Kugelkolbenpumpe mit in einem Gehäuse taumelnd umlaufenden Kugelkolben
und einem umlaufenden und als Antrieb dienenden Verdrängerkolben Bei Kugelkolbtenpumpen
mit taumelnd im Gehäuse umlaufendem Kugelkolben erfolgt der Antrieb des letzteren
vielfach durch einen Verdrängerkolben. Sofern das Winkelmaß des Verdrängerkolbens
groß gewählt wird, ergeben sich relativ kleine Arbeitskammern und Schwierigkeiten
bezüglich der ordnungsgemäßen Füllung. Die vorliegende Erfindung betrifft eine zweifach
wirkende Kugelkolbenpump.e und besteht darin, daß der Verdrängerkolben mit Kanälen
und das zugehörige Gehäuseteil mit einer in Drehrichtung liegenden erweiterten Saugkammer
versehen sind, die den Arbeitsraum der Pumpe mit dem Einlaß auch nach Beginn des
Druckhubes verbinden. Je nach dem Verwendungszweck der Pumpe kann es sich dabei
um eine zusätzliche oder ausschließliche Zuleitung handeln. Die ferner erfindungsgemäß
im Kugelkolben und im Gehäuse durch besondere Kanäle vermittelte Ableitung des Fördermittels
unter Nutzung der Blindwellendurchtrittsöffnung als Auslaß dient der gleichzeitigen
Verreibung und Homogenisierung des Fördermittels. Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispi:ele
des Erfindungsgegenstandes, eine langsam- und eine schnellaufende Bauart, behandelt
und in der Zeichnung veranschaulicht. Es stellt dar: Abb. i Aufriß einer Kugelkolbenpumpe
mit Zweifachwirkung, Blindwelle in Mittellage, Abb. z Aufriß der die Ein- und Ausströmkanäle
enthaltenden treibwellenseitigen Gehäusehälfte, Abb.3 Grundriß dieser Pumpe, Blindwelle
in ,ausgeschwenkter Stellung, Abb. q. Aufriß einer Kugelkolbenpumpe in Sonderbauart,
Blindwelle in Nullage, Abb. ,5 Grundriß des Pumpengehäuses mit Austrittskanälen
im Gehäuse, Abb.6 Grundriß derselben Pumpe, Blindwelle ausgeschwenkt.Ball piston pump with rotating ball piston tumbling in a housing
and a rotating displacement piston that serves as a drive for spherical piston pumps
The latter is driven by the ball piston tumbling around in the housing
often by a displacement piston. If the angular dimension of the displacement piston
is chosen to be large, there are relatively small working chambers and difficulties
regarding the proper filling. The present invention relates to two of them
acting Kugelkolbenpump.e and consists in that the displacement piston with channels
and the associated housing part with an enlarged suction chamber in the direction of rotation
are provided that the working space of the pump with the inlet even after the start of
Connect the pressure stroke. Depending on the intended use of the pump, this may be the case
act as an additional or exclusive supply line. The further according to the invention
In the spherical piston and in the housing, the conveying medium is diverted through special channels
using the blind shaft opening as an outlet serves the simultaneous
Trituration and homogenization of the conveyor. The following are two implementation examples: ele
of the subject matter of the invention, a slow-running and a fast-running type, treated
and illustrated in the drawing. It shows: Fig. I Elevation of a spherical piston pump
with double action, jackshaft in central position, Fig. z elevation of the inflow and outflow channels
containing half of the housing on the drive shaft side, Fig.3 plan view of this pump, jackshaft
in, swiveled-out position, Fig. q. Elevation of a spherical piston pump in a special design,
Jackshaft in zero position, Fig., 5 Floor plan of the pump housing with outlet channels
in the housing, Fig.6 plan view of the same pump, jackshaft swiveled out.
In Abb. i bis 3 ist eine nach obigen Gesichtspunkten gestaltete Kugelkolbenpumpe
mit
Zweifachwirkung dargestellt. Eine solche genügt gemeinhin für die Flüssigkeitsförderung
gegen mäßige Drücke. Die Antriebswelle 5 tritt in das Gehäuse 2 ein und verläuft
in den treibenden Verdränger 8 aus, welcher eine verhältnismäßig große Winkelausdehnung
aufweist, während auf der Gegenseite die Blindwelle 7 gelenkig mittels des Bolzens
6 an den eigentlichen Kugelkolben 3 angeschlossen ist. Die Lagerung 12 der Blindwelle
7 ist um die Vertikalachse i i vierschwenkbar zwecks stufenloser Regelung der Förderung
von Null bis Volleistung. Als Folge der großen Winkelausdehnung des Antriebsverdrängerkolbens
8 ergeben sich ausgedehnte Führungs- und Dichtungsflächen auch im Gehäuse, zumal
der gelenkige Anschluß der Blindwelle nur leinen schmalen Führungsschlitz im Kugelkolben
3 selbst bedingt. Abweichend von den seither bekannten Ausführungen ist bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes insbesondere die Formgebung
des Saugraums. Die jeweils saugende Arbeitskammer des Kugelkolbens bestreicht im
Saugraum wähnend des öffnens ein Kugeldreieck mit unerheblichen, durch die Toträume
bedingten Abweichungen. Erfindungsgemäß sind nun im Verdränger 8 Kanäle 21, hier
in Form eingefräster Schlitze, angeordnet, welche an sich den Totraum vergrößern,
aber vorerwähntes Kugeldreieck beim Saughub zum Trapez erweitern. Dabei wird strengflüssigem
Fördermittel die Gelegenheit gegeben, in größerer Breite, wenn auch träge fließend,
in die Arbeitskammer einzudringen, ohne daß der Zufluß etwa unter der Saugwirkung
abreißt. Die Kanäle 21 im Verdränger 8 vermitteln danach eine zusätzliche Förderung
mit relativ geringer Geschwindigkeit der Flüssigkeit zur Arbeitskammer, und der
Querschnitt des Saugraumes kann im Hinblick auf die Viscosität des Fördermittels
verdoppelt werden. Außerdem ist der letztere in der Drehrichtung 5o weit verlängert,
daß sein Ende noch nach bereits erfolgtem Hubwechsel mit der jeweils tätigen Arbeitskammer
Verbindung hat, wenn dieselbe also schon wieder schließt und ihren Inhalt auszustoßen
beginnt. Diese Maßnahme ist zweckmäßig in Fällen, wo Flüssigkeiten gefördert werden,
welche wenig homogen oder beispielsweise mit Luftblasen durchsetzt sind. Hier wird
dann im ersten Teil des Schlußhubes verdichtet und alsdann erst in den Druckstutzen
io gefördert. Die bei solcher Arbeitsweise in Kauf zu nehmende partielle Rückförderung
verbürgt andererseits stetige Förderleistung je Zeiteinheit bei gleichmäßig verdichteter
Flüssigkeit. Mit Vorteil kann die zweifach wirkende Bauform mit einem Druckwindkessel
16 als Ausgleicher versehen werden, welcher dann stetige Förderung der unter Druck
abströmenden Flüssigkeit gewährleistet. Da die Blindwelle 7 nebst angrenzenden Teilen
des Kugelkolbens 3 durch das Gehäuse i frei hindurchtritt, empfiehlt sich eine zusätzliche
Dichtung durch einen nachstell:baren Ring 22, welcher durch nochmalige Unterteilung
des Gehäuses i gewonnen wird und die Bildung von Leckflüssigkeit unterbindet, insbesondere
aber die dauernde satte Anlage zwischen Kugelkolben 3 und Verdränger 8 sichert.
Bei Förderung von Flüssigkeiten der vorerwähnten Art wird sich oft eine unerwünschte
Abnutzung der aufeinandergleitenden Flächen einstellen, die nur mit einem nachstellbaren
Maschin ienelement behoben werden kann.In Fig. I to 3 is a spherical piston pump designed according to the above aspects
with
Double effect shown. This is generally sufficient for pumping liquids
against moderate pressures. The drive shaft 5 enters the housing 2 and runs
into the driving displacer 8, which has a relatively large angular extent
has, while on the opposite side the jackshaft 7 articulated by means of the bolt
6 is connected to the actual spherical piston 3. The storage 12 of the jackshaft
7 is four-pivotable about the vertical axis i i for the purpose of stepless regulation of the promotion
from zero to full power. As a result of the large angular expansion of the drive displacement piston
8 there are extensive guide and sealing surfaces in the housing, especially
the articulated connection of the jackshaft is only a small guide slot in the spherical piston
3 itself conditional. Deviating from the versions known since then is in the
illustrated embodiment of the subject invention in particular the shape
of the suction chamber. The suction working chamber of the spherical piston is coated in the
Suction space during the opening a spherical triangle with insignificant, through the dead spaces
conditional deviations. According to the invention, there are now 8 channels 21 in the displacer, here
in the form of milled slots, which in themselves enlarge the dead space,
but expand the aforementioned spherical triangle into a trapezoid during the suction stroke. It becomes more stringent
Funding given the opportunity to expand, albeit sluggishly,
to penetrate into the working chamber without the inflow about under the suction effect
rips off. The channels 21 in the displacer 8 then convey an additional promotion
with a relatively low velocity of the liquid to the working chamber, and the
Cross-section of the suction space can be made with regard to the viscosity of the conveying means
to be doubled. In addition, the latter is far extended in the direction of rotation 5o,
that its end even after the stroke change has already taken place with the respective working chamber
Has connection when it closes again and expels its content
begins. This measure is useful in cases where liquids are conveyed,
which are not very homogeneous or, for example, are interspersed with air bubbles. Here will
then compressed in the first part of the final stroke and only then into the pressure port
io promoted. The partial return to be accepted in such a way of working
on the other hand, guarantees a constant delivery rate per unit of time with uniformly compressed
Liquid. The double-acting design with a pressure air vessel can be advantageous
16 are provided as an equalizer, which then steady promotion of the under pressure
outflowing liquid guaranteed. Since the jackshaft 7 and adjacent parts
of the spherical piston 3 passes freely through the housing i, an additional one is recommended
Sealing by an adjustable ring 22, which by subdividing it again
of the housing i is obtained and prevents the formation of leakage fluid, in particular
but the permanent full contact between spherical piston 3 and displacer 8 ensures.
When pumping liquids of the aforementioned type, an undesirable one is often found
Adjust the wear of the sliding surfaces, which can only be adjusted with an adjustable
Machine element can be fixed.
Einem anderen Sonderzweck angepaßt ist das in Abb. q. bis 6 dargestellte
Ausführungsbeispiel dies Erfindungsgegenstandes. Der Gesamtaufbau ähnelt der vorbeschriebenen
Bauart. Die Bildung von Leckflüssigkeit wird hier ,aber nicht bekämpft, sondern
durch besondere Maßnahmen gesteigert. Diese zunächst abwegig erscheinende Aufgabenstellung
gipfelt darin, ausschließlich Leckflüssigkeit durchzusetzen, indem das Fördermittel
künstlich durch im Gehäuse i, 2 und im Kugelkolben 3 angebrachte Kanäle 17, 18
aus der jeweils als Druckkammer wirksamen Arbeitskammer in den Dichtungsspalt zwischen
Kugelkolben 3 und Gehäuse i, 2 gepreßt, dort beim Umlauf des. Kugelkolbens 3 verrieben
wird und schließlich durch die zunächst für den Durchgang der Blindwelle 7 bestimmte
Öffnung der Gehäusehälfte i über die Ablaufrinne i g abfließt. Es wird hierdurch
eine Homogenisierung der geförderten Flüssigkeit erzielt, denn es ist im Effekt
dieselbe Wirkung, welche die bekannten Homogenisiermaschinen erzielen, wenn bei
diesen z. B. eine Emulsion unter hohem Druck durch den feinen Spalt eines Ventils
gepreßt wird, dessen Kegel, auch Homogenisierkopf genannt, umläuft. Diese Funktion
erfüllt beim Erfindungsgegenstand der Kugelkolbenkörper 3. Ein gemäß vorstehendem
durch Unterteilung der Gehäusehälfte i gebildeter Ring 22 kann hier, entsprechend
nachgearbeitet oder eingestellt, zur Justierung des Dichtungsspaltes dienen, insbesondere
nach eingetretener Abnutzung des Kugelkolbens 3. Die schräg liegende, von innen
nach außen geführte Anordnung von Kanälen 21 im Verdränger 8 gemäß Abb. ¢ und 6
ergibt die Verlegung des Einlaßstutzens in die unmittelbare Nähe des Lagers der
Antriebswelle 5. -Die Kanäle 21 vermitteln dabei die ausschließliche Flüssigkeitszufuhr
und werden durch Bohrungen im Verdränger 8 gebildet, welche die jeweils saugende
Arbeitskammer mit dem Einlaßstutzen
2o verbinden und von der Antriebswelle
5 aus schräg liegend von innen nach außen gerichtet sind, so daß die Strömung der
die Kammer füllenden Flüssigkeit im wesentlichen wie bei einer Kreiselpumpe erfolgt.
Sofern der Saugraum ähnlich dem bei Abb. i bis 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel
in der seither üblichen Art angeordnet ist, arbeitet die Zentrifugalkraft einer
ordnungsgemäßen Füllung der Arbeitskammer entgegen. Die Gestaltung des Verdrängers
8 mit großem Winkelausmaß verlegt den Weg und damit vor allem den Schluß der Arbeitskammern
in eine Kugelzone größten Durchmessers, womit weitgehende Nutzung der Zentrifugalwirkung
bei hohen Umlaufzahlen der Pumpe gewährleistet ist.The one in Fig. Q is adapted to another special purpose. to 6 illustrated embodiment of this subject matter of the invention. The overall structure is similar to the type described above. The formation of leakage fluid is not combated here, but increased by special measures. This initially seemingly absurd task culminates in only enforcing leakage fluid, by artificially transferring the conveying means through channels 17, 1 8 in the housing 1, 2 and in the spherical piston 3 from the working chamber, which acts as a pressure chamber, into the sealing gap between the spherical piston 3 and housing i, 2 pressed, is rubbed there as the ball piston 3 rotates and finally flows off through the opening of the housing half i, which is initially intended for the passage of the blind shaft 7, via the drainage channel ig. Thereby a homogenization of the pumped liquid is achieved, because it is in effect the same effect that the known homogenizing machines achieve when these z. B. an emulsion is pressed under high pressure through the fine gap of a valve whose cone, also called the homogenizing head, rotates. In the subject matter of the invention, this function is fulfilled by the spherical piston body 3. A ring 22 formed by subdividing the housing half i according to the above can, if reworked or adjusted accordingly, serve to adjust the sealing gap, in particular after the spherical piston 3. The inclined, from the inside to the outside guided array of channels 21 in the displacer 8 according ¢ Figure and 6, the relocation of the inlet connector results in the immediate vicinity of the bearing of the drive shaft 5. -. the channels 21 convey this to the exclusive hydration and are formed by bores in the displacer 8, which in each case the Connect the suction working chamber to the inlet port 2o and are directed obliquely from the inside to the outside of the drive shaft 5, so that the flow of the liquid filling the chamber takes place essentially as with a centrifugal pump. If the suction chamber is arranged in the manner that has been customary since then, similar to the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, the centrifugal force works against proper filling of the working chamber. The design of the displacer 8 with a large angular extent shifts the path and thus above all the end of the working chambers in a spherical zone with the largest diameter, which ensures extensive use of the centrifugal effect at high numbers of revolutions of the pump.
Die Unterteilung des Gehäuses der Kugelkolbenpumpe muß nicht notwendigerweise
in einer Vertikalmittelebene erfolgen; jedenfalls wäre auch dann unter der Gehäusehälfte
i die blindwellenseitige Hälfte zu verstehen. Sinngemäß ist die Gehäusehälfte 2
immer die treibwellenseitige. Es wäre für das Wesen der Erfindung belanglos, die
an zweifach wirkenden Pumpen erläuterten Besonderheiten auf vierfach wirkende zu
übertragen, auch können die Kanäle 2 i im Verdränger 8 ebensowohl auf der Druckseite
in Funktion treten und die Entleerung der Arbeitskammer unterstützen; schließlich
sind die an dem einen Ausführungsbeispiel gezeigten Besonderheiten sinngemäß auch
auf das andere anwendbar. Zum Beispiel würde für stufenlos regelbare Wechsel- und
Wendegetriebe als Generator eine Kugelkolbenpumpe mit hoher Umlaufzahl zweckmäßig
sein, die mit gebohrten Leitkanälen 21 im Verdrängerkolben 8 nach Abb. 4 bis 6 arbeitet,
aber einen gemäß Abb. i bis 3 gestalteten Druckraum aufweist; als Gegenstück wäre
eine langsam laufende Maschine zu betrachten, bei der die Saugseite nach Abb. i
bis 3 und die Druckseite nach Abb. q. bis 6 ausgebildet ist zum Zwecke einer Homogenisierung
strengflüssigen Fördermittels.The subdivision of the housing of the ball piston pump does not necessarily have to be
take place in a vertical center plane; in any case, it would also be under the housing half
i understand the half on the blind wave side. The housing half is correspondingly 2
always the driving shaft side. It would be irrelevant to the essence of the invention that
peculiarities explained on double-acting pumps towards quadruple-acting pumps
transmitted, the channels 2 i in the displacer 8 can just as well be on the pressure side
come into operation and support the emptying of the working chamber; in the end
are the special features shown in one embodiment as well
applicable to the other. For example, for continuously variable change and
Reversing gear as a generator, a ball piston pump with a high number of revolutions is expedient
be that works with drilled guide channels 21 in the displacement piston 8 according to Fig. 4 to 6,
but has a pressure chamber designed according to Fig. i to 3; as a counterpart
consider a slowly running machine with the suction side as shown in Fig. i
to 3 and the pressure side according to Fig. q. to 6 is designed for the purpose of homogenization
strict liquid funding.