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Regelbare Förderpumpe Die Erfindung bezieht sich auf einstellbare
Förderpumpen mit Schiefscheibenantrieb. Ihr Gegenstand ist eine einfache und zweckdienliche
Einstellvorrichtung für solche Pumpen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen Steuerzylinder, der
an einem Ende mit der Druckseite der Pumpe in Verbindung steht, und an der anderen
Seite eine Durchflußöffnung besitzt, einen in dem Zylinder gleitenden Kolben, der
von der einen Seite mit dem Druck einer Feder, von der anderen Seite von dem Flüssigkeitsdruck
beaufschlagt ist und die Stellung der Schiefscheibe regelt, Mittel zur Herstellung
einer gedrosselten Verbindung zwischen den beiden Zylinderseiten, ein bewegliches
Verschlußglied für die Durchflußöffnung und vom Flüssigkeitsdruck abhängige Mittel
zur Betätigung desselben. In der Zeichnung bedeutet Fig. i eine Seitenansicht einer
einstellbaren Förderpumpe nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt längs der
Linie 2-2 in Fig. i, Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. i, eine Abwandlung betreffend;
Fig.4 bis 6 Querschnitte zur Darstellung von Einzelheiten in Fig. i oder 3.
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Die Pumpe nach Fig. i und -2 besitzt ein Gehäuse p mit einem Drehkörper
o mit einer Anzahl Bohrungen q, in denen ein hin und her gehender Kolben r angeordnet
ist. Wenn der Körper o rotiert, werden die (Kolben r in einer Richtung durch die
in ihrem Winkel zur Drehachse einstellbare Schiefscheibe s und in der Gegenrichtung
durch die Federn t bewegt, die ebenfalls in den Bohrungen q angeordnet sind. Durch
den Druck der Federn liegt eine Fläche des Drehkörpers gegen
eine
Fläche u des Gehäuses p an. Die Fläche ze besitzt einen bogenförmigen Einlaßkanal,
nicht gekennzeichnet, der mit einem Flüssigkeitseinlaß v im Gehäuse in Verbindung
steht, und einen bogenförmigen Auslaßkanal w, der mit einem Auslaß, nicht gekennzeichnet,
im Gehäuse in Verbindung steht.
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Zweck der Erfindung in bezug auf die Pumpe nach Fig. i und 2 ist,
die Fördermenge in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsdruck zu steuern, der von der
Umfangsgeschwindigkeit des Drehkörpers o bestimmt wird. (Dieser Druck kann von einer
Zentrifugalpumpe erzeugt werden, die z. B. mit dem Drehkörper o verbunden ist.)
Zu diesem Zweck kann dieser eine axiale Bohrung x besitzen, die an einem Ende mit
dem Einlaß v in Verbindung steht und an ihrem inneren Ende mit einer Anzahl radialer
Bohrungen y in dem Drehkörper. Die Flüssigkeit fließt vom Einlaß v durch die Bohrung
x und wird durch Zentrifugalkräfte durch die radialen Bohrungen y in das Innere
des Gehäuses p rund um den Drehkörper o gedrückt.
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An das Gehäuse p ist ein geschlossener Steuerzylinder 2 angesetzt.
In ihm kann sich ein von der Feder 4 belasteter Steuerkolben 3 bewegen, der über
die Stange 5 mit der Schiefscheibe s verbunden ist. Der innere Teil des Steuerzylinders
2, das ist der auf der Seite der Stange 5 liegende Teil, steht mit dem Auslaßkanal
w über einen Kanal 6 im Gehäuse p in freier Verbindung und außerdem über einen engen
Kanal 7 mit dem anderen äußeren Teil des Steuerzylinders, das ist der Teil, in dem
die Feder 4 angeordnet ist. Der Verbindungskanal 7 wird durch einen Stöpsel 8 (Fig.
2) einstellbar verengt. Die äußere Stirnfläche des Steuerzylinders 2 besitzt eine
Bohrung 9, die an ihrer Außenseite einen Sitz für ein Verschlußstück io trägt. Dieses
sitzt an einem an der Außenfläche des Steuerzylinders drehbar gelagerten Hebel #i
i und wird durch die Feder 12 unter Hebelwirkung gegen den Sitz gepreßt.
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Der Steuerzylinder 2 ragt in eine Kammer 13, die dem Pumpengehäuse
angeformt oder an ihm befestigt ist und mit dem Einlaß v oder einem, Sumpf in Verbindung
steht. Die Außenseite der Kammer 13 ist von einer Membran 14 abgeschlossen, die
in ihrem Mittelpunkt einen Bolzen 15 trägt und mit diesem gegen das dem Verschlußkörper,io
abgewendete Ende des Hebels @i i drückt. Auf der anderen Membranseite befindet sich
eine weitere Kammer 16, die von der Membran und dem Deckel 17 gebildet wird und
mit der vorerwähnten Zentrifugalpumpe über einen Kanal 18 und das Innere des Gehäuses
in Verbindung steht. Durch eine Stopfbüchse an einem zylindrischen hohlen Ansatz
21 des Deckels 17 ragt ein Stift i9, der über eine Schraubenfeder 2o mit der Membran
14 verbunden ist und anderweits über einen an einem Ausleger 23° drehbar gelagerten
Hebel 22 vom Maschinenwärter betätigt werden kann.
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Es sei angenommen, die Schiefscheibe befinde sich in einer Stellung
maximaler Förderung, wie Fig. i zeigt. Sie wird in dieser Stellung so lange verharren,
wie der in der Kammer 16 und auf die Membran 14 wirkende Druck unter einem 'vorher
eingestellten Wert bleibt. Solange verschließt Teil io die öffnung g, und der Druck
zu beiden Seiten des Steuerkolbens 3 ist gleich. Wird der Drück auf die Membran
aber größer, so hebt das Verschlußstück io ab, der Druck im äußeren Teil des Steuerzylinders
2 fällt, und unter dem Druck der Flüssigkeit im inneren Teil bewegt sich der Steuerkolben
3 gegen die Feder 4 und verstellt die Schiefscheibe s so lange, bis ein neues Gleichgewicht
erreicht ist. Durch Betätigen des Hebels 22 kann die Geschwindigkeit, mit der der
Preßdruck auf die Membran 14 wirksam wird, erhöht werden. In Fig. a ist der Hebel
22 in seinen beiden Endlagen einmal ausgezogen, das andere Mal gestrichelt gezeichnet.
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pie bedarfsweise öffnung des VerschlußstÜckes io kann auch in anderer
Weise erfolgen, wie Fig. 3 in einem Beispiel zeigt. Der Hebel 94 dient zur Einstellung
der Geschwindigkeit, mit der der Druck auf die Membran 14 wirksam wird. Er ist auf
der Außenseite der Membran an der Achse 95 drehbar gelagert, die durch einen zweiten
Hebel 96 außerhalb der Kammer 16 von Hand verstellt werden kann. An dem Hebel 94
angeformt... oder mit ihm verbunden ist ein Widerlager 98, durch das der Hebel ri
über die Membran bewegt und das Verschlußstück io von seinem Sitz 9 abgehoben wird.
Dadurch entströmt Flüssigkeit aus dem Außenteil des Steuerzylinders 2, und die Verstellbewegung
der Schiefscheibe ist die gleiche wie zuvor beschrieben. Letztere nimmt eine neue
Lage ein, in der die Pumpe weniger fördert. Der Steuerkolben verharrt in seiner
Stellung, und die Pumpe fördert gleichmäßig nur so viel, daß z. B. ein Antriebsmotor
im Leerlauf weiterläuft.
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Soll die normaleFörderleistungwiederhergestellt werden, so wird der
Hebel 96 zurückgestellt, und die Membran 14 kann unter dem Flüssigkeitsdruck
frei auf den Hebel i i wirken.
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Dem Bestreben der Feder 97, die Membran zu verziehen, wirkt die Feder
99 entgegen, die mit einem Ende an der Membran in der Nähe ihres Mittelpunktes und
mit dem anderen Ende mit der Kappe 37 verbunden ist.
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In allen anderen Punkten ähnelt die Pumpe nach Fig. 3 weitgehend der
nach Fig. i und 2; hierfür sind gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Fig.4 zeigt eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
durch die sie automatisch als Pumpe konstanter Förderleistung arbeitet, sobald der
auf den Steuerkolben wirkende Flüssigkeitsdruck unter einen vorgegebenen Wert sinkt.
Zu diesem Zweck wird der feste oder einstellbare Stöpsel 8 (Fig.2) durch einen schmalen,
in einer Bohrung 102 des Gehäuses p gleitenden Ventilkolben ersetzt. Der Ventilkolben
wird auf einer Seite vom Flüssigkeitsdruck, auf der anderen vorn Druck einer Schraubenfeder
ioi bestimmterHärte beaufschlagt.
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Übersteigt, wenn die Pumpe in Tätigkeit ist, der Druck der geförderten
Flüssigkeit einen bestimmten.
Betrag, so verschiebt er gegen die
Federwirkung den Ventilkolben ioo in seine Offenstellung, bei der eine Verbindung
103 zwischen dem inneren Teil des Steuerzylinders 2 und der Druckseite der
Pumpe besteht. Sollte aus irgendeinem Grunde der Druck unter einen Mindestwert fallen,
so kehrt der Ventilkolben ioo unter dem Druck der Feder iioi in seine gezeichnete
Sperrstellung zurück und unterbricht den Zutritt von Flüssigkeit zum Steuerzylinder.
Die Feder 4 drückt den Steuerkolben 3 und die Stange 5 vor in eine Stellung, bei
der die Pumpe ihre maximale Förderleistung abgibt.
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Damit der Ventilkolben die geschilderte Bewegung ausführen kann, ist
er mit Bohrungen 104 versehen, durch die die beiden Steuerzylinderseiten miteinander
bei geschlossenem Ventil kommunizieren können. Durchmesser des Ventilkolbens und
seiner Bohrungen sind so abgestimmt, daß bei offenem Ventil zwischen den beiden
Zylinderteilen eine Sickerverbindung besteht.
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An Stelle des Ventilkolbens ioo nach Fig. 4 kann auch ein Ventilkolben
iöoa nach Fig. 5 verwendet werden, der wieder vom Flüssigkeitsdruck gegen die Wirkung
einer Feder ioia beaufschlagt wird. Freie Verbindung besteht in einem Falle zwischen
<lern Kanal 103a und dem inneren Teil des Steuerzylinders 12 und einer mit der
Druckseite der Pumpe in Verbindung stehenden Öffnung 1o5, eine Sickerverbindung
im anderen Falle längs eines in der Bohrung @io2° fest oder einstellbar angeordneten
Bolzens 1o6. In der Sperrstellung bei geringem Pumpendruck bringt der Ventilkolben
den Kanal 103" mit einer Öffnung 107 in Verbindung, die mit der Ansaugseite oder
anderen passenden Stellen der Pumpe, in denen der Druck verhältnismäßig niedrig
ist, in Verbindung steht.
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An der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit den oder ohne die Abwandlung
nach Fig. 3 bis 5, können auch mit Vorteil iMittel vorgesehen werden, durch die
die Förderung gedrosselt wird, wenn in einem Teil des von der Pumpe versorgten Systems
eine überhohe Temperatur auftreten sollte. Zu diesem Zweck erhält der Steuerzylinder
2 ein Hilfsventil in Form einer weiteren Öffnung 1o8 (Fig. 6), die im normalen Betrieb
durch einen mit einer Feder iio belasteten Körper 1o9 verschlossen ist. Dieser wird
betätigt durch den Anker 114 eines Elektromagneten, dessen Wicklung i,i-i in einem
Stromkreis mit einem Paar normalerweise offener Kontakte .112 liegt. Diese Kontakte
werden betätigt von einem Thermostaten oder Temperaturfühler, z. B. einem Bimetallstreifen
113, der z. B. an dem Motor so angeordnet ist, daß er einer auftretenden überhohen
Temperatur ausgesetzt ist. In einem solchen Falle werden die Kontakte 1112 geschlossen,
der Elektromagnet erregt, der Körper iocg von der Öffnung abgehoben und so die Pumpenleistung
auf einen voreingestellten Wert verringert. Wahlweise kann der Magnet auch durch
ein von einem entsprechend angebrachten thermoelektrischen Element erregtes Relais
gesteuert werden. In einer weiteren Abwandlung der; Konstruktion wird der Hebel
i i (Fig. i und 2) mit einer seiner Wirkung übergeordneten Vorrichtung, z. B. einem
Elektromagneten, kombiniert und die Pumpenleistung, wenn der Magnet erregt ist,
über die zuvor beschriebene Öffnung 9, io herabgesetzt.
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Entsprechend sind Anpassungen der Konstruktion an andere Anforderungen
möglich, und die Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt.