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Luft-- oder Gaspumpe. Kolbenpumpen zum Verdichten von Luft oder anderen
Gasen werden bei Anwendung niedriger Drehzahlen erheblich schwerer und teurer in
d`er Herstellung als rotierende, z. B. Kapsel- oder Turbopumpen, können daher in
vielen Fällen .gegenüber diesen nicht mehr erfolgreich in Wettbewerb treten, trotzdem
sie erfahrungsgemäß einen besseren Wirkungsgrad und geringere Abnutzung aufweisen
als rotierende Pumpen.
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Um Kolbenpumpen gegenüber rotierenden wettbewerbsfähig zu machen,
muß man die Drehzahl möglichst hoch wählen, damit Gewicht und Herstellungskosten
verringert werden. Um dies zu ermöglichen, ist nebst einer entsprechend ausgebildeten:
Steuerung ein guter Massenausgleich Bedingung, um schädliche Erschütterungen bei
dem schnellen Gänge zu vermeiden.
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Vollkommener Massenausgleich wird erreicht- durch die bekannte Anordnung
von zwei gegenläufigen Kolben, die in zwei links und rechts von der Kurbelwelle
gleichachsig einander gegenüberliegenden Zylindern geführt sind und durch zwei um
z8o° versetzte Kurbeln angetrieben werden, so daß sie gleichzeitig entweder von
außen nach innen oder umgekehrt sich .bewegen.
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Kolbenpumpen dieser Art wurden bisher zumeist einfach wirkend ,gebaut
in der Weise, daß nur die äußeren, von der Kurbelwelle abgewendeten Zylinderräume
zum Verdichten des Mediums verwendet wurden, die inneren, der Kurbelwelle zugekehrten
Zylinderräume aber unbenutzt blieben, wesentlich aus dem Grunde, um besondere -
Stopfbüchsen und Kreuzköpfe zu sparen, und dadurch, die Anordnung zu vereinfachen.
Triebwerk und Kolbenhubraum sind aber hierbei nur zur Hälfte ausgenutzt.
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Der Gegenstand vorliegender Erfindung betrifft Pumpen mit gegenläufigen
Kolben vor beschriebener Anordnung und bezweckt, die volumetrische Leistung solcher
Pumpen dadurch zu erhöhen, daß nicht nur,dde äußeren, sondern auch die inneren,
der Kurbelwelle zugekehrten Zylinderräume. als Arbeitsräume mit herangezogen werden,
und zwar dem Sinne der Erfindung nach, in der Weise, daß behufs Vermeidung von Stopfbüchsen
und Kreuzköpfen- .die gasdicht abgeschlossene Kurbelkammer zusammen mit den beiden
inneren Zylinderräumen zu einem gemeinsamen Verdichtungsraum vereinigt ist. Die
Pumpe wird hierdurch doppeltwirkend und ergibt demnach gegenüber den bekannten einfach
wirkenden Anordnungen bei gleichen Abmessungen und gleicher Drehzahl doppelte volumetrische
Leistung, ohne in der Herstellung teurer zu werden.
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Die beiden äußeren Zylinderräume können durch einen Kanal miteinander
verbunden werden; hierdurch wird es möglich, je zwei Zylinderräume bzw. Kolbenseiten
gemeinsam
zu steuern, in der Weise, daß bei der gegenläufigen Auswärtsbewegung
beider Kolben, mittels des Steuerorganes die Kurbelkammer mit dem Saugraum und die
äußeren Zylinderräume mit dem Druckraum verbunden sind, während bei der Bewegung
der Koliben gegen -die Kurbelachse die Saug- und Druckanschlüsse durch das Steuerorgan
vertauscht werden.
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Dies geschieht im Sinne der Erfindung dadurch, daß der Raum zwischen
den beiden Kolben (Kurbelkammer) sowie der die beiden äußeren Kolbenseiten verbindende
Längskanaldurch je einen besonderen Kanal an ein gemeinsames Steuerorgan angeschlossen
sind, welches die Mündungen der beiden Kanäle abwechselnd mit dem Saugraum und nnit
dem Druckraum verbindet. Dieses gemeinsame Steuerorgan kann beispielsweise ein auf
der Kurbelwelle sitzender Drehschieber sein, der auf einem senkrecht zur Kurbelwelle
liegenden Schieberspiegel sich- bewegt.
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Auf der Zeichnung ist -die beispielsweise Ausführungsform einer solchen
Pumpe dargestellt, und zwar ist in Abb. i der Längsschnitt, in Abh. 2 der Grundriß,
in Abb, 3 der Querschnitt ersichtlich, während Abb. 4 eine Draufsicht auf den Schieberspiegel
sowie Abb. 5 den Drehschieber in besonderer Darstellung zeigt.
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In den Abbildungen bedeuten i, i' die Pumpenzylinder, 2, 2' die mit
Führungen 2a, 2'a versehenen Pumpenkolben; diese werden von der doppelt gekröpften
Kurbelwelle 3 mittels der Pleuelstangen 4, 4' angetrieben. Die beiden KurbelkrZpfungen
sind behufs Erzielung eines vollkommenen Massenausgleiches um 18o° versetzt, so
daß sich immer beide Kolben ,gleichzeitig entweder von innen .nach außen toller
von außen nach innen bewegen. Um einen ,gedrängten Bau der Pumpe zu erzielen, ist
die Kurbelkammer9 so bemessen, .daß die Kolben bei der inneren Totpunktlage verhältnismäßig
sehr nahe an den Kurbelkreis heran gerückt sind. Die Kurbelwelle 3 ist in dem Gehäuse.5
gelagert, an welches die Zylinder 1, 1' zu beiden Seiten angeschraubt sind, und
,das auch den Schieberspiegel6 .enthält; auf diesem gleitet der konzentrisch auf
der Kurbelwelle sitzende Drehschieber 7, der durch einen M.itnehmer ß an der Drehurig
der Kurbelwelle teilnimmt. Die beiden inneren Kolbenseiten stehen durch ,die Kurbelkammer
9 miteinander ixt Verbindung; von der Kurbelkammer 9 führt der Kanal iƒ
zum Schieberspiegei 6. Die beiden äußeren Kolbenseiten sind durch den Längskanal
i <e miteinander verbunden; von diesem führt eine Abzweigung 12 zum Schieberspiegel
16. Mit 13 ist der Saugraum bezeichnet, der durch die Kreisschlitze- a4 in den Schieberspieged
münder, 15 ist der Druckraum, von dem aus die verdichtete Luft dem Verwendungszwecke
zugeführt wird. Der Drehschieber 7 besitzt eine Mulde 16, durch welche die Verbindung
der Kolben mit dem Saugraum hergestellt wird, und eine Durchbrechung 17, die die
Verbindung mit dem Druckraum vermittelt. Die Pumpe arbeitet folgendermaßen: Beim
Auseinandergehen der beiden Kolben 2, 2' wird aus dem Saugraum 13 Luft durch die
Kreisschlitze 14, die Mulde 16 des in der punktierten Stellung (Abb. 3) befindlichen
Drehschiebers und den Kanal 1o in die Kurbelkammer 9 gesaugt (s. glatter Pfeil A).
Gleichzeitig wird die in den Zylindern i, i' vor den äußeren Kolbenseiten befindliche
Luft verdichtet und strömt durch den Kanal i t (glatter Pfeil B), den Zweigkanal
12 und durch die Öffnung 17 des Drehschiebers 7 in den Druckraum 15. Nach. erfolgter
Bewea xngsumkehx hat auch der Drehschieber 7 seine Stellung geändert (s. vollausgezogene
Stellung Ab #b. 3), und verbindet nun die äußeren Kolbenseiten durch die Mulde 16
im Schieber und die Kanäle 11, 12 mit den Kreisschlitzen 14 und dem Saugraum 13
(s. gefiederter Pfeil C), während die inneren Kolbenseiten durch die Kurbelkammer
9, den Kanal 1o und die Durchbrechung 17 des Drehschiebers 7 ihrerseits mit dem
Druckraum 15 in Verbindung stehen (s. Pfeil D). Das Spiel wiederholt sich bei jeder
Umdrehung in gleicher Weise.
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Ohne an dem Wesen der Erfindung etwas zu ändern, kann die- Pumpe auch
mit feststehender Kurbelwelle und um diese kreisenden Zylindern ausgeführt werden.
Ebenso können auch zwei oder mehrere solcher Pumpen zu einem Aggregat vereinigt
werden, in der Weise, tdaß auf jeder Seite der Kurbelwelle statt eines, zwei oder
mehrere Zylinder nebeneinander angeordnet sind, deren Kolben, von der gemeinsamen
durchlaufenden Kurbelwelle betätigt werden.
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Die Pumpe gemäß vorliegender Erfindung kann für verschiedene Zweige
der Technik, insbesondere überall wo Druckluft von verhältnismäßig niedriger Spannurig
benötigt wird, wie zB. als Gebläse für Feuerungsanlagen, Glüh-, Härte- Kupolöfen,
ferner für pneumatische Transportanlagen (Rohrpost, Getreideförderung) usw. Anwendung
finden.
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Mit besonderem Vorteil kann die Pumpe auch verwendet werden als Spül-
bzw. Ladepumpe für Verbsennungskraftmaschinen, namentlich raschlaufenden. ixt diesem
Fall kflnnen auch, z. B. bei Dieselmotoren, die beinen Kolbenführungen :2a; 2'a
selbst als Kolben ausgebildet werden, um daxait Luft (oder andere Gase), beispielsweise
zum .Einblasen des Brennstoffes, zu verdichten. . -