Pumpe. In den verschiedensten Ausführungsformen sind Pumpen bekannt mit einem von einem Exzenter bewegten Kolben, der sich zufolge seiner Verbindung mit einer den Arbeitsraum der Pumpe in Saug- und Druckraum unter teilenden, am Pumpengehäuse geführten Trennwand an der Innenwandung des Ge häuses gleitend abwälzt. Keine der bekann ten Pumpen dieser Art hat. sich jedoch bis her als praktisch brauchbar erwiesen, weil nicht die richtige Abdichtung an der jewei ligen Berührungsstelle zwischen Kolben und Gehäusewand gefunden werden konnte.
Dieser Missstand wird durch vorliegende Erfindung vollkommen beseitigt und dadurch eine praktisch brauchbare Pumpe geschaffen, welche nicht nur als Niederdruckpumpe, son dern auch als Hochdruckpumpe für Flüssig keiten und Gase verwendet werden kann. Gemäss der Erfindung wird nämlich an der jeweiligen Abdichtungsstelle zwischen Kol ben und Gehäusewand ein minimaler, dauernd gleich erhaltener Abstand dadurch erreicht, dass einerseits der Kolben und an ' derseits die Kurbelwelle unmittelbar als Lenkteile für zwischen beide Teile einge schaltete Rollkörper ausgebildet sind.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in drei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen Querschnitt und Achsialschnitt der ersten Ausführungsform; Fig. 3 und 4 veranschaulichen zwei weitere Ausführungsformen im Querschnitt.
Das Pumpengehäuse besteht aus dem mit einer Bohrung 1 versehenen Mittelstück 2 und den beiden, mit diesem Mittelstück fest verbundenen .Seitenwangen 3. Zwischen den Seitenwangen 3 und dem Mittelstück 2 sind gehärtete Stahlscheiben 4 eingeschaltet. Mit telstück und Stahlscheiben bilden einen zy lindrischen Hohlraum, in welchsm der mit der üblichen Trennwand 5 verbundene und mit einer Achsialbohrung 6 versehene Kolben 7 umläuft.
In den Seitenwangen 3 ist unter Zwischenschaltung von Kugellagern 8 die Kurbelwelle 9 gelagert, deren Kurbel 10 in der Mitte eine Ringnut 11 als Laufrinno für die Kugeln 12 enthält, welche unmittelbar zwischen Kurbel und Kolben eingeschaltet sind. Einla.ss und Auslass, sowie die Kteue- rung sind als unwesentlich für die Erfin dung nicht dargestellt.
Durch -die Einschaltung der Kugeln oder Rollen unmittelbar zwischen Kolben und Kurbel bezw. Exzenter ohne die üblichen Laufringe wird die Verwendung grosser Ku geln bezw. Rollen bei kleiner Pumpenabmes sung, sowie eine erhöhte Lebensdauer der Pumpe erreicht. Bei dieser Ausführung wird eine übermässige Belastung der Kugeln bezw. Rollen und eine vorzeitige Abnutzung von Kolben und Kurbeln bezw. Exzenter ver mieden.
Infolge des Fortfalles der Kugellauf rinne im Kolben 7 kann der Kolben sich sowohl in achsialer Richtung verschieben, als auch um eine, die Achse der Kurbel senkrecht kreuzende Achse ausschwingen, das heisst, er kann sich innerhalb seine: Cre- häuses unabhängig von etwaigen Ungenauig keiten der Bearbeitung freispielend einstel len, so dass jegliche unnötige Reibung und jede dadurch bedingte übermässige Erwär mung und Abnutzung ausgeschaltet ist.
An statt der Kurbelwelle kann naturgemäss auch der übliche Exzenter verwendet werden, der dann ebenfalls eine Laufrinne für die Ku geln :enthält. Die Verwendung einer Kurbel -welle ist jedoch zweckmässiger, weil bei die ser die exzentrisch umlaufenden Massen we sentlich geringer sind als bei einem Exzen ter. Die Kurbelwelle ist derart geformt, da.ss sich über sie ein Kugelkäfig schieben lässt.
Durch die Einschaltung der Kugeln, wel- ehe naturgemäss auch durch Rollen ersetzt werden können, ist jedes Spiel zwischen der Kurbelwelle und ihrem Lager einerseits und zwischen der Kurbel und dem Kolben an derseits ausgeschaltet. Der Kolben und die zylindrische Innenwandung seines Gehäuses sind derart bemessen, dass an der jeweiligen Berührungsstelle zwischen Kolben und Ge häuse ein ganz geringer Abstand vorhanden ist, der durch die erwähnte Kugellagerung dauernd aufrecht erhalten wird. Die Grösse des Abstandes richtet. sich nach dein Durch messer der Bohrung 1.
Ist diese zum Bei- spiel<B>86</B> mm, so muss der Abstand 11@" bis 1"o mm betragen.
Zwischen den Stirnflächen des Kolbens und den seitlichen Kapselwänden ist ein Tu ringer Abstand vorhanden. Dadurch 1311 einerseits jedes Fressen zwischen Kolben und Gehäu.sewand.ung und anderseits je des Übertreten des Fördermittels vom Druckraum in den Saugraum der Pumpe in praktisch brauchbaren Grenzen verhindert.
Zwischen Kolben und Gehäuse stellt sich eine Ölschicht gleicher Stärke ein, welche zur Ab dichtung von Druck- und Saugraum gerade ausreicht, während bei einem grösseren Ab stand zwischen Kolben und Gehäuse eine grö ssere Ölmenge in das Gehäuse eingeführt wer den muss, um die Pumpe überhaupt nur eini germassen sui Leistung zu bringen.
Besonders zweckmässig ist die Verwen dung von gehärtetem Stahl als Baustoff für den Kolben und von Rotguss oder Gusseisen als Baustoff für das Gehäuse oder aber von gehärtetem Stahl als Baustoff für Pumpe und Gehäuse, wie Versuche ergeben haben, weil andere Baustoffe aufeinander fressen.
Die schematisch dargestellte Pumpe der Fig. 3 und 4 besteht aus dem Pumpengehäuse 1. reit dem zylindrischen Arbeitsraum 2, dem Exzenter bezw. der Kurbelwelle 3, dem. auf dem Exzenter bezw. der Kurbelwelle drehbar sitzenden .Ringkolben 4 mit der Trennwand 5, dem Einlass 6 und dem Auslass 7, sowie dem im Pumpengehäuse 1 drehbar angeord neten Führungsstück 8, welches gleichzeitig als Schieber für den Auslass 7 ausgebildet ist und in welchem .die,
Trennwand 5 verscbieb- bar geführt ist. Ringkolben 4 und Welle 3 sind in gleicher Weise wie bei der Ausfüh rungsform der Fig. 1 und 2 auf Rollkörpern gelagert.
Die Trennwand J ist im Gegensatz zu der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 nicht eben, sondern gekrümmt, und zwar ist die Krümmung bei der Ausführungsform der Fig. 3 mit ihrer konvexen Fläche und bei der Ausführungsform der Fig. -1 mit ihrer kon kaven Fläche dem Auslass 7 zugekehrt. Durch die besondere Ausbildung der Trennwand ,wird das Schieberdiagramm, das heisst die COffnungsdauer des Schiebers beein flusst.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 erhält man das Schieberdiagramm <I>A, B. C,</I> und bei der Ausführungsform der Fig. 4 das Schieberdiagramm <I>D, E, F.</I> Der Auslass wird im ersteren Falle bereits geöffnet, bevor der Kolben seine untere Hittellage erreicht hat, während der Auslass sich im zweiten Falle erst nach Überschreiten dieser 14Tittellage durch den Kolben öffnet.
Infolgedessen ent steht bei der zweiten Ausführungsform eine höhere Vorkompression, also eine stärkere Verdichtung des Fördermittels als bei der ersten Ausführungsform.
Durch entsprechende Krümmung der Trennwand gegenüber dem Kolben kann man jede gewünschte Vorkompressien des Förder mittels, naturgemäss innerhalb praktisch zu lässiger Grenzen, erzielen und dadurch die Pumpe den verschiedensten Zwecken anpas sen.
Die Trennwand braucht nicht gekrümmt zu sein, es genügt in vielen Fällen auch eine einfache Neigung der Trennwand gegenüber der Radialen seiner Verbindungsstelle mit dem Kolben: Die Pumpe gemäss der Erfindung, welche auch als Motor verwendbar ist, läuft, wie Versuche erwiesen haben, mit einem äusserst hohen volumetrischen Wirkungsgrad und ist trotz ihrer geringen Abmessungen für hohe Drücke und Fördermittel aller Art, sowohl für Flüssigkeiten, als auch für Gase brauch bar.
Pump. In the most varied of embodiments pumps are known with a piston moved by an eccentric which, due to its connection with a working chamber of the pump in the suction and pressure chamber under dividing, guided on the pump housing partition on the inner wall of the Ge housing rolls sliding. None of the known pumps of this type have. up to now, however, have proven to be of practical use, because the correct seal could not be found at the respective point of contact between the piston and the housing wall.
This drawback is completely eliminated by the present invention, thereby creating a practically useful pump which can be used not only as a low pressure pump, but also as a high pressure pump for liquids and gases. According to the invention, at the respective sealing point between the piston and the housing wall, a minimum, permanently constant distance is achieved in that, on the one hand, the piston and, on the other hand, the crankshaft are designed directly as steering parts for rolling elements connected between the two parts.
In the drawing, the subject invention is shown in three exemplary embodiments.
Figures 1 and 2 show cross-section and axial section of the first embodiment; 3 and 4 illustrate two further embodiments in cross section.
The pump housing consists of the center piece 2 provided with a bore 1 and the two .Seitenwangen 3. Between the side walls 3 and the centerpiece 2 hardened steel disks 4 are connected. With center piece and steel disks form a zy-cylindrical cavity in which the piston 7 connected to the usual partition 5 and provided with an axial bore 6 rotates.
In the side cheeks 3, with the interposition of ball bearings 8, the crankshaft 9 is mounted, the crank 10 of which contains an annular groove 11 in the middle as a running channel for the balls 12, which are connected directly between the crank and piston. Inlet and outlet as well as the control are not shown as being insignificant for the invention.
By switching on the balls or rollers directly between the piston and crank BEZW. Eccentric without the usual races, the use of large Ku gels respectively. Roles with small pump dimensions and an increased service life of the pump is achieved. In this version, an excessive load on the balls BEZW. Roles and premature wear of pistons and cranks respectively. Avoid eccentrics.
As a result of the elimination of the ball running groove in the piston 7, the piston can move in the axial direction as well as swing out about an axis that perpendicularly crosses the axis of the crank, that is, it can move within its: Cre- housing regardless of any inaccuracies The machining is set to play freely, so that any unnecessary friction and any excessive heating and wear caused by it is eliminated.
Instead of the crankshaft, the usual eccentric can of course also be used, which then also contains a channel for the balls. The use of a crankshaft, however, is more appropriate because the eccentric rotating masses in this water are considerably lower than in an eccentric. The crankshaft is shaped in such a way that a ball cage can be pushed over it.
By switching on the balls, which can naturally also be replaced by rollers, any play between the crankshaft and its bearing on the one hand and between the crank and the piston on the other hand is eliminated. The piston and the cylindrical inner wall of its housing are dimensioned in such a way that there is a very small distance at the respective contact point between the piston and the housing, which is permanently maintained by the aforementioned ball bearing. The size of the distance directs. according to the diameter of the hole 1.
If this is <B> 86 </B> mm, for example, then the distance must be 11 @ "to 1" o mm.
There is a Tu ringer distance between the end faces of the piston and the side walls of the capsule. This prevents, on the one hand, any seizure between the piston and the housing wall and, on the other hand, any transfer of the conveying medium from the pressure chamber into the suction chamber of the pump within practically usable limits.
An oil layer of the same thickness forms between the piston and the housing, which is just enough to seal the pressure and suction chamber, while if there is a greater distance between the piston and the housing, a larger amount of oil must be introduced into the housing in order to operate the pump at all to bring only some sui performance.
It is particularly useful to use hardened steel as a building material for the piston and gunmetal or cast iron as a building material for the housing or hardened steel as a building material for the pump and housing, as tests have shown because other building materials eat each other.
The pump shown schematically in FIGS. 3 and 4 consists of the pump housing 1. riding the cylindrical working chamber 2, the eccentric respectively. the crankshaft 3, the. on the eccentric respectively. the crankshaft rotatably seated .Ringkolben 4 with the partition 5, the inlet 6 and the outlet 7, as well as the rotatably arranged in the pump housing 1 guide piece 8, which is also designed as a slide for the outlet 7 and in which .the,
Partition wall 5 is displaceable. Ring piston 4 and shaft 3 are in the same way as in the Ausfüh approximate form of FIGS. 1 and 2 mounted on rolling elements.
In contrast to the embodiment of FIGS. 1 and 2, the partition J is not flat but curved, namely the curvature in the embodiment of FIG. 3 with its convex surface and in the embodiment of FIG. -1 with its concave Surface facing the outlet 7. The slide diagram, i.e. the opening time of the slide, is influenced by the special design of the partition.
In the embodiment of FIG. 3, the slide diagram <I> A, B. C, </I> is obtained and in the embodiment of FIG. 4, the slide diagram <I> D, E, F. </I> The outlet becomes in the first case it is already open before the piston has reached its lower middle position, while in the second case the outlet opens only after the piston has exceeded this middle position.
As a result, in the second embodiment there is a higher pre-compression, that is to say a stronger compression of the conveying means than in the first embodiment.
By appropriate curvature of the partition with respect to the piston, you can achieve any desired pre-compression of the delivery means, naturally within practically permissible limits, and thereby adapt the pump to the most varied of purposes.
The partition does not need to be curved; in many cases a simple inclination of the partition with respect to the radial of its connection point with the piston is sufficient: extremely high volumetric efficiency and, despite its small dimensions, is usable for high pressures and all kinds of conveying means, both for liquids and for gases.