<Desc/Clms Page number 1>
Pumpe mit einem von einem Exzenter bewegten Kolben.
In den verschiedensten Ausführungsformen sind Pumpen mit einem von einem Exzenter bewegten
Kolben bekannt, der sich zufolge seiner Verbindung mit einer den Arbeitsraum der Pumpe in Saug-und
Druckraum unterteilenden, am Pumpengehäuse gefühlten Trennwand an der Innenwandung des Gehäuses gleitend abwälzt. Keine der bekannten Pumpen dieser Art hat sich bisher als praktisch brauchbar erwiesen, weil keine dauernd richtige Abdichtung an der jeweiligen Bemhrungsstelle zwischen Kolben und Gehäusewand ermittelt werden konnte.
Zwischen dem umlaufenden Kolben und der Gehäusewand muss nämlich ein ganz geringer, dauernd gleich erhaltener Abstand vorhanden sein. An der Verwirklichung dieser Forderung sind sämtliche bekannte Konstruktionen gescheitert. Der Abstand zwischen Kolben und Gehäusewand vergrössert sich nämlich nach kurzem Gebrauch der Pumpe, selbst wenn er ursprünglich beim Bau derselben vorhanden war, eine Erfahrung, die bei langwierigen Versuchen vielfach gemacht wurde. Die Erfindung besteht nun in der Auffindung eines Mittels, durch das der Abstand dauernd erhalten bleibt. Das Mittel ist die
Einschaltung von Kugellagern zwischen sämtliche umlaufende Teile der Pumpe.
Der Abstand zwischen Kolben und Gehäusewand muss so gross sein wie der Abstand zwischen einer Welle und ihrem Lager. Dieser Abstand wird nach kurzer Laufzeit der Pumpe grösser, weil erstens der Kolben auf seinem Exzenter bzw. auf seiner Kurbelwelle sich dreht und dann die Exzenterwelle bzw. die Kurbelwelle in ihrem Lager umläuft. Es sind also zwei Lager vorhanden und infolgedessen tritt die doppelte Abnutzung bezüglich des Abstandes zwischen Kolben und Gehäusewand auf wie bei einem einfachen Wellenlager. Um nun einen geringen Abstand zwischen Kolben und Gehäusewand dauernd aufrechtzuerhalten, werden Kugellager einerseits zwischen Exzenter- bzw. Kurbelwelle und ihr Lager und anderseits zwischen Exzenter bzw. Kurbel und den Kolben eingeschaltet.
Es muss sich sowohl der
Kolben auf seinem Exzenter bzw. seiner Kurbelwelle unter Vermittlung von Kugellagern drehen als auch die Exzenter bzw. die Kurbelwelle unter Vermittlung von Kugellagern in ihrem Lager. Dann ist keine
Abnutzung in diesen beiden Lagern mehr möglich und der geringe Abstand zwischen Kolben und Gehäuse- wand, der eine unmittelbare Berührung dieser beiden Teile ausschliesst, ist ein dauernder.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiele dargestellt, von dem die Fig. 1 und 2 einen Querschnitt und einen Axialschnitt zeigen.
Das Pumpengehäuse besteht aus dem mit einer Bohrung 1 versehenen Mittelstück 2 und den beiden, mit diesem Mittelstück fest verbundenen Seitenwangen 3. Zwischen den Seitenwangen 3 und dem Mittel- stück 2 sind gehärtete Stahlscheiben 4 eingeschaltet. Mittelstück und Stahlscheiben bilden einen zylin- drischen Hohlraum, in dem der mit der üblichen Trennwand 5 verbundene und mit einer Axialbohrung 6 versehene Kolben 7 umläuft. In den Seitenwangen 3 ist unter Zwischenschaltung von Kugellagern 8
EMI1.1
enthält, die unmittelbar zwischen Kurbel und Kolben eingeschaltet sind. Ein-und Auslass sowie die Steuerung sind als unwesentlich für die Erfindung nicht dargestellt.
Durch die Einschaltung der Kugeln oder Rollen unmittelbar zwischen Kolben und Kurbel bzw.
Exzenter ohne die üblichen Laufringe wird die Verwendung grosser Kugeln bzw. Rollen bei kleiner Pumpenabmessung sowie eine erhöhte Lebensdauer der Pumpe erreicht. Nur bei dieser Ausführung kann man
<Desc/Clms Page number 2>
nämlich eine übermässige Belastung der Kugeln bzw. Rollen und eine vorzeitige Abnutzung von Kolben und Kurbel bzw. Exzenter vermeiden.
Infolge des Fortfalles der Kugellaufrinne im Kolben 7 kann der Kolben sich sowohl in axialer Richtung verschieben als auch um eine, die Achse der Kurbel kreuzende Achse ausschwingen, d. h. er kann sich innerhalb seines Gehäuses unabhängig von etwaigen Ungenauigkeiten der Bearbeitung freispieled einstellen, so dass jede unnötige Reibung und jede dadurch bedingte übermässige Erwärmung und Abnutzung ausgeschaltet ist. Anstatt der Kurbelwelle kann naturgemäss auch der übliche Exzenter verwendet werden, der dann ebenfalls eine Laufrinne für die Kugeln enthält. Die Verwendung einer Kurbelwelle ist jedoch zweckmässiger, weil bei dieser die exzentrisch umlaufenden Massen wesentlich geringer sind als bei einem Exzenter.
Die Kurbelwelle ist derart geformt, dass sich über sie ein Kugelkäfig schieben lässt.
Die Einschaltung eines Kugellagers bei derartigen Pumpen zwischen Kolben und Exzenter ist allerdings an sich bekannt. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art sind jedoch besondere Kugellaufringe verwendet, d. h. die Laufrinnen für die Kugeln sind nicht unmittelbar wie beim Anmeldungsstand durch die Innenfläche des Kolbens und die Aussenfläche des Exzenters bzw. der Kurbel gebildet.
Bei einer solchen Anordnung der Kugeln in besonderen Laufringen ist eine Hochdruckleistung der Pumpe unmöglich. Arbeitet die Pumpe z. B. mit einem Druck von 10-15 Atm., so entstehen ganz gewaltige Beanspruchungen der Kugeln, und es muss eine bestimmte Anzahl von Kugeln zwischen Kolben und Exzenter bzw. Kurbel eingeschaltet werden, wenn dieser Druck von den Kugeln aufgenommen werden soll. Werden besondere Laufringe zwischen Kolben und Exzenter bzw. Kurbel eingeschaltet, so werden die Abmessungen der Pumpe unverhältnismässig gross. Diese grossen Abmessungen bedingen eine Vergrösserung der schädlichen Räume und sonstigen Undichtigkeiten der Pumpe, so dass aus diesem Grunde eine Hochdruckleistung nicht möglich ist. Sind die Laufringe in den Kolben bzw.
Exzenter eingelassen, so dass durch ihren Einbau keine Vergrösserung von Kolben und Exzenter erforderlich ist, so werden diese beiden Teile dagegen so stark geschwächt, dass sie die erforderlichen Drücke ebenfalls nicht aufnehmen können. Diese Missstände werden alle beseitigt, wenn entsprechend der Erfindung Kolben und Exzenter bzw. Kurbel unmittelbar Laufbahnen für die Kugeln bildet.
Durch die Einschaltung der Kugeln, die naturgemäss auch durch Rollen ersetzt werden können, ist jedes Spiel zwischen der Kurbelwelle und ihrem Lager einerseits und zwischen der Kurbel und dem Kolben anderseits ausgeschaltet. Der Kolben und die zylindrische Innenwandung seines Gehäuses sind in an sich bekannter Weise derart bemessen, dass an der jeweiligen Stelle der kleinsten Entfernung zwischen Kolben und Gehäuse ein ganz geringer Abstand vorhanden ist, der durch die erwähnte Kugellagerung dauernd aufrechterhalten wird.
Zwischen den Stirnflächen des Kolbens und den seitlichen Gehäusewänden ist ein geringer Abstand vorhanden. Dadurch ist einerseits jedes Fressen zwischen Kolben und Gehäusewandung und anderseits jedes Übertreten des Fördermittels vom Druckraum in den Saugraum der Pumpe in praktisch bauchbaren Grenzen verhindert. Zwischen Kolben und Gehäuse stellt sich eine Ölschicht gleicher Stärke ein, die zur Abdichtung von Druck-und Saugraum gerade ausreicht, wogegen bei einem grösseren Abstand zwischen Kolben und Gehäuse eine grössere Ölmenge in das Gehäuse eingeführt werden muss, um die Pumpe überhaupt nur einigermassen auf Leistung zu bringen.
Die Herstellung von Kolben und Gehäuse aus denselben Baustoffen wie Lager und Welle, d. h. also die Verwendung von gehärtetem Stahl als Baustoff für den Kolben und von Rotguss oder Gusseisen als Baustoff für das Gehäuse oder aber von gehärtetem Stahl als Baustoff für Kolben und Gehäuse ist, wie Versuche ergeben haben, von besonderer Wichtigkeit, weil andere Baustoffe aufeinander fressen, wenn zwischen Kolben und Gehäuse nur der durch die Erfindung bedingte Abstand vorhanden ist.
Die Pumpe gemäss der Erfindung, die auch als Kraftmaschine verwendbar ist, kann für hohe Drücke und Fördermittel aller Art sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pumpe mit einem von einem Exzenter bewegten Kolben, der sich zufolge seiner Verbindung mit einer den Arbeitsraum der Pumpe in Saug-und Druckraum unterteilenden, in Pumpengehäuse geführten Trennwand an der Innenwandung des Gehäuses gleitend abwälzt, dadurch gekennzeichnet, dass der an sich bekannte geringe Abstand an der jeweiligen Abdichtungsstelle zwischen Kolben und Gehäusewandung durch Einschaltung von Kugellagern sowohl zwischen Exzenter-bzw. Kurbelwelle und ihr Lager als auch zwischen Exzenter bzw. Kurbel und den Kolben dauernd gleich erhalten wird.