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Dosierungspumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierungspumpe
zum Abgeben von wenigstens zwei verschiedenen Stoffen in einem bestimmten Mischungsverhältnis,
wobei wenigstens eine der Kurbeln der Kurbelwelle einen in einem Hauptzylinder angeordneten
Hauptkolben treibt, der mit einem in einem axial zum Hauptzylinder liegenden Hilfszylinder
angeordneten Hilfskolben gekuppelt ist, und die Kolben ihren Druckhub und ihren
Saughub gleichzeitig ausführen.
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Es ist eine Pumpe dieser Art vorgeschlagen worden, bei welcher der
Hauptkolben dadurch mit dem Hilfskolben gekuppelt ist, daß ein an dem Hauptkolben
angeordneter Stift während des Druckhubes mit einem an dem Hilfskolben angeordneten
Bolzen in Berührung kommt und der Hilfskolben während des Saughubes durch den Hauptkolben
wieder in die Ausgangslage zurückgebracht wird. Wenn der Gegendruck des Hauptkolbens
größer ist als der Gegendruck des Hilfskolbens, .besteht bei diesen Pumpen jedoch
die Gefahr, daß der Hilfskolben bei dem Druckhub bereits in Bewegung kommt, bevor
der Stift des Hauptkolbens mit denn Bolzen des Hilfskolbens in Berührung kommt,
wodurch das bestimmte Mischverhältnis gestört wird. Auch infolge der Antriebsweise
des Hilfskolbens tritt hei Dauerbenutzung eine starke Abnutzung der Pumpe auf. Die
Nachteile der vorgeschlagenen Pumpe werden bei der Pumpe gemäß der Erfindung vermieden.
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Bei der Dosierungspumpe gemäß der Erfindung ist der Hilfskolben starr
mit dem Hauptkolben gekuppelt und führt den gleichen Hub wie der Hauptkolben aus,
wobei Mittel -zur Feinregelung des Mischungsverhältnisses über die Fördermenge des
Hilfskolbens vorhanden sind. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß das bestimmte
Mischungsverhältnis unter allen Umständen beibehalten wird, wobei es trotzdem möglich
ist, den Einfluß von Schwankungen des volumetrischen Gewichtes der zu fördernden
Stoffe zu berichtigen.
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Bemerkt wird, daß lediglich Schutz für die an sich bekannte feste
Kupplung zweier axial hintereinanderliegenden Kolben bei Dosierungspumpen begehrt
wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen der Hauptzylinder
und der Hilfszylinder miteinander in Verbindung. Hierdurch wird erreicht, daß -
unabhängig von dem Durchmesser des Hilfszylinders - durch den Hauptkolben und den
damit gekuppelten Hilfskolben die gleiche Menge wie durch die übrigen Kolben der
Pumpe gefördert wird, so daß die von jeder Kurbel der Kurbelwelle übertragene Leistung
gleich ist und die Pumpe somit immer ausbalanciert ist.
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Die Feinregelung des Mischungsverhältnisses kann dadurch erzielt werden,
daß der Hilfszylinder in offener Verbindung mit einer an sich bekannten Reguliervorrichtung
steht, in welcher der unter Federwirkung stehende Ausweichkolben von Druckänderungen
im Hilfszylinder beeinflußt verschiebbar ist. Hierbei ist der Hub des unter Federwirkung
stehenden Ausweichkolbens in an sich bekannter Weise verstellbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachstehend
näher erläutert. Die Pumpe nach diesem Ausführungsbeispiel hat drei Hauptzylinder
und kann zwei Flüssigkeiten, z. B. öl
und Wasser, in einem Verhältnis von
5 : 1 abgeben.
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Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Pumpe: Fig. 2 ist ein
waagerechter Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, wobei jedoch der zweite und
der dritte Hauptzylinder fortgelassen sind.
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1 ist das Pumpengehäuse, in dem eine Kurhelwelle2 auf Kugellagern
3 und 4 angeordnet ist und über Zahnräder 5 und 6 durch eine Antriebswelle 7 angetrieben
wird. Die Welle 7 ist gleichfalls in Kugellagern 8 und 9 gelagert und wird durch
einen (nicht gezeichneten) Motor angetrieben. Das Gehäuse 1 ist ferner mit Führungen
10 für Kreuzköpfe 11 ausgerüstet. jeder dieser Kreuzköpfe ist mittels eine-
Antriebsstange 12 mit der Kurbelwelle 2 verbunden. Außerdem sind an dem Gehäuse
1 das übliche Wasserstamdsglas 13, ein Abzapfstopfen 14 und ein Deckel 15 mit abnehmbarer
Schmierkappe 16 angeordnet.
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Der Zylinderblock 17 enthält drei Hauptzylinder 18 gleicher Bohrung,
die axial zu den Führungen 10
liegen. Der Block ist unter
Zwischenschaltung von Zentrierringen mittels Befestigungsbolzen am Gehäuse 1 befestigt.
In jedem der Zylinder 18 ist ein Kolben 20 angeordnet, der mittels eines Bolzens
21 an einer Kolbenstange 22, die mit dem zugehörigen Kreuzkopf 11 ein Ganzes bildet,
befestigt ist. - Jeder Zylinder weist ein Einlaßventil 23 und ein Auslaßventil 24
auf, deren Ventilsitze 25 und 26 zwischen den Ventilgehäusen 28 bzw. 29 und. dem
Zylinderblock 17 gehalten werden, wobei die Ventilgehäuse selbst mit Bolzen an dem
Zylinderblock befestigt sind. Das Ventilgehäuse 28 enthält das Einlaßventil 23,
während das Auslaßventil 24 in dem Ventilgehäuse 29 angeordnet ist. Die Ventile
werden durch nicht eingezeichnete Druckfedern auf ihre Sitze gedrückt. Der Eimaß
jedes Zylinders 18 steht mit einem Ein.laßstutzen 30 in Verbindung, während die
Zylinderauslässe an eine in dem Ventilgehäuse 29 angeordnete Auslaßleitung 31 angeschlossen
sind.
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Die Rückwand einer der Pumpenkammern 27 weist eine Öffnung 32 auf,
an welche sich ein Hilfszylinder 33 in axialer Richtung an den entsprechenden Hauptzylinder
18 anschließt. Die Bohrung des Zylinders 33 ist kleiner als die des Zylinders 18.
Der Kolben 34 des Hilfszylinders 33 ist mittels einer Stange 35, die mit dem Verbindungsbolzen
21 ein Ganzes bildet, mit dem Kolben 20 des Hauptzylinders starr gekuppelt. Auf
das Ende des Zylinders 33 ist unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 38 ein
Block 36 aufgesetzt, der eine Pumpenkammer 37 enthält. Damit die Pumpe zu Reinigungszwecken
leicht auseinandergenommen werden kann, sind der Zylinder 33 und der Block 36 an
dem Zylinderblock 17 durch einen Bolzen 39, der in einen ortsfesten Körper 40 eingeschraubt
ist, gehalten. Die Ventilgehäuse 45 und. 46 sind mittels Bolzen 47 an dem Block
36 befestigt, wodurch gleichzeitig die Ventilsitze 43 und 44 für das Ein -laßventil
41 bzw. das Auslaßventil 42 des Zylinders 33 zwischen dem Block 36 und dem Ventilgehäuse
45 bzw. 46 gehalten werden. An dem Zylinder 33 sind (nicht gezeichnete) Einlaß-
und Auslaßleitungen angeschlossen.
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Um die Fördermenge des Zylinders 33 genau nachregeln zu können, ist
die Pumpenkammer 37 des Zylinders 33 mit einer Reguliervorrichtung 48 ausgerüstet,
die aus einer in den Block 36 eingeschraubten Führungsbüchse 49 besteht, die durch
eine Öffnung 50 mit der Kammer 37 in offener Verbindung steht. In der Führungsbüchse
49 ist ein Ausweichkolben 51 verstellbar angeordnet; sein Hub wird an dem einen
Ende durch den Block 36 und an dem anderen Ende durch einen in die Führungsbüchse
49 eingeschraubten einstellbaren Zapfen 52 begrenzt. Der Zapfen 52 kann in eingestellter
Lage durch eine Mutter 53 gesichert werden. Der Ausweichkolben 51 wird mittels einer
zwischen ihm und dem Zapfen 52 angeordneten Druckfeder 54 an den Block 36 gepreßt.
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Die- Vorrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß die Pumpe
ein Gemisch aus zwei Flüssigkeiten, etwa Öl und Wasser, in einem Verhältnis von
5 : 1 abgeben soll, wobei die Zylinder 18 das 0I abgeben und der Zylinder 33 das
Wasser abgibt. In diesem Fall beträgt der Durchmesser der Bohrung des Zylinders
33 1/2 D f-2, wobei D den Durchmesser der Bohrungen der Zylinder 18
bedeutet. Weil die Fördermenge des Zylinders 18 zusammen mit derjenigen des mit
diesem starr gekuppelten Zylinders 33 immer der Fördermenge jedes der anderen Zylinder
18 gleich ist, ist es ersichtlich, daß man durch Abänderung des Durchmessers der
Bohrung des Zyl!in-. ders 33 jedes gewünschte Verhältnis zwischen den angegebenen-
Mengen Öl und Wasser erzielen kann, wobei die Leistung jeder der Kurbeln der Kurbelwelle
von selbst gleichbleibt, ebenso wie diese Leistungen unter sich, so daß die Pumpe
somit nicht entregelt wird. Wenn z. B. ein Verhältnis 8 : 1 gewünscht wird, muß
der Durchmesser der Bohrung des Zylinders 33 = % D V3-- sein.
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Um den Einfluß von Schwankungen des volumetrischen Gewichtes der Flüssigkeiten
korrigieren zu können, ist die Reguliervorrichtung 48 vorgesehen. Die Feder 54 hat
eine solche Kraft, daß der Ausweichkolben 51 während des Druckhubes des Kolbens
34 gegen den Stopfen 52 bewegt wird, bevor der Druck in der Kammer 37 groß genug
geworden ist, um das Ventil 42 zu öffnen. Die Flüssigkeitsmenge, welche durch den
Zylinder 33 abgegeben wird, ist somit der durch den Kolben 34 verdrängten Flüssigkeitsmenge,
abzüglich der Menge, die den Raum des verdrängten Ausweichkolbens 51 einnimmt, gleich.
Der Durchmesser der Bohrung des Zylinders 33 ist nunmehr so berechnet, daß dieser
Zylinder 33 die richtige Menge liefert, wenn der Stopfen 52 seine :Mittellage einnimmt.
Es ist ersichtlich, daß die Feder 54 zwei Bedingungen entsprechen muß. Erstens muß
sie bei einem Druck in der Pumpenkammer 37, der niedriger als der in dieser Kammer
zum Öffnen des Auslaßventils 42 benötigte Druck während des Druckhubes des Kolbens
34 ist, nachgeben, und zweitens muß sie den Ausweichkolben 51 wieder gegen den Block
36 bewegen, bevor während des Kolbenhubes des Kolbens 34 sich der Druck in der Pumpenkammer
37 so weit gesenkt hat, daß das Einlaßventil 41 sich öffnet.
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Wenn der Stopfen 52 von dem Block 36 weg oder zu ihm hin bewegt wird,
wird die Wassermenge verringert und umgekehrt, wobei die Ölmenge in beiden Fällen
konstant bleibt. Es ist erwünscht, daß der Hilfszylinder 33 eine solche Bohrung
hat, daß die gewünschte Wassermenge möglichst annähernd dann erzielt wird, wenn
der Stopfen 52 in seine Mittellage eingestellt ist. Die Reguliervorrichtung wird
nur benutzt, um während des Betriebes der Pumpe geringe Abänderungen in der Wassermenge
zu bewirken.