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Pneumatisch betätigte Flüssigkeitspumpe Die Erfindung betrifft eine
pneumatisch betätigte Flüssigkeitspumpe, bestehend auseinem mitDruckluft beaufschlagtenArbeitskolben,
einem mit diesem verbundenen Stangenkolben, der in eine Flüssigkeitsdruckkammer
hineinragt, die mit einem druckl:uftbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher in Verbindung
steht.
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Um bei derartigen Anlagen an Druckflüssigkeit zu sparen, sind. erfindungsgemäß
die Druckflüssigkeitsauslaßleitung und der Flüssigkeitsspeicher durcheine die Druckkammer
umgehende, einAbsperrventil enthaltende Umgehungsleitung verbunden. Die Umgehungsleitung
hat den Vorteil, daß nach Beendigung des Pumpvorganges die Flüssigkeit aus der Druckflüssigkeitsauslaßleitung
wieder in den Flüssigkeitsspeicher zurückströmen kann. Auf diese Weise wird erreicht,
daß die Flüssigkeit beliebig oft zur Erzeugung eines - hydraulischen Druckes an
einem von der Pumpe weit entfernten Punkt verwendet werden kann.
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Das Absperrventil kann nach Beendigung des Pumpvorganges von Hand
geöffnet werden, um den Rückfluß der Druckflüssigkeit in den Speicher zu ermöglichen.
Statt dessen läßt sich auch ein
automatisch gesteuertes Absperrventil
in der Umgehungsleitung anordnen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise. und schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. i einen senkrechten Schnitt durch die Pumpe, Fig. 2 einen
Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig.4 bis 8 einen Schnitt durch ein automatisches Rückflußfreigabeventil in verschiedenen
Betriebsstellungen.
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Die Pumpe besteht aus einem Teil ig, der einen hydraulischen Teil
2o und einen pneumatischenTeil 21 umfaßt, und einem Speicher 22.
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Der pneumatische Teil 21 besteht aus einem Ventilblock 24 und ist
an einem Zylinder 26 befestigt, an dessen anderem Ende ein hydraulischer Ventilblock
27 angeordnet ist. Die Teile 24,:26 und 27 sind miteinander durch Schraubenbolzen
28 verbunden. Der Zylinderraum 25 des Zylinders 26 enthält eine Kolbenanordnung
29, die einen hydraulischen Stangenkolben 31 enthält, der sich in eine zylindrische
Druckkammer 32 erstreckt, dfie im Ventilblock 27 angeordnet ist. Zwischen der Kolhenanordnung29
und dem hydraulischenVentilblock 27 ist eine Druckfeder 33 angeordnet.
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In dem pneumatischen Ventilblock 24 ist eine senkrechte Bohrung 34
für ein Drosselventil vorgesehen. Der Schaft 49 des Drosselventils wird durch einen
Handhebel 63 bedient. In der in Fig. i dargestellten Stellung des Ventils ist. die
Druckluftzufuhr gesperrt. Die Druckluft gelangt durch eine Bohrung 42 zwar in die
Bohrung 34 unterhalb des am Schaft 49 befestigten Ventiltellers 51. Erst wenn durch.
Betätigung des Handhebels 63 der Ventilteller 51 von seinem Sitz abgehoben
wird, kann die Druckluft durch Durchlässe 57 in einen Kanal 6:2 gelangen,
durch den die Druckluft einer waagerechten Bohrung 38 zugeführt wird, indem ein
automatisches Ventil angeordnet ist. Durch dieses wird die Druckluft so gesteuert,
daß sie in der einen Einstellung des automatischen Ventils dusch den Kanal 82 in
den Zylinder 25 strömt und den Kolben loi nach unten drückt, während sie in der
anderen Stellung des automatischen Ventils abgeschaltet wird und die Luft aus d,em
Zylinderraum 25 durch den Kanal 82 entweichen kann. Ein Kniestück 81 steht mit der
Bohrung 38 des automatischen Ventils in Verbindung, so daß bei Handhebel 83 durch
das Kniestück 81, eine Leitung 129 und einen oben am Speicher 22 vorgesehenen Stutzen
123 Druckluft dien Flüssigkeitsspiegel im Speicher beaufschlagt.
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In einer Bohrung 36 des pneumatischen Ventilblockes 24 ist weiterhin
ein Verteilerventil 98 angeordnet, das durch seinen am unteren Ende angeordneten
Kopf 99 mit dem Kolben ioi verbunden ist. Dieses Verteilerventil 98 bewirkt
die Umschaltung des in der Bohrung 38 angeordneten Ventils in den Endstellungen
des Kolbens ioi. Der zylindrische Tank iig des Speichers 22 besitzt außer der mit
dem Stutzen i23 versehenen und durch eine Versohlußschraube 126 verschließbaren
Öffnung zum Einfüllen der Druckflüssigkeit und zum Einblasen der den Druckflüssigkeitsspiegel
beaufschlagenden Druckluft noch eine weitere Öffnung I22. Durch einen Flansch 124
an der Austrittsöffnung 122, ist der Speichertank iig mit dem hydraulischen Ventilblock
27 verbunden, der am unteren Ende des Zylinders 26 angeordnet ist.
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Eine Bohrung 132 in dem hydraulischen Ventilblock 127 erstreckt sich
von der an dem Flansch 124 des Speichers anliegenden Außenfläche des Ventilblocks
bis in die Druckkammer 32. In der Bohrung 132 sind ein Rückschlagventil 134, eine
Ventilsitzbuchse 133, eine Feder 136 und ein Anschlageins@atz 137 angeordnet. Die
Ventilsitzbuchse liegt an der Außenseite des Auslaßflansches 124 an und weist eine
Aussparung 138 auf, in der ein kegelförmiger Filter 139 gelagert ist, der das Ende
eines rohrförmigen, durch die Öffnung 122 in den Tank hineinragenden Filters 141
umgibt. Die Ventilsitzbuchse 133 hat außerdem eine Bohrung 142, die sich von der
Aussparung 138 bis zum Ventilsitz erstreckt, gegen den das Rückschlagventil 134
flüssigkeitsdicht anliegen kann. Das Rückschlagventil 134 ist in der Bohrung 132
mit Hilfe eines Flansches 143 geführt, dessen Rand mehreckig ist, wie Fig. 2 zeigt,
um einen Durchtritt der Flüssigkeit um den Flansch herum zu ermöglichen. DieFeder
136 ist zwischen dem Flansch 143 und dem Anschlageinsatz 137 eingespannt und drückt
das Ventil 134 gegen den Ventilsitz der Buchse 133. Das beschriebene Ventil ermöglicht
dien Durchfluß der Flüssigkeit nur in einer Richtung, und zwar vom Tank iig zur
Druckkammer 32, wenn das Rückschlagventil abgehoben ist.
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Fig. 3 zeigt, daß ein zweites Rückschlagventil im Ventilblock 27,
und zwar in einer Bohrung 144, die sich von der Außenfläche des Ventilblocks bis
in die Druckkammer 32 erstreckt, angeordnet ist. In dieser Bohrung sind die Ventilsitzbuchse
146, ein Rücksohlagventil 47, eine Ventilfeder 148, ein Verschlußstopfen 149 und
ein Schraubdeckel 151 angeordnet. DieBuchsei46.ist zwischen derDruckkammer 32 und
einer Bohrung 152 angeordnet, die die Bohrung 144 mit einer erweiterten Bohrung
153 verbindet, in die ein Schlauchmundstück 154 des Schlauches 156 eingeschraubt
ist. Die Ventilfeder 148 ist zwischen dem Ventil 147 und dem Versehlußstopfen 149
eingespannt, der durch den Schraubdeckel 151 in seiner Lage gehalten wird. Durch
die "Feder 148 wird das Rücksehlagventil 147 in die Schließstellung gedrückt. Das
Ventil 147 hat einen Flansch 157, der ähnlich dem in Fig. 2 dargestellten Flansch
143 ausgebildet ist. Dieses Ventil ermöglicht einen Durchfluß der Flüssigkeit von
der Druckkammer 32 in den Druckschlauch 156, wenn das Rückschlagventil 147 angehoben
ist.
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Ein Durchlaß 158 erstreckt sich von der erweiterten Bohrung 153 zu,
einer Bohrung 159, die in eine gleichachsig angeordnete Freigabekammer 161 mündet,
deren Ende i6o ein handbetätigtes Freigabeventil 162 aufnimmt. In der Freigabekammer
161 ist eine Ventilkugel 163 vorgesehen, die durch eine Verlängerung 170 des Freigabeventils
162 gegen das als Ventilsitz dienende Ende
der Bohrung 159 gedrückt
wird. Ein Durchlas 164 erstreckt sich von der Freigabekammer ihr bis zu einem Durchlas
166 (s. Fig. i), dessen eines Ende in die Bohrung 132 für das Rückschlagventil t34
mündet. Ein weiterer Durchlas 165 verbindet das erweiterte Ende 16o der Freigabekammer
161 mit dem Durchlas 164. Mehrere radiale Bohrungen 167 in der Ventilsitzbuchse
133 ermöglichen den Rückfluß der Flüssigkeit aus dem Durchlas 166 in den Tank ii9.
Ein Rückfluß des hydraulischen Mediums aus dem Hochdruckschlauch 156 zum Tank i
i9 kann über die beiden Rückschlagventile nicht erfolgen. Jedoch .kann die Druckflüssigkeit
durch den Durchlas 158, den Durchlas 159, die Freigabekammer 161, die Durchlässe
164 und 166 und durch die radialen Bohrungen 167 der Ventilsitzbuchse 130 in den
Tank iig erfolgen, wenn die Ventilkugel 163 abgehoben -ist. Wird die Ventilkugel
163 auf ihren Sitz gepreßt, so bleibt der Druck im Hochdruckschlauch 156 erhalten.
Später wird noch eine Einrichtung beschrieben, durch die ein Rückfluß in den Tank
nach Stillstand automatisch b-ewirkt wird.
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Die Druckkammer 32 ist am unteren Ende einer senkrechten Bohrung 168
im Ventilblock 27 gebildet. In die Bohrung 168 ist eine Buchse 169 fest eingepreßt,
in der der Stangenkolben 31 verschiebbar ist. Dichtungen 171 umgeben den Stangenkolben
am Ende der Buchse 169, um das Austreten von Druckflüssigkeit in den Zylinderraum
25 zu verhindern. Durch Vergrößerung dies Innendurchmessers am oberen Ende der Buchse
169 ist ein Ringraum 172 geschaffen, der durch eine radiale Bohrung 173 mit einem
senkrechten Schlitz 174 am Umfang der Buchse verbunden ist. Der Schlitz 174 erstreckt
sich bis zu einem Ringraum 176 in der Bonrung 168, und der Durchlas 166 mündetin
diesen Ringraum 176. Druckflüssigkeit, die entlang dem Stangenkolben 31 entweicht,
kann so in den Tank i i9 zurückfließen.
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Der Stangenkolben 31 hat einen Kopf 177, der in eine Aussparung 17o
der Unberlagplatte io2 hineinragt. Gegen die Unterseite des Kopfes 177 liegt die
Scheibe 103 an. Der Stangenkolben 131 wird durch den Kolben ioi während des
Druckhubes in die Druckkammer 32 hineingedrückt und beim Aufwärtshub durch die Scheibe
103 wieder mit zurückgenommen, wenn die Feder 33 den Kolben ioi im Zylinderraum
25 nach oben schiebt.
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Vor dem Arbeitshub dies Kolbens ioi wird durch die auf die Flüssigkeit
im Tank iig wirkende Druckluft ein Teil dieser Flüssigkeit durch die Öffnung 122
gedrückt. Das Ventil 134 wird abgehoben und die Druckkammer 32 gefüllt. Der Druck
der Flüssigkeit ist nicht groß genug, um das Ventil 147 zu öffnen. Wenn dann beim
Arbeitshuh der Stangenkolben 31 in die Druckkammer 32 eindringt, steigt der Flüssigkeitsdruck
schnell, so das das Ventil 134 schließt, während das Ventil 147 abgehoben wird.
Demzufolge dringt Druckflüssigkeit in den Hochdruckschlauch 156 und von da in die
Verbraucherstelle. Da das Verteilerventil 98 vom Kolben ioi mitgenommen wird,
bewirkt es zuEnde des Arbeitshubes die Umschaltung des automatischen Ventils in
der Bohrung 38. Demzufolge kann die Druckluft aus dem Zylinderraum 25 über den Kanal
82 entweichen, und der Kolben ioi wird durch die Feder 33 in seine Anfangsstellung
zurückgedrückt, wobei der Stangenkolben 31 aus der Druckkammer 32 zurückgezogen
wird. Das Ventil 147 schließt, und eine neueFüllung strömt aus dem Speicher in die
Druckkammer 32. Solange das Drosselventil 49 mit Hilfe des Handhebels 63 herabgedrückt
wird, arbeitet die Pumpe automatisch.
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Sobald diePumpe zum Stillstand kommt, schließt das Ventil 47, und
der Druck im Druckschlauch 156 bleibt erhalten. Um diesen zu verringern, muß das
Ventil 162 von Hand gedreht werden, so das die Ventilkugel 163 sich von ihrem Sitz
abheben kann und Druckflüssigkeit in den Tank iig über die Durchlässe 158, 159,
die Kammer i61, die Durchlässe 164 und 166, die Bohrung 132 und die Bohrungen 167
in der Ventilsitzbuchse 133 zurückfließt. Das Ventil 162 wird zur Erzielung eines
Rückflusses nur bedient, nachdem das Drosselventil 49 losgelassen ist; denn wenn
die Ve :tilkugel 163 während des Pumpenhubes sich abheben kann, wird der Flüssigkeitsstrom
kurzgeschlossen, und es kann kein Druck im Druckschlauch 156 entstehen.
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Um den Rückfluß automatisch freizugeben. kann statt des Handfreigabeventils
162 mit der Ventilkugel 163 ein automatisches Freigabeventil vorgesehen sein. Aus
den Fig. 4 bis 8 ist ersichtlich, das dieses aus einem Zylinder 182 besteht, der
einen Gewindeansatz 183 aufweist, mit dem der Zylinder in die erweiterte Bohrung
16o des Ventilblocks eingeschraubt ist. Ein Kolben 184 ist im Zylinder 182 gelagert
und, hat eine Stange 186, deren unteres Ende in dem Gewindeansatz 183 längs verschiebbar
gelagert ist. Der Zylinder ist durch einen Schraubdeckel 187 verschlossen, in dem
eine Versehließscihraube 188 mit einem Handgriff 189 und einer Sicherheitsmutter
igi gelagert ist. Eine Feder 192 ist über die Kolbenstange 186 geschoben und zwischen
der Unterseite des Kolbens 184 und der unteren Stirnfläche des Zylinderraumes eingespannt.
Die Kolbenstange. 186 ist hohl und hat mehrere radiale Bohrungen 193, die das Innere
der Kolbenstange mit einem Ringraum verbinden, der durch Verringerung des Durchmessers
des unteren Endes 194 der Kolbenstange geschaffen ist. Die Kolbenstange drückt mit
ihrem unteren Ende auf ein Nadelventil 196, das in einer Ventilsitzbuchse 197 Führung
hat. Unterhalb dieser Buchse 197 ist ein Ventilkörper 198 in der Freigabekammer
i61 verschiebbar gelagert. Eine Feder i99 ist zwischen dem Ventilkörper 198 und
dem Ende der Bohrung 159 eingespannt.
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Der Ventilkörper 198, der gegen die Feder in der Bohrung 159 anliegt,
hat eine mittlere Längsbohrung, die im unteren Teil 201 L-inen kleineren Durchmesser
und im oberen Teil 202 einen größeren Durchmesser aufweist. Die Ventilsitzbuchse
197 hat eine kleine Längsbohrung 203, die
in die Bohrung 2o2 mündet.
Wird das Nadelventil 196 auf den Ventilsitz gedrückt, so kann keine Flüssigkeit
durchtreten. Eine radiale Bohrung 2o6 in der Ventilsitzbuchse 197 verbindet
die Bohrung 204 in der Ventilsitzbuchse oberhalb des Ventilsitzes mit dem unteren
Ende der erweiterten Bohrung 16o. Wenn die Ventilsitzbuchse 197 gegen die Unterseite
des Gewindeansatzes 183 anliegt, so ist eine Abdichtung damit nicht verbunden, da
mehrere radiale Schlitze 207 auf der Unterseite des Gewindeansatzes vorgesehen
sind. Der Zylinderraum unterhalb des Kolbens 184 ist durch eine Auslaßöffnung 2o8
mit der Außenluft verbunden.
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In manchen Fällen ist es erwünscht, daß die Flüssigkeit im Druckschlauch
156 automatisch in den Tank i ig zurückfließt, wenn der Handhebel 63 losgelassen
wird. Hierfür dient die automatische Ventil,einriochtung gemäß den Fig. 4 bis 8,
die dann an Stelle des handgesteuerten Ventils 162 tritt.
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Fig.4 zeigt die Stellung der Teile des automatischen Ventils bei Stillstand
der Pumpe, d. h. vor dem Herabdrücken des Drosselventils 49 durch den Hebel 63.
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Fig. 5 zeigt die Stellung der Ventilteile in der ersten Betriebsstufe,
d. h. wenn gerade das Drosselventi149 herabgedrückt ist. Die Flüssigkeit steht im
Tank i ig unter dem Druckluftdruck und fließt durch dieDurchlässe 166 und 165 in
den imDurchmesser vergrößerten Teil 16o der Freigabekammer und durch Schlitze
207 aufwärts durch die Längsbahrung der Kolbenstange 186 in den ,Kolben oberhalb
des Kolbens 18q., so daß dieser nach abwärts gedrückt w_rd. Wenn die Pumpe arbeitet,
dringt Druckflüssigkeit in den Druckschlauch 156. Ein Teil dieser Flüssigkeit fließt
durch den Durchlaß 158 in die Bohrung 159 und durch dieBohrung201, 202 des Ventilkörpers
198. Der steigende Druck der Druckflüssigkeit wirkt gegen die Unterseite der Ventilsitzbuchse
197 und das Ende der Ventilnadel 196 und wird größer als der auf den Kolben 184
wirkende Druck, so daß der Kolben 18q., die-Ventilnadel 196 und die Ventilsitzbuchse
197 nach oben geschoben werden, wie Fig.6 zeigt. In dieser Stellung drückt dieVentilsitzbuchse
197 das Nadelventil 196 gegen die Kolbenstange 186, und das Nadelventil bleibt geschlossen.
Auch wenn der gesamte, von oben auf den Kolben wirkende hydraulische Druck größer
ist als der gesamte hydraulische Druck, der auf das Ende des geschlossenen Nadelventils
196 wirkt, bleibt die Stellung gemäß Fig. 6 erhalten, solange das Drosselventil
der Pumpe herabgedrückt ist.
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Wenn das Drosselventil 49 gegen Ende des Pumpvorganges losgelassen
wird, fällt der von oben auf den Kolben 184 wirkende Druck ab, und die Flüssigkeit.
fließt zum Tank i ig über den Weg, über den die Flüssigkeit zur Oberseite des Kolbens
geflossen ist, weil die Feder 192, die beimAbwärtsgang des Kolbens 184 zusammengedrückt
war, sich entspannt und den Kolben in seine Anfangslage zurückschiebt. Dadurch wird
die Ventilnadel 196 abgehoben, unct dieDruckflüssigkeit, die den Ventilkörper 198
in die Schließstellung drückt, entweicht über die Bohrung 2o6, wie es aus Fig. 7
ersichtlich ist. Die Feder igg hebt dann den Ventilkörper 198 ab, so daß die Druckflüssigkeit
schnell in denTank i19 über die Durchlässe i58, i59, 164 und 166 zurückfließen
kann, wobei die-Teile des Ventils die in Fig. 8 dargestellte Lage behalten, die
der Anfangsstellung entspricht.
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Das automatische Ventil kann so eingestellt *erden, daß der Druck
im Druckschlauch 156 nach Beendigung des Pumpvorganges, d. h. nach Loslassen des
Drosselventils 49, erhalten bleibt. Es kann also dasselbe erreicht werden wie bei
Verwendung des handgesteuerten Freigabeventils 162. Hierzu ist es nur notwendig,
die Verschließschraube 188 zu drehen, so daß sie den Kolben 184 nach unten und über
das Nadelventil 196, die Ventilsitzbuchse 197 fest gegen den Ventilkörper 198 und
damit diesen in seine Schließstellung drückt. In dieser Stellung kann die Flüssigkeit
im Druckschlauch 156 und in den Durchlässen 158 und 159 nicht in den Tank zurückkehren,
nachdem die Pumpe abgestellt ist. Sie kann dies erst dann, wenn die Verschließschraube
188 gelöst ist und nicht mehr auf den Kolben 184 drückt.