DE1453659A1 - Kolbenpumpe - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe und insbesondere auf eine von Hand betätigte Kolbenpumpe.
Eine Kolbenpumpe weist einen Kolben auf, der in einer Bohrung aufgenommen ist und in dieser eine ausdehnbare
Mediumpumpkammer bildet bzw. umgrenzt. Durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbens wird das Volumen der Pumpkammer
geändert» um einen PUllhub zum Füllen der Pumpkammer mit dem
Medium und einen Pumphub zum Abgeben des Mediums aus der Puntpkamner auszuführen. Mittel wie Rückschlagventile od. dgl,
regeln das Medium auf seinem Weg zu und von der Pumpkammer. Der Pumpenkolben ist im allgemeinen dauernd an seiner ihn
umgrenzenden Kammerwandung angeordnet» und zwar sowohl auf
dem Füll- als auch auf dem Pumphub.
Ein Zweck der Erfindung besteht darin» eine Kolbenpumpe zu schaffen» die einen Kolben hat» der mit der Kammerwandung auf bessere Weise zusammenarbeiten kann» um die
Pumpkameer der Pumpe zu umgrenzen bzw. zu bilden und um an Einlaß für das zu der Pumpkamner gelangende Medium als
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Rückschlagventil zu wirken.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, in der
Pumpe eine MediumrUckschlagvorrichtung zu schaffen, die stromauf der Stelle angeordnet ist, an welcher der Pumpenkolben
mit der Kammerwandung zusammenarbeitet, und die als Überdruckentlastungsventil wirksam ist.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Pumpe zu schaffen, bei welcher der Pumpenkolben mit der
Kammerwandung lediglich auf dem Pumphub in abgedichteter Beziehung zusammenarbeitet, um stromab von ihm die Pumpkammer
zu bilden, bei welcher der Pumpenkolben es dem Medium sonst erlaubt, von einer stromauf gelegenen Füllkammer zu der
Pumpkammer zu strömen, und bei welcher -das MediumdruckrUckschlagventil
der PUllkammer während des Füllhubes des Pumpenkolbens als Überdruckentlastungsventil arbeitet.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher eine
Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise
erläutert ist.
; Fig. 1 ist eine Draufsicht einer von Hand betätigten
Kolbenpumpe, an welcher ,die Erfindung verkörpert
ist.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. l/,
Fig. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene
Schnittansicht des unseren Teiles der Pumpe
Fig. 2, wobei ihre Teile in einer Stellung
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während des Pumphubes wiedergegeben sind.
Fig. 4 ist eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht« wobei ihre
Teile in einer Stellung während des Füllhubes wiedergegeben sind.
Fig. 5 bis 7 sind teilweise weggebrochene schaubildliche Ansichten verschiedener bei der erfindungsgemäßen
Pumpe verwendeter Einzelteile.
■ In den Figuren 1 und 2 ist ein typisches Gehäuse 10 für eine Handpumpe wiedergegeben, an welcher die Erfindung
verkörpert ist. Das Gehäuse 10 weist einen Deckel bzw. eine Tragplatte 12 auf« an welcher im Abstand voneinander Tragansätze
13 vorgesehen sind, die an einem zweckentsprechenden Aufbau (nicht dargestellt) zur Abstützung des Gehäuses 10
befestigt werden können. In den Ansätzen 13 sind fUr diesen
Zweck Bolzenlöcher 14 zur Aufnehme von Befestigungsbolzen (nicht dargestellt) vorgesehen. Ein becherförmiger Behälter
16 ist an der Deckelplatte 12 in einer ringförmigen Ausnehmung l8 befestigt, die in der Unterseite der Deckelplatte
dargeboten ist. Die Verbindung zwischen dem Behälter 16 und der Platte 12 ist allgemein mediumdicht, indem an der Innenwand
der Ausnehmung l8, gegen welche sichdas obere Ende des Behälters 16 legt, mit einer geringen Abschrägung 20 versehen
1st. Um den Behälter 16 in Anlage an der Abschrägung 20 zu halten, 1st ein Schnapp- bzw. Sicherungsring 22 vorgesehen,
der in einer Hut 23 an der Außenwand der Ausnehmung
■ » aufgenommen ist tfnd sich gegen einen Rand 24 am oberen Ende
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des Behälters Ιό legt* Die Deckelplatte 12 und der Behälter
bilden dadurch zusammen ein geschlossenes Reservoir 26 zur Aufnahme des zu pumpenden Mediums oder Mittels. In der Deckelplatte 12 ist ein Einlaß 27 für das zu pumpende Mittel vorgesehen, der ein Rohr 28 aufweist, das in eine Aufnahmeöffnung 29 gedrückt ist und an seinem oberen Ende einen durch
eine Feder geschlossenen Deckel 30 aufweist, der an ihm
mittels eines Bolzens 31 angelenkt 1st.
Ein Pumpenzylinder 34 ist mittels einer Schraubverbindung
35 an einer ringförmigen Wand 36 der Deckelplatte 12 befestigt. Eine schräge Metall-zu-Metall-Dichtung 37 gewährleistet eine mediumdichte Verbindung zwischen der Deckelplatte 12 und dem Zylinder 34. Der Zylinder 34 ist auf seiner
Länge hohl und bildet in ihm im Abstand voneinander befindliche konzentrische Bohrungen 39 und 40, die-durch eine schräge
Schulter 42 voneinander getrennt sind, welche in Richtung
gegen das untere offene Einlaßende des Zylinders 34 divergiert. In der Deckelplatte 12 sind weiterhin Querbohrungen
(von denen nur eine wiedergegeben 1st) vorgesehen, die mit dem offenen oberen Ende des Zylinders 34 in Verbindung
stehen und für eine bequeme Verbindung mit einer äußeren Mediumleitung od. dgl. (nicht dargestellt) mit Gewinde versehen sind. Mittels eines Lagerarmes 45 ist ein zylindrisches
Filtersieb 44 an der Wand 36 der Deckelplatte 12 im Abstand, jedoch nahe dem Zylinder 34 befestigt. Das Filtersieb 44
weist weiterhin einen geschlossenen Boden 44a auf, welcher 909846/0075
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den Zylinder 34 derart vollständig umschließt, daß in dem
von dem Reservoir 26 zu dem offenen unteren Einlaßende
des Zylinders 34 strömenden Medium befindliche Fremdstoffe ausgefiltert werden.
Ein Schaft 46 erstreckt sich durch eine Öffnung 47
in der Deckelplatte 12 hindurch in und über die Länge der
in dem Zylinder 34 vorgesehenen Bohrung 40. Ein O-Ring 48,
der duroh einen Sicherungsring bzw. eine Sicherungsscheibe in einer in der Deckelplatte 12 vorgesehenen Ringnut gehalten
wird, dichtet den Schaft 46 gegen ein Ausleoken von Medium
aus der Pumpe nach außen ab. Ein an dem oberen Ende des Schaftes 46 befestigter Handgriff 50 schafft efci bequemes
Mittel« durch welches eine Bedienungsperson den in dem Zylinder 34 angeordnete Schaft 46 manipulieren kann. In der
Bohrung 40 ist ein an dem unteren Ende des Schaftes 46 befestigter Kolben 54 hin- und herbewegbar angeordnet. Zwischen
dem Kolben 54 und dem Sicherungsring 49 ist ein· Druckfeder 55 angeordnet, welche den Schaft 46 und den Kolben
54 in Abwärteriohtung vorspannt, wie es in den Figuren 2 und
erkennbar ist.
Der Kolben 54 weist in axial·« Abstand voneinander
angeordnet· Querschulterflächen 56 und 57 auf, die duroh axial· Führungsfläohen 58, 59 und 60 miteinander verbunden
sind, um «ine g«g«n den Umfang d*r Bohrung 40 offen· ringförmig· Ausnehmung 62 zu bilden. Di· axialen Führungsfläohen
58 und 60 sind su d«m Umfang d«r Bohrung 40 allgemein parallel
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angeordnet und durch die schräge Führungsfläche 59 miteinlander verbunden, welche in der Richtung von der unteren
Fläche 56 weg konvergiert. Die Querfläche■57 weist öffnungen
63 auf j, welche zwischen den Räumen bzw. zwischen den Volumina, die in der Bohrung 40 über und unter dem Kolben 54
gebildet sind, eine Mediumverbindung schaffen.
In die Ausnehmung 62 paßt ein O-Ring 64, der durch
die verschiedenen Flächen 56 bis 60 umgrenzt 1st und sich bei verschiedenen Bewegungen des Kolbens 54 und des Schaftes
46 in der Bohrung 40 relativ zu den Flächen 56 bis 60 bewegen kann. Die axiale Führungsfläche 58 liegt in einem derartigen Abstand von dem Umfang der Bohrung 40, daß sie mit
dem O-Ring 64 in Eingriff tritt, wenn dieser nahe dieser Fläche 56 angeordnet ist und, wie aus Fig. 3 ersichtlich,
eine Dichtung bzw. einen Abschluß zwischen dem Kolben 54
und dem Umfang der Bohrung 40 bilden kann. Wenn der O-Ring
64 sich Jedoch in einer Stellung nahe der axialen FührungsflKche 57» wie in den Figuren 2 und 4 wiedergegeben, befindet,
kann das Medium an dem O-Ring 64 vorbei durch die öffnungen
6^ hindurch»trömen.
Das Volumen bzw. der Raum 68 über dem Kolben 54 zwischen
dem Schaft 46 und dem Umfang der Bohrung 40 stellt die Pumpkammer der beschriebenen Pumpe dar. Dadurch wird bei
Aufwärtsbewegung des Schafte« 46 und des Kolbens 54 in der
Bohrung 40 (Flg. 3) das in der Pumpkammer 68 vorhandene Medium durch eine oder beide Bohrungen 43, welche den Auslaß
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der Pumpe darstellen, hindurchgefördert. Andererseits bewirkt
ein Abwärtshub des Schaftes 46 und des Kolbens 54 (Flg. 4), daß in einer Füllkanuner 70 unter dem Kolben 34
befindliches Medium den O-Ring 64 von seinem Sitz abhebt
und in die über dem Kolben 54 befindliche Pumpkammer 68
strömt. Durch den Kolben 51L einschließlich des O-Ringes 64,
der an einem Sitz angeordnet werden kann, wird eine Pumpe geschaffen, deren Druckabgabe beim Aufwärtshub des Schaftes
46 lediglich durch den Durchblasdruck des O-Ringes 64 begrenzt ist, und bei der auf dem Abwärtshub des Schaftes
Medium an dem von seinem Sitz abgehobenen O-Ring 64 vorbeiströmt.
• - ■
In der Bohrung 39 des Zylinders 34 ist eine Rüokschlagvorriohtung
72 angeordnet, um eine Einlaßrückschlagvorrichtung für den Durchtritt des Mediums zu der PUllkammer
70 und eine Uberdruck-NebenleitungsrUckschlagvorrichtung
für aus der FUllkammer 70 strömendes Medium zu schaffen, wie es bei der Hin- und Herbewegung des Schaftes 46 und des
Kolbens 54 in der Bohrung 40 erforderlich ist. Die Rückschlagvorrichtung
72 weist einen Halter 73 &uf, der in
der Bohrung 39 lose angeordnet ist und einen O-Ring 74 trägt, der auf der zwischen den Bohrungen 39 und 40 gebildeten
schrägen Schulter 42 aufsitzen kann. Eine Feder 75, die durch einen Sicherungsring 76 gehalten ist, welcher in
einer Ringnut 77 des Zylinders 34 angeordnet 1st, drUckt
den O-Ring 74 gegen die Schrägschulter 42. Der Halter 73
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weist weiterhin ein Einla3rüokeohlagventil 80 auf, welch··
duroh ein· Kugel 82 gebildet let, die in einem Hohlraum begrenzter QrUBe bewegbar ist und sich gegen eine EinlaßrüokeohlagflKohe 83 legen kann.
26 wird duroh den in der Deckelplatte 12 gebildeten Einlaß
27 hinduroh gefüllt. Das Medium liegt somit an der Unterseite des Elnlaßrüeksohlagventils 80 an. Bei einem Auf-
wKrtshub des Schaftes 46 und des Kolbens 54 (Fig» 3) bildet
der O-Rlng 64 eine Dichtung bzw. einen Abschluß zwischen dem
Umfang der Bohrung 40 und dem Kolben 54, um den Mediumdruck in der PUllkammer 70 zu verringern, so das aus dem
Reservoir 26 Medium an dem von seinem Sitz abgehobenen EinlaQrUoksohlagventll 80 vorbei in die FUllkammer 70
gezogen wird. Die Feder 75 hält den O-Rlng 74 auf seinem
Sitz an der SohrXgsohulter 42, welche die untere Begrenzugh
der FUXIkammer 70 bildet.
Bei einem AbwKrtshub des Schaftes 46 und des Kolbens
(Flg. 4) hebt das in der FUllkammer 70 Über der RUokschlagvorriohtung 72 als SKuIe vorhandene Medium den O-Rlng 64
von dem Kolben 54 ab und strömt an dem Kolben 54 vorbei in
die Pumpkammer 68« Da jedoch dl· Fumpkammer 68 viel kleiner
al* die FUllkammer 70 1st» kann nur ein Teil des in der
FUllkammer 70 befindlichen Mediums in die Pumpkaamer 68
eintreten« Das Überschüssige Medium wird von der FUllkammer
70 an der Rückechlagvorriohtung 72 vorbei in das Reservoir
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zurückgedrüokt. Dies wird dadurch erreicht, daß in der FUIlkammer 70 ein das Haltevermögen der Feder 75 überwindender
Mediumdruok erzeugt wird, wodurch der O-Ring 74 von der
Schrägsohulter 42 abgehoben wird.
• Ein darauffolgender Aufwärtahub des Schaftes 46 und des
Kolbens 54 bewirkt dann, daß der O-Ring 64 sich wieder gegen
den Kolben 54 und die Wand der Bohrung 40 legt, um das in
die Pumpkammer 68 eingetretene Medium durch die Auslaßbohrung 43 hindurch abzugeben und gleichzeitig die FUllkammer 70
gemäß vorstehender Beschreibung zu füllen. \
Die Rückschlagvorriohtung 72 arbeitet dahingehend, die Füllkammer 70 unabhängig von der Höhe des Mediums in dem
Reservoir 26 gefüllt zu halten. Wenn beispielsweise die Höhe des Mediums in dem Reservoir 26 zu gering wäre, könnte die
Mediumsäule in dfer Pumpkammer 68 und der Füllkammer 70,
wenn einmal der O-Ring 64 von seinem Sitz an dem Kolben 54
abgehoben ist, zu dem Reservoir 26 abfließen. Die Rückschlagvorriohtung 72 regelt weiterhin den minimalen Mediumdruok
auf der Auelaßseite der Pumpe, wie er durch das Druckhaltevermugen der Rüokschlagvorrichtung 72 bestimmt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpe kann ein hoher Abgabedruok im wesentlichen augenblicklich erhalten werden, wenn
die Auslasseite dauernd mit dem zu pumpenden Medium verbunden ist.Da die Pumpe gemäß vorstehender Beschreibung weiterhin auf dem Pumphub von Hand betätgt ist, hängt die Zunahme
des Drucks und der Abgabe lediglich von der fron der Bedienungs-
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person ausgeübten Kraft ab. DerKolben 54 und der Schaft
sinken auf dem Rückkehr-Füllhub in die Mediumsäule der Füllkamroer 70 unter der Spannung der Feder 55 und gegen den
Druckwiderstand der Rückschlagvorrichtung 72«
Das untere Ende des Schaftes 46 hat an dem Kolben 5^ einen
zylindrischen Schaft 90 (Fig. 3), der von einer ringförmigen Schulter 91 vorsteht. Der Kolben 5^ selbst weist einen
FUhrungsteil 93 (Fig. 6) und einen Halteteil 95 (Fige 7)
auf. Der FUhrungsteil 93 ist ringförmig und hat einen ebenen Ring 97 sowie einenabgestuften und abgeschrägten zylindrischen
Schaft 98, der von dem Ring 97 vorsteht und eine Bohrung
bildet. Das nahe dem Ring 97 gelegene Ende der Bohrung 99 ist bei 101 abgeschrägt und divergiert von dem Schaft 98.
Der Halteteil 95 ist ringförmig und eben und weist einen in ihm ausgebildeten Querschlitz 102 auf. Der Schlitz 102
hat einen zylindrischen Teil 103 zur festen Aufnahme des Schaftes 90 und verlängerte Teile 104, die größer als die
Schulter 91 sind und die vorbeschriebenen Mediumöffnungen bilden.
Der FUhrungsteil 93 und. der Halteteil 95 sind an dem
Schaft 90 des Schaftes 46 anliegend angeordnet bzw. aufgenommen. Der Schaft 90 ist bei 107 hohl (PIg. 3), um ein
Erweitern dee Endtelies gegen die Abschrägung 101 des
Führungsteiles 93 zu ermöglichen. Dadurchwerden der Führungsteil
93 und der Halteteil 95 an der Schulter 91 des Schaftes
90 festgelegt und der FUhrungsteil 93 gegenüber den Schaft
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abgedichtet. Die untere Fläche 56 der Ausnehmung 62 ist
an dem Ring 97 des FUhrungsteiles 93 gebildet« während die obere Fläche 57 an dem Halteteil bzw. Ringteil 95 gebildet
ist. Der Schaft 98 des Führungsteiles 93 bildet die
vorgenannten axialen Führungsflächen 58, 59 und 60.
Der Halter 75 der RUckschlagvorrichtung 72 weist einen
Ventilteil 110 auf (Fig. 5). Der Ventilteil 110 ist ringförmig und hat eine zu einer vorstehenden Kante bzw.
einem Rand 113 führende ringförmige Bohrung 112 und eine
mittlere Öffnung 115 durch den den Ventilsitz 83 bildenden Rand 113 hindurch. Der Ventilteil 110 weist weiterhin eine
Basis 116 auf« die ungefähr so groß wie die Bohrung 39 ist,
jedoch Abflachungen II8 aufweist, die an ihrem Umfang ausgebildet
sind, so daß Nebenleitungen für das Medium geschaffen sind, wenn der Ventilteil 110 in die Bohrung 39
eingesetzt ist. Im Betrieb sitzt die RUckschlagkugel 8l
in der Bohrung 112 des Ventiltelies 110 und legt sich gegen
dan Rand 113 bzw. den oben genannten Ventilsitz 83. Ein mit Innenverzahnung versehener Ring 119 (Figuren 3 und 4) 1st
an einer Schulter 120 an dem gegenüberliegenden Ende der Bohrung 112 angeordnet und eine Lippe 122 ist überstehend
ausgebildet, um den Ring II9 an Ort und Stelle festzulegen. Die unebene bzw. nicht glatte Mittelöffnung 124 des Ringes
119 hält die RUckschlagkugel 8l in dem gebildeten Hohlraum an Ort und Stelle und schafft weiterhin einen zweckentsprechenden
Durchgang für das Medium auf dem Einlaß bzw. Füllhub
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zxxv Pumpe an der Kugel 8l vorbei. Der O-Ring 1Jk ist an dem
Halter 73 zwischen der vergrößerten Lippe 122 des Ventilteiles
110 und der Basis 116 festgelegt. Die Unterseite
dbs Ventilteiles 110 ist bei 126 mit einer zu dem Rand 115
führenden Gegenbohrung versehen, die als Sitz für die Vorspannfeder 75 dient.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abänderungen möglich.
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Claims (1)
- H53659Patentansprücheait eine« Pumpenzylinder, gekennzeichnet duroh einen in dea Pumpenzylinder (34) derart hin* und her· bewegbar angeordneten Pumpenkolben (54), dai an einea Inde die Pumpenzylinder· (34) su puapendes Medium zu einer Abgabestelle duroh eine Auslaiuffnung (43) hlndurohgeftQirt werden kann und das andere Ende des Pumpenzylinder (34) alt einem Nediuabehlltcr (16) in Verbindung stehen kann, duroh ein Rückschlagventil (72)» das in dem Pumpenzylinder (34) zwisohen dea Pumpenkolben (54) und dea Mediumbehllter (16) angeordnet 1st und bei Ansprechen auf dl· Bewegung des Kolbens (54) la einer Richtung betltigbar 1st» um Medium duroh die Aus« laMffnung (43) hindurohzudrUcken, wodurch Medlua aus dea Behälter (16) in den Pumpenzylinder (34) In den Raum (70) swlsehMi dem Kolben (54) und de« Rucksohlagnietil (78) strom*, und das bei Ansprechen auf Bewegung deatolbens (54) In dar anderen Richtung bewegbar ist» um lediglieh einen Yorbestiaaten tall des Medium· von dem Raum (70) in dea Mediumbebälter (16) abssugeben.ft«) Pumpe nach Anspruoh 1» dadurch gekennzeichnet, dai das RtteksohlagTentil (78) «la ringförmig·· Ileaente (110)» la welehea ein enger Durchgang (115) rorgesehen 1st» und •ine Kugel (81) aufweist» die ein Bad· des engen Durchganger (115) absehliesen kann.3«) Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,909846/0075U53659das an dem Element (110) «in Ansohlag (119) zum Begrenzen der Bewegung der Kugel (81) bei geöffnet·« Durchgang (115) vorgesehen let.4.) Pumpe naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das da· RUoksohlagventU (72) eine Feder (75) sua Vorspannen des Hingelemontes (110) In einer Richtung, einen ium Verhindern des Durchtritt· von Medium zwischen den Selten des Elementes (110) und den Pumpenzylinder (j>4) das Ringelement (110) umgebenden O-Ring (74) aufweist» weloher den Durchtritt von Medium von dem Raun (70) zulasaen kann« wenn der Kolben (54) In der anderen Riohtung betätigt wird» um das Element (110) gegen die Vorspannung der Feder (75) zu bewegen.5·) Pumpe nach Anspruoh 4» dadurch gekennzeichnet» das in der AuJenfliohe des Ringeleeentes (110) eine Lippe (122) für die Anordnung des O-Ringea (74) und In dee Pumpenzylinder(34) eine naoh innen abgeschrägt· Wand (42) vorgesehen 1st« welche mit des O-Ring (74) in lingrlff tritt, wenn das !lernent (110) durch die Wmdtr (75) In der einen Richtung bewegt wird·6.) Pumpe nach Anspruoh 1« dadurch gekennzeichnet, «al alt dem Kolben (54) ein O-Ring (64) getragen M, der mit Bezug auf den Kolben (54) bei Anspreohen auf in einer Richtung erfolgende Bewegung des Kolbens (54) in einer Richtung bewegbar 1st, um Medium von dem Raum (70) zu der Auelaflöffnung (43) strikten zu lassen, und der in der anderen909846/0075U53659Richtung bewegbar ist« ua Druck an das Rückschlagventil (78) anzulegen, um lfedlua asu den Behälter (16) strömen bu lassen.7·) Puspe nach Anspruch 6, daduroh gekennzeichnet, daft an de« Kolben (54) 1« Abstand voneinander angeordnet· AnsehlagwKnde (56 und 57) vorgesehen sind zu« Bewegen des O-Rlnges (64) In entgegengesetzten Richtungen bei Ansprechen auf die Bewegung des Kolbens (54) In einer betreffenden der entgegengesetzten Richtungen.8.) Puape nach Anspruch 1 oder 7« daduroh gekennzeichnet, dafl in des Kolben (54) ein Durchgang (6?) vorgesehen 1st, u» eine Mediueströswng von den Rau« (70) su der Auslaß-Öffnung (4^) susulassen.9.) fuspe nach Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, dafl der Durchgang (63) in des Kolben (54) sich durch eine der AnsohlagwSnde (57) hlnduroherstreokt.10.) Puape nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Kolben (54) In einer Richtung vorspannende Feder (55)·11.) Puspe nach Anspruch 1 oder 10, daduroh gekennzeichnet, A3 die Peder (55) den Kolben (54) selbsttätig in Eingriff ■it de« Rückschlagventil (72) bringen kann.909846/0075
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