Kolbenpumpe. Vorliegende Erfindung betrifft eine Kol benpumpe mit Hubkurven für den Antrieb der Kolben und mit einem Steuerdrehschie- ber, wie sie zum Beispiel als Spinnpumpen verwendet werden und bei welchen die Kol ben parallel oder radial zur Drehase der Pumpe angeordnet sein können und die Trom mel drehend oder fest im Gehäuse angeordnet sein kann.
Insbesondere von solchen Spinnpumpen wird ein sehr hoher Gleichförmigkeitsgrad bezüglich der Fördermenge verlangt. Schwan kungen der Fördermenge von -i- - 0,1 % sind für die Fadenerzeugung schon schädlich. Die Gleichförmigkeit der Fördermenge hängt nun lediglich vom Druckhub der Kolben ab und nicht vom Saughub, welch letzterer nach be liebigem Gesetz, also mit beliebiger Ge schwindigkeit erfolgen kann, sogar mit Un terbrechungen, vorausgesetzt, dass die erfor derliche Flüssigkeitsmenge angesaugt wird.
Hauptbedingung für eine gleichförmige Fördermenge ist, dass der Druckhub der Kolben ohne axiales Spiel erfolgt, das heisst, dass die Kolben während des ganzen Druck hubes durch die Druckhubkurve zwangs läufig und stetig bewegt werden.
Nun ist aber infolge der Abnützung der Organe des Kolbenantriebes immer ein ge wisses axiales Spiel vorhanden, welches zur Folge hat, dass der Druckhub jeweils mit einer gewissen Verspätung beginnt, wodurch Unregelmässigkeiten in der Fördermenge ent stehen.
Zur Ausgleichung dieses axialen Spiels werden bisher federnde Zwischenglieder ver wendet, durch welche die Kolben entweder mittelbar oder unmittelbar beständig an die Druckhubkurve angedrückt werden. Solche Federn haben aber den Nachteil, dass sie einen grossen zusätzlichen Druck auf die An triebsorgane ausüben und somit eine grosse Abnützung der letzteren zur Folge haben. Ausserdem sind sie, wie alle Federn über haupt, nicht genügend zuverlässig, weil sie nicht zwangsläufig arbeiten.
Bei der Kolbenpumpe gemäss der Erfin dung werden nun die genannten Mängel da durch beseitigt, dass die Hubkurven derart ausgebildet sind, dass der Saughub um eine Überschussstrecke länger ist als der die För dermenge der Pumpe bestimmende Druckhub der Kolben und die in dem Überschussteil des Saughubes zu viel angesaugte Flüssigkeits menge vor dem mit der Anfangsgeschwin digkeit Null beginnenden Druckhub in den Saugkanal zurückgedrückt wird.
Es wird also jeder Kolben im Saughub weiter zurückbewegt, als dem Beginn des die Fördermenge bestimmenden Druckhubes ent spricht, und während der zugehörige Zylinder noch mit dem Saugkanal in Verbindung steht, vor dem Abschluss des Zylinders durch das Steuerorgan, also auch vor Beginn des Förderhubes soweit zurückbewegt, dass die zu viel angesaugte Flüssigkeitsmenge in den Saugkanal zurückgedrückt wird.
Man erreicht dadurch, dass schon vor Be ginn des die Fördermenge der Pumpe be stimmenden Druckhubes der Kolben ohne Spiel an der Druckkurve anliegt, und dann, unter Einfluss seiner Reibung im Zylinder und des hydrostatischen Förderdruckes, wäh rend des ganzen Druckhubes an derselben verbleibt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Kolbenpumpe im Längs- schnitt; Fig. 2 zeigt eine Ansicht der Steuerfläche des vordern Deckels mit den Steuerkanälen, und Fig. 3 zeigt eine Abwicklung der Hub kurven mit verschiedenen Stellungen eines Kolbens in schematischer Darstellung.
Die als Beispiel gewählte Pumpe ist eine axiale Mehrkolbenpumpe mit axialen Hub kurven und umlaufender Kolbentrommel. Diese in Fig. 1 dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse 1 mit zwei aufgeschraubten Dek- keln 2 und 3 auf, von welchen letzterer als Wellenlager dient und die Steuerkanäle ent hält. Im Gehäuse 1 dreht sich der von der Welle 4 angetriebene Rotor 5, welcher die einzelnen zur Pumpenaxe parallelen Zylin derbohrungen 6 enthält. In diesen Bohrun gen bewegen sich die Kolben 7.
Am hintern Deckel 2 des Gehäuses be findet sich eine gegen Drehung gesicherte axiale Hubkurve 8, auf welcher die in dem Rotor 5 verschiebbar geführten Gleitbolzen 9 gleiten. Diese Gleitbolzen drücken auf die Kolbenköpfe 10.
Bei Drehung des Rotors werden also in bekannter Weise ,die Kolben für den Druck hub vorwärts bewegt, indem die Gleitbolzen 9 auf der Hubkurve 8 auflaufen.
Die. Rückbewegung (Saughub) der Kol ben wird durch eine axiale Hubkurve 11 be wirkt, welche durch Stifte gegen Drehung gesichert im Gehäuse gehalten ist. Auf die ser Hubkurve gleiten die Enden der in Nuten des Rotors 5 geführten Gleitklötze 13, wel che mit ihren Nasen 14 gegen die Kolben köpfe 10 drücken, wodurch die Kolben im Saughub gegen die Gleitbolzen 9 und letz tere gegen die Druckkurve 8 zurückgebracht werden.
Die Welle 4 hat einen kugelförmigen An satz 15 und durch die Feder 16 wird dieser gegen den Rotor 5 und letzterer gegen die Steuerfläche des Deckels 3 angedrückt, wobei die Feder 16 mittels eines Federtellers und einer Kugel am Deckel 2 abgestützt ist.
Der Deckel 3 enthält an der Steuer fläche einen Saugkanal 17 und einen Druck kanal 18 (Fix. 2) und die einzelnen Zylin derbohrungen des Rotors 5 werden bei der Drehung abwechselnd mit diesen beiden Steuerkanälen in Verbindung gebracht. Der Rotor ist also zugleich Steuerorgan.
Die Flüssigkeit tritt bei 19 in die Pumpe ein und gelangt durch die Kanäle 20 und 21 in den Saugkanal 17 und aus diesem in die Zylinder. Sie wird dann durch die Kolben in den Druckkanal 18 gedrückt und tritt durch den Kanal 22 bei 23 aus der Pumpe aus.
In Fig. 3 ist der Deckel 3 mit der Steuer fläche, dem Saugkanal 17 und dem Druck- kanal 18, ferner die Saughubkurve 11 und die Druckhubkurve 8 abgewickelt, sowie der Kolbenantrieb schematisch dargestellt. Au sserdem sind verschiedene Stellungen I bis VIII des Kolbens 7 angegeben.
Der Kolben 7 gleitet bei dieser schema tischen Darstellung unmittelbar, also ohne den Gleitbolzen 9 der Fig. 1 auf der Druck hubkurve B. Die Nase 13 entspricht den Gleitklötzen 13 der Fig. 1 und gleitet auf der Saughubkurve 11.
Es ist angenommen, dass, infolge Abnüt zung der gleitenden Teile, ein axiales Spiel s vorhanden ist.
Der Kolben bewegt sich in der Abwick lung mit dem Rotor 5 von links nach rechts, während der Deckel 3 mit den Steuerkanälen 17 und 18, sowie die Kurven 11 und 8 still stehen.
Die Kurve 8 ist zusammengesetzt aus einem ansteigenden Kurventeil I bis III, einer geraden Strecke III bis IV, einem ab fallenden Kurventeil IV bis VI, einem an steigenden Kurventeil VI bis VIII und einer geraden Strecke VIII bis I.
Die Kurve 11 ist eine Äquidistante zur Kurve B.
a ist die Länge des Druckhubes, welcher die Fördermenge der Pumpe bestimmt, a + b ist die Länge des Saughubes, welcher also um die Strecke b länger ist, als der Druckhub a. Von VI bis VIII steigt die Kurve 8 wieder an, während der Zylinder noch mit dem Saugkanal 17 in Verbindung steht, so dass der im Hubteil b angesaugte Flüssigkeits- überschuss in den Saugkanal 17 zurückge drückt wird. Wenn der Kolben in VIII an gelangt ist, enthält der Zylinder genau die Flüssigkeitsmenge, welche im Druckhub rz gefördert werden muss, und wird durch das Steuerorgan 3 abgeschlossen.
Von VIII bis I steht der Kolben still, liegt aber an der Kurve 8 an, weil er bei VII anfing dieselbe zu berühren. Der Kolben gleitet weiter von VIII bis III auf der Kurve 8, so dass der normale Druckhub I bis III, welcher der Fördermenge entspricht, genau gesetzmässig ohne Spiel erfolgt. Hierbei bleibt die Nase. 13 von der Kurve 11 um das Spiel s ent fernt, und zwar bis V, wo der Saughub be ginnt. Der ganze Hub beträgt also a + b - s.
Der Kolben steht still von VIII bis I, von III bis V und von VI bis VII.
Das axiale Spiel s kann durch fortschrei tende Abnützung den Wert b erreichen, ohne dass die gesetzmässige Förderarbeit, die nur vom Druckhub I bis III abhängt, irgendwie beeinflusst wird.
Alle Kolben der Pumpe arbeiten in glei cher Weise.
Durch die beschriebene Ausbildung der Kolbenpumpe wird erreicht, dass die Abnüt zung des Kolbenantriebes unschädlich ge macht wird und dies ohne Anwendung von Federn, wodurch an sich schon der Flächen druck und infolgedessen die Abnützung be deutend vermindert wird. Ausserdem erfolgen alle Kolbenbewegungen zwangsläufig, also mit grösster Sicherheit.
Die Bauart der Pumpe könnte auch eine ganz andere als die dargestellte sein, zum Beispiel könnten die Kolben radial angeord net sein und von radialen Kurven bewegt werden. Die Trommel könnte stillstehen und es könnte ein besonderer Drehsebieber vor handen sein, welcher sich zusammen mit den Hubkurven drehen würde.