DE755129C - Kugelkolbenpumpe mit taumelnd umlaufendem Kugelkolben und Kugelausschnitten - Google Patents

Kugelkolbenpumpe mit taumelnd umlaufendem Kugelkolben und Kugelausschnitten

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DE755129C
DE755129C DESCH123101D DESC123101D DE755129C DE 755129 C DE755129 C DE 755129C DE SCH123101 D DESCH123101 D DE SCH123101D DE SC123101 D DESC123101 D DE SC123101D DE 755129 C DE755129 C DE 755129C
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DE
Germany
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ball
piston
spherical
cutouts
ball piston
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Expired
Application number
DESCH123101D
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English (en)
Inventor
Reinhard Scharf
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C3/00Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type
    • F04C3/06Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Kugelkolbenpumpe mit taumelnd umlaufendem Kugelkolben und Kugelausschnitten Kwgelkolbenp-umpen sind bekannt und arbeiten, soweit solcheüberharaptVerwendung gefunden haben, fast ausnahmslos in der Welse, daß kreuzgelenkartig im Kolbenkörper angeordnete Kugelausschnitte, an winklig zueinander gelagerten Wellen befestigt, um ihre Achse in schnelle Drehung versetzt werden, wobei der Kolbenkörper zwangläufig eine Taumelbewegung ausführt und dadurch wechselseitig Saug- bzw. Druckkammern bildet.
  • Bei einer Konstruktion ist man dazu übergegangen, die gelenkartige - Lagerung und damit die bewegliche Verbindung der KugelausschnL,ttc @im Kolbenkörper zu erreichen, indem man im Kolbenkörper eingeschraubte Gelenkbolzlen hierfür vorsieht. Die Praxis hat aber einwandfrei ergeben, daß @diese Art Lagerung, .also die Drehung der um Bolzen, erhebliche Nachteile zeitigt, und zwar bei längerer Betriebsdauer in solchem Ausmaß, d:aß die Pumpen unrentabel arbeiten oder, was nichtselten der Fall ist, Einzelteile während des Betriebes zu Bruch gehen. Die ;bei solchen Pumpen notwendig 'hohe Umdrehungszahl begünstigt die Materialabnutzung, so daß die Bolzen ab-bzw. die Bolzenlöaher ausgeschliffen werden und @dadurah der Kolbenkörper während der Umdrehung über die ihm zugedachte Taumelbahn himausgerät und an der Innenwand des kugelig ausgedrehten Gehäuses schleift. Eine weitere Gefahr bildet das Lockern der Bolzen, welche infolge der stark wirkenden Fliehkraft nach auswärts streben, gegen .die Kanten der Ein- und Auslaßöffnung schlagen und Bruch verursachen.
  • Man hat nun vorgeschlagen, :die schädlichen Wirkungen der gelockerten Bolzen auszuschalten durch einen im Zuge der Bolzenbahn über :den Kolben gelagerten Steg. Damit ist aber lediglich die Bruchgefahr beseitigt bzw. :der durch das Anschlagen der Bolzen eintretende Stillstand, wogegen die Bolzen bei dieser Vorrichtung nach eingetretener Lockerung mit dem durch die Fliehkraft erzeugten Druck gegen den Steg drücken, schleifen und hemmend wirken.
  • Zu den vorbeschriebenenMängeln tritt noch eine die Förderleistung erlie@blich ungünstig beeinflussende. Erscheinung insofern, als mit zunehmender Abnutzung oder Lockerung zwischen den Lagermulden im Kolbenkörper und :den Kugelausschnitten Durchlaßschlitze entstehen, durch welche die jeweiligen Druckkammern einen Teil der Förderflüssigkeit in die jeweiligen Saugkammern zurückpre.ssen und damit das Saugvolumen verringern. Dieser Übelstand macht sich besonders bei längerem Stillstand der Pumpe bemerkbar, d.a der von außen in :das Druckrohr wirkende Luftdruck eine rückläufige Bewegung der Förderflüssigkeit bewirkt, wodurch nicht selten die Rohre, wieder luftgefüllt werden und die Pumpe beim Anlassen zuwenig Saugkraft hat, um aus größeren Tiefen die Flüssigkeit zu fördern.
  • Ein weiterer Vorschlag geht dahin, die beweglichen Teile überhaupt nicht mechanisch zu verbinden, sondern mittels :einer beweglichen Leiste eine Dichtung zwischen Kolbenkörper und Kugelausschnitten zu erzielen. Diese Konstruktion stellt aber lediglich einen theoretischen Lösungsversuch dar, da hierbei der gesetzmäßig in der Mitte notwendige Drehmittelpunkt während :der Arbeit sich ellipsenförmig verlagern muß.
  • Bekannt ist auch eineAusführungsform mit keilartigen Segmenten, deren Schneiden sich jedoch, da infolge Fehlens einer zweckmäßgen Einhängung eine schleifende Bewegung stattfindet, bald abheben und dadurch die Kugelausschnitte nach außen nicht mehr abz,udiehten vermögen.
  • Um die vorgeschilderten Naehteile restlos zu beseitigen, geht die Erfindung in der beweglichen Lagerung der Kugelausschnitte vollkommen neue We:g:e und erreicht damit auf die Dauer eine nicht nur volle, sondern gegenüber den bisher bekannten Systemen höhere Leistungsfähigkeit. Der Vorgang liegt beim Erfindungsgegenstand vor allem darin, daß infolge der pendelartigen Ein.hängung der Kugelausschnitte im Kolbenkörper keinerlei Teile vorhanden sind, welche sich während des Betriebes lockern können oder auch nur der geringsten Abnutzung ausgesetzt sind. Daraus ergibt sich der auf dieDauer einwandfrei leichte und gleichmäßige Lauf der Pumpe und eine größtmögliche Abdichtung zwischen dea Kammern, worauf allein die zuverlässige Saug- bzw. Druckwirkung beruht. Außerdem haben zufolge der einfachen glatten Form der Kugelausschnitte die Kammern bei gleicher Winkelstellung der beiden Achsen eingrößeres Fassungsvermögen und damit eine weitere Leistungserhöhung je Umdrehung.
  • Das Neuartige ist insbesondere darin zu erblicken, daß der Kugelkolben mit zwei zueinander kreuzweise verlaufenden Keilrinnen versehen .ist, welche sich, da ihre Scheitellinie naturgemäß mit der Kugelachse identisch sein muß, im Kugehnittelpun:kt berühren und hier eine wenn auch geringe Durchla.ßöffnung bilden. Zweckmäßig ist deshalb an dieser Stelle eine in die Rinne vorspringende Erhebung vorgesehen, während sich an beiden Enden :der Rinnen je eine Vertiefung 23 befindet, in der sich unter einem gleichfalls mit einer keilförmigen Ausneh.mung versehenen Gegenlager ein mit dem Kugelausschnitt starr verbundener Pendelzapfen bewegt, wobei der entsprechend ausgehildete Ku:g",lausschnitt pend'ela.rtig in der Rinne lagert. Erfahrungsgemäß tritt bei der Pendellagerung und -bew e:gung eines Körpers keinerlei Reibungswiderstand in Erscheinung und kann demnach auch keine Abnutzung eintreten.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen Ahb. i und 2 dieKugelkolbenpumpe in zwei zueinander senkrechten Schnitten; Abb. 3 zeigt einen Schnitt durch den Kugelkolben nach Ausführungsbeispiel i, mit Gegenlager.
  • Abb. q. eine Vorderansicht eines Kugelausschnittkörpers mit .auf beiden Seiten vorhandenen, einander zugekehrten Pendelzapfen mach Ausfüh :rungsbeispiel i, Abb. 5 einen Schnitt durch einen Kuge;lausschnittkörper mit Pendelzapfen und Gegenlager nach Ausführungsbeispiel i, Abb. 6 eine Vorderansicht eines Kuge,lausschnittkörpers mit auf beiden Seiten vorhandenen, nach auswärts gerichteten Pendelzapfen, mit dem Kugelkolben verbunden nach Ausführungsbeispie 1 2, Abb. 7 :einen Schnitt dureh denKugelkolben nach Ausführungs.beispiel2, mit Gegenlager, und Abb.8 eine Lagerhaube von oben gesehen. In einem beispielsweise kugelig ausgebildeten Gehäuse i, ia, in dessen winklig zueinander nach außen vorstehenden S.tutzenansätzen 2 und 3 die BlindwelIe 4 und die Antriebs- bzw. Hauptwelle 5 gelagert sind, ist in gleicher Ebene zwischen Unterteil i und Oberteil ja ein Ring 6 vorgesehen, dessen innere AusnehmU.ng dem Außendurchmesser des Kugelkolbens ii derart dicht arngepaßt ist, daß ,sich derselbe ohne Reibung darin drehend bewegen kann. Fernar unterteilt,der Ring 6 das als Windkessel dienende Gehäuseinnere in zwei Kammern 7, 7a, während nach unten und oben über den inneren Ringumfang kapselartig die beiden mit Durchlaßschlitzen8 ausgestatteten halbkugelförniigenLagarhanben g, io befestigt sind, wobei Ring 6 und Lagerhaube g auch ein Teil @sein können. In die Lagerhaube g, io dicht eingepaß.t ist ein Kugelkolben i i, zu @dessen .beidten Seiten sich je ein Kugelausschnittkörper 12, 13 befindet, von denen der erstere an der Blindwelle 4 und der zweite an der Haupt- oder Antriebs.-vvelle5 befestigt ist. Die beiden Kugelaus,sch@nittkörper i2, 13 ergänzen den zwischen ihnen befindlichen Kolben i i zu einer Kugel und sind mit ihm pendelartig beweglich verbunden durch die an beiden Seiten der Kugelalusschnittkörper - vorhandeuen, einander zugekehrten Pendelzapfen 14, 14a, wobei die Kugelausschnittkörper 12, 13 mit ihrem spitzwinkligen Keil 15 in j e einer Keilzinne 16, 16a des Kubelkodhens i i ruhen, während die Pendelzapfen 14, i4a entgegengesetzt, also Kevlsp.itze zu Keilspitze, in die keilförmige Ausnehmung der Gegenlager 17 eingreifen (nach Ausführungsbeispiel i).
  • NachAusführungsbeispiel2 sind als Gegenla.@@er der Pendelzapfen 14, i4a an den Innenseiten der Kugelkolbenbacken 18 in sdhwailbenschwanzförmigen Nuten am unteren Ende mit einer keilartigen Ausneihmung versehene Leisten ig, iga eingeschoben und stehen die Pendelzapfen 14, 14a vom Kugelausschnittkörper 12, 13 rechtwinklig nach außen. Dadurch vergrößert sich der Leistungsinhalt der Saug- üzw. Druckkammern 2o, 2oa entsprechend, und die Konstruktion vereinfacht sich dahingehend, daß das etwaige Auswechseln der Kuggelaus,schnittkörper leichter vorgenommen werden kann: Rechtwinklig versetzt zu der durch die Haupt- bzw. Antriebswelle 5 und Bl@ind#Nvelle4 gelegten Ebene befinden sich am Gehäuse i, ja ein Einlaß.stutzen 21 und ein. Auslaßstutzen 22 für die zu fördernde Flüssigkeit.
  • In an .sich bekannter Weise kann die Blindwelle in ihrer Neigung vwr Hauptwelle zur Regelung der Liefermenge verstellbar sein.
  • Die Arbeitsweise der Kugelkolbenpumpe kann als bekannt vorausgesetzt werden und wird dieshalb hier nicht näher darauf eingegangen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Kugelkolbenpumpe mit taumelnd umliaufendem Kugelkolben und mit in kreuzweise angeordneten Ausspazungen des Kugelkolbens eingreifenden Kugedausechnitten, die auf der Antriebswelle bzw. auf der winklighierzu angeomdnetenB1indwelle befestigt sind, gekennzeichntet durch die in den Aussparungen (2o, 2oa) des Kugelkolbens (i i) vorgesehenen Keilrinnen (16, 16a), an deren Enden sich Aussparungen (23) mit Keilllagers.tellen (17, Alb. 3, bzw. ig, iga, Abb.7) befinden, in denen die K.ugelau@s,schnitte (12, 13) mittels keilförmiger Zapfen (14, 14a) pendlelartig eingehängt sind. Zur Abgrenzung des ETfindungsgeb-enstands vom Stand .der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften ein Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 634 271; USA.-Patentschri,ft Nr. 2 094 i43.
DESCH123101D 1941-08-23 1941-08-23 Kugelkolbenpumpe mit taumelnd umlaufendem Kugelkolben und Kugelausschnitten Expired DE755129C (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1004932B (de) * 1956-03-26 1957-03-21 Kurt Alois Adalbert Koeppl Zweiteiliges Ringgehaeuse fuer eine als Pumpe, Getriebe od. dgl. verwendbare Vorrichtung mit umlaufendem und schwingendem Kugelkolben
US3816039A (en) * 1971-08-02 1974-06-11 Commercial Metals Co Rotary air pump with rotating and oscillating center piston
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE634271C (de) * 1934-02-17 1936-08-24 Walter Pietsch Dipl Ing Kugelkolbenpumpe
US2094143A (en) * 1935-08-29 1937-09-28 Linley Corp Pumping apparatus

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