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Die vorliegende Erfindung betrifft eine modular
aufgebaute Pumpe mit mehreren Pumpelementen, die durch
einen äußeren gemeinsamen Antrieb angetrieben werden, und
mit mehreren Auslässen, van denen jeder von einem der
genannten Pumpelemente versorgt wird.
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Bei bekannten Pumpen dieser Bauart, die zum Beispiel
zur Zuteilung abgemessener Mengen von flüssigen und
viskosen Schmiermitteln an mehrere Schmierstellen verwendet
werden, enthält der Pumpenkörper eine vorbestimmte Anzahl
von Pumpelementen, die jeweils aus einem Zylinder, der in
Form einer Bohrung mit vorbestimmtem Durchmesser in dem
Pumpenkörper gebildet ist, und aus einem in diesem
Zylinder angeordneten Kolben mit vorbestimmtem Hub bestehen.
Folglich hat jede Pumpe eine Anzahl von Abgängen oder
Auslässen, die von der Anzahl der Zylinder bestimmt ist,
und jedes Pumpelement hat ein Arbeitsvolumen, das durch
den Durchmesser und den Hub des in dem Pumpenkörper
angeordneten Kolbens vorbestimmt ist.
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Wenn man die Anzahl der Auslässe und/oder das
Arbeitsvolumen von jedem Pumpelement verändern will, hat ein
solcher Pumpenaufbau den Nachteil, daß es notwendig ist,
den Pumpenkörper abhängig von diesen Kenngrößen zu
bearbeiten.
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Aus der Patentschrift US-A 2 160 978 ist eine
Kraftstoffpumpe für einen Verbrennungsmotor bekannt. Die Pumpe
weist mehrere Pumpelemente in Gestalt von Einsätzen auf,
die in parallelen Bohrungen in einer Halterungsscheibe
gehaltert sind, die in dem Gehäuse der Pumpe befestigt
ist. Jeder Einsatz ist zur Aufnahme eines Kolbens von
einer einen Zylinder bildenden Bchrung in axialer Richtung
durchsetzt. Diese Druckschrift, die eine modular
aufgebaute Pumpe mit auswechselbaren Pumpelementen vorschlägt,
sieht die Möglichkeit, die Betriebskenngrößen der Pumpe zu
verändern, um sie an die Einsatzbedingungen der Pumpe
anzupassen, ebenfalls nicht vor.
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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diesen
Nachteilen durch eine modular aufgebaute Pumpe abzuhelfen,
die so beschaffen ist, daß es ausgehend von einem einzigen
Pumpenkörper möglich ist, Pumpen mit einer veränderlichen
Anzahl von Auslässen und einem veränderlichen
Arbeitsvolumen jedes Pumpelementes herzustellen. Die Erfindung
hat außerdem die Aufgabe, eine modular aufgebaute Pumpe zu
schaffen, die so beschaffen ist, daß der Ausbau von
Pumpelementen und der Wiedereinbau von Pumpelementen, unter
Umständen nach deren Austausch gegen Pumpelemente mit
gleichem oder mit unterschiedlichem Arbeitsvolumen,
vereinfacht ist. Darüber hinaus hat die Erfindung die
Aufgabe, eine modular aufgebaute Pumpe zu schaffen, deren
Pumpenkörper durch einfache Verfahren aus preisgünstigen
Materialien hergestellt werden kann.
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Die erfindungsgemäße modular aufgebaute Pumpe weist
mehrere Pumpelemente auf, von denen jedes einen in einem
Zylinder im Inneren eines gemeinsamen Pumpenkörpers
verschiebbaren Kolben aufweist. Die Kolben werden durch einen
gemeinsamen äußeren Antrieb entgegen der Wirkung von
Rückstellfedern im Pumpsinne angetrieben. Die Pumpe weist
mehrere Auslässe auf, von denen jeder durch eines der
Pumpelemente gespeist wird. Erfindungsgemäß weist jedes
Pumpelement einen Einsatz auf, der in axialer Richtung von
einer Bohrung durchsetzt ist, die einen einen Kolben
aufnehmenden Zylinder bildet, wobei die Einsätze Zylinder
und Kolben mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen
können. Der Pumpenkörper weist mehrere parallele Bohrungen
auf, die wahlweise die vorgenannten Einsätze oder massive
Einsätze ohne Zylinder und ohne Kolben aufnehmen können.
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Vorzugsweise sind die Einsätze in den Bohrungen des
Pumpenkörpers durch einen an dem Pumpenkörper, dem
gemeinsamen Antrieb gegenüberliegend angebrachten Deckel
gehalten, der zusammen mit dem Pumpenkörper eine
Versorgungskammer begrenzt, die mit einem gefüllten Behälter und mit
den Zylindern der Einsätze in Verbindung steht.
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Die Bohrung jedes Einsatzes ist in axialer Richtung
vorzugsweise in einen dem Antrieb zugewandten
Kolbenführungsabschnitt und einen dem Deckel zugewandten
Zylinderabschnitt unterteilt. Jeder Einsatz ist in einer
Bohrung des Pumpenkörpers durch den dem Führungsabschnitt
entsprechenden Teil befestigt und mit Zuleitungsmitteln
versehen, die die Versorgungskammer mit der jeweiligen
Bohrung zwischen den beiden Abschnitten in Verbindung
setzen. Die Kolben sind in den Einsätzen derart angeordnet,
daß sie die Zuleitungsmittel und die vorgenannten
Zylinderabschnitte unter der Einwirkung der Rückstellfedern
freigeben, wenn sie von dem äußeren Antrieb nicht betätigt
sind.
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Die Kolben können vorteilhafterweise von sich auf den
Einsätzen abstützenden Federn zu dem äußeren Antrieb hin
zurückgestellt werden.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiels werden
die Kolben von dem äußeren Antrieb mittels einer
gemeinsamen Scheibe angetrieben, die einen in dem Pumpenkörper
geführten Zentrieransatz aufweist.
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Um das Arbeitsvolumen aller Pumpeinsätze der Pumpe
gleichzeitig zu verändern, ist es vorteilhaft, ein
Distanzstück mit unterschiedlicher Länge gegen ein
auswechselbares Distanzstück ein zwischen der die Kolben
antreibenden Scheibe und dem einen unveränderlichen Hub
aufweisenden Antriebsglied des äußeren Antriebs anzuordnen.
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Vorzugsweise enthalten die Einsätze an ihrem den
Auslässen zugewandten Ende jeweils ein Rückschlagventil.
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Die Auslaßöffnungen können in dem Deckel fluchtend
mit den Einsätzen angeordnet sein, wobei sich die
Rückstellfedern der Rückschlagventile sich auf in die
Auslaßöffnungen eingeschraubte Auslaßanschlußteile abstützen.
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Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird
nachfolgend ein anschauliches und nicht beschränkend gemeintes
Ausführungsbeispiel einer Pumpe gemäß der Erfindung im
einzelnen beschrieben; in der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 einen Axialschnitt einer Pumpe gemäß der
Erfindung mit vier Auslässen;
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Fig. 2 eine Ansicht der Pumpe von der Seite der
Auslässe her.
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Die in der Zeichnung veranschaulichte Pumpe weist
einen Pumpenkörper 1 auf, an dessen einem Ende ein
Elektromagnet 2 mit nicht dargestellten Schrauben befestigt
ist.
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In dem Pumpenkörper 1 sind vier gleiche, parallele
Stufenbohrungen 3 ausgebildet, deren Achsen um einen
Winkel von 90º gegeneinander versetzt auf einem gemeinsamen
auf der Mittelachse 4 des Pumpenkörpers 1 zentrierten
Kreis verteilt sind. Jede Stufenbohrung 3 nimmt einen
Pumpeinsatz 5 auf, der in seiner Bohrung 3 durch einen
Deckel 6 gehalten ist, der auf dem Pumpenkörper 1 an dem
dem Elektromagneten 2 gegenüberliegenden Ende befestigt
ist.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der
Deckel 6 auf dem Pumpenkörper 1 mit Hilfe einer mittigen
Schraube 7 befestigt, wobei die Zentrierung und die
richtige Lage des Deckels 6 gegenüber dem Pumpenkörper 1 durch
einen ringförmigen Zentrieransatz 8 des Pumpenkörpers 1
und durch einen Passtift 9 sichergestellt ist.
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Der Deckel 6 begrenzt zusammen mit dem Pumpenkörper 1
eine Kammer 10, die aus einem nicht dargestellten
gefüllten Behälter mit zu verteilendem Fluid gespeist wird, der
an eine in dem Deckel 6 angeordnete Öffnung 11
angeschlossen ist, wobei von der Öffnung nur deren Mittelachse
dargestellt ist. Die Kammer 10 kann mittels eines
Ablaßstopfens 12 entleert werden.
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Der Deckel 6 weist weiterhin vier Auslaßanschlußteile
13 auf, die in vier Auslaßöffnungen 14 eingeschraubt sind,
die in dem Deckel 6 fluchtend mit den Bohrungen 3 des
Pumpenkörpers 1 angeordnet sind.
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Jeder Pumpeinsatz 5 ist über seine gesamte Länge von
einer axialen Bohrung 15 durchsetzt, in der ein Kolben 16
verschieblich angeordnet ist, der in Richtung auf den
Antriebselektromagneten 2 durch eine Rückstellfeder 17
vorgespannt ist, die sich auf dem Einsatz 5 und auf einem
Kopfstück 18 abstützt, das der Kolben 16 an seinem dem
Antriebse1ektromagneten 2 zugewandten Ende aufweist. Unter
der Wirkung der Rückstellfedern 17 werden die Kopfstücke
18 aller Kolben 16 gegen eine Scheibe 19 angedrückt, die
in dem Pumpenkörper 1 axial beweglich gelagert ist, wobei
sie in diesem durch einen Zentrieransatz 20 zentriert ist,
der in einer Sackbohrung 21 des Pumpenkörpers 1
verschieblich ist. Es sei bemerkt, daß der Zentrieransatz 20 ein
polygonales Profil aufweist und daß die Bohrung 21
zylindrisch ist, was verhindert, daß der Ansatz in der Bohrung
in der Art eines Ko1bens wirkt.
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Das Gehäuse des Einsatzes 5 ist in einen
Führungsabschnitt 22 für den Kolben 16 und in einen Pumpabschnitt 23
unterteilt, der die Bohrung oder den eigentlichen
Pumpzylinder enthält. Transversale Bohrungen 24, die in dem
Gehäuse des Einsatzes 5 zwischen dessen beiden Abschnitten
22, 23 angeordnet sind, ermöglichen es dem Pumpzylinder 25
des Abschnittes 23, mit der Kammer 10 strömungsmäßig in
Verbindung zu treten, wenn der Kolben 16 durch seine Feder
17 in die Ruhestellung zurückgestellt ist.
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Es sei bemerkt, daß die Bohrung 15 in dem
Führungsabschnitt 22 des Kolbens 16 denselben Durchmesser aufweist
wie in dem Pumpabschnitt 23, der dem Pumpzylinder 25
entspricht.
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An seinem dem Deckel 6 zugewandten Ende enthält jeder
Einsatz 5 ein Rückschlagventil 26, das einen
Dichtungsträger 27 umfaßt, der in einem erweiterten Abschnitt 28
der Bohrung 15 des Gehäuses des Einsatzes 5 an dem dem
Deckel 6 zugewandten Ende verschieblich gelagert ist. Der
Dichtungsträger 27 trägt eine Dichtung 29, mit der er
unter der Wirkung einer sich auf dem Auslaßanschlußteil 13
abstützenden Rückstellfeder 30 gegen den Boden des
erweiteren Abschnittes 28 der Bohrung 25 angedrückt wird. Es
wird festgehalten, daß der Dichtungsträger 27 zum Auslaß
hin durch einen Ansatz 31 verlängert ist, der ein wenig
über die Außenfläche des Deckels 6 übersteht.
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Zwischen jedem Einsatz 5 und der den jeweiligen
Einsatz aufnehmenden Bohrung 3 des Pumpenkörpers 1 ist
jeweils eine Dichtung 32 angeordnet. Darüber hinaus ist
jeweils eine Dichtung 33 zwischen jedem Einsatz 5 und dem
in diesem verschieblichen Kolben 16 vorgesehen. Außerdem
ist jeweils eine Dichtung 34 zwischen jedem Einsatz 5 und
dem Deckel 6 angeordnet. Schließlich ist eine Dichtung 35
zwischen dem Zentrieransatz 8 des Pumpenkörpers 1 und dem
Deckel 6 vorgesehen.
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Weiterhin ist in dem Pumpenkörper 1 eine Ablaßöffnung
36 angeordnet, wobei diese Öffnung 36 strömungsmäßig mit
der zwischen dem Pumpenkörper 1 und dem
Antriebselektromagneten 2 zur Aufnahme der Scheibe 19 vorgesehenen Kammer
37 in Verbindung steht. Diese Ablaßöffnung 36 gestattet
es, kleine Flüssigkeitsleckagen abzulassen, die mit der
Zeit zwischen den Einsätzen 5 und den in diesen
verschieblichen Kolben 16 auftreten könnten.
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Zwischen der Scheibe 19 und dem Stößel 38, mit dem
der Elektromagnet 2 die Pumpe antreibt, ist ein
Distanzstück 39 vorgesehen, dessen Funktion im folgenden deutlich
werden wird.
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Schließlich weist der Pumpenkörper 1
Befestigungslöcher 40 auf, die zur Befestigung der gesamten Pumpe
mittels Schrauben auf einem nicht dargestellten Halter
bestimmt sind.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise der
erfindungsgemäßen Pumpe beschrieben.
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Solange der Elektromagnet 2 nicht erregt ist,
befinden sich die Kolben 16 unter der Wirkung der Federn 17 in
der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung, in der die
Kolben 16 die Pumpzylinder 25 frei geben. Infolgedessen
dringt die in der Kammer 10 enthaltene Flüssigkeit in die
auslaßseitig durch die Rückschlagventile 26 verschlossenen
Zylinder 25 ein und füllt diese.
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Wenn an den Elektromagnet 2 eine Spannung angelegt
wird, wird die Scheibe 19 durch den Stößel 38 und das
Distanzstück 39 in Fig. 1 nach rechts bewegt und schiebt
die Kolben 16 in die Zylinder 25 ein. Die in den Zylindern
25 enthaltene Flüssigkeit wird auf diese Weise unter Druck
gesetzt und nach dem Abheben der
Rückschlagventilverschlußglieder 26 von ihren Sitzen zu dem Auslaß getrieben,
bis die Kolben 16 am Ende ihres Bewegungshubes angelangt
sind.
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Wenn der Elektromagnet 2 anschließend wieder von der
Spannung getrennt wird, bewegen die Federn 17 die Kolben
16 in die Ruhestellung zurück, und die Rückschlagventile
26 werden von den Federn 30 geschlossen.
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Durch die Wirkung des beim Zurückstellen der Kolben
16 in die Ruhestellung in den Pumpzylindern 25 erzeugten
Unterdrucks, wird die in der Kammer 10 enthaltene
Flüssigkeit in die Zylinder 25 gesaugt, sobald die Kolben die
Zylinder 25 verlassen und die Bohrungen 24 freigeben.
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Folglich schickt jedes Mal, wenn der Elektromagnet 2
an Spannung angelegt wird, jeder Kolben 16 eine von dem
Hub und dem Durchmesser des Kolbens 16 abhängende
Flüssigkeitsmenge durch das ihm zugeordnete Auslaßanschlußteil
13.
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Es gibt zwei Möglichkeiten, um die Fördermenge aus
jedem Pumpenauslaß zu verändern.
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Einerseits führt der Austausch des Distanzstückes 39
gegen ein Distanzstück mit unterschiedlicher Länge zu
einer entsprechenden Veränderung des Hubs jedes Kolbens 16
und folglich zu einer entsprechenden Veränderung der
Flüssigkeitsfördermenge, die durch jeden der Auslässe der
Pumpe abgegeben wird.
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Andererseits gestattet es der Austausch verschiedener
Einsätze 5 gegen Einsätze mit Kolben unterschiedlichen
Durchmessers, die Fördermenge aus jedem Auslaß der Pumpe
individuell zu verändern.
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Außerdem ermöglicht es der Austausch eines
Pumpeinsatzes gegen einen Blindeinsatz, d.h. ein massiver Einsatz
ohne Kolben, die Anzahl der Auslässe der Pumpe zu
verändern,
wobei dieser Blindeinsatz ausschließlich eine
Dichtfunktion erfüllt.
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Es wird diesbezüglich hervorgehoben, daß der
Austausch von Einsätzen ein einfacher und schneller Vorgang
ist, der zu keinerlei Veränderung von wesentlichen Teilen
der Pumpe (Körper 1 und Deckel 6) führt, wobei die
Einsätze einfache Drehteile sind, deren Herstellung einfach
und kostengünstig ist.
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Aufgrund der Tatsache, daß Reibung ausschließlich
zwischen den Einsätzen 5 und den Kolben 16 auftritt,
können der Pumpenkörper 1 und der Deckel 6 zum Beispiel
durch Druckguß aus Legierungen hergestellt werden, die
nicht besonders abriebfest sind. Dies senkt die Kosten für
den Pumpenkörper und den Deckel.
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Die Reibung, die zwischen dem Zentrieransatz 20, der
Scheibe 19 und dem Pumpenkörper 1 auftreten kann, ist
geringfügig, aber im Bedarfsfall kann eine Beschichtung
der Bohrung 21 des Pumpenkörpers 1 vorgesehen werden.
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Die auf den Dichtungsträgern 27 der Rückschlagventile
26 vorgesehenen Ansätze 31 gestatten es nach dem
Abschrauben der Auslaßanschlußteile 13 die Rückschlagventile 26,
zum Beispiel zu Reinigungszwecken, bequem herauszuziehen,
ohne den Deckel 6 abnehmen zu müssen.
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Um Zugang zu den Einsätzen 5 zu erhalten, ist es
darüber hinaus möglich, entweder den Deckel 6 abzunehmen,
ohne an dem Pumpenkörper 1 zu rühren, oder, wenn dies aus
Platzgründen oder wegen des Vorhandenseins von starren mit
den Anschlußteilen 13 verbundenen Leitungen schwierig ist,
die durch die Löcher 40 des Pumpenkörpers durchgehenden
Befestigungsschrauben herauszuziehen und, nachdem die
Schraube 7 herausgedreht ist, die aus dem Pumpenkörper 1
und dem Elektromagneten 2 bestehende Einheit in Fig. 1
nach links zu verschieben, um Zugang zu den Einsätzen zu
bekommen, ohne an dem Deckel 6 zu rühren.
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Die erfindungsgemäße Pumpe kann vorzugsweise zur
sequentiellen Verteilung von flüssigem oder viskosem
Schmiermittel verwendet werden, insbesondere von Volumina
von 5 bis 50 mm³ aus jedem Auslaß bei jedem Arbeitstakt.
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Der Antriebselektromagnet 2 könnte zum Beispiel durch
einen pneumatischen oder hydraulischen Antriebszylinder
ersetzt werden.