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Pumpe 1)ie Erfindung betrifft eine Pumpe, hei welcher in einem feststehenden
Gehäuse mindestens zwei Zylinder um einen mit cLem Antrieb verbundenen Exzenter
atigeorditet sind, gegen welchen sich die Koll>enstatigeti abstützen. Für die Arbeitsweise
dieser Pumpe ist die Größe des Druckwinkels zwischen Kolbenstange und Exzenter von
wesentlicher Bedeutung. Unter Druckwinkel wird hierbei der Winkel %,erstanden, welcher,
bezogen auf den Angriffspunkt der Kolbenstange am Exzenter, von der Zylinderachse
und der Exzentertangente eingeschlossen wird, und zwar gemessen auf der entgegengesetzt
zum Drehsinn des Exzenters liegenden Seite. 1's liegt auf der Hand, daß es im Interesse
der Vermeidung schädlicher Seitenkräfte am günstigsten wäre, wenn dieser Druckwinkel
sowohl in der Druckphase als auch in der Saugpliase der Pumpe die Größe von 9o°
betragen könnte. Die Arbeitsweise des Exzenters führt aber zwangsläufig dazu, daß
sich dieser Druckwinkel während einer vollen Umdrehung ständig verändert. Bei der
üblichen Pumpenbauart mit radialer Anordnung der Zylinderachse zur Gehäuseachse
tritt in der Druckphase eine wesentliche Verkleinerung des zunächst 9o° betragenden
Druckwinkels und anschließend wieder ein Ansteigen auf 9o° ein, während in der Saugphase
eine entsprechende Vergrößerung dieses Winkels über 9o° stattfindet. Um die durch
diese Abweichung des Druckwinkels von 9o° eintretenden Seitenkräfte und die dadurch
bedingte Verringerung des Wirkungsgrades der Pumpe in erträglichen Grenzen zu halten,
war man bislang zur Anwendung von Exzentern verhältnismäßig großen Durchmessers
gezwungen,
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bisherigen
Nachteile hinsichtlich dieser -Druck-. Winkelverhältnisse zu verbessern und die
Anwendung von Exzentern .kleineren Durchmessers zu ermöglichen, und kennzeichnet
sich dadurch, daß die Pumpenzylinder derart eingeordnet sind, daß ihre Achse mit
dem Gehäuseradius einen kleinen Winkel einschließt, so daß während der Druckphase
der Pumpe der wirksame Druckwinkel zwischen Kolbenstange und Exzenter das Maß von
9o° weder wesentlich unterschreitet noch wesentlich übersteigt. Die Größe der Neigung
der Zylinderachse zum Gehäuseradius kann in gewissen Grenzen verschieden gewählt
werden und z. B. 6 bis i2° betragen. Bei einer vorzugsweise benutzten Neigung von
io° ergibt sich bei mäßigem Exzenterdurchmesser während der Druckphase der Pumpe
ein kleinster Druckwinkel von etwa 88°. Man kommt also auf diese Weise dem anzustrebenden
Idealzustand außerordentlich nahe. Bei der Saugphase ist die Abweichung von dem
günstigsten Winkel von goa etwas größer, indem der größte Winkel bei dieser Phase
bei dem .angegebenen Beispiel 116' beträgt. Versuche haben aber gezeigt, daß die
durch diese Abweichung bedingten Seitenkräfte noch, nicht zu einer merklichen Verschlechterung
des V@'irkungsgrades führen.
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Die Druckübertragung zwischen Kolben und Exzenter erfolgt vorteilhaft
in der Weise, daß am Pumpenkolben ein gelenkig befestigter Gleitschuh zwischen einer
auf dem Exzenter frei drehbaren Laufbüchse und seitlichen, ebenfalls relativ zum
Exzenter drehbaren Begrenzungsscheiben geführt ist, welche den Gleitschule mit winklig
umgebogenen Flanschen übergreifen.
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1--s ist eine Pumpe bekannt, hei der die Zylinder so angeordnet sind.
daß ihre Achse nicht radial zur Gehäuseachse liegt. Es handelt sich hierbei
um eine Maschine anderer Grundbauart mit umlaufendem Gehäuse, bei welcher die Zylinder
tangential zu einem konzentrisch zum Gehäuse angeordneten mittleren Saug- und Druckrohr
gerichtet sind. Aufgabe und Wirkung der vorliegenden Erfindung sind bei dieser Bauart
nicht gegeben.
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Bei Ausbildung der Pumpe mit mehreren Druckstufen sind die feststehenden
Hochdruckzylinder und Niederdruckzylinder in der gleichen Ebene in wechselnder Folge
sternartig um einen angetriebenen Exzenter herum angeordnet. Die Sternanordnung
feststehender Zylinder um einen # -in, getriebenen Exzenter ist an sich hei
1 Pumpen bekannt. Bei einer solchen Sternanordnung ist es wiederum vorteilhaft,
wenn die Zylinder jeder Druckstufe gemeinsam an einen mit einem Überdruckventil
versehenen Sammelraum angeschlossen und die Sammelräume aller Druckstufen durch
getrennte Leitungen mit dem Steuergehäuse verbunden sind. Eine weitere Verbesserung
ergibt sich. wenn die Pumpe samt Steuerorgan unterhalb des Ölspiegels in einem Ölkasten
angeordnet ist, aus welchem die Pumpenzylinder ansaugen, und aus welchem nur die
Antriebszapfen der Exzenterwelle und das Bedienungsglied des StetzeTöt%'ans sowie
die Leitungen zur Arbeitsmaschine herausgeführt sind.
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Es -ergibt sich so ein sehr einfacher und übersichtlicher Aufbäu der
Pumpe unter Vermeidung einer Schaumbildung im Öl. Die Zahl der abzudichtenden Stellen
ist gering; auch ist keine besondere Wartung erforderlich, da sämtliche Teile in
Öl laufen.
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Ein besonderer Vorteil der Pumpe nach der Erfindung besteht auch darin,
daß für die Pumpenzylinder Dichtungsmanschetten od. dgl. nicht benötigt werden.
Wie Versuche gezeigt haben, wird eine vollkommene Abdichtung dadurch erreicht, daß
die Kolben mit Dichtriefen versehen sind.
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Die Pumpe nach der Erfindung ist für den Antrieb von Arbeitsmaschinen
verschiedenster Art geeignet. Sie ist besonders zweckmäßig für den Antrieb von Pressen,
z: B. zum Biegen bzw. Richten von für den Grubenausbau bestimmten oder aus Trümmern
gewonnenen Profileisen. Dabei werden im Regelfall in der Niederdruckstufe Drücke
von 5o bis 6o at und 25o bis 3oo at in der Hochdruckstufe benötigt. Im allgemeinen
ist es ausreichend, wenn nur eine Hochdruckstufe und eine Niederdruckstufe vorgesehen
werden. Doch steht. nichts im Weg, weitere Druckstufen anzuwenden.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Fig. i ist eine Seitenansicht der gesamten Pumpe; Fig. 2 ist ein senkrechter
Querschnitt durch die Pumpe; Fig. 3 ist eine Stirnansicht zu Fig. 2; Fig.4 zeigt
an Hand eines Schemas die Zylinderanordnung und die Veränderung des Druckwinkels
bei einer Exzenterumdrehung.
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Wie Fig. i bis 3 zeigen, sind die Zylinder 2 der Niederdruckstufe
und die Zylinder 3 der Hochdruckstufe in wechselnder Folge sternartig in einem feststehenden
Gehäuse i um einen angetriebenen Exzenter :4 angeordnet. Die Kolben sind als Hohlkolben
ausgebildet und ohne besondere Dichtungs- und Führungsmittel in den Zylindern 2
bzw. 3 geführt. Für die Abdichtung genügen einfache Dichtriefen. Die inneren Enden
der Kolben sind mit den an dem Exzenter 4 anliegenden Gleitschuhen 6 gelenkig verbunden,
wohei der Abstand zwischen Gleitschub und Kolben möglichst klein gehalten ist. Zwischen
den Gleitschuhen und dem Exzenter ist eine verschleißfeste Büchse. 7 angeordnet.
Diese Büchse ist auf dem Exzenter frei drehbar. An der Außenseite sind die Gleitschuhe
von winklig gebogenen Flanschen 8 der seitlich des Exzenters angeordneten Bordscheiben
9 umschlossen. Auch diese Scheiben 9 mit ihren Flanschen 8 sind gegenüber dem Exzenter
und den Gleitschuhen frei drehbar. Hierdurch werden die Reibungsverhältnisse zwischen
den Gleitschuhen uud dem Exzenter günstig beeinflußt.
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Die Ansaugöffnungen io der Zylinder .befinden sich in den Seitenwänden
und münden unmittelbar in dem Ölraten der Pumpe. Infolge des beim
Zurückziehen
des Kolbens im Zvlinder gebildeten Vakuums wird das öl Tiber die Ansaitgöfnungen
io in den Zylinder gesaugt. Die Druckventile i i sind im Zylinderdeckel angeordnet.
Von den Druckventilen der Zylinder 2 und 3 führt je eine Druckleitung zu den im
.Pumpengehäuse angeordneten Sammelräumen 12. Es ist für die Zylinder 2 und die Zylinder
3 je ei'] Sammelraum 12 vorgesehen. Jeder- Sammelraum besitzt ein der betreffenden
Druckstufe entsprechendes Überdruckventil 12a. Von jedem Sammelraum führt eine Leitung
13 bzw. 14 zu einem Schaltorgan 15.
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Der Zvlinderl)lock i einschließlich der Sammelräume 12 und das Schaltorgan
15 sind in einem geschlossenen Ölkasten 16 angeordnet. Aus dem Kasten sind nur die
Anschlußwelle 17 für den -Motor, der Schalthebel i;a des Schaltorgans und die ztt
den Arbeitszylindern einer -Maschine, z. B. einer Presse, führenden Leitungen herausgeführt,
so daß die Pumpe mitsamt der Steuervorrichtung völlig vorn 01 umschlossen
ist.
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ie insbesondere Fig. ,4 zeigt, ist die Achse x-x der Zylinder um einen
kleinen Winkel x von vorzugsweise 10- gegenüber dem Radius des Gehäuses i geneigt,
und zwar mit (lern inneren Ende entgegen der Drehrichtung des Exzenters. Der sich
auf diese Weise ergebende Druckwinkel i3 zwischen Kolbenachse und Exzenter ist bezüglich
der verschiedenen Stellungen des Exzenters in der zu Fig. 4 gehörenden graphischen
Darstellung eingetragen. -[an erkennt, daß während des Druckhubs (vgl. die Stellungen
1II, 1I, IV und VI) diese @@'inkel die Größe von 9o° nur unwesentlich, und zwar
tarn 23, in der Stellung I-- unterschreiten.
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Durch (las im einzelnen nicht dargestellte Organ 15 kann man mittels
des Handhebels i5a eine solche Schaltung vornehmen, daß die Druckleitung 13 der
Niederdruckstufe wieder mit dem Ölraum 16 verbunden wird, so daß dann also nur die
Hochdruckstufe wirksam ist.