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Kugelkolbenpumpe Bei Vierkammerkugelkolbenpumpen ist es bekannt, die
Bolzenverbindungen zwischen den mit der Antriebswelle und einer geneigt zu dieser
angeordneten Blindwelle verbundenen Schiebern und dem Kugelkolben dadurch zu vermeiden,
daß letzterer als Scheibenkolben ausgebildet und mit versetzt zueinander liegenden
Wulsten versehen ist, auf denen sich die beiden Schieber lagern. Bei diesen Pumpen
sind zwischen den Schiebern und Kolbenwulsten nur geringe Dichtungsflächen vorhanden,
die die Verwendung solcher Pumpen für große Drücke nicht zulassen. '.Man ist daher
bei Zweikammerpumpen dazu übergegangen, als Kolben einen Kugelkörper umlaufen zu
lassen, der aus zwei sich gegenüberliegenden Kugelabschnitten besteht, die durch
ein zylindrisches Mittelstück miteinander in Verbindung stehen, welches zangenförmig
vom antriebsseitigen Schieber umfaßt wird. Abgesehen davon, daß dadurch der steuerseitige
Schieber infolge Platzmangels uner-,viinscht klein gebaut werden muß und derartige
Pumpen als Vierkammerpumpen nicht ohne weiteres gebaut werden können, ist die Herstellung
derartiger Kugelkolben recht schwierig.
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Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten gelenkbolzenlosen
Kugelpumpen im wesentlichen dadurch, daß am Kugelkolben zwei sich gegenüberliegende,
um 9o° zueinander versetzte gleich große Schiebernuten vorgesehen sind, deren abgerundete
Enden über die Kugelmitte hinweggreifen und deren Nutenboden kugelförmig ausgebildet
ist. Ein wesentlicher Bestandteil
der Erfindung besteht darin,
einen derartigen Nolben auf denkbar einfache «eise herzustellen. Die Vorteile bei
der Verwendung solcher Kugelkolben sind recht beachtlich. Zunächst entstehen bei
der Umdrehung der Pumpe zwischen den abgerundeten Kolbennutenenden und den Enden
der in ihnen geführten Schieber vier absolut gleich große Kammern. Sodann können
die Schieber dank der verlängerten Nutenführungen genügend lang und kräftig ausgebildet
werden, wobei die kugeligen Gleitflächen der Nuten- und Schieberböden beachtlich
vergrößert sind, so daß die Pumpe auch für hohe Betriebsdrücke vorteilhaft verwendbar
ist.
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Weiterhin kann dank der Möglichkeit, den blindwellenseitigen Schieber
kräftig genug. ausbilden zu können, bei der neuen Pumpe die Blindwelle leicht und
gefahrlos in einer Scheibe gelagert sein, die von außen her drehbar ist, um die
hörderinenge der Pumpe regulieren zu können. Schließlich ist die bewußt nicht in
die Tiefe des Kugelkolbens strebende flache Formgebung der Kammern von Bedeutung,
da dadurch der Ein-und Austritt des Förderguts, besonders wenn es sich um viskose
Massen handelt, erheblich ericichtert wird.
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Die erwähnte Herstellung des erfindungsgemäßen liugelkolbens zeichnet
sich iin wesentlichen dadurch aus, daß die Kugel aus zwei Halbkugeln gefertigt wird,
die vermittels eines PaßstÜcks zentriert sind. Nach Einarbeitung zweier sich gegenüberliegender
kreisrunder Vertiefungen und Ausfräsen der rings um die Kugel verlaufen-(teil Schiebernut
werden die beiden Kugelhälften uni 9o° zueinander versetzt und wieder miteinander
verbunden. Dabei entstehen auf der Kugeloberfläche zwei kreuzweise zueinander versetzte
Schiebernuten, deren Enden durch die Hälften der sich gegenüberliegenden Vertiefungen
der jeweils anderen Kugelhälfte gebildet werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
und zwar zeigt Abb. i die beiden Kugelhälften mit gleichachsit;er Bohrung und je
einem Rezeß zur Aufnahme (1(#s Paßkörpers im Querschnitt; A1>1>.2 veranschaulicht
die beiden Hälften im zusaininengefügten Zustand nach erfolgtem Einarbeiten zweier
sich gegenüberliegender Vertiefungen und einer ringsum laufenden Schiebemut, ebenfalls
im Schnitt; in Abb. 3 sind die beiden Kugelhälften um 9n zueinander versetzt und
wieder zusammengefügt in Ansicht dargestellt, wobei links und rechts die uni co"
zueinander versetzten gleich großen Schieber erkennbar sind; Alil)..I und 5 zeigen
zwei Querschnitte durch die Pumpe und Abb. 6 eine Ansicht auf die Scheibe zum Verstellen
der Blindwelle.
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Der Kugelkolben besteht aus den beiden Hälften 1 und 2, die je eine
gleichachsige Bohrung 3 bzw. 4 und je einen Rezeß 5 bzw. 6 zur Aufiialinie eines
Paßkörpers 7 aufweisen. Dieser Paßkörper 7 ist mit Prisonstiften 7" versehen, um
beide Kugelhälften zentrisch vermittels eines Bolzens 7b, eines Niets o. dgl. zusammenfügen
zu können. In diesem Zustand wird in die Kugel I, 2 oben und unten (s. Abb. 2) je
eine kreisrunde Vertiefung eingearbeitet, die auf der einen Kugelhälfte i je zwei
sich gegenüberliegende halbkreisförmige Vertiefungen lQ, lb und auf der anderen
Kugelhälfte 2 zwei ebenfalls halbkreisförmige Vertiefungen 2", 2b ergeben. Gleichzeitig
wird rings um beide Kugelhälften 1, 2 licrum die Schiehernut durchlaufend ausgefräst,
die auf der einen Kugelhälfte die Nut i, und auf der anderen Hälfte die Nut 2, ergibt.
Dann werden die beiden Kugelhälften getrennt, um 9o° zueinander verdreht@und wieder
vermittels des Paßkörpers 7 und seiner Prisonstifte 7" zentrisch zusammengefügt
(siehe Abb. 3). Die halbkreisförmige Vertiefung 2" und 2b der einen Kugelhälfte
2 bilden dann die abgerundeten Enden der Schiebernut i, der anderen Kugelhälfte
i, und, was in Abb.3 nicht erkennbar ist, die Vertiefungen i", lb bilden die Enden
der kreuzweise zur mit i, versetzten Nut 2c.
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Es ist offenbar, daß dieses Herstellungsverfahren denkbar einfach
ist und einen Kolben von außerordentlicher Präzision ergibt. In Abb. 3 sind beiderseits
des Kolbens die sich absolut gleichenden Schieber 8 und 9 dargestellt, die sich
in den zugehörigen Nuten 1, bzw. 2, führen und voll denen der eine 8 mit der Antriebswelle
to und der andere Schieber 9 niit der Blindwelle i i verbunden ist. Beide Wellen
to und ii sind zueinander in an sich bekannter `'eise geneigt (vgl. Abb. :I), wobei
die Blindwelle i i vermittels eines Drehkörpers 12 derart verstellbar ist, daß sie
gemäß Abb.6 in Richtung 12' zur Regelung der Fördermenge verschwenkt werden kann.
Kolben 1, 2 und Schieber 8 und 9 sind in einem zweckmäßig teilbaren Gehäuse 13 in
zwei nicht gezeichneten kugelig ausgedrehten und austauschgaren Lagerschalen gelagert.
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Wie aus Abb.4 und 5 gut erkennbar ist, entstellen zwischen den Enden
der Schieber 8 und 9 und der Nuten 1, (2a, 2b) bzw. 2, (l", ib) flache Kammern,
die absolut gleich groß sind. Die Schiebernuten i, und 2, des Kugelkolbens 1, 2
sind dank der halbkreisförmigen Vertiefungen 2a, 2b 17W. la, Ib (s. Abb. 3) über
die Kugelmitte hinaus verlängert, so daß die beiden Schieber 8 und 9 (vgl. Abb..f
und 5) genügend lang und kräftig ausgebildet werden können. Ihre Enden sind (vgl.
Abb. 3 den Schieber 8) unter Vermeidung scharfer und tiefliegender Ausschnitte gut
abgerundet, so claß (las jeweilige Fördergut in Anpassung an die Anschlußrohre 14
und 15 richtunggebend frei und ungehindert um die Schiebelenden ein- und austreten
kann. Wichtig ist, claß die Gleitflächen der Schieber 8 und 9 und der Böden der
Nuten i, und 2, kugelig ausgebildet sind und die Nutenböden mit abgeflachten Kanten
16 in die Nutenwände übergehen, wodurch die erstrebte Vergrößerung der Gleitflächen
erreicht wird. Iin übrigen
sind die 1?tiden 1", ib bzw. 2", 26
(vgl. Abb.3 bei 2"') der Nuten 2, bzw. i, schlank abgerundet, uni ein ungehindertes
Ein- und Austreten des Fiirderguts zu gewährleisten. Die Abrundungen der Schieberenden
haben einen kleineren Halbinesser als die hall)kreisförmigen Enden la, l6 bzw. 2",
26 der Kolbennuten 2, bzw. i, und verlaufen schlank abgerundet (vgl. in Abb.3 bei
8' und 9') in die seitlichen Schieberkanten. Dadurch \\-erden gegen die seitlichen
Schieberflächen vorteilltafte Abstreifkanten gebildet, die bei Vorhandetisein von
Fremdkörpern deren freien Durchgang zulassen. Auch an ihren Unterkanten sind die
Schieberenden bei 8" bzw. g' (s. Abb.4 und 5) finit abgerundeten Abstreifkanten
versehen, damit <las Fördergut nicht unter und seitlich der Schieber 8 und 9
eindringen kann.
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Die absolute Gleichförmigkeit beider Kugelhälften i und 2, der Schieber
8 und 9 und der sich Heini Drehen der Pumpe öffnenden und schließenden Kammern bürgt
für einen gleichmäßigen Lauf der Pumpe, wobei die gleichmäßige Druckverteilung auf
die kongruenten Pumpenteile deren Verschleiß beachtlich verringert.