kopf 19 und Bewegung mit dem Bolzen 18 relativ gegen die innere Druckfeder 24 in dem Rohr 14, das sich über den Bolzen 18 schiebt.

Der Ausgleich bei der Hubbegrenzung des Kolbens in der Bewegung nach rechts erfolgt nach Anschlag des Kragens 8 an die nicht dargestellte Saughubgrenze 10 durch Zug der Kurbel 6 an dem Rohr 14 . Es zieht mit dem Ende der Langlöcher 20 den Stift 21 und damit die Rohrführung 22 in der Hülse 15 gegen die äußere Druckfeder 23. Damit wird die Pleuelstange 7 entsprechend der Notwendigkeit verlängert.

Claims (3)

1. Dosierpumpe für Flüssigkeiten mit einem Kolben in einem Zylinder und Saug- und Druckphasen, die durch ein Saug- und ein Druckventil und einen oszillierenden Antrieb über einen Pleuel gesteuert und bewegt werden, und deren Kolben einen Kragen besitzt, der durch Anschlag an eine Saughubgrenze den Saughub und an eine Druckhubgrenze den Druckhub begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein federndes Längenausgleichsteil (12) in der Pleuelstange (7) angeordnet ist.

2. Dosierpumpe für Flüssigkeiten nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Längenausgleichsteil (12) aus einem mit dem Antrieb verbundenen Rohr (14), das in einer mit dem Kolben (5) verbundenen, durch ein Endstück (16) verschlossenen Hülse (15) geführt ist, besteht, wobei das Rohr (14) durch einen in diesem axial beweglichen Bolzen (18) verschlossen ist, der dabei über einen Stift (21) durch axiale Langlöcher (20) im Rohr (14) mit einer Rohrführung (22) zwischen der Hülse (15) und dem Rohr (14) verbunden ist, und eine innere Druckfeder (24) den Bolzen (18) in den Langlöchern (20) begrenzt aus dem Rohr (14) heraus und eine sich gegen das End­ stück (16) abstützende äußere Druckfeder (23) das Rohr (14) über die Rohrführung (22) bis zum An­ schlag eines Kopfes (19) des Bolzens (18) an den Boden der Hülse (15) drückt.

3. Dosierpumpe für Flüssigkeiten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungs­ raum (9) durch eine Reguliereinrichtung in der axialen Länge regulierbar ist.