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Biegehautpumpe mit sich selbsttätig steuernder Druckluftbelastung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegehautpumpe mit sich selbsttätig steuernder
Druckluftbelastung.
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Es sind Biegehautpumpen bekannt, bei denen die Biegehaut an die Kolbenstange
eines Kurbelgetriebes angeschlossen ist und von der Kurbelstange hin und her bewegt
wird. Es ist auch nicht mehr neu, die Biegehaut durch Druckluft aufzublähen und
durch Umstellen eines Mehrweghahnes die Druckluft abzulassen und somit die Biegehaut
zu entspannen. Weiter ist auch bekannt, ein mit einer Biegehaut ausgerüstetes Gehäuse
an Stelle einer Zündkerze in den Block eines Verbrennungsmotors einzubauen und durch
Betreiben des Motors mit Hilfe der übrigen Zylinder die Biegehaut in Abhängigkeit
von der Kolbenbewegung des Zylinders, an den sie angeschlossen ist. . aufzublähen
bzw. zu entspannen.
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Man hat ferner bei Flüssigkeitspumpen mit Verdrängung unmittelbar
durch Druckluft vorgeschlagen, die Steuerung der Luft durch einen Stufenkolben zu
bewirken, _ wobei die Steuerung fortlaufend selbsttätig erfolgt. Zu diesem Zweck
wird dem Stufenkolben ;ein besonderes Ventil vorgeschaltet, durch das in den verschiedenen
Betriebsstufen einzelne Flächen zu- und abgeschaltet werden, so daß ein Übergewicht
nach der einen und anderen Seite geschaffen wird. Grundsätzlich ist eine solche
Steuerung an die Verwendung von zwei Pumpenkammern gebunden; die Betätigung des
Zu- und Abschaltventils erfolgt in Abhängigkeit von Federn, die wiederum durch den
Stufenkolben gespannt und entlastet werden, wobei die Beaufschlagung des Stufenkolbens
durch Druckluft durch einen in die Steigleitung eingeschalteten Schwimmer geregelt
wird.
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Es ist ferner eine Druckluftwasserpumpe bekannt, bei der ein Arbeitskolben
benutzt wird, auf dessen Kolbenstange der in den eigentlichen Pumpenraum eintauchende
Preßkolben
angeordnet ist. Zur Steuerung der Druckluft für den
Arbeitskolben wird dabei ein Kugelventil benutzt, das nach Art der bei Druckluftschlagwerkzeugen
verwendeten Ventile arbeitet, indem die Kugel infolge der Entlastung des einen oder
anderen Arbeitsraumes des Kolbens durch die Druckluft auf den einen oder anderen
Ventilsitz gedrückt wird, wobei dann die Ventilkugel den Durchtritt der Druckluft
zu der entsprechenden anderen Kolbenseite freigibt.
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Wenngleich nun bei der Anordnung gemäß der Ernndung zur Steuerung
der Luft ebenfalls ein Stufenkolben benutzt wird, so unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand
von den bekannten Steuerungen jedoch grundsätzlich dadurch, daB jegliche zusätzlichen
Hilfseinrichtungen, wie Schwimmer oder Zu- und Abschaltventile, entbehrlich werden.
Der Stufenkolben wird vielmehr in den Frischluftstrom der Pumpe eingeschaltet, und
die jeweils wirksamen Kolbenflächen bzw. die abzuschließenden und zu öffnenden Querschnitte
im Schiebergehäuse werden so bemessen, daß der Stufenkolben zunächst in der den
Eintritt der Druckluft gestattenden Stellung gehalten wird. Dies wird dadurch verbürgt,
daB die sich aus dem durch den Druckabfall beim Eintritt in den Arbeitsraum entsprechend
niedrigeren Druck des Betriebsmittels mal der Querschnittsfläche des Auslaßventils
ergebende Belastung niedriger ist als die sich aus dem Frischluftdruck mal der Querschnittsiläche
erebende Belastung, während bei erreichter Füllung und dem dabei auftretenden Druckausgleich
ein überg@ewicht nach der entgegengesetzten Seite entsteht, d. h. der Stufenkolben
auf Auslaß umsteuert.
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- Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einer Bieg ehautpumpe der
eingangs erwähnten Art zwei stufenweise hintereinander angeordnete Schieber vorgesehen
sind, deren kleinerer, in der Druckluftzuführung vorgesehener eine unmittelbare
Zuführungsleitung zum Belastungsraum der Biegehaut steuert und zugleich nach Aufsteuerung
dieser Leitung beim Belastungshub eine in- dem von ihm dabei mitgenommenen größeren
Stufenschieber angeordnete Ventilkugel am Hubende zum Abschluß der Verbindung zwischen
Belastungsraum der Biegehaut 'und dem stirnseitiger. Zylinderraum der größeren Stufe
auf ihren Sitz gelangen läBt, während unter größerer Bemessung des Kugelventilquerschnittes
gegenüber dem Querschnitt des kleinen Stufenschiebers beim Saughub durch den zurückgehenden
größeren Stufenschieber der Auslaß freigegeben und am Hubende eine Entlastungsbohrung
in der von beiden Stufenkolben durchlaufenden Zylinderraumseite angeordnet ist.
Eine solche Steuerung hat deh Vorteil des außerordentlich einfachen Aufbaues und
der Unempfindlichkeit im Betrieb, so daß damit eine dauernd einwandfreie Wirkungsweise
der Pumpe gewährleistet ist.
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Der Aufbau und die Wirkungsweise sollen an Hand der Zeichnungen beschrieben
werden, die in Abb. i und 2 eine solche Pumpe in den- beiden Endstellungen zeigen.
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Die Pumpe im allgemeinen ist wie folgt aufgebaut: Der Eintritt der
Flüssigkeit erfolgt durch den Saugkorb to, der an dem Stutzen i i angeordnet ist,
durch ein Ventil 12 in das Gehäuse 13, und sie verläßt die Pumpenkammer durch ein
Ventil i ¢ und die Steigleitung 15, die beide an dem Stutzen 16 angeschlossen
sind. In die Pumpenkammer 13
ist eine Gummibiegehaut 17 von birnenförmiger
Gestalt eingehängt und mit ihrem Flansch 18 zwischen die Dichtungsfläche
am Gehäuse 13 und das Gehäuse ig der Druckluftsteuerung eingeklemmt.
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Die Steuerung der Druckluft selbst erfolgt durch einen in dem Gehäuse
i g angeordneten Kolbenschieber, und zwar wird von der durch den AnschluBstutzen
20 zugeführten Druckluft zunächst der glatte, zylindrische Schieber 21 beaufschlagt
(Abb. i), der gegen einen zweiten zylindrischen Schieber 22 anliegt, gegebenenfalls
auch mit diesem ein Stück bilden kann. Dieser zweite, entsprechend größere Schieber
22 trägt die Ventilkugel 23, die auf dem Sitz 24 zur Abdichtung gebracht wird, wenn
unter dem Druck der Druckluft die beiden Schieber 21, 22 voranbewegt werden. Im
Augenblick des Abschlusses der Öffnung 24 gibt die Oberkante des Schiebers ai den
Kanal 25 frei, so daß nunmehr die Druckluft durch die Bohrung 26 unter dem
Ventilsitz 2 ¢ hindurch in das Innere der Gummibiegehaut 17 eintreten kann
(Abb.2), um diese aufzublähen und so die Pumpenleistung durch Wegdrücken der vorher
angesaugten Flüssigkeit zu erbringen.
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Infolge des Strömungs- und Drosselungsabfalles, den die Druckluft
auf ihrem Wege vom Anschluß 20 über die' Kanäle 25, 26 in den sich vergrößernden
Innenraum der Biegehaut 17 erleidet, wird der Abschluß der Ventilkugel 23 auf ihrem
Sitz 24 noch aufrechterhalten, weil der Durchmesser dieses Ventilsitzes 24 ein wenig
größer ist als der Durchmesser des Steuerschiebers 21. In dem Augenblick aber, wo
sich zwischen dem Druck der Frischluft im Anschluß 2o und dem Druck innerhalb der
Gummimembran 17 der statische Ausgleich einstellt, wird die Ventilkuge123 von ihrem
Sitz abgehoben, und auf Grund des nunmehr zur Wirkung gelangenden übergewichtes
des Kolbens 22 infolge seines größeren Durchmessers über den Kolben 2 i -werden
beide schnell in ihre Anfangslage zurückbewegt.
Die verbrauchte
Druckluft kann jetzt durch den Auspuff 27 ins Freie übertreten; die Gummibiegehaut
17 zieht sich zusammen, so daß die zu 'fördernde Flüssigkeit erneut durch das Saugventil
12 in das Pumpengehäuse 13 eintreten kann. Eine Bohrung 28 sorgt dafür, daß beim
Rückgang des Kolbens 22 der Raum über ihm bis kurz vor dem Hubende entlastet, aber
doch das Auffangen durch einen Luftpuffer gesichert wird. Infolge der Schnelligkeit
des Rückganges der Schiebersteuerung wird vermieden, daß die Frischluft durch den
Kanal 25 und die Bohrung 26 aus dem Auspuff 27 ungenutzt ausblasen kann.