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Hochdruck-Kolbenpumpe Die bisher angewandten Hochdruckpumpen dieser
Art haben zwei erhebliche Nachteile, einmal den Antrieb durch eine offene Gabel,
in der ein Kurbelzapfen oder Exzenter läuft, andermal den ungenutzten großen Ölvorrat,
der im Vorratsbehälter verbleibt, weil die Saugöffnung der Zubringerpumpe zu hoch
liegt.
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Bei Anwendung der offenen Gabel liegt die zylindrische Oberfläche
des Kurbelzapfens bzw. des Exzenters nur mit einer Linie des Zylindermantels auf
der ebenen Fläche der Gabel, wobei gleichzeitig eine drehende und gleitende Bewegung,
zudem bei erheblichen Drücken von mehreren tausend kg/cmp auszuführen ist. Wegen
dieser hohen Beanspruchung müssen die Bauteile aus besonders hochwertigem :Material
bestehen und beiderseits gehärtet sein. Man hat auch versucht, die Beanspruchung
dadurch zu mindern, daß der Kurbelzapfen bzw. Exzenter mit einem Laufring umgeben
wurde, damit die äußere Zylinderfläche des Laufiinges auf der ebenen Gabelfläche
rollt, aber die hohe Druckbeanspruchung der aufliegenden Zylinderlinie bleibt bestehen.
Die französische Patentschrift 903 826 zeigt eine Anordnung, bei der der
gehärtete Gabelkopf auf Zug und Biegung beansprucht wird und zudem noch größere
Abmessungen erfordert als eine nur auf Druck beanspruchte Gabel. Hinzu kommt, daß
beim Antrieb mehrerer Preßkolben mit verschiedenen Drücken oder Leerlauf eines solchen
ein seitliches Drehmoment auftritt. Wie bei Ölpumpen dieser Art überhaupt ist hier
auch besonders augenfällig, wie groß der ungenutzte Ölvorrat durch die hohe Lage
der Saugöffnungen an der Zubringerpumpe ist. Die Übertragungsmöglichkeit von Antriebseinrichtungen
und
Teilen der Niederdruckölpumpen auf Hochdruckpumpen ist nicht gegeben.
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe unter Vermeidung der bisherigen
oben gekennzeichneten Nachteile dadurch, daß ein die Preßkolben betätigender, geradlinig
geführter Körper von einer am Pumpengehäuse seitlich geführten gabelförmigen, nur
auf Zug beanspruchten Pleuelstange mit hakenförmigem Kopf bewegt wird, wobei der
Kurbelzapfen bzw. Exzenter im Pleuelkopf vollständig gelagert ist. Der Zufluß der
Förderflüssigkeit erfolgt durch einen in Bodennähe des Vorratsbehälters beginnenden
Kanal (Tauchrohr).
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Die Durchführung des Erfindungsgedankens und die Wirkungsweise ist
nachstehend beispielsweise an Hand der Abb. i bis 4 beschrieben. In einem als Vorratsbehälter
für die zu fördernde Flüssigkeit dienenden Behälter i (Abb. i und 2) ist ein herausnehmbares
bzw. herausklappbares Pumpengehäuse 2 befestigt. Ein oder mehrere Preßkolben 3 und
Förderkolben 4 sind in einem durch Arm 5 geradlinig geführten Kreuzkopfteil 6 befestigt,
der mit einer Schmierpfanne 7 versehen ist, von wo der im Kreuzkopf gelagerte Kreuzkopfbolzen
8 geschmiert wird. Eine gabelförmige Pleuelstange 9 ist bei Erzielung kürzester
Bauart so@ angeordnet, daß die Innenseiten der Gabel an den Seitenflächen des Pumpengehäuses
2 gleitend geführt sind und dadurch ein seitliches Moment, entstanden bei etwaiger
verschiedener Druckbelastung mehrerer Preßkolben 3, abgefangen wird. Dadurch wird
jeder seitliche Druck auf die Preßkolben und eine Verdrehung der Pleuelstange 9
bezüglich ihrer Lage zur Kurbel-bzw. Exzenterwelle io vermieden. Bei der verhältnismäßig
großen Länge der Pleuelstange erfolgen keine nennenswerten seitlichen Drücke auf
den zur Geradführung des Kreuzkopfes 6 dienenden Arm 5, und die seitlichen Gabelteile
der Pleuelstange unterliegen bei der hohen Belastung nur einer Zugbeanspruchung,
die fast parallel zur Achse der Preßkolben verläuft. Der Kopf der Pleuelstange 9
ist hakenförmig ausgebildet, so daß der Kurbelzapfen bzw. Exzenter i i der Kurbelwelle
io während des Preßkolbendruckhubes im Halbkreis umfaßt wird und somit vollständig
gelagert ist. Für den fast drucklosen Rückhub genügt die Lagerung durch ein leicht
bewegliches Füllstück 12, welches nach Entfernung des Riegels 13 den Kurbelzapfen
bzw. Exzenter i i freigibt, so daß der einzige Vorteil der offenen Gabel, nämlich
schneller Aus- und Einbau, auch bei dieser Pleuelstange nahezu erreicht wird.
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Infolgedessen entfällt ein Härten des Kurbelzapfens bzw. Exzenters,
und an Stelle von hochwertigem, geschmiedetem und gehärtetem Material tritt erfindungsgemäß
vornehmlich gegossenes Material für die Triebwerkteile zwischen Antriebswelle und
Preßkolben.
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Der .Ausbau des Pumpengehäuses 2, was betriebsmäßig mitunter rasch
zu geschehen hat, erfolgt nach Lösen der Flanschschrauben 14 und der Ankerschraube
15 durch Herausklappen des Pumpengehäuses 2 aus dem Behälter i, wodurch der Kreuzkopfbolzen
8 ins Freie gelangt und nach Herausziehen der Splinte 16 seitlich aus seiner Lage
geschoben wird. Danach kann (las Pumpengehäuse 2 vollends aus dem Behälter i entfernt
werden, ohne daß die Pleuelstange abgekuppelt werden muß, was nunmehr erforderlichenfalls
leicht durch Herausziehen des Riegels 13 geschehen kann. Sollen jedoch nur die Pumpenkolben
ausgewechselt «erden, dann werden diese nach Abheben des Deckels 17, Entfernen der
Schrauben 18 und nach dem Seitlichklappen der Pleuelstange 9 mit Kreuzkopfbolzen
8 zusammen mit dem Kreuzkopfteil 6 herausgezogen.
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Die Förderung der Flüssigkeit beginnt in Nähe des Bodens von Behälter
i erfindungsgemäß durch einen Kanal oder Tauchrohr i9, in dem sie zufolge der Saugwirkung
des zurückgehenden Förderkolbens ,4 aufsteigt und durch Öffnung 20 in den Zylinderraum
21 eintritt, sobald der Kolben gegen Hubende die Öffnung 20 freigibt. Es können
auch mehrere Saugöffnungen 2o an einen Kanal oder Tauchrohr i9 angeschlossen sein.
Beim Druckhub fördert der Kolben 4 die Flüssigkeit über ein federbelastetes Ventil
in den Kanal 22. Am Ende des Kanals 22 befindet sich ein Drosselorgan (Düse) 23,
von wo aus ein Teil der Flüssigkeit ständig in die Schmierpfanne 7 abfließt. Das
Drosselorgan 23 kann auch als federbelastetes Kugelventil ausgebildet sein, auch
kann erfindungsgemäß das Ende des Kanals 22, wie Abb. 3 zeigt, als luftgefüllter
Hohlraum einen Windkessel bilden, wenn z. B. das Drosselorgan 23 ein Tauchrohr erhält.
Weiterhin ist an dem Kanal 22 ein Feinregulierventil 24 mit Tropfdüse angeschlossen,
durch das ein Teil der im Kessel 22 befindlichen Flüssigkeit abgezapft wird und
in eine Pfanne 25 tropft. Von dort gelangt die Flüssigkeit durch einen Kanal 26
bei zurückgezogenem Preßkolben 3 in den Zylinderraum 27 und wird beim Druckhub des
Preßkolbens 3 Tiber ein federbelastetes Druckventil 28 in den Kanal 29 zur L'erbrauchsstelle
gedrückt. Die dem Zyliiiderrauiii 27 zugeführte Flüssigkeitsmenge wird durch das
Schauglas 30 überwacht. Dieses Schauglas 30 ist erfindungsgemäß eine konvexe
und/oder konkave Linse, je nachdem in lichtschwachen Räumen die Überwachungsstelle
besonders erhellt oder der Fördervorgang aus größerer Entfernung beobachtet werden
soll.
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Ein in den Behälter i eingegossener Kanal 31 (Abb. i und 2) dient
erfindungsgemäß zur indirekten Erwärmung der Förderflüssigkeit im Gegensatz zur
bisherigen direkten Beheizung durch einzubauende Dampfrohre oder einzubauende elektrische
Heizkörper, die besonders abzudichten wären. Der Kanal 31 gestattet ohne besondere
Abdichtung die Durchführung beliebig vorhandener Heizmöglichkeiten, wie Dampf-,
Warmwasser-, Auspuffgasleitungsabzweige u. dgl., oder die Durchführung des Mediums,
das in der zu schmierenden Maschine selbst tätig ist, insoweit es warm genug ist,
oder die Durchführung eines elektrischen Heizkörpers.
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Die betrieblichen Verhältnisse erfordern oft nicht nur ein oder zwei
Schmierstellen, sondern ein Vielfaches davon, und dementsprechend waren bisher
| verschieden lange Behälter und Antriebswellen |
| nötig. Hinzu kain noch die _11nordnung abdichtender |
| Zwischenwände innerhalb solcher Behälter, sobald |
| mehrere Gruppen von Schmierstellen mit ver- |
| schiedenen Ölsorten zu versorgen sind. Im vor- |
| liegenden Fall \vird die Aufgabe erfindungsgemäß |
| so gelöst, daß nur eine Behältergröße und -form |
| z. B. für zwei Schmierstellen und einkurbelige An- |
| triebswellen bestimmter Länge zur Anwendung |
| kommen und nach Bedarf aneinandergekuppelt |
| werden. #'#@'ie Abb. 2 zeigt, werden die Behälter r |
| und i" durch Schrauben 32 mit ihren Seitenwänden |
| aneinaiidergeschraubt, und die Antriebswellen io |
| und i o° werden jeweils durch Mitnehmerzapfen 33, |
| die in Löcher 34 bzw. 34a eingreifen, gekuppelt. Die |
Anzahl der Mitnehinerzapfen richtet sich nach der gröl.itcli Anzahl Behälter bzw.
Antriebswellen, die jeweils zusammengekuppelt werden; der Cbersichtlichkeit wegen
sind in Abb. 2 aber nur zwei Stück dargestellt. Die Stellung der Mitnehmerzapfen
zur Lage des Kurbelzapfens i i bzw. i ia ist stets gleichartig, aber das lneinanderstecken
erfolgt so, daß gemäß der Anzahl Mitlielimerzapfen die Kurbeln i i, iia usw. in
eine zueinander versetzte Lage kommen und die maxianalen Drehmomente auf einem Umdrehungskreis
gleichmäßig verteilt werden. Die Dichtulig 35 verhindert den Flüssigkeitsaustausch
entlang den Wellen io und io° von einem Behälter zum anderen. Somit ist die Verwendung
mehrerer Ölsorteli in einem Aggregat ohne weiteres gegeben, und es kann auch mit
der gleichen Ölsorte gearbeitet werden. lin letzteren 1#'a11 sind Bedienungsfehler
möglich, indem aus Bequemlichkeit nur durch einen der Deckel 17 oder 17u gefüllt
wird. Dem wird durch Anordnung einer durchbohrten Schraube 36 begegnet, die eineu
Flüssigkeitsausgleich zwischen den einzelnen Behältern ergibt. Eine ebenso wirksame
Verbindung mehrerer Behälter ist entlang den Wellen möglich.
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Eine andere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes, z. B. bei liegender
Anordnung, zeigt Abb. 4, die gleichartigen Teile sind mit den gleichen Zahlen benannt
und der Riegel 13 ist durch einen Splint 37 in seiner Lage gesichert. Der Kreuzkopfteil
38 ist zylindrisch und dient gleichzeitig als Pumpenkolben (Verdrängerkolben) zur
Flüssigkeitsförderung. Sobald der Kreuzkopfkolben 38 aus dem Pumpengehäuse 2 herausgezogen
wird und die Öffnung 39 freigibt, tritt durch diese die Flüssigkeit aus dein Behälter
i in den Zylinderraum 40 und wird beim Rückgang des Kreuzkopfkolbens 38 durch einen
Kanal 41 in eine Kammer 42 verdrängt. Ein Kanal 43 läßt zuviel geförderte Flüssigkeit
in den Behälter 1 zurückfließen und ist so angeordnet, daß die erforderliche Höhe
des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer 42 erhalten bleibt. Der Flüssigkeitsspiegel
im Behälter i kann z. B. bis zur Mittelachse des 1,#reuzkopfkolbells 38 absinken
und die obere der Öffnungen 39 1111 Luftraum liegen, dann wird beim Druckhub zunächst
der Luftanteil aus dem Zylinderraum 4o durch den Kanal 41 in die Kammer 42 verdrängt,
und die Verdrängung der nun entsprechend geringeren Flüssigkeitsmenge erfolgt erst
gegen Hubende. Die Arbeitsweise bleibt auch bestehen, wenn inan aus irgendwelchen
Gründen z. B. die Öffnungen 39 und/oder den Kanal 41 mit Rückschlagventilen und/oder
den Kanal 43 mit einem Drosselorgan ausrüsten möchte. Aus der Kammer 42 wird die
gewünschte Flüssigkeitsmenge wieder durch ein Feinregulierventil 24 entnommen und
über eine Pfanne 25 und einen Kanal 26 dem Zylinderraum 27 zugeführt, von wo sie
durch einen 1'rel31kolbeli 3 über ein Druckventil 28 in den Kanal 29 zur Verbrauchsstelle
gedrückt wird. Es können auch mehrere Preßko11>en 3 von einem Kreuzkopfkolben 38
betätigt werden und mehrere Feinregulierventile 24 an eine Kammer 42 angeschlossen
sein.