WO1986006794A1 - Valve-free piston pump - Google Patents

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WO1986006794A1
WO1986006794A1 PCT/CH1986/000061 CH8600061W WO8606794A1 WO 1986006794 A1 WO1986006794 A1 WO 1986006794A1 CH 8600061 W CH8600061 W CH 8600061W WO 8606794 A1 WO8606794 A1 WO 8606794A1
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piston
stroke
rotation
axis
eccentric
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PCT/CH1986/000061
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German (de)
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Inventor
Reinhold Bauckhage
Original Assignee
Bergman, Manfred
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
    • F04B7/04—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports
    • F04B7/06—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving in which the valving is performed by pistons and cylinders coacting to open and close intake or outlet ports the pistons and cylinders being relatively reciprocated and rotated

Definitions

  • the invention relates to a valve-less piston pump, with each piston stroke alternately in one stroke direction the medium to be pumped is sucked into the pump cylinder chamber and in the other stroke direction the medium to be pumped is pressed out of the pump cylinder chamber.
  • Piston pumps of this type are particularly suitable for the generation of high pressure, because these pumps convey liquid media in a constant amount regardless of their pressure within a wide range, a low surface pressure permitting suitable designs with small external dimensions.
  • piston pumps in many applications, however, are equipped with inlet and outlet valves, the intended operation of which is impaired even with relatively low mechanical contamination or high viscosity of the medium to be pumped, which leads to pressure loss and prevents delivery.
  • the purpose of the invention is to create a piston pump of the type described in the introduction, which does not have any valves which are sensitive to mechanical influences and whose activity is easily impaired.
  • Such a piston pump is characterized according to the invention in that the piston at its free end is countersunk on a section of its axial length corresponding to at least the stroke length with a radial up to about a third of its cross section Flattening of its outer circumferential wall is provided and executes a complete revolution about its longitudinal axis with each stroke, wherein it alternately opens and closes the mouths of two inlets and outlets opening opposite one another at the level of the flattening into the pump cylinder chamber.
  • the simultaneous lifting and rotating drive for the piston can be done in a technically simple and expedient manner in that the piston is articulated at its end opposite the flattened portion to a rotatably drivable eccentric. whose axis of rotation is arranged at an obtuse angle to the longitudinal axis of rotation of the piston s.
  • the axial length of the piston stroke and thus the pumped volume per stroke can advantageously be changed, which can lead to a complete abolition of the pumping action, namely if the angle between the eccentric axis of rotation and the longitudinal axis of the piston becomes zero, ie the two axes are coaxial to each other.
  • the piston then rotates only about its longitudinal axis during the eccentric drive, but no longer performs any lifting strokes.
  • Such a piston pump according to the invention is particularly suitable for conveying viscous or heterogeneous media, for example containing particles of suspended matter, which impair reliable operation of inlet and outlet valves. With particular advantage, it can also be used, for example, in coffee machines, ironing devices, mouth showers, pharmaceutical dosing machines and also as a feed pump for starting the circulation of transmission media in heating and cooling systems and the like.
  • FIG. 1b shows a radial section according to b-b in FIG. 1a
  • FIGS. 1a and 1b are the same sections as FIGS. 1a and 1b in a working position of the eccentric drive with the piston linkage in the plane of the drawing,
  • Figures 3a and 3b the same sections as Figures 1a, 1b and 2a, 2b in a working position of the eccentric drive with the piston linkage above the drawing plane and Figures 4a and 4b same sections as the previous figures in a working position of the eccentric drive with the piston linkage in the plane of the drawing opposite to the working position according to Figures 2a and 2b.
  • the piston pump then has a pump cylinder 1 with inlet and outlet openings 2 and 3 for the medium to be pumped.
  • the piston 4 is displaceable in the axial longitudinal direction and rotatably about its longitudinal axis, a pump cylinder chamber 6 being provided in front of its radial end wall 5.
  • the piston 4 is now provided at its free end facing the pump cylinder chamber 6 with a flat 7 on its outer peripheral wall, which extends from the radial piston end wall 5 over a section of its axial length which corresponds at least to the piston stroke length.
  • This flattening 7 is designed to be sunk radially approximately up to a third of the piston cross section. Due to this flattening, the piston 4 can alternately open and close the two inlet and outlet openings 2 and 3 on the pump cylinder 1 to the pump cylinder chamber 6 each time it rotates about its longitudinal axis, as is the case in the working position according to FIGS.
  • the piston 4 is articulated at its end 8 opposite this flattening 7 or, if appropriate, via a piston rod (not shown) to an eccentric 9 which is continuously rotatably drivable in the direction of the arrow F.
  • the axis of rotation D of this eccentric 9 is arranged relative to the longitudinal axis of rotation of the piston 4 such that the two axes are aligned at an obtuse angle to one another.
  • the piston or piston rod linkage 10 is designed such that on the one hand there is not only a non-rotatable connection between the piston 4 and the eccentric 9 so that the piston rotates with the eccentric, but on the other hand also a rigid connection between the piston 4 or one Piston rod and the eccentric 9 in the longitudinal direction of the piston. Due to the angular arrangement of the eccentric 9, the distance of the articulation point 10 from the pump cylinder 1, which is in itself fixed, changes constantly, so that the piston 4 is thereby simultaneously driven to a reciprocating stroke movement.
  • This articulation 10 itself can consist of a bolt 11 having a ball 12 at one end in a simple configuration as in the exemplary embodiment shown carries, with which he in a corresponding recess on the inner circumference of the hollow cylindrical eccentric
  • valveless piston pump The operation of such a valveless piston pump is as follows:
  • pistons and cylinders can be made from polypropylene, ceramic or steel.
  • the piston can be made of noble steel with a diameter of 3.2mm and the cylinder made of polypropylene with an outer diameter of 15mm.
  • a maximum pressure of 20 bar and a delivery volume of around 180ml / min can be achieved.

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Abstract

The piston (4) of the pump comprises at its free end a flattening (7) of which the length corresponds to at least the piston stroke and of which the depth extends down to one third of its cross-section. The piston effects, during the stroke, a complete rotation about its axis, thereby alternatingly opening and closing a supply line (2) and a discharge line (3) which are arranged opposite to each other and which open in the pumping cylinder (6). The extremity (8) of the piston which is opposite to the flattening (7) is pivoted on a rotary eccentric (9) of which the rotation axis (D) forms an acute angle with the piston axis so that the piston (4) effects, upon the rotation of the eccentric (9), simultaneously an axial stroke and a rotation about its axis.

Description

Ventillose KolbenpumpeValveless piston pump
Die Erfindung betrifft eine ventillose Kolbenpumpe, wobei bei jedem Kolbenhub abwechselnd in einer Hubrichtung ein Ansaugen des zu fördernden Mediums in die Pumpenzylinderkammer und in der anderen Hubrichtung ein Herausdrücken des zu fördernden Mediums aus der Pumpenzylinderkammer erfolgt.The invention relates to a valve-less piston pump, with each piston stroke alternately in one stroke direction the medium to be pumped is sucked into the pump cylinder chamber and in the other stroke direction the medium to be pumped is pressed out of the pump cylinder chamber.
Derartige Kolbenpumpen eignen sich vor allem für die Erzeugung hohen Druckes, denn diese Pumpen fördern in weiten Grenzen flüssige Medien in konstanter Menge unabhängig von deren Druck, wobei ein geringer Flächendruck zweckmässige Ausbildungen mit geringen äusseren Abmessungen ermöglicht.Piston pumps of this type are particularly suitable for the generation of high pressure, because these pumps convey liquid media in a constant amount regardless of their pressure within a wide range, a low surface pressure permitting suitable designs with small external dimensions.
Ein Nachteil von Kolbenpumpen ist jedoch bei vielen Anwendungsfällen, dass diese mit Einlass- und Auslassventilen ausgestattet sind, deren bestimmungsgemässe Tätigkeit schon bei verhältnismässig geringen mechanischen Verunreinigungen oder hoher Viskosität des zu fördernden Mediums beeinträchtigt wird, was zu Druckverlust führt und eine Förderung verhindert.A disadvantage of piston pumps in many applications, however, is that they are equipped with inlet and outlet valves, the intended operation of which is impaired even with relatively low mechanical contamination or high viscosity of the medium to be pumped, which leads to pressure loss and prevents delivery.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Kolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art, welche keine gegen mechanische Einwirkungen empfindliche und in ihrer Tätigkeit leicht zu beeinträchtigende Ventile aufweist.The purpose of the invention is to create a piston pump of the type described in the introduction, which does not have any valves which are sensitive to mechanical influences and whose activity is easily impaired.
Eine solche Kolbenpumpe ist hierzu erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben an seinem freien Ende auf einem wenigstens der Hublänge entsprechenden Abschnitt seiner axialen Länge mit einer radial bis zu etwa einem Drittel seines Querschnittes eingesenkten Abflachung seiner Aussenumfangswand versehen ist und bei jedem Hub eine ganze Umdrehung um seine Längsachse ausführt, wobei er die Mündungen zweier in Höhe der Abflachung einander gegenüberliegend in die Pumpenzylinderkammer mündende Zu- bzw. Ableitungen abwechselnd öffnet und verschliesst.Such a piston pump is characterized according to the invention in that the piston at its free end is countersunk on a section of its axial length corresponding to at least the stroke length with a radial up to about a third of its cross section Flattening of its outer circumferential wall is provided and executes a complete revolution about its longitudinal axis with each stroke, wherein it alternately opens and closes the mouths of two inlets and outlets opening opposite one another at the level of the flattening into the pump cylinder chamber.
Der gleichzeitige Hub- und Drehantrieb für den Kolben kann hierzu in technisch einfacher und zweckmässiger Weise dadurch erfolgen, dass der Kolben an seinem der Abflachung gegenüberliegenden Ende an einem drehbar antreibbaren Exzenter angelenkt ist. dessen Drehachse in einem stumpfen Winkel zu der Längsdrehachse des Kolben s angeordnet ist.The simultaneous lifting and rotating drive for the piston can be done in a technically simple and expedient manner in that the piston is articulated at its end opposite the flattened portion to a rotatably drivable eccentric. whose axis of rotation is arranged at an obtuse angle to the longitudinal axis of rotation of the piston s.
Durch eine Veränderung des Winkels zwischen der Exzenterdrehachse und der Kolbenlängsdrehachse kann dabei in vorteilhafter Weise die axiale Länge des Kolbenhubes und damit das gepumpte Volumen pro Hub verändert werden, was bis zu einer völligen Aufhebung der Pumpwirkung führen kann, wenn nämlich der Winkel zwischen der Exzenterdrehachse und der Kolbenlängsdrehachse gleich Null wird, d.h. die beiden Achsen in koaxialer Verlängerung zueinander liegen. Der Kolben dreht sich dann nämlich während des Exzenterantriebes nur um seine Längsachse, führt aber keine fördernden Hubbewegungen mehr aus.By changing the angle between the eccentric axis of rotation and the longitudinal axis of the piston, the axial length of the piston stroke and thus the pumped volume per stroke can advantageously be changed, which can lead to a complete abolition of the pumping action, namely if the angle between the eccentric axis of rotation and the longitudinal axis of the piston becomes zero, ie the two axes are coaxial to each other. The piston then rotates only about its longitudinal axis during the eccentric drive, but no longer performs any lifting strokes.
Wird der Winkel zwischen den beiden Drehachsen über diese koaxiale Nullstellung hinaus dann noch weiter verändert, kehrt sich die Förderrichtung um und die Pumpwirkung nimmt dann in dieser entgegengesetzten Förderrichtung mit fortschreitender Winkelveränderung wieder zu. Eine solche Kolbenpumpe nach der Erfindung ist insbesondere geeignet zur Förderung viskoser oder heterogener, beispielsweise Schwebstoffteilchen enthaltender Medien, welche eine zuverlässige Tätigkeit von Ein- und Auslassventilen beeinträchtigen. Mit besonderem Vorteil ist sie beispielsweise ferner verwendbar in Kaffeemaschinen, Bügelapparaten, Mundduschen, pharmazeutischen Dosiermaschinen sowie auch als Förderpumpe zum Anlaufen des Umlaufes von Uebertragungsmedien in Heiz- und Kühlsystemen und dergleichen.If the angle between the two axes of rotation is then changed further beyond this coaxial zero position, the conveying direction is reversed and the pumping action then increases again in this opposite conveying direction as the angle changes. Such a piston pump according to the invention is particularly suitable for conveying viscous or heterogeneous media, for example containing particles of suspended matter, which impair reliable operation of inlet and outlet valves. With particular advantage, it can also be used, for example, in coffee machines, ironing devices, mouth showers, pharmaceutical dosing machines and also as a feed pump for starting the circulation of transmission media in heating and cooling systems and the like.
In der beigefügten Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsmöglichkeit einer ventillosen Kolbenpumpe nach der Erfindung schematisch dargestellt, wobei zeigen:In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a valve-less piston pump according to the invention is shown schematically, in which:
Figur 1a in einem Axialschnitt nach a-a in Figur 1b den Pumpenzylinder mit den Ein- und Auslassöffnungen sowie den Kolben und seinen abgewinkelten Exzenterantrieb in einer Arbeitsstellung mit der Kolbenanlenkung unterhalb der Zeichenebene,1a in an axial section according to a-a in FIG. 1b the pump cylinder with the inlet and outlet openings as well as the piston and its angled eccentric drive in a working position with the piston linkage below the plane of the drawing,
Figur 1b einen Radialschnitt nach b-b in Figur 1a,1b shows a radial section according to b-b in FIG. 1a,
Figuren 2a und 2b gleiche Schnitte wie die Figuren 1a und 1b in einer Arbeitsstellung des Exzenterantriebes mit der Kolbenanlenkung in der Zeichenebene,2a and 2b are the same sections as FIGS. 1a and 1b in a working position of the eccentric drive with the piston linkage in the plane of the drawing,
Figuren 3a und 3b gleiche Schnitte wie die Figuren 1a, 1b sowie 2a, 2b in einer Arbeitsstellung des Exzenterantriebes mit der Kolbenanlenkung über der Zeichenebene und Figuren 4a und 4b gleiche Schnitte wie die vorhergehenden Figuren in einer Arbeitsstellung des Exzenterantriebes mit der Kolbenanlenkung in der Zeichenebene entgegengesetzt zu der Arbeitsstellung nach den Figuren 2a und 2b.Figures 3a and 3b the same sections as Figures 1a, 1b and 2a, 2b in a working position of the eccentric drive with the piston linkage above the drawing plane and Figures 4a and 4b same sections as the previous figures in a working position of the eccentric drive with the piston linkage in the plane of the drawing opposite to the working position according to Figures 2a and 2b.
Danach besitzt die Kolbenpumpe einen Pumpenzylinder 1 mit den Ein- und Auslassöffnungen 2 und 3 für das zu fördernde Medium. Innerhalb des Pumpenzylinders 1 ist der Kolben 4 in axialer Längsrichtung verschiebbar und um seine Längsachse drehbar geführt, wobei vor seiner radialen Stirnwand 5 eine Pumpenzylinderkammer 6 vorgesehen ist.The piston pump then has a pump cylinder 1 with inlet and outlet openings 2 and 3 for the medium to be pumped. Inside the pump cylinder 1, the piston 4 is displaceable in the axial longitudinal direction and rotatably about its longitudinal axis, a pump cylinder chamber 6 being provided in front of its radial end wall 5.
Der Kolben 4 ist nun bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an seinem freien, der Pumpenzylinderkammer 6 zugewandten Ende mit einer Abflachung 7 seiner Aussenumfangswand versehen, welche sich von der radialen Kolbenstirnwand 5 aus über einen Abschnitt seiner axialen Länge erstreckt, welche wenigstens der Kolbenhublänge entspricht. Diese Abflachung 7 ist radial etwa bis zu einem Drittel des Kolbenquerschnittes eingesenkt ausgebildet. Durch diese Abflachuπg kann der Kolben 4 bei jeder Umdrehung um seine Längsachse die beiden Ein- und Auslassöffnungen 2 und 3 am Pumpenzylinder 1 zu der Pumpenzylinderkammer 6 abwechselnd je einmal öffnen und verschliessen, wie es zum einen bei der Arbeitsstellung nach den Figuren 1a und 1b der Fall ist, wo die Einlassöffnung 2 zu der Pumpenzylinderkammer 6 offen und die Auslassöffnung 3 gegenüber der Pumpenzylinderkammer 6 verschlossen ist, und zum anderen bei der entgegengesetzten Arbeitsstellung nach den Figuren 3a und 3b, wo die Einlassöffnung 2 zu der Pum penzylinderkammer 6 verschlossen und die Auslassöffnung 3 nach der Pumpenzylinderkammer 6 offen ist.In the embodiment shown, the piston 4 is now provided at its free end facing the pump cylinder chamber 6 with a flat 7 on its outer peripheral wall, which extends from the radial piston end wall 5 over a section of its axial length which corresponds at least to the piston stroke length. This flattening 7 is designed to be sunk radially approximately up to a third of the piston cross section. Due to this flattening, the piston 4 can alternately open and close the two inlet and outlet openings 2 and 3 on the pump cylinder 1 to the pump cylinder chamber 6 each time it rotates about its longitudinal axis, as is the case in the working position according to FIGS. 1a and 1b Case is where the inlet opening 2 to the pump cylinder chamber 6 is open and the outlet opening 3 is closed with respect to the pump cylinder chamber 6, and on the other hand in the opposite working position according to Figures 3a and 3b, where the inlet opening 2 to the pump closed cylinder chamber 6 and the outlet opening 3 after the pump cylinder chamber 6 is open.
In den Zwischenstellungen nach den Figuren 2a und 2b sowie 4a und 4b besteht keine die Förderwirkung beeinträchtigende direkte Verbindung zwischen den beiden Ein- und Auslassöffnungen 2 und 3.In the intermediate positions according to FIGS. 2a and 2b and 4a and 4b, there is no direct connection between the two inlet and outlet openings 2 and 3 which would impair the conveying effect.
Bei dem dargestellten bevorzugten Aus f ührungs beispiel ist der Kolben 4 an seinem dieser Abflachung 7 entgegengesetzten Ende 8 oder auch gegebenenfalls über eine nicht dargestellte Kolbenstange an einem Exzenter 9 angelenkt, welcher in Richtung des Pfeiles F kontinuierlich drehbar antreibbar ist. Die Drehachse D dieses Exzenters 9 ist dabei gegenüber der Längsdrehachse des Kolbens 4 so angeordnet, dass die beiden Achsen in einem stumpfen Winkel zueinander ausgerichtet sind.In the preferred exemplary embodiment shown, the piston 4 is articulated at its end 8 opposite this flattening 7 or, if appropriate, via a piston rod (not shown) to an eccentric 9 which is continuously rotatably drivable in the direction of the arrow F. The axis of rotation D of this eccentric 9 is arranged relative to the longitudinal axis of rotation of the piston 4 such that the two axes are aligned at an obtuse angle to one another.
Die Kolben- oder Kolbenstangenanlenkung 10 ist so ausgebildet, dass einerseits nicht nur eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kolben 4 und dem Exzenter 9 besteht, so dass sich der Kolben mit dem Exzenter dreht, sondern andererseits auch eine starre Verbindung zwischen dem Kolben 4 bzw. einer Kolbenstange und dem Exzenter 9 in Kolbenlängs richtung . Durch die gewin kelte Anordnung des Exzenters 9 wechselt somit die Entfernung der Anlenkstelle 10 von dem an sich fest angeordneten Pumpenzylinder 1 ständig, so dass der Kolben 4 dadurch gleichzeitig auch zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung angetrieben wird.The piston or piston rod linkage 10 is designed such that on the one hand there is not only a non-rotatable connection between the piston 4 and the eccentric 9 so that the piston rotates with the eccentric, but on the other hand also a rigid connection between the piston 4 or one Piston rod and the eccentric 9 in the longitudinal direction of the piston. Due to the angular arrangement of the eccentric 9, the distance of the articulation point 10 from the pump cylinder 1, which is in itself fixed, changes constantly, so that the piston 4 is thereby simultaneously driven to a reciprocating stroke movement.
Diese Anlenkung 10 selbst kann in einfacher Ausbildung wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Bolzen 11 bestehen, der an einem Ende eine Kugel 12 trägt, womit er in einer entsprechenden Ausnehmung am Innenumfang des hohlzylindrisch ausgebildeten ExzentersThis articulation 10 itself can consist of a bolt 11 having a ball 12 at one end in a simple configuration as in the exemplary embodiment shown carries, with which he in a corresponding recess on the inner circumference of the hollow cylindrical eccentric
9 beweglich gelagert ist, und dessen freies Ende in einer Querbohrung am rückwärtigen Ende 8 des Kolbens 4 oder einer Kolbenstange sitzt.9 is movably mounted, and the free end of which is seated in a transverse bore at the rear end 8 of the piston 4 or a piston rod.
Die Arbeitsweise einer solchen ventillosen Kolbenpumpe ist folgendermas sen:The operation of such a valveless piston pump is as follows:
Ausgehend von der Arbeitsstellung nach den Figuren 1a und 1b, in welcher sich die Anlenkung 10 unterhalb der Zeichenebene befindet, dreht der Exzenter 9 in Richtung des Pfeils F um seine Längsachse D, wobei sich durch die gewinkelte Anordnung dieser Exzenterdrehachse gegenüber der Kolbenlängsachse die Kolbenanlenkung 10 von dem fest angeordneten Pumpenzylinder 1 entfernt und den Kolben 4 mit nach rückwärts zieht. Da der Kolben 4 in dieser Arbeitsstellung eine solche Längsdrehlage einnimmt, dass die eine (Einlass-)Oeffnung 2 durch die Abflachung 7 der Kolbenumfangswand nicht verschlossen ist, während die andere (Auslass-)Oeffnung 3 von der nicht abgeflachten Kolbenumfangswand dagegen verschlossen ist, wird das zu fördernde Medium durch die (Einlass-)Oeffnung 2 in die Pumpenzylinderkammer 6 eingesaugt. Dieser Eins augvorgang erfolgt, bis der Kolben 4 und seine Anlenkung 10 die Arbeitsstellung nach den Figuren 2a und 2b einnehmen, wobei sich die AnlenkungStarting from the working position according to FIGS. 1a and 1b, in which the articulation 10 is located below the plane of the drawing, the eccentric 9 rotates in the direction of the arrow F about its longitudinal axis D, the angled arrangement of this eccentric axis of rotation relative to the longitudinal axis of the piston causing the piston articulation 10 removed from the fixed pump cylinder 1 and pulls the piston 4 backwards. Since the piston 4 assumes such a longitudinal rotational position in this working position that one (inlet) opening 2 is not closed by the flattening 7 of the piston peripheral wall, while the other (outlet) opening 3 is closed by the non-flattened piston peripheral wall the medium to be pumped is sucked through the (inlet) opening 2 into the pump cylinder chamber 6. This one-eye process takes place until the piston 4 and its articulation 10 assume the working position according to FIGS. 2a and 2b, the articulation taking place
10 in Höhe der Zeichenebene und der Kolben 4 in seiner rückwärtigen Hubstellung befinden und wobei der Kolben 4 gleichzeitig eine Vierteldrehung um seine Längsachse ausgeführt hat.10 at the level of the drawing plane and the piston 4 in its rearward stroke position and the piston 4 has simultaneously made a quarter turn about its longitudinal axis.
Bei Weiterdrehung des Exzenters 9 und des Kolbens 4 um eine Vierteldrehung in die Arbeitsstellung nach den Fi guren 3a und 3b gelangt die Kolbenanlenkung 10 über die Zeichenebene und der Kolben 4 macht gleichzeitig mit einem geringen Vorschub eine weitere Vierteldrehung, bis seine Abflachung 7 sich gegenüber der (Auslass-)Oeffnung 3 befindet und die gegenüberliegende andere (Einlass-)Oeffnung 2 von der nicht abgeflachten Kolbenumfangswand verschlossen ist.With further rotation of the eccentric 9 and the piston 4 by a quarter turn in the working position according to the Fi 3a and 3b, the piston linkage 10 passes over the plane of the drawing and the piston 4 simultaneously makes a further quarter turn with a slight feed until its flattening 7 is located opposite the (outlet) opening 3 and the other (inlet) opening 2 opposite from it the non-flattened piston peripheral wall is closed.
Dreht der Exzenter dann weiter in die Arbeitsstellung nach den Figuren 4a und 4b, wird der Kolben 4 durch die Annäherung der Anlenkung 10 an den fest angeordneten Pumpenzylinder 1 nach vorn gestossen und drückt das in der Pumpenzylinderkammer B befindliche Medium aus der (Auslass-)Oeffnung 3 heraus. Dieser Ausstossvorgang erfolgt, bis der Kolben 4 und seine Anlenkung 10 die Arbeitsstellung nach den Figuren 4a und 4b einnehmen, wobei sich die Anlenkung 10 wiederum in Höhe der Zeichenebene und der Kolben 4 in seiner vorderen Hubstellung befinden und wobei der Kolben 4 wieder gleichzeitig eine Vierteldrehung um seine Längsachse ausgeführt hat.If the eccentric then rotates further into the working position according to FIGS. 4a and 4b, the piston 4 is pushed forward by the approach of the linkage 10 to the fixedly arranged pump cylinder 1 and presses the medium located in the pump cylinder chamber B out of the (outlet) opening 3 out. This ejection process takes place until the piston 4 and its linkage 10 assume the working position according to FIGS. 4a and 4b, the linkage 10 again being at the level of the drawing plane and the piston 4 in its forward stroke position, and the piston 4 again being a quarter turn at the same time about its longitudinal axis.
Die Weiterdrehung des Exzenters 9 in Pfeilrichtung F um seine Drehachse D bringt diesen und den Kolben dann wieder in die Ausgangsstellung nach den Figuren 1a und 1b, womit ein neuer Ansaugvorgang beginnt.The further rotation of the eccentric 9 in the direction of arrow F about its axis of rotation D brings it and the piston back into the starting position according to FIGS. 1a and 1b, with which a new suction process begins.
Die Abmessungen und Herstellungsmaterialien einer solchen Pumpe richten sich natürlich nach deren praktischen Verwendungszweck. So können beispielsweise Kolben und Zylinder aus den Werkstoffen Polypropylen, Keramik oder Stahl gefertigt werden.The dimensions and manufacturing materials of such a pump naturally depend on its practical use. For example, pistons and cylinders can be made from polypropylene, ceramic or steel.
Bei einer Verwendung dieser Pumpe beispielsweise in einer Expresso-Kaffeemaschine kann der Kolben aus Edel stahl mit einem Durchmesser von 3,2mm und der Zylinder aus Polypropylen mit einem Aussendurchmesser von 15mm bestehen. Mit einem Antrieb mittels eines Gleichstrommotors von 20 bis 40 W kann dabei ein Druck von maximal 20 bar und ein Fördervolumen von etwa 180ml/min erreicht werden. When using this pump, for example in an Expresso coffee machine, the piston can be made of noble steel with a diameter of 3.2mm and the cylinder made of polypropylene with an outer diameter of 15mm. With a drive using a DC motor of 20 to 40 W, a maximum pressure of 20 bar and a delivery volume of around 180ml / min can be achieved.

Claims

PATENTANSPRUECHE PATENT CLAIMS
1. Ventillose Kolbenpumpe, wobei bei jedem Kolbenhub abwechselnd in einer Hubrichtung ein Ansaugen des zu fördernden Mediums in die Pumpenzylinderkammer und in der anderen Hubrichtung ein Herausdrücken des zu fördernden Mediums aus der Pumpenzylinderkammer erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) an seinem freien Ende auf einem wenigstens der Hublänge entsprechenden Abschnitt seiner a xia len Länge mit einer radial bis zu etwa einem Drittel seines Quers chnitte s eingesenkten Abflachung (7) seiner Aussenumfangswand versehen ist und bei jedem Hub eine ganze Umdrehung um seine Längsachse ausführt, wobei er die Mündungen zweier in Höhe der Abflachung einander gegenüberliegend in die Pumpenzylinderkammer (6) mündende Zu- bzw. Ableitungen (2, 3) abwechselnd öffnet und verschliesst.1. Valveless piston pump, with each piston stroke alternately in one stroke direction, the medium to be pumped is sucked into the pump cylinder chamber and in the other stroke direction, the medium to be pumped is pushed out of the pump cylinder chamber, characterized in that the piston (4) is at its free End on a at least the stroke length corresponding portion of its axial length is provided with a radially up to about a third of its cross-sectional s sunk flat (7) of its outer peripheral wall and makes a complete revolution about its longitudinal axis with each stroke, wherein he muzzle two inlets and outlets (2, 3) opening opposite one another at the level of the flattening and opening into the pump cylinder chamber (6) alternately opens and closes.
2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) an seinem der Abflachung (7) gegenüberliegenden Ende (8) an einem drehbar antreibbaren Exzenter (9) angelenkt ist, dessen Drehachse (D) in einem stumpfen Winkel zu der Längsdrehachse des Kolbens angeordnet ist.2. Piston pump according to claim 1, characterized in that the piston (4) is articulated at its end (8) opposite the flattened portion (7) to a rotatably drivable eccentric (9) whose axis of rotation (D) is at an obtuse angle to the Longitudinal axis of rotation of the piston is arranged.
3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Exzenterdrehachse (D) und der Kolbenlängsachse veränderbar ist. 3. Piston pump according to claim 1 and 2, characterized in that the angle between the eccentric axis of rotation (D) and the longitudinal piston axis is variable.
PCT/CH1986/000061 1985-05-10 1986-05-09 Valve-free piston pump WO1986006794A1 (en)

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CH2000/85-6 1985-05-10

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AU (1) AU5810886A (en)
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