DE4425397A1 - Durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssigkeits-Kolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine durch einen Druck­ luft-Kolbenmotor angetriebene Flüssigkeits-Kolbenpumpe mit über der unten liegenden Pumpe angeordneter Spül­ kammer, unter Abstand darüber angeordnetem Kolbenmotor sowie einer Steuereinrichtung für den Kolbenmotor, die zwischen Spülkammer und Kolbenmotor angeordnet, von der zur Pumpe führenden Motor-Kolbenstange durchsetzbar und mit einem parallel zur Motor-Kolbenstange bewegbaren Schieber versehen ist, wobei der Schieber einen oberen und einen unteren Anschlag und die Motor-Kolbenstange einen Mitnehmer aufweisen.

Bei einer bekannte Anordnung dieser Art (DE-PS 37 20 674) durchsetzt die Motor-Kolbenstange einen als Steu­ erhülse ausgebildeten Schieber. Dieser ist mit einem Flachschieber eines Umsteuerventils gekuppelt und trägt in der Nähe seiner beiden Enden je einen Anschlag. Ein Mitnehmer, der an der Kupplungsstelle zwischen Motor- Kolbenstange und Pumpen-Kolbenstange angeordnet ist, verschiebt die Steuerhülse beim Abwärtshub durch Anlage an der Oberseite des unteren Anschlags und beim Auf­ wärtshub durch Anlage an der Unterseite des oberen An­ schlags. Der Abstand zwischen den Anschlägen ist etwas geringer als der Kolbenhub. Aus diesem Grund ist der Abstand zwischen dem Hubraum des Kolbenmotors und der Spülkammer nahezu doppelt so groß wie der Kolbenhub.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motor- Pumpen-Anordnung der eingangs beschriebenen Art anzuge­ ben, bei der die Steuereinrichtung eine verringerte Bauhöhe besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Schieber bis in den Hubraum des Kolbenmotors erstreckt und dort seinen oberen Anschlag aufweist und daß zur Verstellung des Schiebers der Kolben des Kol­ benmotors von oben am oberen Anschlag und der Mitnehmer an der Motor-Kolbenstange von unten am unteren Anschlag angreift.

Durch die Anordnung des oberen Anschlags im Hubraum und durch die beanspruchten Mitnahmeverhältnisse beim unte­ ren Anschlag wird erreicht, daß die Bauhöhe der Steuer­ einrichtung nicht mehr durch die Hublänge bestimmt wird, sondern durch die konstruktive Gestaltung der Steuereinrichtung.

Zweckmäßigerweise ist der Schieber ein exzentrisch zur Kolbenstangen-Achse und achsparallel zu ihr verlaufen­ der Stift. Der Stift ist einfacher als eine Hülse her­ zustellen und abzudichten.

Mit Vorteil ist dafür gesorgt, daß die Steuereinrich­ tung ein einen Ventilschieber aufweisendes Umsteuerven­ til aufweist und daß der Ventilschieber durch den Stift gebildet oder mitnehmbar ist. Bei Schieberventilen rei­ chen verhältnismäßig kleine Axialbewegungen, um einem Umschalteffekt zu bewirken. Entsprechend niedrig kann die Bauhöhe der Steuereinrichtung sein.

Dieses Ziel wird dadurch unterstützt, daß das Umsteuer­ ventil aus einem Hauptventil und einem dieses steuern­ den, den Ventilschieber aufweisenden Hilfsventil be­ steht. Da das Hilfsventil nur kleine Luftmengen zu ver­ arbeiten hat, läßt sich die Bauhöhe nochmals verrin­ gern.

Außerdem ist es zweckmäßig, daß der mitnehmende Ventil­ schieber ein Flachschieber ist. Ein solcher Flachschie­ ber benötigt eine besonders geringe Axialverschiebung zum Umschalten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dafür gesorgt, daß die Motor-Kolbenstange in einem oberen Lager im Bereich der den Hubraum des Kolbenmotors unten begrenzenden Trennwand sowie in einem unteren Lager im Bereich der die Spülkammer oben begrenzenden Trennwand geführt ist und den Mitnehmer in der Spülkammer trägt und daß sich der Schieber bis in die Spülkammer er­ streckt und dort seinen unteren Anschlag aufweist. Die zweifache Führung ist insbesondere bei langen Hüben und daher langen Kolbenstangen von Interesse. Trotzdem kann die Bauhöhe der Steuereinrichtung klein gehalten wer­ den.

Bei einer ebenfalls bevorzugten Alternative gilt, daß die Motor-Kolbenstange nur in einem Lager im Bereich der den Hubraum des Kolbenmotors unten begrenzenden Trennwand geführt ist und daß sich die obere Endlage des Mitnehmers und des unteren Anschlags nahe diesem Lager befindet. Da sich der Weg des Mitnehmers teilwei­ se durch die Steuereinrichtung erstreckt, kann auch die Bauhöhe der Spülkammer klein gehalten werden.

Von besonderem Vorteil ist es, daß der Abstand zwischen Hubraum des Kolbenmotors und Spülkammer kleiner ist als der Kolbenhub. Diese Maßnahme ist vor allem von Inter­ esse, wenn der Hub von Motor und Pumpe groß ist und insbesondere 100 mm überschreitet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsge­ mäßen Motor-Pumpen-Anordnung,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch den Mittelbereich der Steuereinrichtung und

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung eine abgewandete Aus­ führungsform.

In Fig. 1 ist unten eine Flüssigkeits-Kolbenpumpe 1 veranschaulicht, die mit ihrem Pumpenkolben 2 jeweils Flüssigkeit am Eingang 3 ansaugt und unter Hochdruck am Ausgang 4 abgibt. Der Antrieb erfolgt durch einen Druckluft-Kolbenmotor 5, dessen Kolben 6 eine Kolben­ stange 7 trägt, welche an einer Kupplungsstelle 8 mit einer Pumpen-Kolbenstange 9 verbunden ist. Oberhalb der Pumpe 1 befindet sich eine Spülkammer 10, die mit einem Spülmittel 11 gefüllt ist und die Pumpen-Kolbenstange 9, die bei jedem Hub aus der Pumpe 1 austritt, säubert und schmiert. Die Pumpen-Kolbenstange 9 durchsetzt eine nicht veranschaulichte Pumpendichtung am oberen Ende der Kolbenpumpe 1, die Motor-Kolbenstange 7 eine in Fig. 1 nicht veranschaulichte Motordichtung 21 am unte­ ren Ende des Kolbenmotors 5. Zwischen Spülkammer 10 und Kolbenmotor 5 befindet sich eine Steuereinrichtung 12, mit deren Hilfe dem Kolbenmotor 5 sinnrichtig Druckluft zugeführt wird. Die Steuereinrichtung erstreckt sich über eine Höhe H₁. Erfindungsgemäß geht es darum, einen Weg aufzuzeigen, wie man diese Bauhöhe H₁ kleiner hal­ ten kann als bisher, um auf diese Weise die Gesamthöhe der Anordnung zu verringern.

Die Steuereinrichtung 12 weist ein schematisch angedeu­ tetes Hilfsventil 13 und ein schematisch angedeutetes Hauptventil 14 auf, wie dies an sich aus DE-PS 37 20 674 bekannt ist. Zur Betätigung des Hilfsventils ist ein als Stift ausgebildeter Schieber 15 vorgesehen, der bis in den Hubraum 16 des Kolbenmotors 5 ragt und dort einen oberen Anschlag 17 trägt, während etwas darunter ein unterer Anschlag 18 vorgesehen ist. Beim Abwärtshub wird der Schieber 15 durch Anlage des Kolbens 6 am obe­ ren Anschlag 17 nach unten bewegt. Beim Aufwärtshub wird der Schieber 15 durch Anlage eines im Bereich der Kupplung 8 angeordneten Mitnehmers 19 an der Unterseite des unteren Anschlags 18 nach oben bewegt. Die Summe der Bauhöhe H₁ der Steuereinrichtung 12 und der Bauhöhe H₂ der Spülkammer ist etwas größer als der Kolbenhub H₃, so daß sich der Mitnehmer 19 bzw. die Kupplungsstelle 8 frei in dem Zwischenraum zwischen Kolbenmotor 5 und Kolbenpumpe 1 bewegen kann.

Fig. 2 zeigt den hier interessierenden Teil der Steuer­ einrichtung 12 der Fig. 1. An der Oberseite weist die Steuereinrichtung 12 eine Trennwand 20 auf, in der sich eine Dichtung 21 und ein Lager 22 für die Kolbenstange 7 befindet. Außerdem weist die Trennwand 20 eine Boh­ rung 23 auf, durch die der Schieber 15 in den Hubraum 16 ragt. An der Unterseite befindet sich eine Trennwand 24, die ebenfalls eine Bohrung 25 besitzt, durch welche der Schieber 15 in die Spülkammer ragt.

Der Schieber 15 ist mit einem Flachschieber 26 gekup­ pelt, der im Hilfsventil 13 eine mit der Umgebung ver­ bundene Abluftleitung 27 mit einem Steuerkanal 28 ver­ bindet, während ein zweiter Steuerkanal 29 mit einem mit einer Druckluftzuleitung verbundenen Raum 30 in Verbindung steht, und umgekehrt. Die Steuerkanäle 28 und 29 führen zu entsprechenden Druckräumen des Haupt­ ventils 14 und sorgen für eine Verstellung des dortigen Flachschiebers 31.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden für gleiche Teile dieselben und für entsprechende Teile um 100 er­ höhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich ist im wesentlichen, daß auch in der unteren Trennwand 124 ein Lager 32 für die Motor-Kolbenstange 107 vorgesehen ist, so daß diese doppelt geführt ist. Aus diesem Grund wird die untere Stirnfläche des in die Spülkammer ragenden Schiebers 115 als unterer Anschlag 118 verwendet, so daß der Mitnehmer 119 und die Kupplungsstelle 108 voll­ ständig in der Spülkammer verbleiben können. Bei dieser Konstruktion ist die Bauhöhe H₂ der Spülkammer 110 der Hubbewegung des Mitnehmers 119 anzupassen. Die Gesamt­ höhe wird aber durch Kleinhalten der Bauhöhe H₁ der Steuereinrichtung verringert. Bei einem Ausführungsbei­ spiel hatte die Steuereinrichtung eine Bauhöhe H₁ = 98,5 mm bei einem Hub H₃ = 120 mm.

Claims (8)

1. Durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssigkeits-Kolbenpumpe mit über der unten liegen­ den Pumpe angeordneter Spülkammer, unter Abstand darüber angeordnetem Kolbenmotor sowie einer Steu­ ereinrichtung für den Kolbenmotor, die zwischen Spülkammer und Kolbenmotor angeordnet, von der zur Pumpe führenden Motor-Kolbenstange durchsetzbar und mit einem parallel zur Motor-Kolbenstange bewegba­ ren Schieber versehen ist, wobei der Schieber einen oberen und einen unteren Anschlag und die Motor- Kolbenstange einen Mitnehmer aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schieber (15; 115) bis in den Hubraum (16) des Kolbenmotors (5) erstreckt und dort seinen oberen Anschlag (17) aufweist und daß zur Verstellung des Schiebers (15; 115) der Kolben (6) des Kolbenmotors (5) von oben am oberen Anschlag (17) und der Mitnehmer (19; 119) an der Motor-Kolbenstange (7; 107) von unten am unteren Anschlag (18; 118) angreift.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15; 115) ein exzentrisch zur Kolben­ stangen-Achse und achsparallel zu ihr verlaufender Stift ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12; 112) ein einen Ventil­ schieber (26) aufweisendes Umsteuerventil aufweist und daß der Ventilschieber (26) durch den Stift gebildet oder mitnehmbar ist.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsteuerventil aus einem Hauptventil (14) und einem dieses steuernden, den Ventilschieber (26) aufweisenden Hilfsventil (13) besteht.

5. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der mitnehmende Ventilschieber (26) ein Flachschieber ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Kolbenstange (107) in einem oberen Lager (22) im Bereich der den Hubraum (16) des Kolbenmotors (5) unten begrenzenden Trenn­ wand (20) sowie in einem unteren Lager (32) im Be­ reich der die Spülkammer oben begrenzenden Trenn­ wand (124) geführt ist und den Mitnehmer in der Spülkammer trägt und daß sich der Schieber (15) bis in die Spülkammer (110) erstreckt und dort seinen unteren Anschlag (118) aufweist.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Kolbenstange (7) nur in einem Lager (22) im Bereich der den Hubraum (16) des Kolbenmotors (5) unten begrenzenden Trennwand (29) geführt ist und daß sich die obere Endlage des Mitnehmers (19) und des unteren Anschlags (18) nahe diesem Lager (22) befindet.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (H₁) zwischen Hub­ raum (16) des Kolbenmotors (5) und Spülkammer (10) kleiner ist als der Kolbenhub (H₃).