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Pumpe mit kreisende Kolben und halbkugelförmigem Gehäuse.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe mit kreisende Kolben und halbkugelförmigem Gehäuse, das in bekannter Weise durch eine sich drehende Scheibe in zwei Kammern von sich veränderndem Rauminhalt geteilt wird. Das Wesen der Erfindung besteht in der Anordnung einer von aussen auch während des Betriebes zu betätigenden Einrichtung zur Veränderung der Neigung der Seheibendrehaelise gegen die Achse der Antriebswelle, um sowohl die Fördermenge als auch die Förderrichtung der Pumpe verändern zu können.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch die ganze Anordnung, Fig. 2 ein Vertikalschnitt senkrecht zu dem der Fig. 1 durch den sich drehenden Mitnehmer mit eingebautem Gelenk samt Scheibe, Fig. 3 ein Schnitt durch den Mitnehmer und das Pumpengehäuse, Fig. 4 zeigt das Gelenk in schaubildlicher Ansieht, Fig. Ï eine Draufsicht auf die Steuerkalotte, Fig. 6 eine Draufsicht auf das Pumpengehäuse bei abgenommenem Deckel und abgenommener Steuerkalotte, Fig. 7 eine abgeänderte Ausführungsform der Pumpe und Fig. 8 eine dazugehörige Einzelheit.
Wie aus den Fig. 1-3 ersichtlich, besteht das Gehäuse der Pumpe aus dem halbkugelförmigen Gehäuseoberteil 7 mit einem ringförmigen Ansatz 2 und dem Deckel 8, der durch Stiftschrauben 4 mit dem Ringansatz 2 verschraubt ist und dessen Nabe 5 die Welle 6 für die Betätigung der Steuerkalotte 17 aufnimmt. Mit dem Oberteil des Gehäuses ist durch Schrauben 8 unter Beigabe einer entsprechenden Dichtung 9 der Unterteil 10 des Gehäuses verschraubt, durch dessen Nabe 11 die Antriebswelle 1. geführt wird. Mit dieser ist ein Mitnehmer fest verkeilt, der aus zwei Teilen 1 : 3 und 14 besteht.
Der Teil 1-3 hat die Form eines Kegelstumpfes und ist durch eine Anzahl Schrauben/3 mit dem Teil 14 verschraubt, der aus der kugelförmig gekrümmten Mantelfläche eines Drehkörpers 14 besteht, eine kurze zylindrische Mantelfläche 14b aufweist, die dicht in dem Gehäuseunterteil eingepasst ist, und Rippen 1Je besitzt, die in Lagersegmente 15 übergehen und zur Aufnahme der in Fig. 4 dargestellten bei den Zylindersegmente 16 und 17 dienen ; diese sind genau in ihrer halben Länge mit je einer Bohrung 18 versehen, in die die kurzen Zapfen 19 der kleinen Lagerscheibe 20 passen. Der scheibenförmige Pumpenflügel 21 besitzt eine auf das Lager 20 passende Bohrung 22 und schliesst sich dem halbkugelförmigen Gehäuseoberteil dicht an. In der Achse w-x des Flügels ist eine Tasche 28 vorgesehen, in die der Zapfen 24 passt.
Infolge ihrer Lagerung kann die Scheibe 21 sich sowohl um ihre Achse x-x drehen als auch gleichzeitig relativ zum Mitnehmer zwei Schwingbewegungen ausführen, u. zw. die eine in der Scheibenebene, also um das Lager 20, und die andere senkrecht zur Scheibenebene, wobei sich die Zylindersegmente 16 und 17 in ihrem Lager verdrehen. Im Raume, also absolut genommen, führt natürlich die Scheibe 21 nur eine Drehung um die jeweils festgestellte Achse x-x aus.
Der halbkugelförmige Gehäuseoberteil weist einen in der Schnittebene der Fig. 1 verlaufenden Führungsschlitz 26 auf, in dem der Stein 27 des Zapfens 24 hin und her gleiten kann. Die Steuerkalotte 7 besitzt eine Spiralnut 28, in die das Ende des Zapfens 24 eingreift. Durch Betätigung des an der Steuerwelle 6 angeordneten Handrades 29 kann man die Steuerkalotte drehen und durch Vermittlung ihrer Nut 28 den Stein 27 im Schlitz 26 des Gehäuses hin und her schieben und dadurch der Achse des Pumpenflügels alle Neigungen erteilen, die zwischen der in Fig. 1 dargestellten äussersten Lage x-x und der andern äussersten Neigung y-y liegen. Ist die Scheiben drehachse in die gewünschte Lage gebracht, so bleibt sie in dieser infolge der selbsrhemmenden Wirkung der Verstellvorrichtung unverändert stehen.
An die diametral liegenden Bohrungen 80 und 31 des Gehäuses schliesst, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, je ein Kanal 32 und 33 an. Die Kanäle werden durch die Zylinderssegmente 16, 17 und die Pumpenscheibe 21 nur in einer einzigen Stellung des Mitnehmers, mithin nur für einen Moment, ganz verschlossen und bei allen andern Stellungen an einer Verbindung durch den Mitnehmer und die Scheibe verhindert.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Wird bei der in Fig. 1 dargestellten Neigung der Achse x-x die Scheibe 21 durch Vermittlung des Mitnehmers von der treibenden Welle 12 aus in Drehung versetzt, so wechselt in bekanntei Weise der Inhalt der Räume I und II, in die der halbkugelförmige Gehäuseoberteil durch die Scheibe geteilt wird, so dass beispielsweise bei der in Fig. 2 zugrunde gelegten, durch den Pfeil A angedeuteten Relativschwingung der Scheibe der von der rechten Begrenzungfläche der Scheibe und dem Gehäuse bzw. dem Mitnehmer eingeschlossene Raum II fortgesetzt abnimmt und schliesslich, sobald die Scheibe sich um 1800 gedreht hat, auf den Wert sinkt, den der Raum I bei der der Fig. 2 zugrunde liegenden Scheibenstellung hat.
Wenn die augenblicklich (bei der Scheibenstellung gemäss Fig. 2) in den Räumen I und II eingeschlossenen Flüssigkeitsmengen mit QI bzw. QII bezeichnet werden, so muss offenbar die Menge Qn-Qr durch die in Fig. 2 hinter der Scheibe 21 befindliche Bohrung 30 bzw. den anschliessenden Druckkanal 32 abströmen, während in dem von der linken Begrenzungsfläche der Scheibe, dem Gehäuse und dem Mitnehmer eingeschlossene Raum I sich das Umgekehrte abspielt. Dieser Raum wächst genau in dem Masse, als der Raum II abnimmt, so dass
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in dem Raum I sich eine Saugwirkung einstellt, die Wasser aus dem Kanal 33 bzw. die Bohrung 31 ansaugt.
Bei der der Fig. 2 zugrundeliegenden Annahme wird somit durch die fortgesetzte Drehung der Scheibe 21 stets der rückwärtige Kanal 32 der Druck-, der vordere Kanal 31 der Saugkanal sein.
Will man nun die Pumpenförderung, die bei der Achsenstelluilg X-x der Pumpenscheibe einen Höchstwert hat, verringern, so dreht man das Handrad 29 im Sinne des Pfeiles B (Fig. 1), so dass die Scheibenachse sieh immer mehr der Hauptsache z-z der Pumpe nähert. Die bei einer Scheibendrehung um 180 geförderte Menge wird immer kleiner und sinkt schliesslich in der Leerlaufstellung, d. h. wenn die Achse der Pumpenscheibe mit der Hauptachse z-z zusammenfällt, auf Null.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist diese Leerlaufstellung dann erreicht, wenn der Zapfen 24 durch eine halbe Umdrehnng des Handrades 29 und somit auch der Steuerkalotte 7 nach dem Punkt der Spiralnut 28 (Fig. 5) gelangt, wobei der Stein 27 im Schlitz 26 des Gehäuseoberteiles 1 die Strecke X1¯Z2 durchwandert.
Dreht man das Handrad weiter, so nimmt die Achse der Pumpenscheibe die entgegengesetzte Neigung an. Nach Durchschreiten der Leerlaufstellung ist der Raum I grösser als der Raum Il. Behält man die Drehrichtung der Pumpe bei, so wechseln Saug-und Druckkanal ihre Rollen. Es unterliegt keiner Schwierigkeit, der Scheibenachse nunmehr wieder wachsende Neigungen zu erteilen und die Lieferung der Pumpe dadurch fortgesetzt zu erhöhen. Der Höchstwert der Lieferung bei entgegengesetzter Förderrichtung wird bei der vorliegenden Ausführungsform erreicht, sobald der Zapfen 24 durch Drehung des Handrades 29 den Punkt y1 der Spiralnut 28 erreicht, wobei der Stein 27 im Schlitz 26 des Gehäuseoberteiles 1 den Punkt y2 erreicht. Die Scheibenachse nimmt nunmehr die Stellung y-y (Fig. 1) ein.
Bei der Ausführung nach den Fig. 7 und 8 besteht die Pumpenscheibe 21 mit dem im Wulst 35
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Pnmpengehäuse abdichtenden Rande eine Vertiefung 38, in der ein prismatischer Stein 39 gleitet, der in einer Bohrung den Zapfen 40 des Steines 27 aufnimmt. Der Stein 27 selbst gleitet wie bei der ersten Ausführungsform im Führungsschlitz 26 des Gehäuseoberteiles und greift mit Zapfen 41 in die Spiralnut 28 ein. Wird behufs Änderung der Pumpenlieferung das Handrad 29 im Sinne des Uhrzeigers ver- dreht, so gleitet der Stein 27, betätigt durch die Spiralnut 28, nach rechts und verschiebt dabei den
Stein 39 in der Vertiefung 38, wodurch ganz analoge Änderungen der Scheibenachsenstellung und damit der Pumpenlieferung erzielt werden wie bei der ersten Ausführungsform.
Ein besonderer Vorteil der Pumpe gemäss vorliegender Erfindung besteht darin, dass man, ohne die Drehzahl und Antriebskraft der Pumpe zu ändern, diese durch Änderung der Fördermenge (bewirkt durch Wahl der Neigung zwischen Scheibendrehachse und Pumpenhauptachse) auf verschiedene Drücke einstellen kann. Steigt nämlich der von der Pumpe zu überwindende Druck, so kann man diesen höheren Druck bei gleichbleibender Drehzahl und ohne die Antriebskraft der Pumpe zu elhöhen, dadurch überwinden, dass man die Fördermenge der Pumpe entsprechend herabsetzt, indem man der Scheibendreh- achse die entsprechend kleinere Neigung gegen die Pumpenhauptachse erteilt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Pumpe mit kreisendem Kolben und halbkugelförmigem Gehäuse, das durch eine sich drehende Scheibe in zwei Kammern von sich veränderndem Rauminhalt geteilt wird, gekennzeichnet durch eine von aussen auch während des Betriebes zu betätigende Einrichtung, durch die die Neigung der Scheibendrehachse gegen die Achse der Antriebswelle (12) verändert werden kann.