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Ventillose Pumpe mit umlaufendem Steuerschieber sowie in diesem quer
zu seiner Längsachse angeordneten Pumpenzylindern und Kolben Die Erfindung betrifft
eine ventillose Pumpe mit umlaufendem Steuerschieber, in welch letzterem quer zu
seiner Längsachse eine Bohrung als Pumpenzylinder und in diesem Kolben angeordnet
sind. Die Zylinder münden in quer zur Längsachse angeordnete Förderleitungen, und
die Pumpenkolben werden unter Verwendung feststehender Anschläge oder Anschlagbahnen
im Gehäuse und sich mit dem Steuerschieber bewegenden Druckgliedern (Kugeln) hin
und her bewegt. Solche Pumpen werden vorzugsweise für Schmiervorrichtungen, die
den Schmierstellen das Schmiermittel unter hohem Druck zuführen, verwendet. Erfindungsgemäß
sollen derartige Pumpen auch bei der Versorgung von vielen Schmierstellen verwendet
werden, in ihrem Aufbau möglichst einfach durchgebildet sein, mit einer sehr geringen
Zahl von Einzelelementen den Arbeitsgang bewältigen und gleichzeitig die geförderte
Ölmenge sichtbar machen bzw. das wirklich geförderte Ölquantum anzeigen.
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Die Erfindung, welche bei ventillosen Pumpen die vorstehend erörterten
Vorteile verwirklicht, besteht darin, daß die quer oder annähernd quer liegenden
Pumpenkolben die Druck- und Saughübe durch diametral gegenüberliegende Anschläge
ausführen und für die Ausführung mindestens des einen Hubes zwischen Druckglied
und Kolben ein schräg zur Kolbenachse Liegendes Übertragungsglied (etwa ein gerader
Stift o. dgl.) eingeschaltet ist, während die Druckglieder bei ihrer Steuerbewegung
zum Teil in Ausdrehungen im Pumpengehäuse eintreten können.
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Einwesentlicher Vorzug des Erfindungsgegenstandes gegenüber zahlreichen
dem gleichen Zwecke dienenden Schmiervorrichtungen liegt in der Vermeidung von Federn,
deren Spannung bei den bekannten Einrichtungen benötigt wurde, um den einen Hub
(den Saughub) zu erzeugen. Hierdurch wird der Antrieb der Pumpe, insbesondere wenn
eine außerordentlich geringe Drehung der Pumpenwelle vorliegt, stark erschwert und
erfordert verhältnismäßig hohe Antriebskraft. Gleichzeitig werden diese Federn auch
im Einzelfalle dazu verwendet, um die nötige Abdichtung und die Erzielung einer
ausreichend saugenden Druckwirkung hervorzurufen. Bei Benutzung von Federn zur Erzielung
der Pumpenbewegung des Kolbens rufen die zur Erzeugung oder Überwindung des Federdruckes
dienenden Anschlagsteuerungen recht erhebliche Seitenkräfte auf die Kolben bzw.
Kolbenwandungen hervor, die zu einer Erschwerung des Pumpenganges beitragen und
einen raschen Verschleiß herbeiführen.
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Die weiter bekannten, dem gleichen Zwecke dienenden ventillosen Pumpen
ohne Feder und mit Hilfe von Schwinghebeln bringen, wenn die mit den Schwinghebeln
verbundenen Laufrollen auf schräge Kurvenbahnen auflaufen, erhebliche Seitenkomponenten
mit sich, um so mehr, wenn gleichzeitig die Arbeitskolben auf und nieder
geschoben
werden müssen, wodurch auch ein entsprechend rascher Verschleiß an dem Hebelzapfen
auftritt. Solche Pumpen sind in ihrer Lebensdauer sehr beschränkt und können für
hohe Drücke überhaupt nicht verwendet werden, abgesehen von dem mit dieser Steuerungsweise
verbundenen erheblichen Arbeitsaufwand. Als wesentlich abweichend kommt bei den
Hebelsteuerungen auch der Umstand in Betracht, daß die Pumpenkolben in einer durch
die Drehachse des Pumpenkörpers verlaufenden Ebene mittlerer Bohrung angeordnet
sind. Das ist auch ein wesentliches Hindernis dafür, daß die einzelnen im Kreise
im Drehschiebergehäuse angeordneten, nach den Schmierstellen führenden Förderleitungen
nicht kontinuierlich hintereinander, sondern nur unter Überspringen einzelner Förderleitungen
beschickt werden können, also überhaupt ausfallen. Das hat zur Folge, daß diese
älteren Einrichtungen einen erheblichen Raumbedarf aufweisen und dem Drehschieber
ein großer Querschnitt gegeben werden muß. Es kommt aber gerade darauf an, den Querschnitt
des Drehschiebers klein zu halten, weil hierdurch die Abdichtung ganz wesentlich
erleichtert wird.
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Der Erfindungsgegenstand ist nicht nur durch die Vermeidung der vorstehend
erörterten Nachteile ausgezeichnet, er entspricht auch gleichzeitig noch den Forderungen,
daß der tote Raum so weit als praktisch möglich auf Null herabgesetzt ist und daß
die Regelung der Fördermenge unter Änderungen des Saughubes und nicht des Druckhubes
erfolgt, daß sie mit anderen Worten also unabhängig von dem eingestellten Hub der
Kolben am Ende des Druckhubes möglich ist. Ferner ist auch die Forderung erfüllt,
daß das Einstellorgan tunlichst in unmittelbarer Nähe des zugehörigen Auslasses
angeordnet und so eine Verwechslung der Zugehörigkeit der verschiedenen Einstellschrauben
zu. den verschiedenen Auslässen verhindert ist. Schließlich ist beim Erfindungsgegenstand
auch der Rückgang des Kolbens zwangsläufig bewirkt, was besonders für die Förderung
von zähen Schmiermitteln (Fetten u. dgl.) vorteilhaft ist.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele
auf der Zeichnung dargestellt, von denen das erste die Fig. i bis 3, das zweite
die Fig. q. und 5 und das dritte die Fig. 6 bis 8 umfaßt. Im einzelnen sind die
Fig. i und 2 zwei um 30° zueinander versetzte Axialschnitte bei verschiedenen Stellungen
eines waagerecht liegenden, doppelt wirkenden Pumpenkolbens mit Sichtschmierung
und Fig.3 ein Grundriß dieser Vorrichtung. Die Fig. q. und 5 bilden den Fig. i und
2 entsprechende Schnitte der zweiten Ausführungsform, mit schräg liegenden Pumpenkolben
für 0I oder Fett ohne Sichtschmierung. Die Fig. 6 bis 8 enthalten Vertikalschnitte
einer Pumpe mit zwei waagerecht liegenden Pumpenkolben und einer ausgleichenden
Sichtkontrolle.
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Nach den Fig. i bis 3 liegt in der Mittelbohrung des Pumpengehäuses
2 ein sorgfältig gelagerter Drehschieber 3; in diesem befinden sich in waagerechter
Bohrung ein einziger Pumpenkolben q. -und in Ausdrehungen über und unter der Zylinderbohrung
Steuerungsmittel für die hin und her gehende Bewegung des Pumpenkolbens q. bei der
Drehbewegung des Drehschiebers 3. Der Antrieb des letzteren ist aus Fig. 6 ersichtlich
und erfolgt in bekannter Weise durch eine Schnecke 5 und ein Schneckenrad 6, welche
ebenso wie das Pumpengehäuse 2 in dem Pumpengehäuse ,7 gelagert sind.
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Die Steuerungsmittel für den doppelt wirkenden Kolben q. in den Fig.
i und 2 bestehen aus den umlaufenden, in entsprechenden Ausnehmungen des Drehschiebers
3 gelagerten beiden Druckkugeln 8 und 9, den nicht umlaufenden Kugeln io, welche
in entsprechenden Ausnehmungen io' des Pumpengehäuses 2 lagern und den mit kugeligen,
Enden ii' versehenen Regelschrauben ii. Es sind der Zahl der Schmierstellen entsprechende,
nicht umlaufende Druckkugeln io und Regelschrauben ii vorhanden; weiterhin ragen
die nicht unilaufenden Druckkugeln io sowie die Enden ix' in je eine im Querschnitt
halbkreisförmige, ringsumlaufende Ringnut i2 bzw. 13 des Pumpengehäuses 2. In Fig.
3 sind die in einer Ebene angeordneten Druckauslaßschrauben, an welche die Förderleitungen
angeschlossen zu denken sind, mit 1q. bezeichnet; es sind im Ausführungsbeispiel
sechs Schmierstellen und dementsprechend sechs Regelschrauben ii und sechs nicht
umlaufende Druckkugeln io vorhanden, während die beiden umlaufenden Druckkugeln
8 und 9 je nach der Winkelstellung des Drehschiebers 3 bei einem Umlauf entweder
vollständig in ihrer zugehörigen Ausnehmung des Drehschiebers 3 liegen (vgl. die
Druckkugel 9 in Fig. i und die Druckkugel 8 in Fig. 2) oder aber mit der zugehörigen
Rinne 12 und 13 in Eingriff stehen (vgl. die Druckkugel 8 in Fig. i und die Druckkugel
9 in Fig. 2). Die einzelnen vorerwähnten Stellungen werden den umlaufenden Kugeln
8 und 9 wechselweise aufgezwungen durch ihr Zusamrnentreffen entweder mit den nicht
umlaufenden Kugeln io oder mit den Regulierschrauben ii; letztere ragen mit ihren
Enden ii' in den Ringkanal 13, erstere zur Hälfte für den Ringkanal 12. Die umlaufenden
Kugeln 8 und 9 übertragen ihre Bewegung auf zwei in schrägen Bohrungen des Drehschiebers
3 angeordnete Steuerungsstifte 15, 16, die rrit ihren inneren Enden auf Schrägflächen
15' und 16' des Pumpenkolbens q. einwirken. Diese Schrägflächen sind durch eine
entsprechende Einschnürung q.' des letzteren entstanden. Das Pumpengehäuse z besitzt
so viele Saugkanäle 17, als Schmierstellen vorbanden
sind. Sie
führen von der Saugleitung 18, die an irgendein Vorratsgefäß angeschlossen zu denken
ist, über den Ringkanal 13 nach der den Pumpenkolben 4 aufnehmenden Bohrung 1g des
Drehschiebers 3; die Kanäle 2o des Pumpengehäuses 2 können bei der Drehung des Drehschiebers
3 über deren Bohrung 21 mit einem von dem Drehschieber 3 getragenen Tropfbehälter
22 in Verbindung treten und münden in den Bohrungsteil 1g' für den rechtsseitigen
Teil des Pumpenkolbens 4.
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Die Wirkungsweise gestaltet sich wie folgt: Es sind alle Hohlräume
im Innern des Apparates mit Schmiermaterial gefüllt, ferner die Regelschrauben ii
auf volle Förderung eingestellt zu denken. Trifft bei der Drehung des Drehschiebers
3 (etwa im Sinne des Uhrzeigers) die umlaufende Kugel g auf den Kopf i i' der feststehenden
Regelschraube ii, so wird der Pumpenkolben 4 nach links bewegt und Schmiermittel
aus dem Tropfbehälter 22 über die Kanäle 21, 2o angesaugt. Da die Stifte 15 mit
Spiel in ihren Bohrungen 17 sitzen, so kann das Öl an dem Stift 16 entlang fließen.
Das indem Bohrungsabschnitt 1g befindliche Öl wird dabei über die Kanäle 17 und
23 in das Tropfröhrchen 24 verschoben und fließt in den Tropfbehälter 22, so daß
der Arbeitsgang der Pumpe sichtbar in Erscheinung tritt. An der Außenseite des Tropfbehälters
22 befindet sich eine Bezifferung, welche an einer festen Marke vorbeischreitend
den gerade wirksamen Auslaß 14 anzeigt. Dreht sich der Drehschieber 3 weiter, so
wirken eine Kugel io im festen Gehäuse und eine umlaufende Kugel 8 zusammen; der
sich nach rechts bewegende Pumpenkolben 4 fördert das vorher aus dem Tropfbehälter
22 angesaugte 01 und saugt gleichzeitig neues Öl aus der Leitung 18 in 1g
hinein. Dieses Spiel wiederholt sich bei einem Umlauf für sämtliche Schmierstellen,
von denen. im Ausführungsbeispiel sechs gezeichnet sind.
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Die Vorrichtung ist oben in bekannter Weise durch eine Glasglocke
25 und die Bohrungsabschnitte 1g und 1g' durch Pfropfen 26 mit schmalen Durchlässen
abgeschlossen.
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Es kann auch für jede Förderleitung 14 ein besonderes Tropfröhrchen
24 vorgesehen sein, welches alsdann von dem Pumpengehäuse :z getragen wird und mit
der Bohrung 23 in Verbindung steht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist die Sichtschmierung
weggelassen. Der einfach- wirkende Pumpenkolben 4 wird einerseits von einem Steuerstift
16, der seinen Antrieb über die Organe g und 1i erhält, anderseits von der umlaufenden
Kugel 8 und den Diametralkugeln io angetrieben. Die umlaufenden Kugeln 8 und g treten
abwechselnd in die einzige ringförmige Ausnehmung 12'. In Fig. 4 ist der Saughub
und in Fig. 5 der Druckhub des Kolbens 4 veranschaulicht; im letzteren Falle fördert
er durch die Bohrung 17' in die Förderleitung 14, im ersteren Falle durch die Bohrung
2o' aus dem Vorratsbehälter 27.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 6 bis 8) sind zwei Kolben vorgesehen,
nämlich der waagerecht liegende, doppelt wirkende Pumpenkolben 4 und der waagerecht
darüberliegende Kontrollkolben $, ersterer durch die Schrägstifte 15, 16, letzterer
durch die umlaufende Kugel g' und die Schrägstifte 116 gesteuert. In dem Pumpengehäuse
2 sind die Umlaufkanäle 17 und 2o vorgesehen, welche die Bohrungsabschnitte iig
und 1g bzw. 11g' und ig' miteinander verbinden, so daß also bei der Verschiebung
des Kontrollkolbens 5 nach links (Fig. 8) die Flüssigkeit aus dem Raum iig in den
Raum 1g und gleichzeitig Flüssigkeit aus dem Raum 1g' in den Raum =1g' gelangt.
Es findet hierbei eine Förderung von Flüssigkeit nach außen nicht statt. Der Kolben
4 wird nach beiden Seiten von den Steuerungsstiften und Kolben bewegt, dagegen ist
der Kontrollkolben 5 nach rechts infolge der Kugeln und des Steuerstiftes 116 und
in umgekehrter Richtung durch die von dem Pumpenkolben 4 bei seiner Bewegung nach
rechts verschobene Kontrollflüssigkeit.
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Die Arbeitsweise der Schmierstofförder ung mit ausgeglichener Sichtschmierung
gestaltet sich hiernach wie folgt Wird der Pumpenkolben 4 aus seiner Stellung in
Fig. 6 bei der Drehung des Drehschiebers 3 nach rechts verschoben, so wird die in
dem Raum 1g' befindliche Flüssigkeitsmenge, die gleich a gesetzt wird, durch den
Umlaufkanal---2o in den Raum iig' gedrückt, wodurch der Kontrollkolben 5 eine gleiche
Menge a durch den Umlaufkanal 17 in den Raum 1g fördert. Dabei wird auch gleichzeitig
die umlaufende Kugel g' unter Vermittlung des Steuerstiftes 116 in ihre Arbeitsstellung
(nach außen in die ringförna,ige Rinne i2) verbracht. Alle Bohrungen des Drehschiebers
sind dabei nach außen geschlossen, so daß nur der beschriebene Umlauf der Flüssigkeitsmenge
a stattfinden kann.
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Dreht sich nun der Drehschieber 3 weiter, so werden die Umlaufkanäle
17 und 2o abgeschaltet und der Pumpenkolben 4 nach links gesteuert, wodurch die
Leitungen 1g und 14 in Verbindung treten, so daß die in letzterer befindliche Öhuenge
ausgeschoben wird. Diese ist aber etwas kleiner. als die in dem Raum ig befindliche
Flüssigkeitsmenge a und sei mit b bezeichnet. Es kommt deshalb nicht
die volle Menge a in die Förderleitung 14, weil infolge des darin herrschenden Gegendruckes
eine kleine Flüssigkeitsmenge, an dem Pumpenkolben 4 vorbeisickernd, sich in die
übrigen Hohlräume des Drehschiebers verteilt. Die nicht in die Leitung 14 gelangende
Verlustmenge ist gleich
a-b. Da bei dem Hub des Pumpenkolbens nach
links der Ringraum 12 über 17' mit iig in Verbindung steht (Fig. 6), so muß, da
ein sonstiger Ausweg für die Verlustmenge nicht besteht, letztere in iig eindringen
und den Kontrollkolben 5 entsprechend nach rechts verschieben. Mit dem Druckhub
des Pumpenkolbens 4. wird sogleich über den Kanal 28 öl aus dem Vorratsbehälter
27 angesaugt, wodurch die weitere Fördertätigkeit sichergestellt ist. Eine der Verlustmenge
a-b entsprechende Menge gelangt bei der Bewegung des Kontrollkolbens 5 nach rechts
über 28 in den Behälter 27, so daß sich also in dem Raum zig' noch eine Menge befindet,
welche gleich ist der zuerst aus ig' übernommenen Menge a, vermindert um
a-b, also gleich der tatsächlich geförderten Flüssigkeitsmenge b.
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Mit dem Drehschieber 3 ist ein Tropfröhrchen 29 verbunden. Die in
der Bohrung iig' befindliche Ohuenge b wird gemäß Fig. 7 beim Weiterdrehen des Drehschiebers
3 über 30 von dem nach rechts gehenden Kontrollkolben 5 sichtbar in den Vorratsbehälter
27 geschoben.
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An Stelle von 01 kann auch ein konsistenter Schmierstoff verarbeitet
werden, der durch besondere Vorrichtungen dem Raum ig' zugedrückt wird. Eine weitere
Ausführung der Erfindung ergibt sich durch mehrfaches Übereinanderstellen von Pumpen
nach den Fig. 4 und 5 zur Erzielung einer großen Zahl von Schmierstellen, z. B.
für Werkzeugmaschinen. .Die einzelnen Pumpen sind gut gegeneinander abzudichten.
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Eine andere Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß zwei einfache
Pumpenkolben 4 gemäß den Fig. 4 und 5 in übereinanderliegenden parallelen Bohrungen
vorgesehen sind. Der Stift 16 wirkt hierbei mit seinem rechten Ende anstatt auf
die Kugel g auf den umgekehrt zu den Pumpenkolben 4 gelagerten zweiten Pumpenkolben
ein.