CH504620A - Kolbenpumpe, deren Hub veränderlich einstellbar ist - Google Patents

Description

  
 



  Kolbenpumpe, deren Hub   veranderEich      anstellbar    ist
Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, deren Hub veränderlich einstellbar ist.



   Es ist bekannt, solche Kolbenpumpen für Dosiereinrichtungen bei   Abfüllmaschinen    zu verwenden. Bei diesen Kolbenpumpen erfolgt -die Hubverstellung mittels eines verstellbaren Exzenters. Letzterer greift meistens an der Kolbenstange an, und der Pumpenzylinder ist in einem Stehlager schwenkbar gelagert. Während eines Arbeitstaktes macht die Kolbenpumpe eine dem eingestellten Exzenterhub entsprechende Pendelbewegung.



  Diese Kolbenpumpen weisen folgende Nachteile auf:
Der bewegliche Kolben mit Kolbenstange und Zylinder ist ein Teil der Antriebsmechanik, der den Exzenter und das Stehlager aufnimmt. Bei einem bei Abfüllmaschinen oft erwünschten Pumpenwechsel, also z. B. Demontieren des Pumpenzylinders zum Ausgiessen einer Restflüssigkeit beim Übergang auf ein anderes zu dosierendes Medium, wird somit immer ein Teil der eigentlichen Antriebsmechanik demontiert. Der Kolben und die Kolbenstange müssen weiterhin mechanisch einwandfrei im Zylinder geführt werden, was bei der Pendelbewegung des Zylinders eine verhältnismässig aufwendige Konstruktion erfordert. Infolge der Pendelbewegung des Zylinders müssen die Zu- und Ableitungen flexibel sein, um diese Bewegungen des Zylinders mitmachen zu können.

  Des weiteren lässt sich die genaue Reproduzierbarkeit des Kolbenhubes mittels Verstellung des Exzenters nicht sehr gut erreichen, weil der   Emstellweg    des Exzenters nur dem halben Kolbenhub entspricht.



   Es wird bezweckt, eine Kolbenpumpe zu schaffen, mit der die erwähnten Nachteile vermieden werden können. Die   erfindungsgemässe    Kolbenpumpe ist gekennzeichnet durch eine hin- und hergehend angetriebene Schwinge, deren auf den Kolben wirksamer Hebelarm veränderlich einstellbar ist.



   In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kolbenpumpe im Längsschnitt mit Antriebsgestänge und
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Dosiereinrichtung mit mehreren nebeneinanderstehenden Pumpenzylindern, im Schema.



   In Fig. 1 ist der Antrieb für eine Pumpe gezeigt. Die Kolbenpumpe weist einen z. B. aus durchsichtigem Kunststoff bestehenden Zylinder 1, einen   Zylinder    den 2, einen Zylinderkopf 3 und einen Kolben 4 mit Kolbenstange 5 auf. Um auch aggressive Chemikalien fördern zu können, ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Oberseite des Kolbens 4 und der Zylinderkopf 3 aus Polytetrafluoräthylen bestehen. Hierzu wurde der Kolben 4 zweiteilig ausgebildet, und zwar mit einem Metallkern 6, der in einer Umfangsnut einen 0-Dichtungsring 7 trägt. Auf einem Gewindeansatz 8 des Kolbens 4 ist eine Haube 9, die aus dem vorerwähnten Kunststoff besteht, aufgeschraubt. Die Seitenwände dieser Haube 9 liegen mit ihrer Innenseite am 0-Ring an, so dass der Kolben federelastisch die Zylinderwandung abdichtet.

  Im Zylinderkopf 3 sind zwei   Kugelventile    10 und 11 vorhanden und oberhalb des Zylinderkopfes liegt die oberste Stelle eines haubenförmigen Klemmbügels 12, dessen nichtdargestellten freien Enden beidseits des Zylinders in gestellfesten Lagerböcken schwenkbar gelagert sind. Ist der Bügel 12 in die gezeigte Stellung nach oben   geschwenlçt,    so kann eine Klemmschraube 13 mit ihrem Ansatz in eine Vertiefung des Zylinderkopfes 3 eingesetzt werden, so dass die Teile 1, 2 und 3 abdichtend aneinander gedrückt werden. Der Kolben 4 ist an der Kolbenstange 5 lösbar befestigt. Hierzu weist die Kolbenstange 5 am oberen Ende einen T-förmigen Zapfen 14 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung des   Kolbenkernes    6 in Querrichtung einsetzbar ist.



   Die als Rohr ausgebildete Kolbenstange 5 ist auf einer   gestéllfesten    Führungssäule 15 vertikal verschiebbar geführt. Am unteren Ende der Kolbenstange 5 befindet sich ein Kulissenstein 16, der in einer Kulisse 17 eines Schwenkhebels 18 geführt ist. Der Schwenkhebel 18 ist um einen Lagerzapfen 19 im Lagerbock 20 schwenkbar gelagert. Eine zweiarmige Schwinge 21 ist um eine Schwenkachse 22 im Lagerbock 23 gelagert.  



  Eine Koppel 24 ist am einen Ende am Schwenkhebel 18 und am anderen Ende an der Schwinge 21 schwenkbar angelenkt. Der eine Arm der Schwinge 21 ist mit einem Schlitz 25 versehen, so dass die Anlenkachse 26 der Koppel 24 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung aus bis zur Deckung mit der Schwenkachse 22 stufenlos im Schlitz 25 verstellt werden kann. Es ergibt sich hiermit ein Verstellbereich um den Winkel 27. Die Koppel 24   weist    eine   Indexmarke    28 auf und an der Schwinge ist eine Millimeterskala 29 befestigt. Mittels den Teilen 28 und 29 ist nunmehr eine genaue reproduzierbare Einstellung der Koppel 24 innerhalb des Schlitzes 25 möglich. Am anderen Arm der Schwinge 21 greift über eine Pleuelstange 30 eine Antriebskurbel 31 an, die um die Drehachse 32 eines Motors 33 in einer gleichbleibenden Drehrichtung angetrieben wird.

  Bei der dargestellten Einstellung der Koppel 24 im Schlitz 25 gelangt die Anlenkstelle 26 in die Lage nach 26' und der Schwenkhebei 18 in die Lage 18'. Es wird hierbei der grösste Hub an der Kolbenpumpe erzielt. Je mehr die Anlenkstelle 26 der Koppel 24 im Schlitz 25 der Schwenkachse 22 zu verstellt wird, desto geringer wird der Hub der Pumpe. Kommt die Anlenkstelle 26 zur Deckung mit der Schwenkachse 22, so wird die Koppel 24 beim Hinund Herschwingen der Schwinge 21 nicht bewegt, so dass auch der Schwenkhebel 18 und die Kolbenstange 5 in Ruhe bleibt, so dass mit der Pumpe nicht gearbeitet wird, obwohl der Motor 33 eingeschaltet ist.



   Bei der schematischen Darstellung nach Fig. 2 stehen bei einer Dosiereinrichtung einer Abfüllmaschine vier Zylinder 1 von vier Kolbenpumpen nebeneinander.



  Jeder Kolbenstange 5 ist ein Schwenkhebel 18 und eine Schwinge 21 zugeordnet. Die vier Schwingen 21 sind aber an einer gemeinsamen Verteilerstange 34 befestigt.



  Letztere ist um die Achse 22 schwenkbar. Für diesen Antrieb ist ein zweiarmiger Hebel 35 drehfest mit der Verteilerstange 34 verbunden und ebenfalls um die Achse 22 schwenkbar. Der Hebel 35 wird vom Motor 33 über die   Antriebskurbel    31 angetrieben. Aus dieser Fig. 2 erkennt man deutlich die Vorteile des Pumpenantriebes. Trotz gemeinsamem Antrieb aller vier Schwingen 21 kann mit jeder der vier Pumpen anders gearbeitet werden. Jede Pumpe kann einen anderen Kolbenweg aufweisen zwischen Null und dem Maximum. Die Anlenkstelle 26 jeder Koppel 24 kann über den gesamten Bereich des Schlitzes 25 unabhängig von der Einstellung der benachbarten Pumpe verstellt werden.



   Beim Antriebsgestänge für die Pumpe nach Fig. 1 oder nach Fig. 2 geht beim Abstellen des Motors 33 durch entsprechende Steuerung die Kurbel 31 immer in die gestreckte Lage zur Pleuelstange 30 nach Fig. 1, so dass die Schwinge 21 immer in der am meisten im Uhrzeigersinn geschwenkten Lage verbleibt. In dieser Stellung befindet sich der Kolben 4 jeder Pumpe in seiner oberen Lage. Soll nun ein anderes Medium mit der Pumpe gefördert werden, so wird die Schraube 13 gelöst, der Bügel 12 umgeklappt, der Zylinderkopf 3 entfernt und nunmehr der Zylinder 1 etwas axial bewegt, bis er über den Bund 36 des Zylinderbodens 2 gelangt.



  Nunmehr werden der Zylinder 1 mit darin befind   iichem    Kolben 4 radial zur Kolbenstange 5 verschoben, so dass der Kolben 4 in Querrichtung von der Kolbenstange 5 getrennt wird und dann der Zylinder 1 mit darin befindlichem Kolben 4 und darauf stehender Restflüssigkeit nach oben von der Dosiereinrichtung weggenommen werden kann. Auf die gleiche Weise kann dann der entleerte, bzw. gereinigte Zylinder wieder auf das Gestell 37 abgestellt werden.



   Die beschriebenen Pumpen sind somit ortsfest abgestellt und führen keine Pendelbewegung mehr aus. Die Kurbel 31 bleibt unverändert, so dass auch die Schwinge 21 immer um den gleichen Drehwinkel hin und her schwenkt. In vorteilhafter Weise wird die Kurbel 31 vom Motor 33 über ein nichtdargestelltes, stufenloses Getriebe angetrieben. Der Elektromotor 33 wird vorteilhafterweise so gesteuert, dass beim Abschalten der Abfüllmaschine der Kolben 4 immer in den oberen Totpunkt geht, d. h. dass immer ein angefangener   Pumpenakt    zu Ende gefahren wird.

  In dieser in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung entspricht die Distanz von der Drehachse 22 zur Anlenkstelle 36 der Koppel 24 gleich dem Abstand der beiden Anlenkstellen 26 und 36 der Koppel, so dass durch Öffnen einer Klemmschraube 38 die Koppel 24 in eine beliebige dem gewünschten Kolbenhub entsprechende Lage entlang der Skala 29 gebracht werden kann. Eine derartige Pumpensteuerung hat folgende Vorteile: Beim Verstellen des Pumpenhubes bleibt der Kolben 4 immer in der oberen Totpunktlage. Die Skala 29 an der Schwinge 21 kann wesentlich länger als der maximal erreichbare Pumpenhub ausgebildet werden, dadurch kann eine sehr genaue Einstellung eines gewünschten Pumpenhubes und die leichte Reproduzierbarkeit dieses Pumpenhubes erreicht werden. Es ist weiterhin ein Vorteil, dass auch bei kleinen Pumpenhüben der Kolben 4 immer von der oberen Ausgangsstellung aus geht. 

  Bei einer Dosiereinrichtung einer Abfüllmaschine kann der in Fig. 1 unterhalb des Zylinders 1 liegende Antriebsmechanismus sehr gut in einem Gehäuse untergebracht werden, so dass dann oberhalb des Gestelles 37 keinerlei bewegten Bauteile ausser dem im Zylinder geführten Kolben vorhanden sind. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Kolbenpumpe, deren Hub veränderlich einstellbar ist, gekennzeichnet durch eine hin- und hergehend angetriebene Schwinge (21), deren auf den Kolben (4) wirksamer Hebelarm (25) veränderlich einstellbar ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schwinge (21) und der Kolbenstange (5) ein ortsfest abgestützter Schwenkhebel (18) angelenkt ist.

   2. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits an der Schwinge (21) und andrerseits am Schwenkhebel (18) eine Koppel (24) angelenkt ist und dass die Anlenkstelle (26) der Koppel an der Schwinge verschieden weit von der Schwingen Schwenkachse (22) distanziert einstellbar ist.

   3. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (21) einen Schlitz (25) zum stufenlosen Verstellen des Hebelarmes aufweist.

   4. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Kurbel (31) eine Pleuelstange (30) mit einem Ende angelenkt ist, und das andere Ende der Pleuelstange an der Schwinge (21) angelenkt ist.

   5. Kolbenpumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Schlitzes (25) eine Skala (29) an der Schwinge (21) befestigt ist.

   6. Kolbenpumpe nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (18) eine Kulissenführung (17) für einen Kulissenstein (16) einer geradgeführten Kolbenstange (5) des Kolbens (4) aufweist.

   7. Kolbenpumpe nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hohl ausgeführte Kolbenstange (5) entlang einer gestellfesten Führungssäule (15) verschiebbar geführt ist.

   8. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (21) an einer Verteilerstange (34) befestigt ist, die zur Aufnahme mehrerer solcher Schwingen bestimmt ist, und diese Stange an beiden Enden mittels zweier Arme um eine Achse (22) schwenkbar angelenkt ist, dass ein in dieser Achse gelagerter zweiarmiger Hebel (35) mit einem Arm an dieser Stange (34) und mit dem andern Arm über eine Pleuelstange (30) mit einer Kurbel (31) verbunden ist.

   9. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen auf das Pumpengestell aufsteckbaren Zylinder (1) für den Kolben (4), welcher Zylinder mittels eines haubenartigen Klemmbügels (13), der am Gestell (37) abgestützt ist, zwischen Gestell und Bügel gehalten ist.

   10. Kolbenpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch einen Zylinderkopf (3), der ein Einlass- und Auslassventil (10 und 11) aufweist.

   11. Kolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (4) und seiner Kolbenstange (5) eine Verbindung (14) vorhanden ist, die es erlaubt, den Kolben in Querrichtung von der Kolbenstange zu lösen.