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Die Erfindung bezieht sich auf Pumpenanlagen für ölgefüllte elektrische Kabel.
Ölgefüllte elektrische Kabel stehen bekanntlich mit Pumpenanlagen in Verbindung, welche die Aufgabe haben, das Öl im Kabel zu verschieben, beispielsweise um dadurch Wärme abzuleiten und so die Ausbildung örtlich überhitzter Zonen an den Kabelverbindungen zu vermeiden, oder auch, um die Volumenänderungen des Öls infolge von Temperaturschwankungen auszugleichen.
In Anlagen, bei welchen Pumpen zu den geschilderten Zwecken Verwendung finden, sowie ganz allgemein in allen Anwendungsfällen, in welchen Pumpen erforderlich sind, die unmittelbar eine Verschiebung der Flüssigkeit bewirken, wie z. B. Rotations-oder Kolbenpumpen, tritt der ernstliche Nachteil einer Verschmutzung der Flüssigkeit auf. Diese Verschmutzung wird durch Stoff teilchen bewirkt, die unvermeidbar durch die Reibung in den Getrieben der Rotationspumpen bzw. bei Kolbenpumpen durch die Reibung des Kolbens am Zylinder losgelöst werden. Diese Verunreinigungen sind sehr mitbestimmend für die Lebensdauer der kabel, weil sie die dielektrischen Eigenschaften des Öls verschlechtern und sehr häufig auch die elektrische Isolation des Kabels in unzulässiger Weise beeinträchtigen.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist versucht worden, Pumpen zu verwenden, in deren Strömungkreis das Öl zirkulieren kann, ohne mit mechanischen Verunreinigungen in Berührung zu kommen. Zu diesem Zweck werden bereits Pumpen mit positiver Flüssigkeitsverdrängung erprobt, die ein Gehäuse haben, das einen Balg enthält, der so angeordnet ist, dass die Aussenwandung des Balges und die Innenwandung des Gehäuses eine Kammer bilden, die mit dem Aussenraum nur durch ein Saugventil und ein Druckventil in Verbindung steht. Die Pumpe weist ferner einen Zylinder mit zugehörigem Kolben auf, sowie ein Arbeitsmedium im Inneren des Balges und einen Antriebsmechanismus für den Kolben.
In solchen Pumpen wirkt der Antriebsmechanismus auf den Kolben und bewegt diesen im Zylinder in dem einen oder andern Sinn, wodurch in zyklischer Folge auf das Arbeitsmedium innerhalb des Balges eine Schubkraft ausgeübt wird. Diese Schubkraft wird vom Arbeitsmedium auf den Balg übertragen und bewirkt eine Dehnung der gewellten Balgwandung, ohne dass dabei eine Reibung an der Innenwandung des Gehäuses auftritt. Wenn der Kolben seine Schubwirkung auf das Arbeitsmedium beendet, kehrt der Balg entweder infolge seiner Eigenelastizität oder infolge einer ihm zugeordneten, vorher zusammengedrückten Feder in seine ursprüngliche Gestalt zurück.
Während der zyklischen Deformation des Balges in dem einen und dem andern Sinne nimmt das Innenvolumen der Kammer ständig zu bzw. ab, so dass eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, zunächst angesaugt und sodann von der Pumpe unter dem gewünschten Druck nach aussen abgegeben werden kann.
Es ist erkennbar, dass eine Pumpe der vorstehend beschriebenen Bauart frei von dem einleitend geschilderten Nachteil ist, weil die durch Reibung des Kolbens an der Zylinderwand abgelösten Stoffteilchen innerhalb des Balges verbleiben und keine Möglichkeit haben, als Verunreinigung in den ausserhalb des Balges liegenden Ölkreis einzudringen.
Die gegenwärtig üblichen Pumpen mit Bälgen sind jedoch kostspielig und haben zu grosse Abmessungen im Vergleich zu den engen Räumen, die in der Nähe der Endverschlüsse von Kabeln, wo die Pumpenanlagen üblicherweise angeordnet werden, zur Verfügung stehen.
Die Erfindung zielt deshalb darauf ab, mit Bälgen ausgestattete Pumpen der geschilderten Art so zu verbessern, dass sie bei gedrängtem Gesamtaufbau und relativ niedrigen Installationskosten einen in jeder Hinsicht zufriedenstellenden Betrieb in Pumpenanlagen für ölgefüllte elektrische Kabel gewährleisten.
Gegenstand der Erfindung ist eine zur Ölversorgung von elektrischen Kabeln dienende Pumpe, die Öl unter Vakuum ansaugt und sodann unter einem vorgegebenen Druck abgibt, mit einem Gehäuse, das ein Saugventil und ein Druckventil aufweist und einen Balg enthält, wobei sich zwischen dem Gehäuse und dem Balg eine innere Pumpenkammer befindet, die mit dem Aussenraum über diese Ventile in Verbindung setzbar ist, und wobei von einem in einem Zylinder hin-und herbewegbaren Kolben ein Arbeitsmedium unter Druck gesetzt wird, das sich in einem geschlossenen Raum befindet, der von dem Balg, dem Zylinder und dem Kolben begrenzt wird ;
eine erfindungsgemässe Pumpe dieser Gattung ist dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Zylinder der Pumpe an einem Ende einen radialen Ringflansch hat, der sich nach aussen erstreckt, und dass der Balg koaxial um den Zylinder herum angeordnet ist, wobei das eine Ende des Balges dicht mit dem Ringflansch verbunden ist, während am andern Ende des Balges eine Stirnplatte befestigt ist, die innerhalb des Gehäuses der Pumpe so beweglich ist, dass ihre Mitte mit der Achse des Zylinders eingefluchtet bleibt, wobei der Bewegung der Stirnplatte bei der Dehnung des
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Balges eine Feder entgegenwirkt und wobei der Balg vom Gehäuse der Pumpe umschlossen ist, das dicht mit dem Ringflansch des hydraulischen Zylinders verbunden ist.
Auf die beschriebene Weise ergibt sich eine platzsparende Verschachtelung von Zylinder, Balg und
Pumpengehäuse, wobei die Ventile leicht zugänglich am Pumpengehäuse angebracht werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass der hydraulische
Zylinder an seinem den Ringflansch abgekehrten Ende eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist, die sich in
Richtung der Zylinderachse erstrecken und zwischeneinander Durchlässe von dem ausserhalb der
Zylindermantelfläche liegenden Raum zu dem innerhalb dieser Fläche liegenden Raum freilassen, dass ein zylindrischer Käfig vorgesehen ist, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Aussendurch- messer des hydraulischen Zylinders ist und der an einem Ende einen sich nach aussen erstreckenden
Flansch aufweist, während er am entgegengesetzten Ende radiale Streben trägt, die zum Mittelpunkt des
Käfigs gerichtet und in gleicher Anzahl wie die erwähnten Durchlässe vorhanden sind, wobei diese
Streben so ausgebildet sind, dass sie zwischeneinander Zwischenräume freilassen,
dren Flächenausdehnung grösser ist als der Querschnitt der Vorsprünge, und wobei der Käfig rings um den hydraulischen Zylinder so angeordnet ist, dass seine Streben in den Durchlässen liegen, und die einer Dehnung des Balges entgegenwirkende Feder sich zwischen dem Flansch des Käfigs und einem weiteren Flansch abstützt, der rings um die Vorsprünge des hydraulischen Zylinders angebracht ist, und wobei die radialen Streben des Käfigs zu einem Punkt konvergieren, der mit dem Mittelpunkt der Stirnplatte des Balges fluchtet. Diese Ausführungsform bietet den besonderen Vorteil, dass auch die Feder, welche der Dehnung des Balges entgegenwirkt, innerhalb des Balges angeordnet ist und daher nicht schabend an den Innenwänden des Pumpengehäuses angreifen kann, so dass eine mögliche Ursache einer Verschmutzung des Öls vermieden wird.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genau erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Pumpe und Fig. 2 eine Pumpenanlage mit einer Pumpe nach Fig. l ; Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Pumpe und Fig. 4 eine petspektivische Ansicht einiger Teile der Pumpe nach Fig. 3.
Die in Fig. 1 gezeigte Pumpe-l-hat ein zylindrisches Gehäuse--2--, dessen Längsachse horizontal verläuft, ein Saugventil --3-- und ein Druck-bzw. Auslassventil--4--, die beide am Gehäuse --2-- angeordnet sind und deren Achsen senkrecht zur Längsachse des Gehäuses verlaufen. Im Gehäuse --2-- befindet sich ein Balg --5-- und innerhalb des Balges ein hydraulischer Zylinder --7-- mit einem Kolben-6--, der durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus hin-und herbewegbar ist. Der Balg --5-- ist mit einem Arbeitsmedium gefüllt, das den Balg --5-- nach Massgabe der Bewegung des Kolbens --6-- verformt.
Ein weiteres Gehäuse --8-- umschliesst den Antriebsmechanismus, der in das Arbeitsmedium eintaucht, das unter Atmosphärendruck steht.
Das Gehäuse --2-- ist an einem Ende durch eine kreisförmige Stirnwand --9-- geschlossen, während am andern Ende --10-- sein kreisförmiger Rand dicht mit einem kreisringförmigen Flansch --11-- des Zylinders --7-- verbunden ist, so dass ein Eindringen von Luft von aussen in das Innere des Gehäuses verhindert ist.
Der Balg --5-- ist koaxial zum Gehäuse --2-- angeordnet, wobei ein Ende --12-- desselben abdichtend mit dem kreisringförmigen Flansch --11-- des Zylinders --7-- verbunden ist.
Bei der beschriebenen Anordnung der Pumpenteile ergibt sich zwischen dem Gehäuse --2-- und dem Balg --5-- eine innere Pumpenkammer --13--, die vom Innenraum --14-- des Balges --5-- vollkommen getrennt ist. Diese Kammer --13-- ist vollständig abgeschlossen und steht mit dem Aussenraum nur über die Ventile --3 und 4-- in Verbindung, um Flüssigkeit entweder von aussen anzusaugen oder unter Druck nach aussen abzugeben. Der Innenraum --14-- des Balges --5-- enthält das Arbeitsmedium, das der Wirkung des Kolbens --6-- ausgesetzt ist.
Der Kolben --6-- weist aussen eine zylindrische Fläche --15-- auf, die an der Innenfläche des Zylinders --7-- gleitet, und innen eine Bohrung --16--, die an einem Ende durch den Basisteil --18-- des Kolbens verschlossen ist.
Der Zylinder --7-- hat an dem dem Flansch --11-- abgekehrten Ende einen Teil --19-- mit Kreisringgestalt, der eine zentrale Führung --20-- für einen Schaft --21-- trägt, welcher fest mit dem Balg --5-- verbunden ist. Auf einer Kreislinie rings um die Führung --20-- sind im Teil --19-- Löcher - -22, 23-- ausgebildet, um einen Durchtritt des Arbeitsmediums vom Inneren der Bohrung --16-- des
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Kolbens -6-- zum restlichen Teil des Raumes --14-- zu ermöglichen. Zwischen dem Enteil --19-- des Zylinders --7-- und dem Basisteil --18-- des Kolbens --6-- ist eine Schraubenfeder --24-- angeordnet, welche die Aufgabe hat, den Kolben in Berührung mit seinem (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus zu halten.
Der als Membrane wirkende Balg --5-- weist eine kreisförmige Stirnplatte --25-- auf, an welcher der Schaft --21-- befestigt ist, der in die Bohrung --16-- des Kolbens --6-- hineinragt, sowie einen Kappenteil --26-- mit einem Flansch-27-, der mit der Stirnplatte --25-- verbunden ist.
Zwischen der Stirnwand --9-- des Gehäuses --2-- und einem Flansch --27-- am Kappenteil --26-- ist eine Schraubenfeder --28-- abgestützt, die dazu dient, den Balg --5-- beim Saughub der Pumpe zusammenzudrücken.
Das Saugventil --3-- weist ein Gehäuse auf, das aus einem Hohlzylinder --29-- mit einem Einsatz - besteht, und ein Betätigungselement --31--, das zum Öffnen und Schliessen des Ventils dient. Der Hohlzylinder --29-- hat eine Basis --32-- mit einer zentralen Öffnung --33--, und der Einsatz --30-- hat eine hohlkegelige Sitzfläche --34--, die in eine zentrale Bohrung --35-- übergeht.
Im zusammengebauten Zustand ist der Einsatz --30-- in den Hohlzylinder --29-- so weit eingeschoben, dass sein Ende die Basis --32-- berührt. In dieser Lage steht die Bohrung --35-- des Einsatzes in Verbindung mit der zentralen Öffnung --33-- des Zylinders --29--, so dass ein Durchtritt von Öl von aussen nach innen durch das Ventil --3-- möglich ist. Zur Abdichtung zwischen Zylinder --29-- und Einsatz --30-- ist eine Dichtung --36-- vorgesehen.
Das Betätigungselement --31-- weist einen Verschlussteil --37-- auf, dessen Mantelfläche eine dem hohlkegeligen Sitz --34-- am --34-- am Einsatz --30-- angepasste Gestalt hat, ferner eine ringförmige Dichtung --38--, die aus einem das Öl nicht verunreinigenden Material besteht, beispielsweise aus einem Fluor-Elastomer, sowie einen zylindrischen Schaft --39-- mit radialen Speichen, von denen die in den Zeichnungen sichtbaren mit --40 und 41-- bezeichnet sind.
Im zusammengebauten Zustand befindet sich die ringförmige Dichtung --38-- in einer im Verschlussteil - 37-ausgebildeten Rille-42-, aus der sie gleichmässig vorsteht, und der Schaft --39-- ist axial mit dem Verschlussteil --37-- verbunden, wobei die Speichen --40, 41-- nahe dem Ende --43-- des Schaftes - liegen und in Berührung mit der Innenfläche des Zylinders --29-- stehen.
Nach Montage des Ventils --3-- am unteren Teil des Gehäuses --2-- steht der Raum innerhalb des Hohlzylinders --29-- mit der Kammer --13-- der Pumpe über einen im Gehäuse --2-- vorgesehenen Durchlass --44-- in Verbindung. Bezüglich der im Ventil --3-- verwendeten Materialien sei bemerkt, dass
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Aluminiumlegierung bestehen, die Speichen --40, 41-- aus Polytetrafluoräthylen, die ringförmige Dichtung - aus einem Fluor-Elastomeren, der Hohlzylinder --29-- aus rostfreiem Stahl und der Einsatz --30-aus Polytetrafluoräthylen.
Das Betätigungselement --31-- hat bei der Ausführung nach Fig. 1 solches Gewicht, dass es vom hohlkegeligen Sitz --34-- am --34-- am Einsatz --30-- zwecks Öffnung des Ventils --3-- durch die kombinierte Wirkung des Unterdruckes in der Pumpenkammer --13-- und einer Ölsäule, die weniger als 40 cm über das Niveau des Betätigungselements reicht und beispielsweise einer wirksamen Niveaudifferenz von 30 cm entspricht, angehoben werden kann.
Beim Saughub der Pumpe wird der Hub des Betätigungselements --31-- durch einen Anschlagring --45-- am Ende des Hohlzylinders --29-- begrenzt.
Das Druck- oder Auslassventil --4-- weist ein Betätigungselement --46-- in einem Hohlzylinder --47-mit einer Basis --48-- auf, in der eine zentrale Öffnung --49-- vorgesehen ist, und ferner einen Einsatz --5---, der nach dem Betätigungselement --46-- in den Zylinder --47-- eingeschoben wird. Dieser Einsatz bildet einen hohlkegeligen Sitz --51--, der in eine zentrale Bohrung --52-- übergeht.
Das zweite Betätigungselement --46-- weist einen Verschlussteil --53-- auf, dessen Mantelfläche eine dem hohlkegeligen Sitz --51-- angepasste Gestalt hat, ferner eine ringförmige Dichtung --55--, die aus einem das Öl nicht verunreinigendem Elastomeren besteht und in einer im Verschlussteil --53-- ausgebildeten Rille --56-- untergebracht ist, aus der sie gleichmässig vorsteht, sowie einen zylindrischen Schaft --57--, der mit dem Verschlussteil --53-- verbunden ist und radiale Speichen --58 und 59-- trägt, die am Ende --60-- des Schaftes angeordnet sind und zum Zwecke der Führung des Betätigungsgliedes --46-- an der Innenfläche des Zylinders --47-- gleiten.
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Das Betätigungselement --46-- wird in das Innere des Ventils mit einer vorgegebenen Kraft hineingedrückt, die durch eine Feder --61-- erzeugt wird, welche sich zwischen der Stirnfläche --62-- des Verschlussteiles --53.. - und einem geeigneten Auflager --63-- abstützt, das mittels eines Flansches - -64-- am Hohlzylinder --47-- befestigt ist.
Das Ventil --4-- wird mittels der Feder... -61-- geschlossen, wenn sich die Pumpe in Ruhe befindet, und geöffnet, wenn der Öldruck in der Kammer --13-- die Kraft dieser Feder überwindet.
Das Ventil --4-- ist am oberen Teil des Gehäuses --2-- montiert und sein Innenraum steht mit dem Inneren der Pumpe über die zentrale Bohrung --52-- im Einsatz --50--, die mit dem Durchlass --521-- im Gehäuse --2-- eingefluchtet ist, und mit dem Aussenraum der Pumpe über die zentrale Öffnung --49-- in der Basis --48-- in Verbindung. Die einzelnen Teile dieses Druckventils sind zweckmässig aus den gleichen Materialien gefertigt wie die entsprechenden Teile des Saugventils ; der Hohlzylinder --47-- des Ventilgehäuses besteht aber aus einem nichtmagnetischen Material.
Die Pumpe ist mit magnetischen Mitteln ausgestattet, die ein Öffnen des Druckventils ermöglichen, wenn die Pumpe ausser Betrieb ist. Hiezu dienen ein erster Teil, der sich ausserhalb des Ventils befindet und durch einen (nicht dargestellten) Magneten gebildet ist, und ein zweiter Teil, der innerhalb des Ventils angeordnet ist und die Form einer Hülse --65-- aus magnetisierbarem Material, z. B. Weicheisen, hat. Die Hülse --65-- ist so angeordnet, dass ein Ende derselben in Berührung mit dem Flansch --64-und ihre Aussenfläche in Berührung mit dem Hohlzylinder --47-- steht. Wie schon erwähnt, ist der Hohlzylinder --47-- aus nichtmagnetischem Material gefertigt, so dass er die Hülse --65-- nicht magnetisch abschirmt.
Die Pumpe weist ferner zwei ventilartige Einrichtungen-67, 68-auf, die dazu dienen, das Lecken des Arbeitsmediums zwischen der Oberfläche des Zylinders --7-- und der Oberfläche --15-- des Kolbens - auszugleichen bzw. den Druck des Arbeitsmediums im Balg innerhalb der Sicherheitsgrenzen für den Pumpenaufbau zu halten. Diese beiden Einrichtungen sprechen im wesentlichen auf die Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsmedium im Balg und dem Atmosphärendruck ausserhalb der Pumpe bzw. auf einen Grenzwert des Druckes innerhalb des Balges an.
Die erste ventilartige Einrichtung --67-- umfasst eine zylindrische Feder --69-- und eine Kugel - -70--, die sich in einem Hohlraum --71-- mit im wesentlichen zylindrischer Gestalt befinden. Ferner ist am Endteil --19-- des Zylinders --7-- ein ringförmiges Anschlagelement --72-- vorgesehen, das aus später erläuternden Gründen ein vollständiges Zusammendrücken des Balges während des Saughubes der Pumpe verhindert.
Der Hohlraum --71-- ist im Basisteil --18-- des Kolbens --6-- ausgebildet und verläuft parallel zur Achse des Gehäuses --2--. An jedem Ende des Hohlraumes ist eine Bohrung --73 bzw. 74-vorgesehen, von denen die eine mit jenem Teil des Raumes --14-- in Verbindung steht, der sich innerhalb der Bohrung --16-- des Kolbens --6-- befindet, während sich die andere (in nicht dargestellter Weise) über einen Verlängerungskanal in das Gehäuse --8-- des Antriebsmechanismus der Pumpe erstreckt. Wenn die Pumpe ausser Betrieb ist, wird die Kugel --70-- durch die Feder --69-- im Sinne eines vollständigen Verschliessens der Bohrung --74-- in Fig. l nach links gedrückt.
Die zweite ventilartige Einrichtung --68-- weist eine Feder --76-- und eine Kugel --77-- auf, die beide in einem zylindrischen Hohlraum --78-- eingeschlossen sind, welcher ebenfalls im Basisteil --18-- des Kolbens --6-- ausgebildet ist und sich parallel zur Achse des Gehäuses --2-- erstreckt. Dieser zweite Hohlraum --78-- geht an jedem Ende in eine Bohrung --79 bzw. 80-- über, die mit dem Raum --14-- im Inneren der Bohrung --16-- des Kolbens --6-- bzw. mit dem Aussenraum der Pumpe in Verbindung steht.
Wenn die Pumpe ausser Betrieb ist und wenn der Druck des Arbeitsmediums unter einem vorbestimmten Grenzwert liegt, wird die Kugel --77-- durch die Feder --76-- im Sinne eines vollständigen Verschliessens der Bohrung --79-- in Fig. l nach links gedrückt.
Der wesentliche Vorteil der vorstehend beschriebenen Pumpe besteht darin, dass ihre Hauptbestandteile, nämlich der Zylinder --7-- und der Balg --5--, koaxial angeordnet sind, wie dies aus Fig. 1 erkennbar ist ; dadurch wird eine beträchtliche Verminderung der Länge der Pumpe, verbunden mit einer entsprechenden Verminderung der Herstellungskosten erreicht und die Möglichkeit der Installation der Pumpe in engen Räumen geschaffen.
Ferner wirken die beiden vorstehend beschriebenen ventilartigen Einrichtungen im Sinne einer erheblichen Verbesserung von Pumpen mit Bälgen zusammen. Da diese Einrichtungen vollständig innerhalb des Balges angeordnet und in das Arbeitsmedium eingetaucht sind, werden sie unmittelbar zum An-
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sprechen gebracht, d. h. sie sind sehr empfindlich. Überdies ist der geschilderte Aufbau raumsparend und es erfordert keine heiklen Teile, die über das Gehäuse der Pumpe vorstehen. Es ist ferner ersichtlich, dass diese Einrichtungen, da sie innerhalb des Balges liegen, keinerlei Probleme der Abdichtung der Pumpe gegen den Aussenraum mit sich bringen.
Auf diese Weise kann die Vakuumdichtheit verbessert werden, was von besonderer Bedeutung ist, und der Kostenaufwand für die Pumpe entsprechend herabgesetzt werden.
Nach dieser Beschreibung der Pumpe soll nun ihre Arbeitsweise in einer Pumpanlage an Hand von Fig. 2 erläutert werden. Diese Anlage umfasst im wesentlichen einen ersten Tank --81--, der Öl unter Vakuum enthält, das sich zur Speisung von elektrischen Kabeln eignet, eine erste Rohrleitung --82--, die vom Boden --82'-- des ersten Tanks ausgehend zum Saugventil Pumpe-l-verläuft, einen zweiten Tank --83--, der Öl unter Druck aufnimmt, eine zweite Rohrleitung --84--, die zwischen dem Druckventil --4-- der Pumpe --1-- und dem zweiten Tank --83-- verläuft, ein elektrisches Einleiterkabel mit einem Ölkanal --85-- und eine dritte Rohrleitung --86--, die zwischen dem Endverschluss-87-des Kabels und dem zweiten Tank --83-- verläuft.
Der erste Tank --81--, der unter Vakuum (Druck unter 1. 33 Pa) steht, ist bezüglich der Pumpe
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- und dem Betätigungselement --46-- im Druckventil --4-- grösser als 40 cm ist, um einen regulären Betrieb zu sichern.
Der zweite Tank --83-- ist von einer bekannten Bauart, die es ermöglicht, das Öl unter dem gewünschten Druck zu halten, wie dies beispielsweise in der IT-PS Nr. 893462 der Patentinhaberin beschrieben ist. Im wesentlichen weist der Tank --83-- eine elastische Kammer auf, welche das entgaste Öl unter einem vorgegebenen Druck enthält und von einem Gas umgeben ist, das unter dem gleichen Druck steht. Die elastische Kammer ist mit dem Ölkanal --85-- eines Kabels verbunden, so dass jegliche Änderung des Ölvolumens im Kabel, etwa infolge von Temperaturänderungen, durch Zu-oder Abfluss von Öl aus der elastischen Kammer kompensiert wird.
Bei der beschriebenen Anlage ist dem Kolben der Pumpe ein beliebiger Antriebsmechanismus zugeordnet, der befähigt ist, in zyklischer Folge eine Schubkraft auf den Kolben auszuüben, beispielsweise ein Kurbelgetriebe oder einfach, wie in den Zeichnungen schematisch angedeutet, ein Exzenter --C--, das von einem Motor --M-- angetrieben wird.
Die Pumpenanlage hat die Aufgabe, unter Vakuum stehendes Öl aus dem Tank --81-- zu entnehmen und es über die Pumpe-l-mit dem für das Kabel vorgesehenen Arbeitsdruck in den zweiten Tank --83-- zu liefern, um das über die Leitung --86-- zum Ölkanal --85-- des Kabels fliessende Öl zu ersetzen.
Die Anlage arbeitet ohne Luft in den Tanks, in den Rohrleitungen und im Inneren der Pumpe. Die Beseitigung der Luft aus allen diesen Teilen erfolgt in einem vorbereitenden Arbeitsgang vor dem Einleiten von Öl in den Tank --81--, wobei das Ventil --3-- geschlossen bleibt, wogegen das Ventil --4-geöffnet wird und an geeignete Punkte der beiden Rohrleitungen eine Vakuumpumpe angesetzt wird.
Das Ventil --4-- wird geöffnet, indem durch die Wirkung eines Magneten der Endteil --66-- der Hülse --65-- (Fig. 1) angehoben wird, so dass auf die Speichen --58 und 59-- eine nach oben gerichtete Kraft wirkt, welche die Kraft der Feder --61-- überwindet. Durch die Wirkung des Magneten wird demnach der Verschlussteil --53-- des Betätigungselements --46-- von dem hohlkegeligen Sitz --51-abgehoben und in angehobener Lage gehalten, bis die an einen Punkt der Rohrleitung --84-- (Fig. 2) angeschlossene Vakuumpumpe die Luft aus dem Inneren der Kammer-13- (Fig. l), dem Tank --83-- und der Rohrleitung --84-- (Fig.2) entfernt hat.
In einem nachfolgenden Arbeitsgang wird die Vakuumpumpe an einen Punkt der Rohrleitung --82-- angeschlossen und die im Tank --81-- und in der Rohrleitung - angeschlossen und die im Tank --81-- und in der Rohrleitung --82-- enthaltene Luft abgesaugt.
Die Arbeitsweise der Pumpe ist dann folgende : Der Kolben, der unter der Wirkung des Exzenters - -C-- (Fig. 2) steht, wird hin-und hergehend bewegt, wobei er an der Innenseite des Zylinders --7-- (Fig. l) gleitet und mit seinem Basisteil --18-- durch die Wirkung der Feder --27-- stets in Berührung mit dem Exzenter --C-- gehalten wird.
Während der Bewegung des Kolbens --6-- von rechts in Fig. 1 nach links wird das im Zylinder --7-enthaltene Arbeitsmedium vom Kolben --6-- in Richtung zu der Stirnplatte --25-- des Balges --5--
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--13-- führt,- -61--, welche einer Öffnung des Ventils --4-- entgegenwirkt, überwindet, hebt sich das Betätigungsglied - von dem im Einsztz --50-- ausgebildeten Sitz --51-- ab und das Öl erreicht durch die Öffnung - und die Rohrleitung --84-- den zweiten Tank --83-- unter dem gewünschten Druck.
Während dieser Arbeitsphase der Pumpe bleibt das Ventil --3-- (Fig. 1) geschlossen, weil der Öldruck, welcher den Verschlussteil --37-- des Betätigungsgliedes --31-- gegen den hohlkegeligen Sitz
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am Einsatz-30-- drückt,(Fig. l) unterbunden wird.
Wenn sich der Kolben von links in Fig. 1 nach rechts bewegt, führt die vorher zusammengedrückte Schraubenfeder --28-- den Balg --5-- allmählich wieder in seine ursprüngliche Gestalt und Lage zurück, wobei in der Kammer --13-- ein Unterdruck entsteht. Während dieser Saugphase schliesst das Ventil --4-unter dem von der Feder --61-- auf das Betätigungselement --46-- ausgeübten Druck, wogegen das Ventil - infolge der kombinierten Wirkung des durch die Balgbewegung erzeugten Unterdruckes in der
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kann.
In dieser Arbeitsphase befindet sich das Arbeitsmedium für ein gewisses Zeitintervall in einem Raum nahezu konstanten Volumens, weil das vom Kolben --6-- freigegebene Volumen ungefähr gleich dem Volumen ist, das unter der Wirkung der Feder --28-- vom Balg --5-- wieder in Anspruch genommen wird.
In einem bestimmten Zeitpunkt legt sich jedoch die Stirnplatte --25-- des Balges --5-- an den Anschlag --72-- am Zylinder --7-- an und der Balg wird daher nicht weiter zusammengedrückt, wogegen der Kolben --6-- seine Bewegung in die Ausgangslage fortsetzt. Hiedurch wird der für das Arbeitsmedium verfügbare Raum grösser als dies zur Aufnahme desselben erforderlich ist, wodurch innerhalb des Balges ein Unterdruck entsteht.
Infolgedessen wird in der ventilartigen Einrichtung --67-- die Kugel --70--, die zwischen dem auf Atmosphärendruck befindlichen Arbeitsmedium im Gehäuse --8-- (Fig. 1) und dem auf niedrigerem Druck befindlichen Arbeitsmedium innerhalb des Balges --5-- liegt, nach Massgabe der Einstellung der Feder --69-- aus ihrer Ruhelage herausbewegt, so dass Arbeitsmedium durch die Bohrungen-73, 74-- und den Hohlraum --71-- in den Balg --5-- eintreten kann. Demgemäss findet jeweils zyklisch in der Saugphase ein Ersatz des Arbeitsmediums statt, das bei jeder Betätigung der Pumpe zwischen dem Zylinder --7-- unter der Mantelfläche --15-- des Kolbens --6-- in das Gehäuse --8-- strömt.
Diese Leckströmung, die nur sehr gering ist, hat den Zweck, die metallische Wand des Zylinders und des Kolbens, die in gegenseitiger Berührung stehen, zu schmieren. Mit andern Worten sind zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der Pumpe heikle Dichtungen zwischen Kolben und Zylinder vermieden, so dass die Abdichtung unmittelbar von Metall zu Metall erfolgt.
Wie schon erwähnt, weist die Pumpe eine zweite ventilartige Einrichtung --68-- auf, die befähigt ist, den Druck des Arbeitsmediums innerhalb von mit dem Pumpenaufbau verträglichen Werten zu halten. Diese zweite Einrichtung kann beispielsweise für den Fall notwendig sein, dass sich aus irgendwelchen Gründen der Balg --5-- nicht regulär dehnt, sondern in einer Zwischenstellung auf seinem vorgesehenen Dehnweg blockiert wird. Es ist verständlich, dass in diesem Falle infolge der kontinuierlichen Bewegung des Kolbens - und der Blockierung des Balges bzw. seiner Stirnplatte --25-- im Arbeitsmedium Druckwerte auftreten können, die bei dem gewählten Pumpenaufbau unzulässig sind.
Um diese Schadenursache zu vermeiden, ist die Feder --76-- der ventilartigen Einrichtung --69-- so bemessen, dass ihre Kraft durch den Druck im Arbeitsmedium nur überwunden werden kann, wenn eine bestimmte Sicherheitsgrenze überschritten wird. Sobald diese Grenze erreicht wird, verlagert das Arbeitsmedium die Kugel --57-- und strömt dann durch die Bohrungen-79, 80-zum Aussenraum der Pumpe, wodurch eine Beschädigung der Pumpe vermieden wird und anschliessend die für den normalen Betrieb der Pumpe erforderlichen Verhältnisse wieder hergestellt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine weitere Verbesserung der vorstehend beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Pumpe, u. zw. durch eine besondere Ausgestaltung ihrer inneren Teile. Bei dieser in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verbesserung weist der Zylinder --7-- auf der dem Flansch --11-- abgekehrten Seite --4-- Vorsprünge --88-- auf, die sich in Richtung der Achse des Zylinders --7-- erstrecken.
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Die Zwischenräume zwischen diesen Vorsprüngen --88-- bilden Durchlässe --89--, die zwischen den innerhalb und ausserhalb der Mantelfläche des Zylinders --7-- liegenden Räumen verlaufen. An der Innenseite des Zylinders --7-- ist gemäss Fig. 3 ein kreis ringförmiger Flansch --90n vorgesehen, an dem das eine Ende der Feder --24-- abgestützt ist. Die Pumpe ist ferner mit einer Feder-28- (Fig. 3, 4), welche die bereits erläuterte Funktion hat, und mit einem zylindrischen Käfig --91-- ausgestattet, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Aussendurchmesser des Zylinders --7-- ist.
Dieser Käfig - hat an einem Ende einen zweiten kreisringförmigen Flansch --92--, der sich nach aussen erstreckt, und am gegenüberliegenden Ende radiale Streben --93-- (Fig. 4), die zu einem zentralen Gewindeloch - konvergieren. Diese radialen Streben sind so ausgebildet, dass zwischen ihnen gemäss Fig. 4 Zwischenräume --95-- verbleiben, deren Flächenausdehnung grösser als der maximale Querschnitt der Vorsprünge --88-- ist, so dass ein Durchtritt dieser Vorsprünge und auch ein Durchtritt des Arbeitsmediums möglich ist.
Der Käfig --91-- wird auf den Zylinder --7-- aufgeschoben, wobei die radialen Streben --93-- innerhalb der Durchlässe --89-- zu liegen kommen und sodann mit der Stirnplatte des Balges mit Hilfe einer Schraube --97-- verbunden, die in das Gewindeloeh-94-eingreift. Der Kopf der Schraube --97-- wird von einer Kappe --99-- umgeben, deren Rand --100-- dicht an der Stirnplatte des Balges anliegt. Die Schraubenfeder --28-- umgibt die Mantelfläche des zylindrischen Käfigs --91-- und stützt sich zwischen dem Flansch --92-- desselben und einem Flansch --101-- ab, der mit Schrauben - 102- (Fig. 4) am Ende der Vorsprünge --88n befestigt ist.
Das Arbeitsprinzip der vorstehend beschriebenen Pumpe unterscheidet sich nicht von dem der Pumpe nach Fig. 1 und braucht daher nicht wiederholt zu werden. Der Hauptvorteil dieser bevorzugten Ausführungsform liegt darin, dass nunmehr auch die Feder --28-- innerhalb des Balges liegt. Bei verschiedenen Arten und Grössen von mit einem Balg ausgestatteten Pumpen ist es nicht immer möglich, zwischen dem Balg und dem Gehäuse einen Raum zu schaffen, der hinreichend gross ist, um eine Schraubenfeder aufzunehmen, ohne dass dabei die Gefahr auftritt, dass die Windungen der Feder an den Innenwänden der Hülle schaben angreifen und dadurch mechanische Verunreinigungen im Öl verursachen.
Gerade in diesen Fällen ist die Anordnung der Feder innerhalb des Balges statt an dessen Aussenseite vorteilhaft, weil dadurch geschilderte Gefahr beseitigt wird und daher noch besser gewährleistet ist, dass das von der Pumpe angesaugte Öl nicht verschmutzt wird. Ein weiterer Vorteil der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Pumpe besteht in der Einfachheit ihres Aufbaues und der Leichtigkeit des Zusammenbaues ihrer verschiedenen Bestandteile.
Statt der vorstehend beschriebenen Einzelpumpe werden in der Praxis in jeder Pumpenanlage vorteilhaft mehrere Pumpen in Kombination mit einem gemeinsamen Antriebsmechanismus verwendet, wobei
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können. Jede Pumpe hat ein Saug- und ein Druck-oder Auslassventil, wobei alle Ventilachsen senkrecht zu der die Pumpenachsen enthaltenden Ebene stehen. Die Saugventile einerseits und die Druck- oder Auslassventile anderseits sind untereinander durch Ringleitungen verbunden, an welche die Saug- bzw.
Druckleitungen angeschlossen sind.
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