DE3706351A1 - Durch einen druckluft-kolbenmotor angetriebene fluessigkeits-kolbenpumpe - Google Patents
Durch einen druckluft-kolbenmotor angetriebene fluessigkeits-kolbenpumpeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine durch einen Druck
luft-Kolbenmotor mit über der unten liegenden Pumpe ange
ordneter Spülkammer und mit Abstand über dieser angeord
netem Motor sowie mit einer Steuereinrichtung für den
Motor.
Solche Motor-Pumpen-Kombinationen werden häufig zur Erzeu
gung höherer Flüssigkeitsdrücke mit einem vergleichsweise
geringen Luftdruck benutzt. Sie dienen zum Betrieb von
Fettpressen, Spannhydrauliken u.dgl. Ein besonders wichti
ges Anwendungsgebiet ist die Druckerzeugung für hydrosta
tisch arbeitende Farbspritzgeräte, sogenannte "Air
less"-Spritzgeräte, bei denen Drücke von 30 bis 300 bar,
je nach zu versprühendem Material und der Anwendung von
Zusatzluft (sogenanntes "Airless plus"-Verfahren) benötigt
werden.
Bei einem bekannten Aggregat der eingangs beschriebenen
Art (Prospekt Kopperschmidt-Mueller "Gerätetechnik",
Oktober 1983, Seite 12) ist oberhalb der Pumpe eine Spül
kammer vorgesehen, die mit einem Spülmittel gefüllt ist.
Dieses säubert und schmiert die Pumpen-Kolbenstange,
die bei jedem Hub aus dem Pumpengehäuse heraustritt,
und erhöht die Standzeit der hochbelasteten Pumpendich
tung. Es muß aber verhindert werden, daß Farbreste, ins
besondere wenn sie erhärtet sind, bis in die Motordichtung
geschleppt werden. Außerdem darf die Kupplung zwischen
Motor und Pumpe nicht in Dichtungen laufen. Aus diesen
Gründen ist zwischen der im wesentlichen durch den Füll
stand definierten Oberseite der Spülkammer und der Unter
seite des Druckluftmotors ein Freiraum (Laternenraum)
vorgesehen, in dem die Kupplung hin- und hergehen kann
und in den die Motor-Kolbenstange eintauchen kann, ohne
mit Spülmittel in Berührung zu kommen. Im bekannten Fall
ist die Steuereinrichtung für den Motor seitlich neben
dessen Zylinder angeordnet. Diese Steuereinrichtung kann
nur pneumatisch mit Hilfe von Endanschlag-Ventilen betä
tigt werden. Wegen der seitlichen Ausladung wird eine
größere Grundfläche benötigt. Die Schalldämpfung bereitet
Schwierigkeiten.
Bei einer anderen bekannten Konstruktion (DE-OS 33 42 388)
ist die Steuereinrichtung oberhalb des Motors angeordnet.
Dort kann sie mechanisch vom Motorkolben betätigt werden,
wenn man eine entsprechende Kupplungsdurchführung vor
sieht. Außerdem braucht der durch den Luftmotor vorgegebe
ne Querschnitt nicht wesentlich überschritten zu werden.
Der die Steuereinrichtung umgebende Raum kann als Entspan
nungsraum zum Zweck der Schalldämpfung benutzt werden.
Allerdings vergrößert sich die Bauhöhe des Aggregats
um die Höhe der Steuereinrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch
einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssigkeits-Kol
benpumpe anzugeben, die kleinere Gesamtabmessungen hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Steuereinrichtung zwischen Spülkammer und Motor radi
al außerhalb der zur Pumpe führenden Motor-Kolbenstange
angeordnet ist.
Bei dieser Konstruktion wird der bei Aggregaten mit Spül
kammer notwendige Abstand zwischen dieser und dem Motor
zur Unterbringung der Steuereinrichtung ausgenutzt. Dies
erfordert weder eine Vergrößerung des Querschnitts noch
eine Vergrößerung der Bauhöhe. Es ist eine mechanische
Betätigung der Steuereinrichtung unmittelbar durch die
Motor-Kolbenstange möglich; dabei bedarf es keines durch
eine zusätzliche Durchführung nach außen gehenden Kupp
lungselements. Da der vom Hub abhängige notwendige Abstand
zwischen Spülkammer und Motor für die Unterbringung der
Steuereinrichtung ausgenutzt werden kann, ergibt sich
ein verhältnismäßig großer Entspannungsraum und damit
eine gute Schalldämpfung.
Insbesondere kann die Steuereinrichtung eine Höhe haben,
die mindestens gleich der maximalen Hubhöhe des Motors
ist. Dies führt zu der angestrebten vollständigen Ausnut
zung des notwendigen Abstandes. Für die Betätigung der
Steuereinrichtung sind keine Hub-Untersetzungs-Getriebe
erforderlich. Und es ergibt sich ein großer Entspannungs
raum.
Weitere Vorteile bietet es, wenn die Steuereinrichtung
und der Zylinder des Motors von einer gemeinsamen zylin
drischen Wand umgeben sind. Motor und Steuereinrichtung
werden in einer kompakten, glatten Bauform angeboten,
die optisch schön und technisch zweckmäßig ist. Da die
gemeinsame Wand auch den Zylinder des Motors umgibt,
vergrößert sich der als Entspannungsraum dienende Innen
raum.
Die gemeinsame zylindrische Wand kann ferner luftdurchläs
sig sein. Dies hat zur Folge, daß die Abluft über eine
große Fläche nach außen abgegeben wird, wodurch die Geräu
sche nochmals herabgesetzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt,
daß die Motor-Kolbenstange von einer Steuerhülse umgeben
ist, die jeweils an den Hubenden von einem Mitnehmer
an der Kolbenstange um einen begrenzten Weg verschiebbar
ist, und daß die Steuerhülse einen gegen einen Schieber
sitz anliegenden Flachschieber mitnimmt. Dies führt zu
einer sehr einfachen und trotzdem sicheren Betätigung
der Steuereinrichtung.
Ferner empfiehlt sich ein Steuergehäuse, das an seiner
oberen Stirnfläche am Motor befestigt ist, an seiner
unteren Stirnfläche eine Abschlußwand trägt, einen mit
der Druckluft-Zuleitung verbundenen Innenraum aufweist,
der zusätzlich durch die Steuerhülse, den Flachschieber
und den Schiebersitz begrenzt ist, und außen von einem
Raum zum Abführen der Abluft umgeben ist. Bei dieser
Anordnung sind die Druckluft führenden und die Abluft
führenden Räume auf einfache Weise voneinander getrennt.
Zweckmäßig ist es auch, daß die Spülkammer oben und der
Zylinder des Motors unten je durch eine feste Wand abge
schlossen sind, zwischen denen sich die Steuereinrichtung
befindet. Diese festen Wände verringern eine Geräuschüber
tragung durch Körperschall.
Vorteilhaft ist es, wenn sich zwischen der Steuereinrich
tung und der Spülkammer eine Kondensat-Auffangwanne befin
det. Sich im Bereich der Steuereinrichtung abscheidendes
Kondensatz gelangt daher nicht in die Spülkammer.
Die Auffangwanne kann insbesondere durch die untere Ab
schlußwand der Steuereinrichtung gebildet sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich
nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer durch einen
Druckluft-Kolbenmotor angetriebenen Flüssigkeits-
Kolbenpumpe und
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Motor mit zugehöriger
Steuereinrichtung.
In Fig. 1 ist unten eine Flüssigkeits-Kolbenpumpe 1 ver
anschaulicht, die mit ihrem gestrichelt angedeuteten
Pumpenkolben 2 jeweils Flüssigkeit am Eingang 3 ansaugt
und unter Hochdruck am Ausgang 4 abgibt. Der Antrieb
erfolgt durch einen Druckluftmotor 5 mit einem gestrichelt
gezeichneten Kolben 6. Dessen Kolbenstange 7 ist über
eine Kupplung 7 a mit dem Pumpenkolben 2 verbunden. Ober
halb der Pumpe 1 befindet sich eine Spülkammer 8, die
mit einem Spülmittel gefüllt ist und den Pumpenkolben 2
bzw. die zugehörige Kolbenstange 2 a, die bei jedem Hub
aus der Pumpe austritt, säubert und schmiert. Die Kolben
stange 2 a durchsetzt eine nicht veranschaulichte Pumpen
dichtung am oberen Ende der Kolbenpumpe 1, die Kolbenstan
ge 7 eine in Fig. 1 nicht veranschaulichte Motordichtung
am unteren Ende des Druckluftmotors 5.
Zwischen der Spülkammer 8 und dem Motor 5 ist ein Ab
stand A erforderlich, der mindestens so groß sein muß,
daß die Kupplung 7 a weder in die Motordichtung noch in
die Pumpendichtung eintaucht und sich keine Farbreste
auf der Motor-Kolbenstange 7 absetzen können. Erfindungs
gemäß wird dieser Abstand durch eine Steuereinrichtung 9
für den Motor 5 ausgefüllt. Sie besitzt einen Zulaufstut
zen 10 für die Druckluft, während der Austritt 11 der
Abluft hier über den gesamten Umfang erfolgt, alternativ
aber auch an einer definierten Stelle erfolgen kann,
um die Abluft in einen Nebenraum oder ins Freie leiten
zu können.
Der Aufbau von Motor und Steuereinrichtung ergibt sich
aus Fig. 2. Der Druckluft-Kolbenmotor 5 besitzt eine
obere Stirnwand 12 und eine untere Stirnwand 13, die
unter Zwischenschaltung eines Hohlzylinders 14 mittels
Schrauben 15 zusammengespannt sind. In dem so gebildeten
Zylinder 16 ist der mit einer Umfangsdichtung 17 versehene
Kolben 6 hin und her bewegbar. Dieser ist mit einer Kol
benstange 7 versehen, die eine Dichtung 18 durchsetzt
und aus einem oberen Teil 19 und einem unteren Teil 20
besteht, welche untereinander und mit dem Kolben 6 durch
eine Schraube 21 verbunden sind.
Die Steuereinrichtung 9 weist ein Steuergehäuse 22 auf,
dessen obere Stirnfläche unter Zwischenlage einer Dich
tung 23 an der festen Wand 13 des Motors 5 anliegt und
dort durch Schrauben 24 befestigt ist. Die untere Stirn
wand trägt eine Abschlußwand 25 und kann mit einer ge
strichelt angedeuteten, oberen festen Wand 26 der Spülkam
mer 8 mit Hilfe von Gewindebolzen verbunden werden. Die
Kolbenstange 7 ist von einer Steuerhülse 27 umgeben,
die kurz vor dem Erreichen der Endstellungen des Hubes
von einem Mitnehmer 28 zwischen den beiden Stangenab
schnitten 19 und 20 um einen begrenzten Weg hin und her
mitnehmbar ist. Zu diesem Zweck besitzt die Steuerhülse
entsprechende Anschläge 29 und 30. Von der Steuerhülse 27
ist ein Flachschieber 31 mitnehmbar, der mit einem Schie
bersitz 32 zusammenwirkt. Der Schiebersitz 32 weist Kanä
le 33 und 34 auf, die ein Umsteuern der Arbeitsluft je
weils in die Räume 35 und 36 oberhalb bzw. unterhalb
des Kolbens 6 bewirken.
Über den Anschlußstutzen 10 zugeführte Druckluft gelangt
daher zunächst in einen Innenraum 37 des Steuergehäu
ses 22, von dem aus sie zum Raum 36 gelangt, so daß der
Kolben 6 nach oben gedrückt wird. Die verdrängte Luft
gelangt vom Raum 35 in einen Raum 38 innerhalb des Flach
schiebers 31 und dann durch eine Bohrung 39 in einen
Entspannungsraum 40 außerhalb des Steuergehäuses 22.
Hierbei kann ein vorzugsweise kegeliger Verteilerkörper 41
eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Abluft bewir
ken. Wenn der obere Totpunkt erreicht wird, schaltet
die Steuerhülse 27 um und dem Raum 35 wird Druckluft
zugeführt und aus dem Raum 36 wird Abluft abgeführt.
Den Zylinder 16 und die Steuereinrichtung 9 umgibt eine
durchgehende zylindrische Wand 42 aus luftdurchlässigem
Material. Damit erstreckt sich der Entspannungsraum 5
auch noch in den Ringraum zwischen Hohlzylinder 14 und
zylindrischer Wand 42. Uber die gesamte Höhe kann Abluft
ringsum aus dieser Wand 42 austreten. Für den Austritt
kann auch eine definierte Stelle vorgesehen sein, bei
spielsweise um die Abluft über eine Leitung abzuführen.
Die untere Abschlußwand 25 ist als Kondensat-Auffangwanne
ausgebildet und zur Kondensatabfuhr mit einer Ablaßboh
rung 43 versehen. Mit dieser kann beispielsweise eine
Ablaufleitung verbunden werden.
Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung 9 auch
eine andere Form haben, wie sie aus dem Stand der Technik
bekannt ist, sofern Platz für die Kolbenstange 7 ver
bleibt.
Claims (9)
1. Durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssig
keits-Kolbenpumpe mit über der unten liegenden Pumpe
angeordneter Spülkammer und mit Abstand über dieser
angeordnetem Motor sowie mit einer Steuereinrichtung
für den Motor, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer
einrichtung (9) zwischen Spülkammer (8) und Motor (5)
radial außerhalb der zur Pumpe (1) führenden Motor-Kol
benstange (7) angeordnet ist.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (9) eine Höhe hat, die minde
stens gleich der maximalen Hubhöhe des Motors (5)
ist.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinrichtung (9) und der Zylin
der (16) des Motors von einer gemeinsamen zylindri
schen Wand (42) umgeben sind.
4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die gemeinsame zylindrische Wand (42) luftdurchläs
sig ist.
5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Motor-Kolbenstange (7) von
einer Steuerhülse (27) umgeben ist, die jeweils an
den Hubenden von einem Mitnehmer (28) an der Kolben
stange um einen begrenzten Weg verschiebbar ist, und
daß die Steuerhülse einen gegen einen Schiebersitz (32)
anliegenden Flachschieber (31) mitnimmt.
6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
ein Steuergehäuse (22), das an seiner oberen Stirn
fläche am Motor (5) befestigt ist, an seiner unteren
Stirnfläche eine Abschlußwand (25) trägt, einen mit
der Druckluft-Zuleitung (10) verbundenen Innenraum (37)
aufweist, der zusätzlich durch die Steuerhülse (27),
den Flachschieber (31) und den Schiebersitz (32) be
grenzt ist, und außen von einem Raum (40) zum Abführen
der Abluft umgeben ist.
7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spülkammer (8) oben und der
Zylinder (16) des Motors (5) unten je durch eine feste
Wand (26, 13) abgeschlossen sind, zwischen denen sich
die Steuereinrichtung (9) befindet.
8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß sich zwischen der Steuereinrich
tung (9) und der Spülkammer (8) eine Kondensat-Auffang
wanne (25) befindet.
9. Kolbenpumpe nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Auffangwanne durch die untere Abschluß
wand (25) der Steuereinrichtung (9) gebildet ist.
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