DE1653662C3 - Einrichtung an einer hydraulisch betriebenen Membranpumpe - Google Patents

Description

die auf einem von der Radialkolbenpumpe (45, Insbesondere ist vorgesehen daß a«^s J^r JJehrzaW

46) getragenen Nockenring (95) derart abrollt, 35 von Kolben mindestens einer zur ^ganzung ae

daß der sfeuerzapfen (85) sich während der Dre- Strömungmittelarbe.tsvolumens a Hüfspumpe au,

hung des Rotors (41) der Radialkolbenpumpe- gebildet und "™^l* ^S*^U8hHr^?Ο?Γ£«ΪΓ

dreht und dabei die beiden Taschen (86) wechsel- wird (deutsche ^Patentschrif^_r^_r^⁰⁾ _{zum Entlüften} weise in Anschluß an den oberen und den unte- Bekannt ist werter ein Jerfahren zum E rttaHen

ren Teil (81, 82) des Kanals (80) bringt. 4° des hydraulischen Systems von mit pu«.e ^

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, da- Druck arbeitenden Pumpen ohne direkJ ^nUuttLng durch gekennzeichnet, daß der Kanal (80) senk- in die Atmosphäre bei ^^ϊ™¹^^ recht verläuft und der Steuerzapfen (85) durch an einer J^S^^LSS Si fskammer seinen Antrieb (93, 95) schrittweise bewegt wird. genuber der Atmosphäre J*gediMt«e

4. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch ge- 45 in Verbindung gebracht ™rd, ^so daU kennzeichnet, daß eine Nockenrolle (93) über Druckhubes der-Pumpe e. η Teil <ier D eine nur in einer Richtung wirksame Kupplung und d.e ^geschlossene Luf» >ⁿ *^eJJJ (92) mit dem Steuerzapfen (85) verbunden ist. drückt wird und am Ende de:s Druckhu^

5. Einrichtung nach einem der vorangehenden gleichze.tigen Abfallen de Drocke. '« £ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das 50 kammer das hydraulische System S^

obere Ende der Antriebskammer (28) durch eine H.lfskammer abgesperrt^und die »^llf«^a™^mer f [^en

Trennwand (21) vom Gehäuse (10) der Radial- über der Atmosphäre ge lüfte wird so dab a ^_e lu

kolbenpumpe (45, 46) getrennt ist und daß der aus ihr entwe.chen kann (schweizerische Patent

Entlüftungskanal (80) der Arbeitskammer (28) in schrift 406 853). Technik lieet der·

80) der ()

(21) durchtritt. ^ enthaltenen hydraulischen Arbeitsm.ttels und

zum Entlüften dieser Kammer zu schaffen, die in 60 Konstruktion und Betrieb besonders einfach ist. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs genannten Gattung vor, daß vom oberen Ende der Antriebskammer zu deren

daß vo

Die Erfindung betriff, eine Einrichtung an einer Entlüftung ein Kana.

hydraulisch betriebenen Membranpumpe zum Ergän- 6₅ Kanal schließenden J^ £_

/cn und Entlüften des hydraulischen Arbeitsmittels, und einen unteren I eil u.«erte.U ist daöi der Jt^u wobei die zwischen einer Ford,- und einer Antriebs- zapfen im Bereich des Kanals Taschen au fwe st de kammer eingespannte Membrane von einer in der bei einer Drehung des Steuerzapfens um ,cwe.is

3 4

ISU einmal mit dem oberen Teil und einmal mit mung bei entsprechender Beaufschlagung und Ausden unteren Teil des Kanais fluchten, daß der obere lenkung der Membran 25 nur von unten nach oben Teil des Kanals Einrichtungen zur Einführung von durch die Pumpkammer 29 zulassen. Arbeitsmittel aufweist und daß Einrichtungen zum Zur Peaufschlagung und Auslenkung der Memabsatzweisen oder kontinuierlichen Drehen des Steu- 5 bran 25 wird Arbeitsmittel im Wechsel in die An-L-rzapfens vorgesehen sind, so daß in den Taschen ei- triebskamme.r 28 eingetrieben und aus dieser abgezoiierseits Gase aus der Antriebskanimer in den oberen gen. Zu diesem Zweck ist ein Rotor 41 in der Rotor-Teil des Kanals und andererseits Arbeitsmittel aus kammer 23 mit Kegelrollenlagein 42 und 43 aui dem dem oberen in den unteren Teil des Kanals und folg- inneren Rotorwellenteil 44 und der Welle 13 gelaüch in die Antrkbskammer gefördert werden. io gert. Der Rotor 41 weist eine radiale Ausnehmung Diese erfindungsgemäße Ausbildung ist konstruk- 45 auf, in der ein Kolben 46 verschieblich angeord- \ einfach und im Betrieb sicher, da der synchron net ist. Der Kolben 46 wird durch eine gegen den ;t der Radialkolbenpumpe antreibbare Steuerzap- Boden 48 der Ausnehmung 45 anliegende Feder 47 bei jeder Umdrehung die Antriebskammer so- nach außen gedruckt. Das untere Ende 48 der Ausi-.chl entlüftet als auch das Zuströmen von hydrauli- 15 nehmung 45 steht über eine öffnung 51 und ein hohhem Arbeitsmittel ermöglicht. les Übertragungsglied 52 mit der Antriebskammer 28 iiine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, daß in Verbindung. Zwischen dem Inneren des Ubertra-_L■_·!- Steuerzapfen zu seiner Drehung mit einer Nok- <;ungsi;liedes 52 und der Mitte der Ausnehmung 4a U-nroJle versehen ist, die auf einem von der Radial- Ts! eine Entlüftungsöffnung 53 vorgesehen, durch die ;..·ίbenpumpe getragenen Nockenring derart abrollt, 20 Luft aus der Mitte der Ausnehmung 45 austreten ■ iuß der Steuerzapfen sich während der Drehung des kann.

K tors der Radialkolbenpumpe dreht und dabei die Ein Exzenterring 55 ist um den Rotor 41 angeorü-

i-viden Taschen wechselweise in Anschluß an den net, und das herausragende Ende des Kolbens 46 liegt

oberen und den unteren Teil des Kanals bringt. gegen diesen Exzenterring an, so daß, wenn der Ro-

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß der Ka- 15 tor 41 vom Antriebsmotor 17 in Drehung versetzt

:;.;! senkrecht verläuft und der Steuerzapfen durch wird, eine Pumpwirkung erzielt wird. Zur Einstellung

inen Antrieb schrittweise bewegt wird. der Hubhöhe des Kolbens 46 ist der Exzenterring 55

Eine Weiterbildung sieht vor, daß eine Nocken- einstellbar im Gehäuse 10 montiert. Hierzu weist der

rolle über eine nur in einer Richtung wirksame Exzentorring 55 einen äußeren Steuerring 56 auf, der

Kupplung mit dem Steuerzapfen verbunden ist. 30 mit nach außen ragenden Achsstümpfen 57 und 58

Schließlich isf noch vorgesehen, daß das obere versehen ist. Diese sitzen in Bohrungen 59 und 60

F'de der Antriebskammer durch eine Trennwand des Gehäuses 10.

vom Gehäuse der Radialkolbenpumpe getrennt ist Gemäß der Darstellung in Fig. 5 sind Stell vor- und daß der Entlüftungskanal der Antriebskammer richtungen vorgesehen, um die Achsstümpfe 57 und \\\ dieser Wand angeordnet ist und der Steuerzapfen 35 58 zur Veränderung der Exzentrizität des Steuerrinites Kanals durch die Trennwand durchtritt. ges 56 gegenüber dem Rotor 41 in ihren Bohrungen Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Aus- 59 bzw. 60 zu verstellen. Zu diesem Zweck ist der fiihrungsform wird die Erfindung nun weiter be- Achsstumpf 58 mit einer Gewindebohrung 62 verseschrieben. In der Zeichnung ist hen, mit der ein Abschnitt 63 einer Stellschraube 64 Fig. I eine Seitenansicht der Membranpumpe, 40 in Gewindeeingriff steht. Ein zweiter Abschnitt 65 F i g. 2 eine Aufsicht, der Stellschraube 64 steht in Gewindeeingriff mit F i g. 3 eine Vorderansicht. dem Gehäuse 10 und kann mittels eines Sperrstiftes F i g. 4 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 in 66 festgeklemmt werden, der mit einem Sperr- oder Fig. 2, Klemmkörper 67 im Abschnitt 65 zusammenwirkt. F i g. 5 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5 in 45 Die Ganghöhe des Gewindes auf dem Abschnitt 63 F i g. 4, . ist kleiner als die Ganghöhe des Gewindes auf dem Fig. 6 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 6-6 in Abschnitt 65, so daß die Axialbewegung der Stell-F i g. 4 und schraube 64 größer ist als die Bewegungsgroße des F i g. 7 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 7-7 in Steuerringes 56. Beispielsweise bewirkt eine Axialbe-Fig.4. 50 wegung der Stellschraube 64 von 30mm eine Ver-Die Membranpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das Schiebung des Steuerringes 56 von 15 mm. Auf diese an einem Ende mit einem Einlaß Il und einem Aus- Weise kann man den Hub des Kolbens 46 sehr genau laß 12 versehen ist. Am anderen Ende des Gehäuses mittels einer Art Mikrometerskala einstellen. Das 10 ist ein Getriebegehäuse 14 vorgesehen, in dem Stellrad 18 ist mit einer Klemmschraube 68 an der eine Welle 15 gelagert ist, die über ein Zahnradge- 55 Stellschraube 64 befestigt und weist eine Skala 69 triebe 16 mit einem Antriebsmotor 17 verbunden ist. (s. F i g. 2 und 3) zur Anzeige der Stellung des »teuer-An der Vorderseite des Gehäuses 10 ist ein Stellrad ringes 55 in der Rotorkammer 23 auf. Zur Verhu-18 vorgesehen. lung einer hydraulischen Verriegelung des Acns-Im Gehäuse 10 ist eine Trennwand 21 angeordnet, stumpfes 57 in der Bohrung 59 ist auf dem Achsdie das Gehäuse in ein Membranpumpengehäuse 22 60 stumpf 57 eine Abflachung 76 vorgesehen, durch ehe und eine Rotorkammer 23 unterteilt. Zwischen zwei hindurch das in der Bohrung 59 eingeschlossene Ar-Membranplatten 26 und 27 ist eine Membran 25 an- beitsmittel austreten kann. Die beschriebene Stellvorgeordnet, die das Membranpumpengehäuse in eine richtung für den Steuerring 56 stellt eine lineare Be-Anlriebskammer 28 und eine Pumpkammer 29 un- Ziehung zwischen der Stellbewegung des Stellrades terteilt. Der Einlaß 11 ist über ein Einwegventil 31 6_S «8 und der Einstellung des Hubes des Kolbens und der Auslaß 12 ist über ein Einwegventil 32 an her, so daß eine überaus genaue lineare Regulierung die Pumpkammer 29 angeschlossen. Die Ventile 31 des Membranpumpendurchsalzes möglich wird. In- und 32 sind derart ausgebildet, daß sie eine Strö- nerhalb der Stellvorrichtung ist äußerst wenig Bewe-

gungsspiel vorhanden, und die Einstellung des Membranpumpendurchsatzes kann bei laufender Pumpe vorgenommen werden.

Zur Verringerung der Reibung und des sich daraus ergebenden Verschleißes ist zwischen dem Ende des Kolbens 46 und dem Exzcnlerring 55 ein Rollenlager sorgesehen. Auf der Innenseite des Exzenterringes 55 ist ein Gleitring 73 angeordnet, der auf Rollen 74 drehbar im Inneren des Exzenterringes 55 gelagert ^;st. Der Gleitring 73 kann sich daher mit dem Rotor 41 drehen, um eine Reibung zwischen dem Kolben 46 und dem Exzenterring 55 anzuschließen. Der Steuerring 56 und der Gleitring 73 wirken mit den Rollen 74 wie ein Rollenlager.

Im Betrieb ist die Rotorkammer 23 beispielsweise bis zu dem in den F i g. 4 und 5 mit A bezeichneten Spiegel mit Arbeitsmittel gefüllt. Wenn der Rotor 41 vom Motor 17 gedreht wird, wird der Kolben 46 in der radialen Ausnehmung 45 durch die Exzentrizität des Exzenterringes 55 sowie durch die Feder 47 hin- und herbewegt. Bei der Einwärtsbewegung des Kolbens 46 wird Arbeitsmittel vom unteren Ende der Ausnehmung 45 durch die Öffnung 51 und den Kanal 52 in die Antriebskammer 28 gefördert, so daß die Membran 25 zur äußeren Membranplatte 26 hin ausgebeult wird. Hierbei wird Flüssigkeit in der Pumpkammer 29 durch das Ventil 32 hindurch in den Auslaß 12 getrieben. Bei weiterer Drehung des Rotors 41 schiebt die Feder 47 den Kolben 46 nach außen, so daß Arbeitsmittel aus der Arbeitskammer 28 durch den Kanal 52 und die Öffnung 51 in den unteren Teil der Ausnehmung 45 gesaugt wird. Durch diesen Abzug des Arbeitsmittels aus der Antriebskammer 28 wird die Membran 25 zur Membranplatte 27 hin ausgebeult, so daß Flüssigkeit vom Einlaß 11 über das Ventil 31 in die Pumpkammer 29 gesaugt wird.

Luft oder andere gasförmige Medien in der Flüssigkeit, die sich normalerweise hinter dem Kolben 46 sammeln würden, können durch die Entlüftungsöffnung 53 in den Kanal 52 und von dort in die Antriebskammer 28 entweichen. Die Gasblasen in der Antriebskammer 28 steigen zum oberen Ende dieser Kammer 28 auf. Eine Einrichtung zur Abführung der in der Antriebskammer 28 angesammeilen Gase enthält einen Kanal 80, der nach oben durch die Trennwand 21 hindurch verläuft und an seinem oberen Ende mit einem Stopfen 83 verschlossen ist. Ein Verbindungskanal 84 verbindet den Entlüftungskanal KO mit der Rotorkammer 23. wobei dieser Verbindungskanal 84 nahe dem oberen finde des Rotorgchäuscs in dieses mündet.

Während des normalen Betriebes der Pumpe muß die Antriebskammer 28 dauernd geschlossen sein, damit kein Arbeitsmittel aus der Kammer 28 austreten kann Ein solcher Austritt von Arbeitsmittel aus der Antriebskammer 28 würde nämlich zu einem l.eistungsverlust der Pumpe führen. Daher ist der Kanal 80 mit einem Steuerzapfen 85 verschlossen, der den Kanal 80 in einen oberen Teil 81 und einen unteren Teil 82 unterteilt. Der Steuerzapfen 85 weist an seinem Schnittpunkt mit dem senkrechten Kanal 80 Taschen 86 auf. Es sind Einrichtungen vorgesehen, um den Steuerzapfen 85 periodisch zu drehen und dabei die Taschen 86 wechselweise am unteren Ende des oberen Teils 81 und am oberen Ende des untren Teils 82 des Kanals anzuordnen Die am oben η Ende des unleren Teils 82 des Kanals 80 befindliche Tasche 86. wird während des Betriebs der Pumpe mit dem den Kanaltcil 83 füllenden Arbeitsmittel gefüllt. Wenn sich Blasen in der Antriebskammer 28 gesammelt haben, so steigen diese im unteren Kanalteil 82 auf und gelangen in die dort befindliche Tasche 86, wobei sie die gegebenenfalls in dieser Tasche befindliche Flüssigkeit verdrängen. Bei Drehung des Stcuerzapfcns 85 wird das in der bisher untenliegenden Tasche 86 befindliche Fluidum — hydraulisches Arbeitsmittel oder Gasblascn — mit der Tasche 86 in den oberen Kanaltcil 81 gebracht. Gleichzeitig füllt das im oberen Kanalteil 81 enthaltende Arbeitsmittel die zunächst obenliegende Tasche 86, so daß die in dieser obenliegenden Tasche befindliehe Arbeitsmittel bei der Drehung des Steuerzapfens 85 zum unteren Kanalteil 82 gelangt. Die in den oberen Kanalleil 81 geförderten Gase sammeln sich am oberen Ende des Kanals 80, und wenn der Flüssigkeitsspiegel im oberen Kanal 81 unter den Verbin- «o dungskanal 84 absinkt, so strömt durch diesen Verbindungskanal 84 neues Arbeitsmittel aus der Rotorkammer 23 in den oberen Kanaltcil 81. Auf diese Weise wird dauernd neues Arbeitsmittel in den oberen Kanaltcil 81 eingeführt, die die aus dem unteren as Kanalteil 82 in den oberen Kanalleil 81 verbrachten gasförmigen Medien und/oder Flüssigkeit ersetzt.

Der .Steuerzapfen 85 wird bei Drehung des Rotors

41 schrittweise gedreht. Hierzu ist am inneren Ende des Steuerzapfens 85 eine abgekröpfte Welle 91 über eine nur in einer Richtung wirksame Kupplung 92

befestigt. Am freien Ende der abgekröpften Welle 91

ist eine Nockenwelle 93 angeordnet, die durch eine Feder 94 gegen einen Nockenring 95 geführt wird,

der in fester Verbindung mit dem Rotor 41 angeord-

net ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der

Nockenring 95 nur einen vorspringenden Teil, der

bei jeder Umdrehung des Rotors die Nockenrolle 93 und folglich die gekröpfte Welle 91 einmal um einen Winkel von etwa S 5° hin und herverschwenkt, so daß sic über die Einrichtungskupplung

92 um einen entsprechenden Winkel gedreht wird.

Während der Drehung des Rotors 41 dreht sich der Steuerzapfen 85 also schrittweise. Im dargestellten

Ausführungsbeispiel vollzieht der Steuerzapfen 85

bei jeweils vierundzwanzig Umdrehungen des Rotors 41 eine ganze Umdrehung.

Geeignete Oberdrucküicherungen verhindern eine überlastung der Pumpe. Zu diesem Zweck ist ein Entlasiiingskanal 75 in der Trennwand 21 voreesc hen, der in Höhe des unteren Endes des senkrechten Kanals 80 liegt. Am Ende des Enilastungskanals 75 ist ein Überdruckventil 76 angeordnet, dessen Ventil Öffnung 77 normalerweise durch einen federbelaste ten Ventilkörper 78 verschlossen wird. Der Anpreß druck des Ventilkörpers 78 kann gemäß der Darstellung in Fig. 6 durch eine Stellschraube 79 einreguliert werden. Das überdruckventil 76 ist in die Trennwand 21 eingeschraubt, so daß es zur schnellen Entlüftung der Pumpkammer beispielsweise während der Füllung der Pumpe mit Flüssigkeit ausgeschrauhi werden kann.

Wenn aus irgendeinem Grunde Flüssigkeit aus dci Antriebskammer 28 verlorengegangen ist, so wini diese automatisch aus der Rotorkammer 23 nachgefüllt. Hierzu ist im Boden der Pumpkammer 28 ein Nachfülleinlaß 100 vorgesehen, der normalerweiM durch ein Rückschlagventil 96 geschlossen gehaltcr wird Das Rückschlagventil 96 weist einen Vcn'.ilkni

per 97 aul. der normalerweise von einer Feder 98 in Schließstellung geführt wird. Wenn der Druek in der Anlriebskammer 28 so weit absinkt, daß der Druck in der Rotorkammer 23 die Kraft der Feder 98 übcrsicigt, hebt sich der Ventilkörper 97 von seinem Sit/ ah, "so daß Flüssigkeit durch einen Kanal 99 aus der ftotorkammcr 23 in die Antriebskammcr 28 strömen kann. Mittels eines Betätigungsknopfes 101 kann man den Druck der Feder 98 auf den Ventilkörper 97 beseitigen, um das Ventil beispielsweise während der Füllung und Entleerung der Membranpumpe zu öffnen, so daß die Flüssigkeit schnell zwischen der Rotorkammer 23 und der Antriebskammer 28 strömen kann.

Zum Ablassen der Flüssigkeit ist ein Ablaßstopfen

103 am Boden der Rotorkammer 23 vorgesehen, den man herausschraubt, um die Flüssigkeit und den gegebenenfalls am Boden der Rotorkammer 23 angesammelten Schlamm herauszulassen. Während des normalen Betriebszustandes der Pumpe wird die Kammer 23 durch Lösen eines F.ntlüflungsvcrschlusses 104 am oberen Ende der Kammer entlüftet, um eine Expansion und Kontraktion der Flüssigkeit zu ermöglichen. Der Luftstrom während der Expansion

ίο oder Kontraktion der Flüssigkeit tritt durch cine Bc-Kiflungsöl'lnung 102 im Boden des Getriebegehäuse? 14 hindurch. Zum Transport der Pumpe wird dci Verschluß 104 zugedreht, damit keine Fliissigkeil austritt. Ein Schnellfüllstopfen 105 ist an der Ober-

seile der Rolorkammer 23 vorgesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Anlriebskammer befindlichen Radialkolbenpumpe Patentansprüche: pulsie^£**£#*«Ζ^ vorteilhaft

1. Einrichtung an einer hydraulisch betnebe- zur Förderung von chemisch £ ^g££ad Jörnen Membranpumpe zum Ergänzen und OmIUf- 5 w.-rd von ihnen in ^hoh %™_Γ ?in hydraulisches ,en des hydraulischen Arbeitsmittels, wobei J,e dcrt Derarf ^jj^' ^ Membran gebraucht zwischen einer Förder- und einer Antnebskam- Arbeitsmittel zur betätigung u diesem hvmcr eingespannte Membrane von einer in der wird, haben jedoch den Nachte 1. daß ^ ^dtJ^seiJ ^h> Antriebskammer befindlichen Radialkolben- draulischen Arbe.tsn.rtj hau * ^L^™^ ^j. pumpe pulsierende Arbeitsflüssigkeit erhält, da-., hen, und ■jvenn d. Lu ftbl^n in dem y durch gekennzeichnet, daß vom oberen ben, werden sie beim ^Druck™° ^a" ■ £_{[s zu för}. Ende der^Antriebskammer (28) zu deren Entlüf- mengedrückt und vernnger.damitd« jeweü zt to tung ein Kanal (80) ausgeht, der durch einen die- dernde Flüss.gkeitsmenge ^s0«'^e ^ ^^^ f „ _t sen Kanal schließenden Steuerzapfen (85) in Bekannt ist eine Mernb«"P"^^ £ _ä S-einen oheren (81) und einen unteren Teil (82) ,₅ Flüssigkeitsantrieb, be, der eine mechan ^^euu.g unterteilt ist, daß der Steuerzapfen im Bereich bare Vorrichtung vorgesehen ^t d.ebe J^m ™m des Kanals Taschen (86) aufweist, die bei einer penzyklus in einer vorbest.mm^SteUungwksam Drehung des Steuerzapfens um jeweils 180" ein- wird, um jede Ausdehnung ^^f^^ mal mit dem oberen Teil und einmal mit dem un- jeden Verlust an ^r VerschiebenussigK teren Teil des Kanals fluchten, daß der obere *o eben, so daß■ ständig die!genau ^« Teil des Kanals Einrichtungen (84) zur Einfüh- keitsmenge durch die Pumpe gefordert rung von Arbeitsmittel aufweist und daß Einrich- sehe Patentschrift 1 118 Ul ''· _{h kolbenpum} tungen (93, 95) zum absatzweisen oder kontinu- Bekannt .st weiter eine ^Με"^""^"^Ρ icrlfchen Drehen des Steuerzapfens (85) vorgese- einer am Umfang eingespannten Membran auf hen sind, so daß in den Taschen (86) einerseits *₅ einer Seite der Arbeitsraum mit °™^ck ^ Gase aus der Antriebskammer (28) in den oberen ventil angeordnet ist ""darf deren _ande rer Teil (81) des Kanals (80) und andererseits Ar- periodisch durch e.ne Ko ^™™"^""