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Ventil- und kurbellose, durch umlaufenden Schieber gesteuerte Kolbenpumpe
Ventil- und kurbellose, durch umlaufenden Schieber gesteuerte Kolbenpumpen sind
bekannt.
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Diese Pumpen teilen sich in solche auf, bei denen einmal der Antrieb
vom Steuerschieber und zum anderen von der außermittig sitzenden Antriebswelle aus
erfolgt.
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Bei den Pumpen der erstgenannten Ausführung wird der bzw. werden die
Kolben u. a. an einem außermittig zum Steuerschieber feststehenden Bolzen geführt.
Dieser Bolzen bzw. diese Bolzen sind an den Stirnwänden des Pumpengehäuses angebracht,
was durch das Pumpensystem baulich bedingt ist. Hierdurch ist es nicht möglich,
mehr als zwei Pumpenzellen (Steuerschieber) m einem Gehäuse, anzuordnen, da sich
die Durchführung einer Verbindung zwischen dem einen und anderen Steuerschieber
nicht anbringen läßt. Die zweizellige Bauart hat den Nachteil, daß ihr Förderfluß
nicht so gleichmäßig ist wie der einer mehrzelligen Bauart. Bei den Pumpen mit außermittig
zum Steuerschieber sitzender Antriebswelle wird der bzw. werden die Kolben an derselben
geführt. Hierbei liegt der Mittelpunkt der Führungsflächen, an denen der Kolben
geführt wird, um den Betrag der Exzentrizität der Antriebswelle versetzt in der
Antriebswelle. Um einen einwandfreien Lauf dieser Pumpen zu gewährleisten, ist es
unbedingt erforderlich, d.aß die Exzentrizität und die Versetzung des Führungsflächenmittelpunktes
zum Mittelpunkt der Antriebswelle gleich sind, da sonst ein Klemmen der Pumpen eintritt.
Weiterhin hat dieses Pumpenprinzip den Nachteil, daß der Steuerschieber nur mit
der halben Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle umläuft und somit auch die Anzahl
der Kolbenhübe der halben Drehzahl der Antriebswelle entspricht.
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Um also die gleichen Förderimpulse in der Zeiteinheit zu bekommen,
wie sie beispielsweise
eine zweizellige Pumpe der erstgenannten
Ausführung hat, muß entweder die Antr:ebswelle die doppelte Drehzahl machen, oder
die Pumpe muß bei gleicher Drehzahl vierzellig ausgeführt sein.
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Bei der vorliegenden Erfindung sind sämtliche vorstehend geschilderten
Nachteile dadurch behoben, daß der Steuerschieber mit der Winkelgeschwindigkeit
der Antriebswelle umläuft und die Pumpe in mehrzelliger Bauart ausgeführt werden
kann.
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Dies geschieht dadurch, daß bei einer Kolbenpumpe der eingangs erwähnten
Art mit außermittig zum Schieber angeordneter Antriebswelle und umlaufenden Kolben,
der in dem im Schieherangeordneten,als durchgehende Aussparung ausgebildeten Förderraum
in dessen senkrecht zur Drehachse stehender Längsachse geführt wird, der Kolben
senkrecht zu der Längsachse des Förderraumes an der Antriebswelle durch Flächen
oder an einem mit der Antriebs-,velle entsprechend gekuppelten oder verbundenen
Teil, dessen Mittelpunkt im Mittelpunkt der Antriebswelle liegt, geführt wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ,ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung
gemäß der Erfindung.
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Abb. i und Abb. 2 sind Schnitte senkrecht zur Antriebswelle durch
die wichtigsten Bauteile der Pumpe, nämlich durch Gehäuse, umlaufenden Schieber,
Kolben und Mitnehmerzapfen der Antriebswelle. Abb.3 zeigt die Lage der Schnittebene
C-D' von Abb. i und ist außerdem ein Längsschnitt durch die Pumpe in der Ebene A-B,
die in Abb. i eingezeichnet ist.
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Wie ersichtlich, ist der umlaufende Schieber i an seiner Innenseite
als Förderraum 6 ausgebildet und enthält die Laufbahn für den Kolben z. Beiderseits
in Verlängerung dieser Laufbahn liegen die Schieherschlitze 3. Der Kolben 2 hat
eine annähernd prismenförmige Gestalt mit der Abweichung, daß die den Schieberschlitzen
zugekehrten Seiten durch Drehflächen gebildet werden. Diese Drehflächen haben eine
solche Krümmung, daß sie sich in den Totlagen des Kolbens 2 (s. Abb. i ) der Innenfläche
des umlaufenden Schiebers in der Nähe der Schlitze 3 eng anschmiegen. Die abgeflachten
Seiten des Kolbens 2 dienen als Gleitflächen. Der Kolben 2 hat in der hier dargestellten
Ausführung eine rechteckig-prismatische Aussparung, in die derebenfalls rechteckig-prismatische
Führungszapfen der Antriebswelle 4 eingreift. Der Kolben 2 trägt Ansätze 5, die
die Form von Ringsegmenten haben und deren Herstellung man sich so vorstellen kann,
daß der Kolben 2 nach dem Profil gemäß Abb.3 mit den Drehflächen versehen und dann
gemäß Abb. i abgeflacht wurde. Von dem ursprünglich gedrehten Bund bleiben dann
am Kolbenkörper ringsegmentartige Ansätze stehen. Wie Abb. i und 3 zeigen, dringen
diese Ansätze im Totpunkt in den jeweils zugehörigen Schieberschlitz 3 ein und füllen
dabei denselben mehr oder weniger vollständig aus.
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In der Stellung nach Abb. i ist der Augenblickswert der Förderung
gleich Null, wie dies immer in den Totpunkten einer Kolbenpumpe der Fall ist. In
der Stellung gemäß Abb. 2 ist der Augenblickswert der Förderung gleich dem Maximum,
und es ist ersichtlich, daß die Austrittsquerschnitte der Pumpe nicht die geringste
Drosselwirkung ausüben.
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Durch das Zusammenwirken der beiden Führungen des Kolbens 2, der an
den Gleitflächen des Förderraumes 6 im Schieber i in der die Schieberschlitze 3
verbindenden Richtung und an der Antriebswelle 4 in der dazu senkrechten Richtung
geführt wird, entsteht, ivie ein Vergleich der Abb. i und 2 zeigt, eine Hubbewegung
des Kolbens 2 mit zeitlich sinu.sförmigem Verlauf.
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Dieselbe Wirkung tritt auch ein, wenn der Kolben 2 in anderer Weise,
.etwa durch eine Kupplung mit Keilfeder oder Gleitstein oder eine ähnliche Ausführung
der Verbindung. so an der Antriebswelle geführt ist, daß er eine Bewegung senkrecht
zu seinen abgeflachten Laufflächen ausführen kann.
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Die beschriebenen ringsegmentartigen Ansätze 6 bieten den Vorteil,
den schädlichen Raum der Pumpe in einer beliebigen, nur durch die Herstellungsgenauigkeit
begrenzten Weise dem Nullwert anzunähern. Dadurch erhält die Pumpe die Fähigkeit,
sehr große Saughöhen auch im selbstansaugenden Zustand, also dem Anlauf, zu überwinden.
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Die Pumpe läßt sich auch als. Pumpe mit veränderlichen Flüssigkeitsmengen
durch stufenlose Verstellung des wirksamen Kolbenhubes benutzen. Zu diesem Zweck
würde bei unveränderter Stellung der Antriebswelle 4 das Gehäuse so einzurichten
sein, daß der umlaufende Schieber i relativ zur Lage der Antriebswelle 4 verschoben
werden kann.