DE4420863C2 - Gesteuerte Schnüffelbehinderung für Hochdruck-Membranpumpen - Google Patents
Gesteuerte Schnüffelbehinderung für Hochdruck-MembranpumpenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene Mem
branpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-AS-21 04 783 ist eine Membranpumpvorrichtung,
insbesondere für eine Farbspritzpistole bekannt. Zur Ver
meidung von schädlichen Folgen der Kavitation, wie Kavita
tionsanfressungen und dgl., und zum Erreichen eines ruhige
ren Laufes der Pumpenvorrichtung während des Bereitschafts
zustandes wird ein durchgängiger Überstromkanal in der
Saughubendstellung des Kolbens freigegeben, wodurch die
Saugphase der Membran schlagartig unterbrochen wird. Ein
Schnüffelventil ist hierbei jedoch nicht vorgesehen, wo
durch die schlagartige Unterbrechung der Saugphase der Mem
bran immer am Ende des Saughubs erfolgt. Hierbei darf die
Steuerkante des Kolbens auf jeden Fall erst kurz vor der
Saughubendstellung die Verbindung vom Druck- zum Vorrats
raum öffnen. Der Kolben stellt somit lediglich eine Steuer
einrichtung für die sofortige Beendigung des Saugdruckes in
der Saughubendstellung dar. Auf einen durch Mangel an Hy
draulikflüssigkeit bewirkten übergroßen Unterdruck im Hy
drauliksystem kann diese Anordnung jedoch in keiner Weise
reagieren.
Aus der DE-OS-16 53 586 ist eine Pumpe mit hin- und herbe
wegbarem Kolben bekannt. Diese Pumpe weist eine flüssig
keitsdichte flexible Wand, die einen zwischen dem Kolben
und der Wand befindlichen, mit einer Flüssigkeit gefüllten
Raum flüssigkeitsdicht abschließt, sowie einen jenseits der
flüssigkeitsdichten Wand befindlichen Pumpenraum auf, durch
den die zu pumpende Flüssigkeit hindurchgeleitet wird. Zum
Ausgleich von Leckverlusten ist beispielsweise ein Nach
füllventil vorgesehen, welches statt eines Entlüftungsven
tils angeordnet wird. Ferner ist eine Bohrung vorgesehen,
die einen Hydraulikraum mit einem mit Hydrauliköl gefüllten
Raum verbindet, so daß Öl aus dem mit Hydrauliköl gefüllten
Raum in den Hydraulikraum strömen kann, wobei eventuelle
Leckverluste ausgeglichen werden. Mangels Schnüffelverbin
dung und Schnüffelventil ist auch diese Anordnung nicht in
der Lage, auf einen durch Mangel an Hydraulikflüssigkeit
bewirkten übergroßen Unterdruck im Hydrauliksystem entspre
chend zu reagieren, da bei Öffnen der Verbindung zum Vor
ratsraum eine Förderung unterbrochen wird. Dies ist auf
grund des fehlenden Schnüffelventils sowohl am Ende des
Saughubes als auch am Anfang des Druckhubes der Fall.
Bei einer beispielsweise aus der DE-OS-23 33 876 bekannten
Membranpumpe der gattungsgemäßen Art ist üblicherweise eine
Leckergänzungseinrichtung, eine sog. Schnüffeleinrichtung,
vorgesehen, die eine Schnüffelverbindung in Form eines Ver
bindungskanals zwischen Druckraum und Vorratsraum aufweist.
Dieser Verbindungskanal ist normalerweise durch ein unter
druckgesteuertes, federbelastetes Schnüffelventil ver
schlossen. Das Schnüffelventil spricht dann an bzw. öffnet
dann die Verbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum,
wenn der Kolben beim Saughub einen durch Mangel an Hydrau
likflüssigkeit bewirkten übergroßen Unterdruck im Hydrau
liksystem erzeugt. Dieser Unterdruck im Arbeitsraum wird
durch das Schnüffelventil erfaßt, so daß dann die fehlende
Hydraulikflüssigkeit im Druckraum über den vom Vorratsraum
kommenden Verbindungskanal ergänzt werden kann.
Bei einer derartigen Leckergänzung zeigt sich das Problem,
daß Unterdruckspitzen, die im Hydrauliksystem zu Beginn des
Saughubes des Kolbens auftreten, zu einem vorzeitigen An
sprechen des Schnüffelventils führen. Eine derartige ausge
prägte Unterdruckspitze, der sog. Joukowsky-Stoß, tritt
vorzugsweise bei großen Hochdruck-Membranpumpen zu Beginn
der Saugphase auf, wenn die Flüssigkeitssäule in der Saug
leitung beim Öffnen des Saugventils ruckartig beschleunigt
wird. Das dadurch bewirkte vorzeitige Ansprechen des
Schnüffelventils hat eine Überfüllung des Druckraums mit
Hydraulikflüssigkeit zur Folge, was wiederum eine zu starke
Auslenkung bzw. Beanspruchung der Membran während des
Druckhubes bewirkt.
Um ein derart vorzeitiges Ansprechen des Schnüffelventils
aufgrund der auftretenden Unterdruckspitzen - und die hier
durch bewirkte Überfüllung des Hydraulikdruckraums mit
Hydraulikflüssigkeit - zu vermeiden, ist es schon bekannt,
die Leckergänzung mittels einer sog. Membranlagensteuerung
zu beeinflussen. Hierbei übernimmt die Membran selbst die
Betätigung eines Steuerventils, wobei ein von der Membran
gesteuerter Steuerschieber die Membran im Bereich der
Saughubendstellung abtastet und in dieser Saughubendstel
lung der Membran die Verbindung vom Vorratsraum zum Druck
raum öffnet. Die Leckergänzung erfolgt nur dann, wenn die
Membran eine vorbestimmte Grenzposition am Ende des Saughu
bes erreicht hat.
Weiterhin ist auch schon eine abgewandelte Membranlagen
steuerung bekannt, mittels der ebenfalls eine vorzeitige
Leckergänzung verhindert werden kann. Hierbei ist gleich
falls ein durch die jeweilige Membranlage beeinflußtes
Steuerungssystem vorgesehen, das mit federbelasteten Steu
erstiften arbeitet. Diese halten normalerweise das Lecker
gänzungsventil mechanisch geschlossen. Wenn jedoch durch
die Membran in der Saughubendstellung eine beweglich ge
führte Lochplatte gegen die Kraft von Federn entsprechend
bewegt wird, werden hierdurch auch die Steuerstifte ver
schoben, so daß das Leckergänzungsventil freigegeben wird.
Derartige bekannte Membranlagensteuerungen haben jedoch den
Nachteil, daß sie konstruktiv aufwendig ausgestaltet sind.
Außerdem müssen sie sehr exakt eingestellt werden, um bei
kleinen Membranhüben, die insbesondere bei Hochdruck
membranpumpen mit Metallmembranen auftreten, exakt zu funk
tionieren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Mem
branpumpe der gattungsgemäßen Art zur Beseitigung der ge
schilderten Nachteile derart auszugestalten, daß mit gerin
gem konstruktivem Aufwand ein vorzeitiges Ansprechen des
Schnüffelventils, insbesondere während des Auftretens der
Ankoppelungsunterdruckspitze, verhindert ist und somit ver
mieden wird, daß derartige Unterdruckspitzen bereits zu Be
ginn des Saughubes das Schnüffelventil auslösen.
Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Er
findung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte Ausge
staltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen be
schrieben.
Der Erfindung liegt der wesentliche Gedanke zugrunde, die
Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum
nicht durch die Membranlage, sondern durch die Lage des
Verdrängerkolbens selbst zu steuern. Dies erfolgt derart,
daß der Kolben als Steuerelement, insbesondere als Steuer
schieber, dient, der mindestens zu Beginn des Saughubes die
Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum
unterbricht und diese Verbindung erst dann freigibt, wenn
er einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.
Vorzugsweise gibt hierbei der Kolben die Schnüffelverbin
dung dann frei, wenn er etwa die Hälfte seines Hubweges zu
rückgelegt hat.
Insgesamt wird hierdurch wirkungsvoll verhindert, daß die
am Anfang des Saughubes auftretende Unterdruckspitze das
Schnüffelventil vorzeitig auslöst, da zu diesem Zeitpunkt
die Schnüffelverbindung zwischen Druckraum und Vorratsraum
noch zwangsläufig durch den Kolben verschlossen ist.
Eine derartige, mittels der jeweiligen Kolbenlage gesteu
erte Schnüffelbehinderung läßt sich mit einfachen konstruk
tiven Mitteln verwirklichen, wobei gleichzeitig sicherge
stellt ist, daß sie wirkungsvoll arbeitet.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Kolben
direkt oder indirekt als Steuerschieber wirken zu lassen,
wobei in jedem Fall aber der mit einer Membranlagensteue
rung verbundene konstruktive Aufwand vermieden wird. Außer
dem ist es möglich, die Steuerung hochdruckseitig oder nie
derdruckseitig vorzusehen, so daß hierbei durch den Kolben
jeweils entweder ein druckraumseitiger Kanal der Schnüffel
verbindung oder ein vorratsraumseitiger Kanal verschlossen
gehalten bzw. gesteuert geöffnet wird.
Wenn der Kolben den druckraumseitigen Kanal der Schnüffel
verbindung - mindestens zu Beginn seines Saughubes - ver
schlossen hält, ist die Anordnung vorzugsweise derart ge
troffen, daß dieser druckraumseitige Kanal der Schnüffel
verbindung in die Zylinderbohrung für den Kolben mündet.
Dieser druckraumseitige Kanal der Schnüffelverbindung wird
somit zum Zweck der Leckergänzung vom Kolben erst dann
freigegeben, wenn letzerer einen bestimmten Weg seines
Saughubes zurückgelegt hat, so daß die vorher zu Beginn des
Saughubes aufgetretene Unterdruckspitze wirkungslos geblie
ben ist.
Wenn demgegenüber der Kolben einen vorratsraumseitigen Ka
nal der Schnüffelverbindung für eine bestimmte Zeit zu Be
ginn seines Saughubes verschlossen hält, kann die Ausge
staltung derart getroffen sein, daß der vorratsraumseitige
Kanal der Schnüffelverbindung in die Zylinderbohrung für
den Kolben mündet. Dieser vorratsraumseitige Kanal wird
dann mit einem Kolbenkanal, der in den Vorratsraum mündet,
in Verbindung gebracht, wenn der Kolben einen Teil seines
Saughubweges zurückgelegt hat.
In Abwandlung hiervon ist es auch möglich, den Kolben indi
rekt als Steuerelement wirken zu lassen, indem beispiels
weise der Kolben an seinem hinteren Ende mit einem paral
lellaufenden Hilfssteuerschieber verbunden ist. Dieser ist
in einem Teil des vorratsraumseitigen Kanals der Schnüffel
verbindung verschiebbar und kann dadurch, daß er hohl bzw.
als Hülse ausgebildet ist, die Verbindung zum Vorratsraum
in Abhängigkeit von der Hublage des Verdrängerkolbens un
terbrechen bzw. freigeben.
Insgesamt ist durch die Erfindung mit einfachen Mitteln
verhindert, daß die zu Beginn des Saughubes im Hydrauliksy
stem auftretende Unterdruckspitze ein vorzeitiges Anspre
chen des Schnüffelventils bewirkt, was zu einer Überfüllung
des Druckraums mit Hydraulikflüssigkeit führen würde.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 schematisch im Schnitt eine hydraulisch ange
triebene Membranpumpe mit einer durch den Kolben
bewirkten hochdruckseitigen Steuerung der
Schnüffelbehinderung;
Fig. 2 schematisch in Form zweier Diagramme (1. Druck
über Hubweg = Indikatordiagramm und 2. Druck
über Zeit) den Kurvenverlauf charakteristischer
Daten beim Druckhub sowie Saughub der Membran
pumpe zur Darstellung der beim Beginn des Saug
hubes auftretenden Unterdruckspitze;
Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform mit einer nie
derdruckseitigen Steuerung der Schnüffelbehinde
rung;
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 3 abgewandelte Ausführungs
form mit niederdruckseitiger Steuerung und
Fig. 5 eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform mit
einer einen zusätzlichen Steuerkolben (Hilfs
steuerschieber) verwendenden niederdruckseitigen
Steuerung.
Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen hydraulisch angetriebenen
Membranpumpe handelt es sich um eine Hochdruckmembranpumpe,
bei der eine Metallmembran 1 zur Anwendung gelangt. Diese
ist zwischen zwei Lochplatten 2, 3 - einer Lochplatte 2 mit
ebener Innenfläche sowie einer Lochplatte 3 mit konkaver
Innenfläche - eingespannt. Diese sind ihrerseits zwischen
einem Pumpengehäuse 4 sowie einem hieran stirnseitig lösbar
festgelegten Pumpendeckel 5 eingespannt.
Die Membran 1 trennt einen Förderraum 6 von einem mit
Hydraulikflüssigkeit gefüllten Druckraum 7.
Die dargestellte Membranpumpe weist einen hydraulischen
Membranantrieb in Form eines oszillierenden Verdrängerkol
bens 8 auf, der im Pumpengehäuse 4 abgedichtet zwischen dem
Druckraum 7 und einem Vorratsraum 9 für die Hydraulikflüs
sigkeit verschiebbar ist. Beim dargestellten Ausführungs
beispiel erfolgt hierbei die Abdichtung des Kolbens 8 mit
tels einer sog. Einschliffabdichtung.
Der Pumpendeckel 5 weist in üblicher Weise ein federbela
stetes Einlaßventil 10 sowie ein federbelastetes Auslaßven
til 11 auf. Diese beiden Ventile 10, 11 stehen über einen
Einlaßkanal 12 sowie einen Auslaßkanal 13 derart mit dem
Förderraum 6 in Verbindung, daß das Fördermedium bei dem
nach rechts gemäß Fig. 1 erfolgenden Saughub des Verdrän
gerkolbens 8 und damit der Membran 1 in Pfeilrichtung über
das Einlaßventil 10 und den Einlaßkanal 12 in den Förder
raum 6 angesaugt wird. Demgegenüber wird dann das Förderme
dium bei dem nach links gemäß Fig. 1 erfolgenden Druckhub
des Kolbens 8 und damit der Membran 1 über den Auslaßkanal
13 und das Auslaßventil 11 in Pfeilrichtung dosiert aus dem
Förderraum 6 herausgedrückt.
Um eine Überfüllung des Druckraums 7 mit Hydraulikflüssig
keit zu verhindern und um damit die Membran 1 vor zu star
ker Auslenkung bzw. Beanspruchung während des Druckhubes zu
schützen, ist ein Druckbegrenzungsventil 14 vorgesehen, das
über entsprechende Kanäle 15, 16 mit dem Druckraum 7 sowie
dem Vorratsraum 9 in Verbindung steht; es ist derart
eingestellt, daß es beim Auftreten eines unerwünscht
großen Überdruckes im Druckraum 7 am Ende des Druckhubes
des Kolbens 8 öffnet, so daß dann die überschüssige
Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 15, 16 in den Vorrats
raum 9 abgeführt wird.
Um in entsprechender Weise am Ende des Membransaughubes das
Auftreten von Kavitation zu verhindern und für die aufgrund
der Leckageverluste erforderliche Leckergänzung zu sorgen,
ist eine Leckergänzungseinrichtung 17 vorgesehen. Diese
weist ein übliches federbelastetes, unterdruckgesteuertes
Schnüffelventil 18 auf, das über einen Kanal 19 mit dem
Vorratsraum 9 in Verbindung steht. Die Verbindung der Leck
ergänzungseinrichtung 17 bzw. des Schnüffelventils 18 mit
dem Druckraum 7 erfolgt über einen weiteren Kanal 20, der,
wie aus Fig. 1 deutlich ersichtlich, vom Schnüffelventil 18
direkt in die Zylinderbohrung 21 für den Kolben 8 führt
bzw. dort einmündet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
mündet dieser druckraumseitige Kanal 20 an einer Stelle in
die Kolbenzylinderbohrung 21 aus, die etwa auf der Hälfte
des Hubweges h des Kolbens 8, d. h. also in der Mitte zwi
schen dessen vorderem und hinterem Totpunkt, liegt.
Wie ersichtlich, hält der Kolben 8 den druckraumseitigen
Kanal 20 der Leckergänzungseinrichtung 17 zu Beginn seines
Saughubes verschlossen, so daß hierdurch die Schnüffelver
bindung zwischen Druckraum 7 und Vorratsraum 9 unterbrochen
ist. Diese Verbindung wird durch den Kolben 8 erst dann
freigegeben, wenn er einen Teil seines Saughubweges zurück
gelegt hat. Erst dann ist die Leckergänzungseinrichtung 17
bzw. das Schnüffelventil 18 in der Lage, beim Auftreten ei
nes durch Leckageverluste bewirkten zu hohen Unterdruckes
für ein Nachfüllen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Vor
ratsraum 9 zu sorgen.
Die dargestellte Anordnung, bei welcher die gesteuerte
Schnüffelbehinderung auf der Hochdruckseite erfolgt, eignet
sich besonders für hubregelbare Membranpumpen mit konstan
ter Kolbenmittellage. Wie schon dargelegt, wird der Kolben
8 als Steuerschieber zur vorübergehenden Blockierung der
Leckergänzungseinrichtung 17 benutzt, um deren vorzeitiges
Ansprechen zu Beginn des Kolbensaughubes zu verhindern. Zu
Beginn des Saughubes befindet sich der Kolben 8 in der
Stellung gemäß Fig. 1, in der seine vordere Stirnfläche
etwa bündig mit der entsprechenden Wand des Druckraums 7
abschließt. In dieser Kolbenstellung, die der Position 3
der beiden Diagramme gemäß Fig. 2 entspricht, ist der
druckraumseitige Kanal 20 der Leckergänzungseinrichtung 17
durch den Kolben 8 verschlossen. Nachdem sich der Kolben 8
im Verlauf seines Saughubes zur Position 4 in den jeweili
gen Diagrammen gemäß Fig. 2 bewegt hat, reicht der erzeugte
Saugdruck ps aus, das Einlaßventil 10 zu öffnen. An
schließend müssen die Flüssigkeitssäule in der Einlaßlei
tung 12, das Einlaßventil 10 und die Membran 1 beschleunigt
werden, wodurch eine Unterdruckspitze mit der Amplitude
Δp erzeugt wird, wie bei der Position 4 in den jeweiligen
Diagrammen gemäß Fig. 2 ersichtlich. Diese als Joukowsky-
Stoß bezeichnete Unterdruckspitze würde normalerweise ein
vorzeitiges Ansprechen des Schnüffelventils 18 und damit
eine unerwünschte Überfüllung des Druckraums 7 mit
Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 bewirken. Wäh
rend dieser Zeit ist jedoch der druckraumseitige Kanal 20
noch durch den Kolben 8 verschlossen, so daß aufgrund die
ser rein kolbengesteuerten Schnüffelbehinderung das Schnüf
felventil 18 auf die erwähnte Unterdruckspitze nicht an
sprechen kann. Erst gegen Ende des Saughubes, nachdem also
der Kolben 8 die aus Fig. 1 ersichtliche Wegstrecke h
(=Saughubweg) überstrichen hat, passiert die Stirnfläche
des Kolbens 8 die Mündungsöffnung des druckraumseitigen Ka
nals 20 und gibt diesen frei. Somit ist nun während einer
verbleibenden kurzen Kolbenwegstrecke die Ergänzung von
Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 über die Kanäle
19, 20 in den Druckraum 7 möglich.
Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen abgewandelten Ausführungs
form ist - im Gegensatz zur hochdruckseitigen Steuerung der
Schnüffelbehinderung gemäß Fig. 1 - eine niederdruckseitige
Steuerung der Schnüffelbehinderung vorgesehen. Diese eignet
sich besonders für Membranpumpen mit konstanter Hublänge,
wobei die Abdichtung des Kolbens 8 innerhalb seiner Zylin
derbohrung 21 gleichfalls - genau wie bei der zuvor be
schriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 - mittels einer
Einschliffabdichtung gebildet wird.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist bei dieser Ausführungsform
der vom Schnüffelventil 18 der Leckergeänzungseinrichtung
17 ausgehende druckraumseitige Kanal 20a derart angeordnet,
daß er nicht in die Zylinderbohrung 21 des Verdrängerkol
bens 8 ausmündet, sondern zum Druckraum 7 verläuft und an
dessen Stirnwand ausmündet.
Der vorratsraumseitige Kanal 19, der, ausgehend vom Schnüf
felventil 18, in Richtung Vorratsraum verläuft, ist gleich
falls vorgesehen. Jedoch mündet sein dem Schnüffelventil 18
abgewandtes Ende nicht direkt in den Vorratsraum 9, sondern
gleichsam lediglich indirekt. Zu diesem Zweck mündet der
vorratsraumseitige Kanal 19 mit seinem dem Schnüffelventil
18 abgewandten Ende in einen Zusatzkanal 19a, der - quer
verlaufend zur Achse des Verdrängerkolbens 8 - in einem
buchsenartigen, den Kolben 8 verschieblich führenden Ein
satzteil 22 verläuft und seinerseits in den Vorratsraum 9
ausmündet.
Der Kolben 8 weist an einer bestimmten Stelle seiner
Längserstreckung eine Ringnut 23 auf, wobei diese Stelle
derart gewählt ist, daß sie sich im Abstand h (Kolbenhub
weg) zum Zusatzkanal 19a befindet, wenn der Kolben 8 seine
in Fig. 3 dargestellte vordere Totpunktlage (Druckhubende)
aufweist. Dies bedeutet, daß der Kolben 8 in der darge
stellten Lage, die auch den Beginn des Saughubes - entspre
chend der Position 3 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2
- kennzeichnet, den Zusatzkanal 19a verschlossen hält und
damit auch die Schnüffelverbindung zwischen Vorratsraum 9
und Druckraum 7 unterbricht. Wenn sich dann der Kolben 8 im
Verlauf seines Saughubes von links nach rechts gemäß Fig. 3
bewegt und hierbei die Position 4 in den beiden Diagrammen
gemäß Fig. 2 durchläuft, kann die auftretende Unterdruck
spitze nicht zu einem vorzeitigen Ansprechen des Schnüffel
ventils 18 führen, da sich die Ringnut 23 des Kolbens 8
nach wie vor im Abstand zum Zusatzkanal 19a befindet, so
daß die Schnüffelverbindung zum Vorratsraum unterbrochen
ist.
Wenn dann der Kolben 8 am Ende seines Saughubes angekommen
ist und hierbei entsprechend der Position 1 in den beiden
Diagrammen gemäß Fig. 2 die strichpunktiert gezeichnete
Stellung gemäß Fig. 3 einnimmt, befindet sich die Ringnut
23 des Kolbens 8 auf der Höhe des Zusatzkanals 19a. Dadurch
ist über die Kanäle 19a, 19 und 20a die Schnüffelverbindung
zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 hergestellt,
so daß dann, wenn im Hydrauliksystem aufgrund eines Mangels
an Hydraulikflüssigkeit ein übergroßer Unterdruck entsteht,
das Schnüffelventil 18 anspricht und automatisch die feh
lende Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorratsraum 9 ergänzt.
Wenn dann der Kolben 8 wieder mit dem Druckhub beginnt und
sich von der Position 1 in die Position 2 gemäß den beiden
Diagrammen nach Fig. 2 bewegt, verschiebt sich die Ringnut
23 des Kolbens 8 sofort aus der Fluchtung mit dem Zusatzka
nal 19, so daß dieser unverzüglich geschlossen wird und die
Schnüffelverbindung unterbricht.
Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig.
4 ist die Ausgestaltung ähnlich wie bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 3 getroffen. Unterschiedlich ist jedoch, daß der
Kolben 8 in seiner Bohrung 21 nicht mittels einer Ein
schliffabdichtung, sondern mittels Kolbenringen 24 abge
dichtet ist, die in der üblichen Weise auf dem Kolben 8
festgelegt sind.
Außerdem ist der Kolben 8 anstelle einer Ringnut 23 mit ei
nem durchmesserverringerten Kolbenteil 8a versehen, so daß
dadurch zwischen diesem durchmesserverringerten Kolbenteil
8a und der zugeordneten Zylinderbohrung 21 ein Ringraum 23a
gebildet ist, der in seiner Funktion derjenigen der Ringnut
23 entspricht.
Wie ersichtlich, ist der mit dem vorratsraumseitigen Kanal
19 verbundene Zusatzkanal 19a derart ausgebildet, daß er -
querverlaufend zur Achse des Kolbens 8 - nicht das gesamte
Einsatzteil 22 durchsetzt, sondern lediglich in die Zylin
derbohrung 21 des Kolbens 8 ausmündet. Die Verbindung zwi
schen dem Zusatzkanal 19a und dem Vorratsraum 9 wird, bei
entsprechender Kolbenlage, dadurch hergestellt, daß im Ein
satzteil 22 ein weiterer Kanal 19b vorgsehen ist, der vom
Vorratsraum 9 bis zur Zylinderbohrung 21 des Kolbens 8 ver
läuft und dort an einer Stelle, die versetzt zur Mün
dungstelle des Zusatzkanals 19a liegt, ausmündet.
Wie deutlich aus Fig. 4 ersichtlich, ist in der dargestell
ten Stellung des Kolbens 8, die der Stellung am Ende des
Druckhubes bzw. zu Beginn des Saughubes entsprechend der
Position 3 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 ent
spricht, die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9
und dem Druckraum 7 unterbrochen. Gleiches gilt auch dann,
wenn der Kolben 8 im Verlauf seines Saughubes die Position
4 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 überstreicht, da
hierbei die beiden Kanäle 19a, 19b nach wie vor durch den
Kolben 8 verschlossen sind, so daß die in dieser Position
auftretende Unterdruckspitze nicht zu einem vorzeitigen An
sprechen des Schnüffelventils 18 führen kann. Erst dann,
wenn der Kolben 8 im Verlauf seines weiteren Saughubes sich
der Position 1 in den beiden Diagrammen gemäß Fig. 2 annä
hert bzw. diese Position erreicht, gelangt der Kolben 8 mit
seinem durchmesserverringerten Kolbenteil 8a in den Bereich
der beiden Mündungen der Kanäle 19a, 19b. Dadurch wird dann
über den Ringraum 23a die Verbindung zwischen diesen beiden
Kanälen 19a, 19b hergestellt, so daß hiermit auch die
Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem
Druckraum 7 freigegeben ist und eine etwa erforderliche
Leckergänzung über das Schnüffelventil 18 ermöglicht wird.
Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig.
5 ist gleichfalls eine niederdruckseitige Steuerung der
Schnüffelbehinderung vorgesehen. Zu diesem Zweck weist der
Kolben 8 an seinem vorratsraumseitigen Ende einen parallel
verlaufenden Hilfssteuerschieber in Form eines zusätzlichen
Steuerkolbens 25 auf. Dieser ist an einem am Kolben 8
befestigten Flansch 26 in dessen Umfangsnähe angeordnet und
verläuft derart, daß er in einen entsprechend verlaufenden
Kanal 27 des Gehäuses 4 eintaucht. Dieser Gehäusekanal 27
steht, wie dargestellt, einerseits mit dem
vorratsraumseitigen Kanal 19 der Leckergänzungseinrichtung
17 in Verbindung und mündet andererseits in den Vorratsraum
9 aus.
Der zusätzliche Steuerkolben 25 ist hohl bzw. als Hülse mit
beidseitig offenen Enden ausgebildet. Hierdurch wird einer
seits in der dargestellten Stellung des Kolbens 8, die dem
Ende des Druckhubs bzw. dem Beginn des Saughubes gemäß der
Position 3 in den beiden Diagrammen nach Fig. 2 entspricht,
die Schnüffelverbindung zwischen dem Vorratsraum 9 und dem
Druckraum 7 unterbrochen, da der Steuerkolben 25 weitgehend
vollständig in den Gehäusekanal 27 eingetaucht ist und
somit den vorratsraumseitigen Kanal 19 verschließt.
Andererseits hat sich der zusätzliche Steuerkolben 25, wenn
sich der Kolben 8 nahe oder in seiner Saughubendstellung -
entsprechend der Position 1 in den beiden Diagrammen gemäß
Fig. 2 - befindet, zusammen mit dem Kolben 8 entsprechend
verschoben, so daß die Verbindung zwischen dem
vorratsraumseitigen Kanal 19 und dem Gehäusekanal 27
freigegeben ist. Somit ist dann die Schnüffelverbindung
zwischen dem Vorratsraum 9 und dem Druckraum 7 - über den
hohlen Steuerkolben 25, den Gehäusekanal 27, den vorrats
raumseitigen Kanal 19 und den druckraumseitigen Kanal 20a -
hergestellt, so daß bei entsprechendem Unterdruck im Druck
raum 7 das Schnüffelventil 18 anspricht und für eine auto
matische Leckergänzung aus dem Vorratsraum 9 sorgt.
Wenn dann der Kolben 8 wieder mit dem Druckhub beginnt und
sich aus der Position 1 in die Position 2 gemäß den beiden
Diagrammen nach Fig. 2 bewegt, taucht der sich synchron mit
dem Kolben 8 verschiebende Steuerkolben 25 erneut in den
Gehäusekanal 27 ein und verschließt wieder den vorratsraum
seitigen Kanal 19.
Claims (8)
1. Hydraulisch angetriebene Membranpumpe, insbesondere
Hochdruck-Membranpumpe, mit einer zwischen Pumpengehäuse
(4) und Pumpendeckel (5) randseitig eingespannten Mem
bran (1), insbesondere Metallmembran, die einen Förderraum
(6) von einem Hydraulikdruckraum (7) trennt,
einem hydraulischen Membranantrieb in Form eines oszillie renden Verdrängerkolbens (8), der in einer Zylinderbohrung (21) des Pumpenkörpers (4) zwischen dem Druckraum (7) und einem Vorratsraum (9) für die Hydraulikflüssigkeit ver schiebbar ist,
und einer Leckergänzungseinrichtung (17), die eine Schnüf felverbindung in Form eines Verbindungskanals (19, 20) zwi schen Druckraum und Vorratsraum aufweist, der durch ein un terdruckgesteuertes, federbelastetes Schnüffelventil (18) verschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) als Steuerschieber für die Freigabe der Schnüffelverbindung zum Schnüffelventil (18) ausgebildet und derart angeordnet ist, daß er die Schnüffelverbindung mindestens zu Beginn seines Saughubes verschlossen hält und die Schnüffelverbindung erst freigibt, wenn er einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.
einem hydraulischen Membranantrieb in Form eines oszillie renden Verdrängerkolbens (8), der in einer Zylinderbohrung (21) des Pumpenkörpers (4) zwischen dem Druckraum (7) und einem Vorratsraum (9) für die Hydraulikflüssigkeit ver schiebbar ist,
und einer Leckergänzungseinrichtung (17), die eine Schnüf felverbindung in Form eines Verbindungskanals (19, 20) zwi schen Druckraum und Vorratsraum aufweist, der durch ein un terdruckgesteuertes, federbelastetes Schnüffelventil (18) verschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) als Steuerschieber für die Freigabe der Schnüffelverbindung zum Schnüffelventil (18) ausgebildet und derart angeordnet ist, daß er die Schnüffelverbindung mindestens zu Beginn seines Saughubes verschlossen hält und die Schnüffelverbindung erst freigibt, wenn er einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.
2. Membranpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Kolben (8) die Schnüffelverbindung zwischen
Druckraum (7) und Vorratsraum (9) nach etwa der Hälfte sei
nes Saughubweges freigibt.
3. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (8) den vorratsraumseitigen Kanal
(19) der Schnüffelverbindung mindestens zu Beginn seines
Saughubes verschlossen hält.
4. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der vorratsraumseitige Kanal (19) der
Schnüffelverbindung in die Zylinderbohrung (21) für den
Kolben (8) mündet und mit einem Kolbenkanal (23; 23a), der
zum Vorratsraum führt, in Verbindung bringbar ist, wenn der
Kolben (8) einen Teil seines Saughubweges zurückgelegt hat.
5. Membranpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Kolben (8) an seinem vorratsraumseitigen Ende
mit einem parallelverlaufenden Hilfssteuerschieber (25)
verbunden ist, der in einem Teil (27) des vorratsraumseiti
gen Kanals (19) der Schnüffelverbindung verschiebbar ist
und dessen Verbindung zum Vorratsraum (9) in Abhängigkeit
von der Hublage des Verdrängerkolbens (8) unterbricht bzw.
freigibt.
6. Membranpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der Hilfssteuerschieber (25) hohl bzw. als Hülse
ausgebildet ist.
7. Membranpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (8) den druckraumseitigen Kanal
(20) der Schnüffelverbindung mindestens zu Beginn seines
Saughubes verschlossen hält.
8. Membranpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß der druckraumseitige Kanal (20) der Schnüffelver
bindung in die Zylinderbohrung (21) für den Kolben (8) mün
det.
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