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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft Pumpen, insbesondere eine Pumpe mit expandierbarer
Kammer eines Typs, der als eine Lanzenpumpe bezeichnet werden kann,
die insbesondere für
das Pumpen von Schmiermittel einschließlich Schmierfett aus seinem
Vorrat (z.B. Schmiermittel in einer Trommel) eingerichtet ist.
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Die
Pumpe dieser Erfindung liegt im allgemeinen auf dem gleichen Gebiet
wie die in den folgenden US-Patenten angegebenen Pumpen:
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Die
unter den oben aufgeführten
Punkten 2, 4 und 5 angegebenen Pumpen sind als Lanzenpumpen bezeichnet.
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US-Patent
Nr. 2,895,421 zeigt eine Pumpe für
die Förderung
hochviskoser Materialien. Diese Pumpe umfaßt ein zylindrisches Pumpengehäuse und
einen in dem Gehäuse
konzentrisch angeordneten stationären rohrförmigen Zylinder. Ein Kolben
wird durch einen Luftmotor angetrieben und fährt in dem Zylinder hin und her.
Pumpbares Material wird durch einen ringförmigen Raum zwischen dem stationären rohrförmigen Zylinder und
dem Gehäuse
aufwärts
geleitet.
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Kurzer Abriss der Erfindung
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Unter
den verschiedenen Aufgaben der Erfindung sind zu nennen die Schaffung
einer verbesserten Pumpe der allgemeinen Art einer Lanzenpumpe,
die besonders für
den Betrieb bei relativ hoher Drehzahl, z.B. 600 Umdrehungen je
Minute, im Vergleich zu bekannten Pumpen dieser Art eingerichtet ist;
die Schaffung einer solchen Pumpe, die für das Pumpen eines schwierig
pumpbaren Schmierfetts mit erhöhter
Zuverlässigkeit eingerichtet
ist, einschließlich
des Pumpens von Schmierfett, das dicker ist, weil es tiefer Temperatur
ausgesetzt ist; die Schaffung einer solchen Pumpe, die mit einem
relativ kurzen Pumpenhub (z.B. 0,75 Zoll (1,91 cm)) und mit relativ
hoher volumetrischer Leistung, d.h. einer höheren Volumenausflußmenge in
Relation zu der Größe der Pumpe,
betrieben werden kann; die Schaffung einer solchen Pumpe, die zur
Kostenreduktion für
den Betrieb durch einen hydraulischen Drehmotor und insbesondere
durch einen im Handel leicht erhältlichen
hydraulischen Drehmotor anstelle eines speziellen Antriebs eingerichtet
ist; die Schaffung einer solchen Pumpe, die doppeltwirkend ist,
d.h. so betrieben werden kann, daß ein dosiertes Schmiermittelvolumen
beim Abwärtshub
wie auch beim Aufwärtshub
abgegeben wird; und die Schaffung einer solchen Pumpe, die besonders
für den
Einsatz in einem automatisierten Schmiermittelsystem geeignet ist,
in dem dosierte Schmiermittelchargen zu verschiedenen Schmierungspunkten
geliefert werden, die unterschiedliche Schmiermittelmengen in unterschiedlichen
Zeitintervallen benötigen.
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Eine
Pumpe dieser Erfindung zum Pumpen eines pumpbaren Produkts, insbesondere
eines Schmiermittels einschließlich
eines Schmierfetts aus einem Vorrat umfaßt im allgemeinen einen für die Anordnung oberhalb
des Vorrats eingerichteten Kopf, ein einen Pumpenkolben bildendes,
sich von dem Kopf abwärts
erstreckendes längliches
Element mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei der
Kolben an seinem oberen Ende in Bezug auf den Kopf festgelegt ist,
ein den Kolben umgebendes längliches
Pumpenrohr, das sich aus der Nähe
des oberen Endes des Kolbens an das untere Ende des Kolbens und
darunter hinaus erstreckt und bei einem Pumpenhub relativ zu dem
Kolben auf und nieder fährt,
und eine an den Kopf angeschlossene Einrichtung mit Motorantrieb
für die
Hin- und Herbewegung des Rohres bei dem Pumpenhub zwischen einer
in Bezug auf den Kolben angehobenen Stellung und einer in Bezug
auf den Kolben abgesenkten Stellung. Das Rohr hat einen oberen Endverschluß, der auf
einem Oberteil des Kolbens nahe dem oberen Ende des Kolbens gegen
dieses abgedichtet auf- und abwärts
gleitbar ist, und einen unteren Verschluß, der auf einem Unterteil
des Kolbens nahe dem unteren Ende des Kolbens abgedichtet gegen
dieses auf- und
abwärts
gleitbar ist und das Rohr oberhalb seines unteren Endes schließt.
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Der
innere Querschnitt des Rohres ist über die Länge des Rohres zwischen den
Verschlüssen
größer als
der Querschnitt des Kolbens, wodurch zwischen dem Kolben und dem
Rohr eine sich von dem oberen Endverschluß zu dem unteren Verschluß erstreckende,
längliche,
ringförmige
Pumpenkammer begrenzt ist. Das Rohr ist an seinem unteren Ende offen
und hat an seinem offenen unteren Ende unterhalb des unteren Ende des
Kolbens ein Eintrittsabsperrventil, wodurch in Verbindung mit dem
unteren Ende des Kolbens eine ausdehnbare und zusammenziehbare untere
Endkammer begrenzt ist. Die Querschnittsfläche des Kolbenoberteils ist
von der Querschnittsfläche
des Kolbenunterteils verschieden. Das Eintrittsabsperrventil öffnet sich
bei einem Abwärtshub
des Rohres für
den Eintritt des pumpbaren Produkts in die untere Endkammer. Die
Pumpe hat einen Kanal für
den Ausfluß vom
pumpbarem Produkt aus der länglichen,
ringförmigen
Pumpenkammer zu und durch einen Ausgang in dem Kopf bei einem Abwärtshub und
auch bei einem Aufwärtshub
des Rohres und ferner einen Kanal mit einem darin befindlichen Absperrventil,
das so eingerichtet ist, sich bei jedem Aufwärtshub des Rohres bei geschlossenem
Eintrittsabsperrventil zu öffnen
zwecks Abgabe von pumpbarem Produkt aus der unteren Endkammer an
die längliche,
ringförmige
Pumpenkammer.
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Andere
Aufgaben und Merkmale werden nachfolgend zum Teil ersichtlich und
zum Teil näher
ausgeführt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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1 ist
eine Aufsicht einer Pumpe dieser Erfindung;
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2 ist
eine Bodenansicht;
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3 ist
eine Seitenansicht der Pumpe nach der Linie 3-3 der 1 in
einem kleineren Maßstab
als 1, die die Pumpe am Ort zum Pumpen eines Schmiermittels
(z.B. Schmierfetts) aus einem Schmiermittelbehälter bildlich zeigt;
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4 ist
eine Seitenansicht der Pumpe nach der Linie 4-4 der 1 in
dem Maßstab
der 3, wobei ebenfalls die Pumpe am Ort zum Pumpen
des Schmiermittels aus einem Behälter
bildlich gezeigt ist, wobei Teile weggebrochen und im Schnitt gezeigt
sind;
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5 ist
ein senkrechter Schnitt nach der Linie 5-5 der 1 und 3 in
dem Maßstab
der 1 und 2, wobei der Schnitt das Pumpenrohr der
Pumpe in angehobener Position am oberen Ende seines Hubes zeigt;
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6 ist
ein senkrechter Schnitt nach der Linie 6-6 der 1,
wobei Teile weggebrochen sind;
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7 ist
eine Ansicht entsprechend 5, die das
Pumpenrohr in abgesenkter Position am unteren Ende seines Hubes
zeigt;
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8 ist
eine Vergrößerung eines
Teils der 5;
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9, 10, 11 und 12 sind
horizontale Schnittansichten nach den Linien 9-9, 10-10, 11-11 bzw.
12-12 der 5 in einem größeren Maßstab als 5;
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13 ist
eine Teildarstellung, die Absperrventile der Pumpe in der Stellung
zeigt, die sie in einer Mittellage des Pumpenrohres bei seinem Abwärtshub einnehmen;
und
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14 ist
eine ähnliche
Darstellung wie 13, die die Absperrventile in
einer Lage zeigt, die sie in der Mittellage des Pumpenrohres bei
einem Aufwärtshub
einnehmen.
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Entsprechende
Bezugszahlen bezeichnen in den verschiedenen Darstellungen der Zeichnung
entsprechende Teile.
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Betaillierte
Beschreibung
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Eine
Pumpe dieser Erfindung, die besonders zum Pumpen von Schmiermitteln,
insbesondere Schmierfett, aus einem Vorrat gebaut ist, umfaßt unter
Bezugnahme auf die Zeichnung einen in seiner Gesamtheit durch die
Bezugszahl 1 bezeichneten hohlen Kopf oder ein Gehäuse, das
zur Anordnung oberhalb des Vorrats eingerichtet ist, sowie eine
in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 3 bezeichnete Lanzenkonstruktion,
die sich von dem Kopf abwärts
in den Schmiermittelvorrat L erstreckt. Wie in den 3 und 4 gezeigt, kann
der Vorrat in einem Behälter,
etwa einer Trommel 5, enthalten sein, wobei der Kopf auf
dem Deckel 7 der Trommel angebracht ist und sich die Lanzenkonstruktion 3 abwärts durch
ein Loch in dem Deckel in die Trommel und im allgemeinen zum Boden 9 des
Behälters
erstreckt. Es ist hier zu bemerken, daß die Pumpe, obgleich sie besonders
zum Pumpen von Schmiermittel und insbesondere Schmierfett entwickelt
wurde, allgemein zum Pumpen anderer pumpbarer Produkte eingerichtet
ist. Ein längliches
Element, das eine Pumpenstange oder einen Pumpenkolben bildet und
in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 11 bezeichnet ist,
erstreckt sich von dem Kopf 1 abwärts und hat einen oberen Endteil 13,
einen unteren Endteil 15 und ein Mittelteil 17,
wobei diese Teile zusammen kolinear auf der vertikalen Mittelachse
der Lanzenkonstruktion 3 liegen. Der obere Endteil 13 des
Pumpenkolbens hat – wie
gezeigt – ein
relativ kurzes, durch ein Rohr 19 gebildetes rohrförmiges Element
und eine sich von ihrem unteren Ende 23 über den
gesamten Weg zu ihrem oberen Ende 25 reichende Bohrung 21,
die sich in ein Rohr 27 erstreckt, das in Querrichtung
des Kopfes verläuft.
Das Rohr 19 kann als Abgaberohr bezeichnet werden. Das
Querrohr 27, das als die Abgabeleitung bezeichnet werden kann,
hat Enden 29 und 31 von verringertem Durchmesser,
die in Bohrungen 33, 35 von rohrförmigen Haltern 37, 39 befestigt
sind, die in rohrförmige
Ausbildungen 41, 43 eingeschraubt sind, welche
sich von einander gegenüberliegenden
geneigten Wandungen 45, 47 des Kopfes horizontal
nach außen
erstrecken, wobei die rohrförmigen
Halter in den rohrförmigen
Ausbildungen 41,43 durch U-Ringe abgedichtet sind,
wie bei 49 angegeben ist. Die verjüngten Enden 29, 31 des
Querrohres 27 sind in den Bohrungen 33, 35 der
rohrförmigen
Halter 37, 39 durch O-Ringe abgedichtet, wie bei 51 gezeigt
ist. Das obere Ende 25 des rohrförmigen Elements oder Abgaberohres 19 ist
in dem Querrohr 27 in einer vertikalen Öffnung 53 befestigt,
die sich von dem Boden des Querrohres aufwärts erstreckt und kurz vor
der Oberseite des Querrohrs 27 endet. Das Rohr 19 hat
einen Flansch 57, der dem Boden des Querrohres anliegt
und in der Öffnung 53 durch
einen O-Ring 59 abgedichtet ist. Die Bohrung 21 des
Rohres 19 mündet
an ihrem oberen Ende 25 in die Bohrung 61 des
Querrohres, damit das durch die Bohrung 21 des Rohres 19 aufwärts gepumpte
Produkt (wie sich zeigen wird) zu der Bohrung 61 des Querrohres 27 und
dann aus der Bohrung 61 des Querrohres 27 nach
rechts strömt,
wie durch die Pfeile in 5 gezeigt, wobei das linke Ende
des Querrohres 27 verstöpselt
ist, wie bei 65 angegeben ist. Wie besonders in 9 gezeigt
ist, hat das Rohr 19 einen außenseitigen (äußeren) Durchmesser
D1 und im Querschnitt eine Gesamtfläche A1 (die gesamte Fläche, die
durch den äußeren Umfang
des Rohres 19 begrenzt ist). Es hat einen unteren Endteil
von reduziertem Durchmesser, der in geeigneter Weise in einer zylindrischen Ausnehmung 67 an
dem oberen Ende 71a des angegebenen Mittelteils 17 des
Pumpenkolbens 11 fest aufgenommen ist. Zum Ausfluß des in
das untere Ende der Bohrung 21 (die einen Ausflußkanal bildet)
in dem Rohr 19 und dann aufwärts durch sie hindurch gepumpten
Produkts hat das obere Ende 71a des Mittelteils 17 des Pumpenkolbens 11 einen
kurzen achsialen Kanal 69, der sich von dem Boden der Ausnehmung 67 nach
unten erstreckt, sowie seitliche Öffnungen 70 dicht
unterhalb des Bodens der Ausnehmung 67, um die Verbindung von
dem den Mittelteil 17 umgebenden Raum (der weiter unten
zu beschreiben ist) zu dem Kanal 69 und dann zu dem Ausflußkanal 21 in
Rohr 19 herzustellen.
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Der
Mittelteil 17 des Pumpenkolbens 11 umfaßt ein längliches
massives zylindrisches Kolbenelement oder eine Stange 71,
die erheblich länger
als das Ausflußrohr 19 ist.
So kann z.B. der gesamte Pumpenkolben 11 von dem oberen
Ende des Ausflußrohres 19 bis
zu dem mit 73 bezeichneten unteren Ende des Pumpenkolbens 11 (siehe
insbesondere 8) 19, 15 Zoll (48,64 cm) betragen,
und das Rohr 19 kann von seinem oberen Ende 25 bis
zu dem oberen Ende länglichen
Elements oder der Stange 71 bei 71a 4,0 Zoll (10,16
cm) messem. Das Element 71 hat auf dem größten Teil
seiner von dem Rohr 91 nach unten verlaufenden Länge einen
gleichmäßigen kreisförmigen Querschnitt
mit einem Durchmesser D2 (siehe 9) und eine
Verlängerung
am unteren Ende, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 75 bezeichnet
ist, und einen oberen Teil 77 von reduziertem Durchmesser,
einen Mittelteil 79 von weiter reduziertem Durchmesser
und einen unteren Endteil 81 von noch weiter reduziertem
Durchmesser, der an seinem unteren Ende endet. Der angegebene untere Endteil 15 des
Pumpenkolbens 11 hat eine längliche zylindrische Hülse 83,
die die untere Verlängerung 75 des massiven
Stangenelements 71 umgibt und im wesentlichen den gleichen
Außendurchmesser
hat wie der Durchmesser D2 des massiven Stangenelements 71.
Somit ist die Außenfläche des
Pumpenkolbens 11 in seinem Mittelteil und unteren Endteil 17, 15 zylindrisch,
d.h. im Querschnitt von gleichmäßiger Kreisform
mit dem Durchmesser D2 und einer Querschnittsfläche A2 (siehe insbesondere 9).
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Die
Hülse 83 hat
eine zylindrische Längsbohrung 80,
die sich axial aus der Nähe
ihres unteren Endes (das das untere Ende 73 des Pumpenkolbens 11 ist)
zu ihrem oberen Ende erstreckt. Die Bohrung 85 hat einen Durchmesser
entsprechend dem Durchmesser des oberen Endteils 77 der
unteren Endverlängerung 75 des massiven
Stabelements 71. Die Hülse 83 ist
an ihrem oberen Ende auf dem oberen Endteil 77 der Verlängerung 75 befestigt, erstreckt
sich von dem Teil 77 abwärts und bildet einen ringförmigen Raum 87 zwischen
dem mittleren und unteren Teil 79 und 81 der Verlängerung 75.
Die Hülse 83 ist
von solcher Länge,
daß ihr
unteres Ende, das das untere Ende 73 des Pumpenkolbens 11 darstellt,
von dem unteren Ende des unteren Endteils 81 der Verlängerung 75 nach
unten beabstandet ist und dabei als Absperrventilsitz mit einer
Absperrventilöffnung 89 (siehe
die 13 und 14) ausgebildet
ist, die als die Eintrittsöffnung
bezeichnet werden kann. Ein Kugelrückschlagventil 91 ist
zum Schliessen der Öffnung 89 nach
unten gegen den Sitz durch eine Schraubenkompressionsfeder 93 vorgespannt,
die den unteren Endteil 81 der Verlängerung 75 umgibt
und von der Schulter an dem unteren Ende des Mittelteils 79 der
Verlängerung 75 aus
wirkt. Wie deutlich wird, bildet der ringförmige Raum 87 einen
Kanal für
den Schmiermittelstrom aufwärts
von der Eintrittsöffnung 89 zu
dem oberen Ende des ringförmigen
Raums oder Kanals 87 an dem oberen Ende des Mittelteils 79 der
Verlängerung 75 (dem
unteren Ende des Oberteils 77 der Verlängerung), wo die Hülse seitliche Öffnungen 97 für den seitlichen
Schmiermittelaustritt aus dem Kanal 87 hat.
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Ein
in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 101 bezeichnetes
langgestrecktes Pumpenrohr umgibt den Pumpenkolben 11 und
erstreckt sich von seinem oberen Ende abwärts und ist bei einem Pumpenhub
relativ zu dem Kolben auf- und abwärts bewegbar. Eine allgemein
mit 103 bezeichnete, motorisch angetriebene Einrichtung
ist durch den Kopf ausgeführt,
um das Pumpenrohr 101 bei einem Pumpenhub zwischen einer
zu dem massiven Pumpenkolben relativ angehobenen Stellung, in der
das Pumpenrohr in den 5, 6 und 8 gezeigt
ist, und der relativ zu dem Pumpenkolben abgesenkten Lage zu bewegen,
in der es in 7 gezeigt ist. Bei einer beispielhaften
Ausführungsform
ist der Pumpenkolben 11 von seinem oberen zu seinem unteren
Ende 19, 15 Zoll (48,64 cm) lang bei einem Durchmesser D1 von 0,275
Zoll (0,699 cm) und einem Durchmesser D2 von 0,390 Zoll (0,99 cm)
und ist das Pumpenrohr 101 von seinem oberen zu seinem
unteren Ende 18,8 Zoll (47,75 cm) lang und hat einen Innendurchmesser
von 0,562 Zoll (1,427 cm), und der in den 5-7 mit
S bezeichnete Pumpenhub kann 0,75 Zoll (1,91 cm) betragen.
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Das
Pumpenrohr 101 hat einen in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 105 bezeichneten
oberen Endverschluß,
der auf dem oberen Endteil 13 des Pumpenkolbens, d.h. auf
dem Abgaberohr 19, abgedichtet auf- und abwärts gleitbar
ist. Dieser obere Endverschluß 105 umfaßt ein zylindrisches
Element mit einer zum Gleiten auf dem Rohr 19 dimensionierten
Bohrung 107, wobei dieses zylindrische Element ein in das
obere Ende des Pumpenrohres fest eingepaßtes Unterteil oder Schaft 109 und
einen oberen Kopfteil 113 auf dem Schaft hat. An dem unteren
Ende des Schaftes 109 des Verschlußelements 107 ist
eine Dichtung 115 vorgesehen, die aus einem Ring aus elastomerem
Werkstoff gebildet ist, wobei der Ring an dem unteren Ende des Schaftes
wie bei 116 gezeigt festgehalten wird und das Rohr 19 umgibt
und auf diesem gleitbar ist und gegen das Rohr abdichtet. Der Ring 115 kann
wie gezeigt in seiner radialen Ebene von U-förmigem Querschnitt sein und
als eine Tellerdichtung bezeichnet werden.
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Das
Pumpenrohr 101 hat einen in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 117 bezeichneten
unteren Verschluß,
der auf dem unteren Endteil 15 (Hülse 83) des Pumpenkolbens 11 auf-
und abwärts
gleiten kann und das Pumpenrohr oberhalb seines unteren Endes verschließt. Dieser
Verschluß 117 hat
ein im allgemeinen zylindrisches rohrförmiges Längselement 119, das
in das Pumpenrohr an, aber mit Abstand über seinem unteren Ende fest
eingepaßt
ist. Eine durch einen Ring 125 aus elastomerem Material
gebildete Dichtung ist am oberen Ende des Verschlußelements 119 vorgesehen,
wobei der Ring auf diesem durch einen mit 127 bezeichneten
Halter gehalten wird. Der Ring 125 umgibt die Hülse 83,
ist gegen sie abgedichtet auf ihr gleitbar und kann wie gezeigt
eine Tellerdichtung sein (von U-förmigem Querschnitt in einer
Radialebene). Eine O-Ringdichtung ist mit 128 bezeichnet.
Das Pumpenrohr 101 hat über
seine Länge
zwischen seinem oberen und unteren Verschluß 105 und 117 einen
größeren Innendurchmesser
D3 und eine größere innere
Querschnittsfläche
als der Pumpenkolben 101, wodurch zwischen der Oberfläche des
festgelegten Pumpenkolbens 11 und der sich von dem oberen
Verschluß zu
dem unteren Verschluß erstreckenden
Innenfläche
des Pumpenrohres eine längliche
ringförmige
Pumpenkammer begrenzt wird, die allgemein mit C bezeichnet ist.
Das Pumpenrohr 101 ist relativ zu dem Pumpenkolben 11 von
solcher Länge,
daß es
sich nicht nur in seiner abgesenkten Lage (7), sondern
auch in seiner angehobenen Lage nach unten unterhalb das untere
Ende 73 des Pumpenkolbens 11 erstreckt, und es
hat einen größeren inneren
Querschnitt als den Querschnitt der Teile 17 und 15 des Pumpenkolbens 11 auf
dessen Länge.
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Das
Pumpenrohr 101 hat ein längliches rohrförmiges Element 129,
das sich in seiner in den 5 und 6 gezeigten
angehobenen Lage über
den gesamten Weg von seinem oberen Endverschluß 105 abwärts zu dem
und ein Stück
unter das untere Ende des unteren Verschlußelements 119 erstreckt,
wobei das untere Ende des genannten Elements 129 mit 131 bezeichnet
ist. In das untere Endstück
des rohrförmigen
Elements 129 ist ein rohrförmiges zylindrisches Absperrventil-Paßstück 133 eingepaßt. Dieses
Paßstück ist in
dem Unterteil des rohrförmigen
Elements 129 mit einer O-Ringdichtung wie bei 135 gezeigt
befestigt und erstreckt sich abwärts
aus dem unteren Ende 131 des Elements 129 heraus
und hat einen Kanal 137, der sich von seinem unteren Ende,
wo er wie bei 139 gezeigt offen ist, aufwärts erstreckt.
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Der
Kanal 137 hat eine konische Einschnürung 141 unter Ausbildung
einer ringförmigen
Innenschulter 143, auf der ein ringförmiger Ventilsitz 145 für ein Kugelabsperrventil 147 geschaffen
wird, das ein Eintrittsabsperrventil bildet. Der Ventilsitz 145 und
die Kugel 147 nehmen den Raum einer nach oben sich öffnenden
Ausnehmung 149 in dem oberen Ende des Paßstücks 133 ein,
wobei die Kugel in der Ausnehmung durch einen Halter 151 gehalten
wird, der auf dem oberen Ende des Paßstücks 133 befestigt
ist. Der Kugelhalter ist wie in 12 gezeigt
ausgebildet, um der Kugel zu erlauben, sich von dem Kugelsitz 145 aufwärts zu bewegen
und eine Aufwärtsströmung aus
Schmiermittel um die Kugel zu dem Raum in dem Pumpenrohr 101 unterhalb
des unteren Endes des festgelegten Kolbens 11 bei 73 vorzusehen,
wobei der genannte Raum eine ausdehnbare und zusammenziehbare untere
Endkammer 153 bildet. Die Öffnung oder Eintrittsöffnung 154 in
dem Kugelsitz 145 hat eine Fläche, die wenigstens 70% der
Querschnittsfläche
des Pumpenkolbens 11 an seinem unteren Ende 73,
d.h. wenigstens 70% der Fläche
A2 beträgt
zwecks Reduzierung des Druckabfalls an dem Sitz 145.
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Der
Kopf 1 hat ein Oberteil 155 von im allgemeinen
rechteckiger Form im Horizontalschnitt und ein Unterteil 157,
das zu seinem unteren Ende zugespitzt ist, an dem es einen nach
außen
ausladenden Flansch 159 hat, der als Basis zur Montage
des Kopfes auf dem Deckel einer Schmiermittel enthaltenden Trommel 5 dient,
wobei die Lanzenkonstruktion 3 der Pumpe sich durch ein
Loch in dem Deckel im allgemeinen abwärts zu dem Trommelboden erstreckt,
und hat ferner ein Bodenteil 161 mit einer darin befindlichen
zentralen kreisförmigen Öffnung 163.
Die geneigten Wandungen 45, 47 des Kopfes erstrecken
sich von den vertikalen oberen Wandungen 165, 167 abwärts, und
der Kopf hat ferner Seitenwandungen 169, 171 mit
abgeschrägten
Unterteilen, die in Verbindung mit den geneigten Wandungen 45, 47 das
verjüngte
Unterteil 157 des Kopfes begrenzen. Der Kopf ist oberseitig
durch eine Kopfplatte 173 geschlossen, die an den Wandungen
des Kopfes angebracht ist, wie bei 175 gezeigt ist. Ein
rohrförmiger
Schaft 177 geht von der Basis aus und hat eine Öffnung oder
Bohrung 179, die sich axial durch ihn von seinem unteren
zu seinem oberen Ende an der kreisförmigen Öffnung 163 in dem
Bodenverschluß 161 des
Kopfes erstreckt.
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Das
Pumpenrohr 101 verläuft
von dem verjüngten
Unterteil 157 des Kopfes durch die Öffnung 143 am Boden
des Unterteils und dann durch den Schaft 177 abwärts und
ist in einer in der Bohrung 179 in dem Schaft untergebrachten
Bronzebuchse 181 gleitbar. Die Bohrung 179 in
dem Schaft hat eine von seinem unteren Ende aufwärts verlaufende Gegenbohrung 183,
in der das obere Ende eines länglichen
rohrförmigen
Gehäuses 185 befestigt
ist, das Teil der Lanzenkonstruktion 3 ist, die von dem
Kopf (insbesondere von dem unteren Ende des Schaftes) abwärts verläuft und
das Pumpenrohr 101 umgebend im allgemeinen bis auf ein
Niveau eben oberhalb des unteren Endes 131 des Pumpenrohres
nach unten reicht, wenn das Pumpenrohr an dem oberen Ende seines
Hubes in seiner angehobenen Lage ist, in der es in den 5, 6 und 8 gezeigt ist.
Das Gehäuse 185 hat
einen größeren Innendurchmesser
als der Außendurchmesser
des Pumpenrohres, so daß sich
dazwischen ein ringförmiger,
länglicher
Raum 187 ergibt. An dem oberen Ende des rohrförmigen Gehäuses 185 ist
bei 188 eine O-Ringdichtung angegeben. Das Pumpenrohr 101 (insbesondere
das rohrförmige
längliche
Element 129) ist unter Abdichtung in einer Bronzebuchse 189 gleitbar,
die in dem unteren Ende des Rohrgehäuses 185 befestigt
ist. Die Buchse 189 fungiert als Führung für das Pumpenrohr und auch als Dichtung,
die den Schmiermitteleintritt in den Raum 187 zwischen
dem Pumpenrohr und dem Gehäuse
absperrt.
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Ein
auf der Seitenwandung 171 des Kopfes angebrachter Motor 201 hat
eine sich horizontal durch den Kopf 1 erstreckende Ausgangsdrehwelle 203,
und die durch Motor angetriebene Einrichtung 103 zur Aufwärts- und
Abwärts bewegung
des Pumpenrohres 101 bei seinem Pumpenhub S umfaßt einen
Drehbewegung in hin- und hergehende Bewegung umformenden Mechanismus,
der die Ausgangsdrehwelle 203 und das obere Ende des Pumpenrohres 101 verbindet.
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Dieser
Mechanismus umfaßt
nach der Darstellung im einzelnen einen Exzenter 205, der
innerhalb des Kopfes auf die Welle 203 auf gekeilt ist,
wie bei 207 gezeigt, und mit der Welle um die horizontale
Wellenachse drehbar ist. Der Exzenter hat eine auf der Welle exzentrisch
angebrachte kreisförmige
Scheibe. Der Motor 201 ist vorzugsweise ein Hydraulikdrehmotor,
insbesondere ein im Handel erhältlicher
hydraulischer Drehmotor, etwa ein Rotor-Hydraulikmotor des Typs
Roller Vane, der von Parker Hannifin Corp., Greeneville, Tennessee, U.S.A.
vertrieben wird. Der Drehung in hin- und hergehende Bewegung umformende
Mechanismus umfaßt
ferner ein in seiner Gesamtheit durch die Bezugszahl 209 bezeichnetes
Folgeaggregat umfassend einen den Exzenter umgebenden Ring 211 mit
einem dazwischen befindlichen, allgemein mit 213 bezeichneten
Kugellager und einem Arm 215 in Form eines Jochs oder einer
Gabel, das bzw. die ausgehend von dem Ring auf dem Querrohr 27 rittlings
sitzt und wie bei 217 angegeben mit dem oberen Ende des
Kopfteils 113 des oberen Endverschlusses 105 des
Pumpenrohres 101 verstiftet ist. Das Kugellager hat einen
den Exzenter 205 umgebenden und daran zur Drehung mit ihm
befestigten inneren Laufring 219 und einen den inneren
Laufring umgebenden, an dem Ring 211 an dessen Innenseite
angebrachten äußeren Laufring 221 sowie
eine Reihe von Kugeln 223 zwischen den Laufringen, die
in Rillen 225 und 227 (siehe 6)
in dem inneren bzw. äußeren Laufring
abrollen. Der Exzenter 205 enthält ein Loch und auf seinen
entgegengesetzten Seiten angebrachte innere und äußere Ausgleichsgewichte 231 und 233.
Halterringe, wie sie bei 235 gezeigt sind, greifen an entgegengesetzten
Seiten des inneren Laufrings 219 an; Halterringe, wie sie
bei 237 gezeigt sind, greifen an entgegengesetzten Seiten
des äußeren Laufrings 221 an.
Der Mechanismus 205/209 aus Exzenter/Folgeaggregat
ist von der Art, daß bei
Drehung des Exzenters bei jeder Umdrehung das Folgeaggregat 209 angehoben und
abgesenkt wird (es pendelt auch vor und zurück, soweit dies durch die Verstiftungen 217 möglich ist),
um das Pumpenrohr 101 auf dem Pumpenhub S geradlinig aufwärts und
abwärts
zu bewegen, wie es durch die Exzentrizität des Exzenters (z.B. 0,75
Zoll (1,91 cm)) bestimmt wird.
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Wie
dargestellt, ist der Motor 201 auf der Seitenwand 171 des
Kopfes 1 dadurch montiert, daß ein mit 241 (6)
bezeichneter kreisförmiger
vorstehender Beschlag auf seiner Stirnfläche an der Seitenwand 171 in
eine kreisförmige Öffnung 243 in
der Seitenwand 171 eingepaßt ist und ein Flansch 245 an
dieser Stirnfläche mit 247 bezeichnete
Bolzen aufnimmt zur Befestigung des Motors an der Seitenwand 171.
Die Welle 203 erstreckt sich ein Stück durch den Kopf 1 hin
zu der rohrförmigen
Ausbildung 249 auf der Seitenwand 169, wobei diese
Ausbildung verschlossen ist, wie in 6 bei 251 angegeben
ist.
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Wie
aus dem obigen und der Zeichnung deutlich wird, ist der Außendurchmesser
D2 des Mittel- und Unterteils 17, 15 des Pumpenkolbens 11 größer als
der Außendurchmesser
D1 des Ausflußrohres 19 (des oberen
Endteils des Pumpenkolbens 11), und die gesamte Querschnittsfläche A2 des
Mittel- und Unterteils 17, 15 des Pumpenkolbens
ist größer als
die gesamte Querschnittsfläche
A1 des Ausflußrohres 19.
Präziser
gesagt sind D2 und D1 so, daß die
Fläche
A2 zweimal A1 ist. D2 kann z.B. 0,390 Zoll (0,99 cm) sein, D1 kann 0,275
Zoll (0,699 cm) sein, wodurch die Fläche A2 0,120 Quadratzoll (0,774
cm2) und die Fläche A1 0,060 Quadratzoll (0,387
cm2) sind.
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Die
Pumpe kann in Kreisläufen
betrieben werden, wobei jeder bei einem Umlauf des Exzenters 205 abläuft und
jeder von ihnen so betrachtet werden kann, als wenn das Pumpenrohr 101 in
seiner in den 5 und 6 gezeigten
maximal angehobenen Lage am oberen Ende seines Hubes S startet als
Ergebnis dessen, daß der
Extenter bei seiner Umdrehung an jenem Punkt ist, wo sein Hochpunkt
zuoberst und sein Tiefpunkt unten ist. Bei der angegebenen angehobenen
Position des Pumpenrohres 101 ist die Dichtung 115 seines
oberen Endverschlusses 105 in der angehobenen Lage, in
der in den 5 und 6 eine etwas
größere Strecke
als S oberhalb des oberen Endes 71a des Elements 71 erscheint,
und die Dichtung 125 seines unteren Verschlusses 115 in
der angehobenen Lage ist, in der in den 5, 6 und 8 eine
größere Strecke
als S über
dem unteren Ende 73 des Kolbens 11 erscheint.
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Die
Kammer C ist infolge des vorhergehenden Kreislaufs (wie beschrieben
wird) vollständig
mit Schmiermittel beladen. Die Kugel 147 des Eintrittsabsperrventils
ist in ihrer vollständig
angehobenen Lage dicht an dem unteren Ende 73 des Kolbens,
und die untere Kammer 153 ist in ihrem gänzlich zusammengefahrenen
Zustand. Wie in den 5, 6 und 8 gezeigt,
ist das Kugelventil 91 geschlossen. Der Kanal 87 ist
voll mit Schmiermittel, und die Ventilkugel 91 ist auf
ihrem Sitz geschlossen, wie in den 5, 6 und 8 dargestellt
ist. Bei Drehung des Exzenters 205 aus seiner Lage in 5 wird
das Pumpenrohr 101 abwärts
getrieben, wobei sein unteres Ende einschließlich des Absperrventil-Paßstücks 133 in
das Schmiermittel L eintaucht. Wie in 13 gezeigt,
dehnt sich die Kammer 153 aus, das Kugelventil 147 öffnet sich
für den Schmiermitteleintritt,
um die Kammer 153 bei ihrer Ausdehnung zu füllen, und
das Kugelventil 91 bleibt geschlossen. Wenn das Pumpenrohr
bei seinem Abwärtshub
niederfährt,
wird ein Teil des Abgaberohres 19 (das das obere Endstück des Kolbens
bildet), das in der Länge
dem Pumpenhub S gleich ist, praktisch aus der Pumpenkammer C zurückgezogen,
und ein Teil des unteren Endstücks
des Kolbens, der in der Länge
dem Pumpenhub S gleich ist, tritt praktisch in die Pumpenkammer
ein. So wird ein Volumen, das gleich dem Pumpenhub mal der Querschnittsfläche A1 des
Rohres 19 (SxA1) ist, aus der Pumpenkammer abgezogen, und
ein Volumen, das dem Pumpenhub mal der Querschnittsfläche A2 des
unteren Endstücks
des Kolbens ist (SxA2), tritt in die Pumpenkammer ein mit der Wirkung,
daß ein
Schmiermittelvolumen, das gleich SxA2 minus SxA1 ist, durch den
Kanal 21 in Rohr 19 zu dem Auslaßrohr 27 gefördert wird.
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Da
A2 = 2A1, ist das aus der Pumpenkammer ausgetragene Volumen gleich
SxA1 (Pumpenhub mal Querschnittsfläche A1 des oberen Endteils
des Kolbens). Da der Exzenter auf der ersten Hälfte einer Umdrehung aus seiner
Lage in 5 in seine Lage in 7 rotiert,
bewegt sich das Pumpenrohr 101 auf seinem Abwärtshub nach
unten. Da es sich abwärts
bewegt, schneidet sein unteres Ende durch das Schmiermittel, und
insbesondere in dem Falle, wo das Schmiermittel Schmierfett (und
dickes, hochviskoses Schmierfett) ist, beschleunigt es die Beladung
der unteren Kammer 153, die an dem unteren Ende des Abwärtshubes
des Pumpenrohres zu ihrer vollen Ausdehnung, wie in 7 gezeigt,
expandiert und vollständig
mit Schmiermittel gefüllt
wird.
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Wenn
der Exzenter auf der zweiten Hälfte
eines Umlaufs, d.h. von dem Punkt, wo wie in 7 gezeigt sein
Hochpunkt unten und sein Tiefpunkt oben sind, zurück zu dem
Punkt rotiert, wo wie in 5 gezeigt sein Hochpunkt oben
und sein Tiefpunkt unten sind, zieht er das Pumpenrohr auf einem
Aufwärtshub
der Länge
S nach oben zurück.
Wenn sich das Pumpenrohr 101 aufwärts bewegt, schließt das untere
Kugelventil 147, und Schmiermittel wird aus der Kammer 153 aufwärts gedrückt, wobei
sich das Absperrventil 91 wie in 14 gezeigt öffnet und
Schmiermittel aus der Kammer 153 durch den Kanal 87 und Öffnungen 97 zu
der Pumpenkammer C gefördert
wird. Ebenso wird bei der Aufwärtsbewegung
des Pumpenrohres 101 ein Teil der Länge des Austrittsrohres 19 (das
den oberen Endteil des Kolbens 11 bildet), die gleich dem
Hub S ist, praktisch wieder in die Pumpenkammer C eingeführt, und
ein Teil der Länge
des unteren Endteils des Kolbens, der gleich dem Hub S ist, wird
tatsächlich
aus der Pumpenkammer zurückgezogen.
Somit tritt ein Volumen, das gleich dem Pumpenhub S mal der Querschnittsfläche A1 des
Rohres 19 (SxA1) ist, in die Pumpenkammer ein. Zusätzlich wird
ein Volumen gleich SxA2 aus der Kammer 153 durch den Kanal 89 zur
Pumpenkammer C überführt mit
der Wirkung, daß ein
Schmiermittelvolumen, das gleich SxA2 minus SxA1 ist, durch den
Kanal in Rohr 19 zu dem Austrittsrohr gefördert wird.
Da A2 = 2A1, ist das aus der Pumpenkammer abgeführte Volumen hier wiederum
gleich SxA1 (das gleiche wie bei einem Abwärtshub). Die Kammer 153,
die als die Ansaugkammer bezeichnet werden kann, wird bei dem Aufwärtshub zu
wenigstens 85% entleert, d.h. nicht mehr als 15% werden nicht ausgeräumt, um
für den
Einsatz der Pumpe Sorge zu tragen, wenn Schmierfett mit Lufteinschluß zu pumpen
ist. Wenn aus der Ansaugkammer 153 weniger als 15% nicht
ausgetragen werden, wird die Verringerung der Pumpenleistung vermieden,
die sonst durch Luft in dem Schmierfett verursacht werden könnte.
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Die
Pumpe, wie sie oben mit dem festgelegten Kolben 11 und
dem hin- und herfahrbaren
Pumpenrohr 101 beschrieben wurde, kann bei relativ hoher
Drehzahl, z.B. 600 Umdrehungen (600 Hübe des Pumpenrohres) je Minute,
selbst mit hochviskosem Schmierfett bei tiefen Temperaturen zuverlässig betrieben
werden. Sie ist mit einem relativ kurzen Hub, z.B. einem Hub wie
oben angegeben von 0,75 Zoll (4,84 cm), betriebsfähig und
hat die Wirkung, daß ein
dosiertes Schmiermittelvolumen SxA1 bei jedem Abwärtshub sowie
jedem Aufwärtshub
des Pumpenrohres gefördert
wird.
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Im
Hinblick auf das oben Gesagte ist ersichtlich, daß die verschiedenen
Aufgaben der Erfindung gelöst und
andere vorteilhafte Ergebnisse erreicht werden.
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Da
verschiedene Änderungen
an den obigen Konstruktionen vorgenommen werden könnten, ohne den
Erfindungsumfang zu verlassen, soll die gesamte in der obigen Beschreibung
enthaltene oder in der beigefügten
Zeichnung dargestellte Materie in einem erläuternden und nicht in einem
einschränkenden
Sinne interpretiert werden.
