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Ventillose Pumpe, bei der die Kolben außer einer Hin- und Herbewegung
gleichzeitig eine Drehbewegung um ihre Achse ausführen. Die Erfindung betrifft eine
Pumpe, bei welcher die Kolben außer ihrem Hin- und Hergang noch eine Drehung um
ihre Achsen und damit eine schraubenförmige resultierende Bewegung ausführen, welche
zur Steuerung des Ein- und Auslasses des Fördermittels benutzt ist. Erfindungsgemäß
wird eine solche Pumpe derart ausgebildet, daß die Kurbelwelle die Kolben von der
einen zur anderen Seite durchsetzt und mit ihnen durch Lager verbunden ist, welche
längs der Welle verschieblich sind und in Zapfen enden, die parallel zur Kolbenachse
in eizentrischen Bohrungen der- Kolben geführt sind.
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Es sind bereits ventillose Pumpen mit schraubenförmiger Kolbenbewegung
bekannt, bei denen der Kolben am Ende der Antriebswelle fliegend angeordnet und
damit durch einen zur Kolbenachse senkrechten Zapfen verbunden ist. Diese Pumpen
können nur einen oder zwei Zylinder erhalten und bilden daher ein unausgeglichenes
Massensystem, das keine großen Geschwindigkeiten erlaubt und eine unregelmäßige
Pumpenleistung zur Folge hat. Bei der Anordnung nach der Erfindung dagegen ist es
möglich, eine Pumpe mit vier und mehr, z. B. auch mit acht und zwölf Zylindern zu
bauen, und bekanntlich können Pumpen mit mehr. als zwei Zylindern in vollkommener
Weise ausgeglichen werden. Da ferner die einander gegenüberliegenden Kolben je zu
einem starren Ganzen vereinigt werden können, so daß die Kolbenstange in Fortfall
kommt, erhält man eine Pumpe von
sehr geringem Raumbedarf. Außerdem
sind die Beanspruchungen gleichmäßig verteilt und die Reibungskräfte auf ein Mindestmaß
verringert, weil die Kolben nicht hegend in der Antriebswelle sitzen, sondern von
dieser ganz durchsetzt sind.
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Die Zeichnung zeigt die Pumpe nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
in den Abb. i bis g. Abb, i ist ein Längsschnitt der Pumpe nach der Geraden
X -X der Abb. a, die ein Querschnitt nach der Geraden Y-Y der Abb. i ist.
Abb. 3 ist eine Einzelansicht eines Kolbens und Abb. 4. ein Schnitt nach der Geraden
Z-Z der Abb. ;, während Abb. 5 eine Draufsicht auf den Kolben der Abb.3 und .l ist.
Abb. 6 gibt eine abgeänderte Ausführungsform des Kolbens der Abb.3 wieder. Abb.7
ist eine Vorderansicht eines Zapfenlagers, und Abb.8 ist ein Schnitt nach der Geraden
V-V der Abb.7, während Abb.9 ein Schnitt nach der Geraden U-U der Abb. 8 ist.
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Die Pumpe besteht in der Hauptsache aus einem ruhenden Gehäuse a,
das durch zwei zylindrische, rechtwinklig sich kreuzende Pumpenkörper gebildet ist
und als Lager für eine doppelt gekröpfte Kurbelwelle dient, deren Achse senkrecht
zu den Achsen der Pumpenkörper steht. An dem Gehäuse a sind Bohrungen c und d für
den Eintritt und den Austritt der Luft angebracht. Auf der Kurbelwelle
b sind Kolben e, die paarweise starr miteinander verbunden sind, mittels
der in den Abb.7, 8, 9 näher dargestellten Zapfenlager f angeordnet. Diese Lager
können aus zwei Teilen bestehen und weisen eine innere zylindrische Bohrung /l auf,
die einen der zylindrischen Teile der Kurbelwelle b aufnimmt, wie Abb. i zeigt.
Anderseits ragen die zapfenförmigen Enden f2 dieser Lager frei in zylindrische Aussparungen
g hinein, die parallel und exzentrisch zur Achsex-x der Kolben e angeordnet sind,
wie Abb. a genauer zeigt. Die Deckel Gr schließen die Pumpenkörper und sichern die
Abdichtung.
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Eine Drehung der Kurbelwelle b erteilt einer Gruppe von zwei diametral
gegenüberliegenden Kolben eine schraubenförmige Bewegung, indem jeder Kolben bei
seiner hin und her gehenden Bewegung in seinem Zylinder sich um sich selbst um die
Achse x-x dreht. Man benutzt diese schraubenförmige Bewegung, einerseits um di:
das Ansaugen und das Fördern bewirkenc:c Volumenveränderung und anderseits die Regelung
des Ein-und Auslasses hervorzurufen. Zu diesem Zweck ist jeder Kolben mit zwei einander
gegenüberliegenden Löchern h und i versehen, die dazu bestimmt sind,
nacheinander die Bohrungen c, d der Pumpenkörper freiztilegen.
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Wie aus Abb. i und a ersichtlich, wo der obere Kolben e am oberen
Hubende ist, wird das Loch k dieses Kolbens beim Niederrang die Bohrung c freilegen,
indem es sich in der Richtung des in Abb. 2 in vollen Linien gezeichneten Pfeiles
verschiebt. Anderseits entfernt sich dabei das Loch i von der Bohrung d, da es infolge
der Drehung des Kolbens um seine Achse ix-x in die in Abb. 2 gestrichelt angedeutete
Lage il kommt, wenn das Loch /t der Bohrung c gegenübersteht. Dieser Augenblick
entspricht dem vollen Ansaugen.
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Wenn der Kolben seinen Saughub beendet hat und sich am unteren Hubende
befindet, nehmen die Löcher lt, i die in Abb. z gestrichelt angedeuteten
Stellungen h=, i2 ein-
ander gegenüber ein. Es tritt nun die entgegengesetzte
Bewegung beim Anstieg des Kolbens ein, indem dieser dabei um seine Achse sich in.
der entgegengesetzten Richtung wie beim Abwärtshub dreht, und infolgedessen kommt
das Loch i vor die Auslaßbohrun.g d, so daß die zwischen dem Kolben und dem Zylinderdeckel
befindliche Luft durch diese Bohrung d entweichen kann, wie Abb. i erkennen läßt.
Man kann den Verdichtungsgrad der Pumpe je nach der Stellung und Form der öffnungen
c, d, 1t, i verändern. Insbesondere kann man Löcher und Bobrungen
von ovalem oder flachem Querschnitt in der Art der Abb.6 verwenden. Bei der Ausführungsform
nach Abb. i und z saugt und verdrängt die Pumpe ohne Verdichtung, da die Auslaßöffnung.en
sich öffnen, wenn die Ansaugöffnungen sich schließen.
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Natürlich kann die Pumpe im einzelnen auch in anderer Weise wie in
der Zeichnung dargestellt ausgeführt werden, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung
abzuweichen.