| Dokumentenidentifikation |
DE10248338A1 06.05.2004 |
| Titel |
Tauchkolbenpumpe |
| Anmelder |
Braun GmbH, 61476 Kronberg, DE |
| Erfinder |
Gromer, Oswald, 89522 Heidenheim, DE; Kramp, Andreas, 65520 Bad Camberg, DE; Herzog, Karl, 60489 Frankfurt, DE |
| DE-Anmeldedatum |
17.10.2002 |
| DE-Aktenzeichen |
10248338 |
| Offenlegungstag |
06.05.2004 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
06.05.2004 |
| IPC-Hauptklasse |
F04B 9/04
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| IPC-Nebenklasse |
F04B 53/16
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| Zusammenfassung |
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tauchkolbenpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 2, in dem eine Pumpenkammer 10 angeordnet ist, in die ein Pumpeneinlaß 3 und ein Pumpenauslaß 4 münden. In der Pumpenkammer 10 ist ein Kolben 5 axial beweglich geführt, der durch eine Dichtung 15 gegenüber der Wandung der Pumpenkammer 10 abgedichtet ist. Von einem Kurbeltrieb 6 ist der Kolben 5 axial beweglich antreibbar, wobei der Kurbeltrieb 6 über einen sich quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens 5 erstreckenden Kurbelzapfen 20 mit dem Kolben 5 verbunden ist. Der Kolben 5 ist an zwei Lagerstellen 12, 13 des Pumpengehäuses 2 axial verschiebbar geführt, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind.
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| Beschreibung[de] |
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Tauchkolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse,
in dem eine Pumpenkammer angeordnet ist, in die ein Pumpeneinlaß und ein Pumpenauslaß
münden, mit einem in der Pumpenkammer axial beweglich geführten Kolben, der durch
eine Dichtung gegenüber der Wandung der Pumpenkammer abgedichtet ist, mit einem
Exzenterantrieb bzw. Kurbeltrieb zum axial beweglichen Antrieb des Kolbens, wobei
der Exzenterantrieb bzw. Kurbeltrieb über einen sich quer zur Bewegungsrichtung
des Kolbens erstreckenden Kurbelzapfen mit dem Kolben verbunden ist. Im Rahmen der
vorliegenden Anmeldung sind die verwendeten Begriffe Exzenterantrieb und Kurbeltrieb
beliebig austauschbar bzw. werden synonym verwendet. Gleiches gilt auch für die
Begriffe Kulisse und Kulissenstein.
Derartige Tauchkolbenpumpen werden vorzugsweise zum Fördern von Flüssigkeit
in Mundduschen von einem Behälter zu einem Handstück und einer Düse eingesetzt.
Auch ist ein Einsatz bei Rasierern zum Fördern von Gel oder Pflegefluid denkbar.
Gleiches gilt für Anwendungen im Haushaltsgerätebereich.
Es ist bekannt, derartige Tauchkolbenpumpen zum Fördern von Flüssigkeit
einzusetzen. Ein Elektromotor dient zum Antrieb des Pumpenkolbens. Um die Drehbewegung
des Elektromotors in die translatorische Bewegung des Kolbens umzuwandeln, wird
ein Exzenterantrieb eingesetzt. Eine mit dem Elektromotor verbundene Antriebswelle
treibt einen Kurbelzapfen, der direkt mit dem Kolben verbunden ist. Dazu weist der
Kolben ein Langloch auf, das rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kolbens angeordnet
ist. Mit dieser Anordnung bewegt der Kurbelzapfen den Kolben entlang seiner Bewegungsrichtung.
Infolge der rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kolbens liegenden Bewegungskomponente
des Kurbelzapfens vollführt der Kurbelzapfen in dem Langloch eine hin und her gehende
Bewegung. Um die Bewegung des Kurbelzapfens verlustarm auf den Kolben zu übertragen,
müssen das Langloch und der Kurbelzapfen einen Paßsitz aufweisen. Kurbelzapfen und
Langloch berühren sich im Idealfall linienartig. Herstellungs- und montagebedingte
Toleranzen können jedoch zu einem raumschief umlaufenden Kurbelzapfen führen, so
daß die linienförmige Berührung in eine punktförmige Berührung übergeht. Hierdurch
kommt es zwischen dem Kurbelzapfen und dem Kolben zum Kantenlauf. Die über diese
kleine Fläche zu übertragenden Kräfte und Momente führen zu einer sehr hohen Beanspruchung
der Bauteile, die zusammen mit dem vorhandenen Reibmoment einen erhöhten Verschleiß
bedingt. Selbst bei einer exakten Ausrichtung des Kurbelzapfens zum Langloch führt
die linienförmige Berührung zu einer hohen Hertz'schen Flächenpressung. Zusammen
mit der hohen Gleitgeschwindigkeit des Kurbelzapfens führt dies ebenfalls zu einem
erhöhten Verschleiß an beiden Bauteilen.
Der Kantenlauf hat außerdem zur Folge, daß die als Lagerstellen ausgebildeten
Kolbenführungsflächen unter Riefenbildung verschleißen. Die hierdurch erzeugten
Verschleißpartikel können in den Bereich der sich unmittelbar daran anschließenden
Kolbendichtung gelangen und dort zu einem vermehrten Abrieb an der Dichtung führen.
Die Dichtung besitzt damit eine kürzere Lebensdauer und muß öfter gewechselt werden.
Neben der kürzeren Lebensdauer der einzelnen Bauteile führt die erhöhte Reibung
zu einer Verringerung des Wirkungsgrads der Tauchkolbenpumpe.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Tauchkolbenpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen verbesserten
Wirkungsgrad aufweist. Insbesondere soll die Tauchkolbenpumpe einen möglichst verschleißarmen
Antrieb für den Kolben aufweisen. Weiterhin soll die Lebensdauer des Kolbens und
der Dichtung erhöht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kolben
an zwei Lagerstellen des Pumpengehäuses axial verschiebbar geführt ist, die in einem
Abstand voneinander angeordnet sind.
Dadurch werden die Lagerstellen innerhalb des Pumpengehäuses zu den
Kolbenenden hin plaziert. Die so erzielte Verkürzung der über die Lagerstellen hinausragenden
Bereiche des Kolbens führt infolge der nunmehr geringeren an den Kolbenenden angreifenden
Querkräfte zu einer Verringerung der statischen und dynamischen Belastungen der
Lagerstellen und des Kolbens.
Eine weitere Reduzierung der Belastungen in den Lagerstellen wird
erreicht, wenn zumindest eine der Lagerstellen in einem Endbereich des Verschiebewegs
des Kolbens in dem Pumpengehäuse angeordnet ist. Dies ermöglicht für diese Lagerstelle
eine Momentenreduzierung nahezu auf Null, so daß sich die Belastungen auf einen
Kräfteangriff beschränken. Ein besonders geringer Aufwand ergibt sich, wenn die
Pumpenkammer als Lagerstelle ausgebildet ist. Es ist auch denkbar, die Lagerstelle
an dem Kolbenende einer Kulissenführung zu realisieren. Hierzu ist das Pumpengehäuse
dergestalt erweitert, daß bevorzugt die Deckelflächen der Kulissenführung vom Gehäuse
aufgenommen wird. Die Lagerstelle ist gemäß 5 so ausgebildet,
daß sie die Deckelflächen der Kulissenführung als das Kolbenende vollständig aufnimmt,
wobei die Lagerstelle eine axiale Erstreckung aufweist, die größer als der Hub des
Kolbens ist. Somit ist gewährleistet, daß sich die Deckelflächen der Kulissenführung
immer im Bereich der Lagerstelle befindet.
Eine große, die Deckelflächen der Kulissenführung aufnehmende Lagerstelle
wird vermieden, wenn die Kulissenführung nicht am Ende der Kolbens, sondern gemäß
6 zwischen den beiden Enden des Kolbens angeordnet
ist. Auf diese Weise kann eine im Durchmesser wesentlich kleinere Lagerstelle ermöglicht
werden. Je nach Einsatzzweck sind die etwaig auftretenden ungünstigen Lagerkräfte
vernachlässigbar.
Der Kurbelzapfen kann in einem Kulissenstein drehbar gelagert sein,
wobei dieser in einer mit dem Kolben verbundenen Kulissenführung quer zur Bewegungsrichtung
des Kolbens beweglich angeordnet ist.
Die Aufnahme des Kurbelzapfens in einem Kulissenstein mit Bohrung
gewährleistet zum einen eine relativ feste und großflächige Verbindung des bewegten
Kurbelzapfens mit einem anderen Bauteil. Auf diese Weise wird die hohe Flächenpressung
des Kurbelzapfens gegenüber einem anderen Bauteil verringert. Trotz der immer noch
hohen Relativbewegung zwischen Kulissenführung und Kulissenstein wird aufgrund der
gegenüber einem Kurbelzapfen sehr großen Fläche die Flächenpressung zum Kolben hin
erheblich verringert, was sich positiv auf die Lebensdauer der betreffenden Bauteile
auswirkt. Darüber hinaus reduzieren sich auch die Belastungen anderer Bauteile,
insbesondere die der Lagerstellen des Kolbens und der Dichtung.
Mit den kleineren Reibkräften und -momenten kann die Motorleistung
verringert werden, wodurch die Stromaufnahme der Pumpe reduziert wird, bzw. es kann
ein kleinerer Motor verwendet werden. Die verringerte Belastung erlaubt zudem die
Ausbildung des Kurbelzapfens mit einem kleineren Durchmesser, was ebenfalls zur
Senkung der Reibung beiträgt. Andererseits ermöglicht die flächige Abstützung eine
größere Kraftübertragung, so daß eine derart gestaltete Pumpe für höhere Drücke
ausgelegt werden kann.
Eine Reduzierung der Belastung wird weiterhin dadurch erreicht, daß
Kulissenstein und Kulissenführung aus einer Werkstoffpaarung geringer Reibung bestehen.
Eine weitere Senkung der Flächenpressungen wird dadurch erreicht,
daß der Kolben mit dem Kurbelzapfen kardanisch verbunden ist. Dadurch lassen sich
insbesondere herstellungsbedingte oder montagebedingte Toleranzen und/oder Verformungen,
die zu einer raumschiefen Anordnung der Kurbelzapfens gegenüber dem Kolben führen,
ausgleichen.
Eine kardanische Anordnung wird konstruktiv besonders einfach erreicht,
wenn der Kulissenstein einen zylinderförmigen Querschnitt besitzt und die Kulissenführung
als Bohrung mit entsprechendem Querschnitt in einem kolbenfesten Teil ausgebildet
und somit der Kulissenstein um seine Längsachse drehbar angeordnet ist. Diese Beweglichkeit
erlaubt den Ausgleich der Bewegung um eine Achse. Ein weiterer wesentlicher Vorteil
des zylinderförmigen Kulissensteins besteht darin, daß die gesamte Mantelfläche
des Kulissensteins mit der Kulissenführung in Kontakt steht. Diese Ausgestaltung
zeichnet sich durch eine extrem geringe Flächenpressung aus. Die Bauteile besitzen
aufgrund der geringen spezifischen Belastungen eine hohe Lebensdauer.
Neben dem zylinderförmigen Kulissenstein ist auch der Kolben um sein
Längsachse drehbar angeordnet. Die Kulissenführung wird damit in die Lage versetzt,
eine Ausgleichsbewegung um eine zweite Achse zu vollführen. Somit gewährleistet
das Zusammenspiel der Bewegungen von Kulissenstein und Kulissenführung einen Bewegungsausgleich
um zwei Achsen, der zum Toleranzausgleich eines raumschief angeordneten Kurbelzapfens
notwendig ist.
Zusätzliche Reibung zwischen dem Kurbelzapfen und der Kulissenführung
wird vermieden, wenn in der Wand der Kulissenführung ein Langloch zum Durchtritt
des Kurbelzapfens ausgebildet ist, das eine größere Breite als der Durchmesser des
Kurbelzapfens besitzt. Mit einem derart gestalteten Langloch wird insbesondere bei
einem raumschief angeordneten Kurbelzapfen eine unerwünschte Reibung vermieden.
Zur weiteren Senkung der Reibung zwischen Kurbelzapfen und Kulissenstein
trägt es bei, wenn der Kurbelzapfen im Kulissenstein in einem Lager drehbar gelagert
ist, welches in eine Bohrung des Kulissensteins eingesetzt ist. Das Lager ist vorzugsweise
als Gleitlager ausgebildet. Durch geeignete Materialwahl läßt sich die Reibung weiter
senken. Neben metallischen Guß- oder Knetlegierungen sind Kunststoffe insbesondere
dann von Vorteil, wenn die Anforderungen nicht zu hoch sind. Kunststoffe besitzen
gute Gleit- und Notlaufeigenschaften und zeichnen sich durch eine gute Schmierung
aus.
Der Exzenterantrieb bzw. Kurbeltrieb kann eine Antriebswelle besitzen
und die Exzentrizität des Kurbelzapfens zur Antriebswelle des Exzenterantriebs verstellbar
sein. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein Umschalten des Kurbelzapfens auf eine andere
Exzentrizität, mit der sich ein anderer Kolbenhub realisieren läßt. Dies ermöglicht
das Betreiben der Pumpe in zwei Betriebsarten.
Der Pumpeneinlaß und/oder der Pumpenauslaß können axial zur Längserstreckung
der Pumpenkammer angeordnet sein.
Es ist aber auch möglich, daß der Pumpeneinlaß und/oder der Pumpenauslaß
radial zur Pumpenkammer angeordnet sind, wobei sie radial nebeneinanderliegend angeordnet
sein können.
Pumpeneinlaß und Pumpenauslaß können aber auch axial hintereinanderliegend
angeordnet sein.
Wenn dabei der Kolben oder die Wand der Pumpenkammer eine Längsnut
oder Abflachung besitzt, durch die mindestens einer der Anschlüsse mit der Pumpenkammer
verbunden ist, so gewährleistet dies eine Verbindung der Anschlüsse
mit der Pumpenkammer, die unabhängig von der Lage des Kolbens ist.
In den Anschlüssen angeordnete Rückschlagventile gewährleisten das
Verschließen des Pumpeneinlasses und Pumpenauslasses in Abhängigkeit von der Bewegung
des Kolbens.
Die Dichtung kann den Kolben radial umschließend zwischen den Lagerstellen
des Kolbens angeordnet sein. Durch diese Entkopplung von Lagerstelle und Dichtung
wird der direkte Eintrag von Verschleißpartikeln stark herabgesetzt. Dies führt
zu einer erheblichen Reduzierung des Verschleißes an der Dichtung. Dieser geringere
Verschleiß führt zu einer verlängerten Lebensdauer der Dichtung, ohne daß es zu
einem Druckabbau in der Pumpenkammer kommt.
Die Dichtung ist besonders geringen Belastungen ausgesetzt, wenn sie
mittig zwischen den Lagerstellen angeordnet ist. Insbesondere bei einer außermittigen
Lage des Kulissensteins zur Kolbenachse wird die Dichtung durch Kippmomente nur
gering radial belastet.
Eine weitere Verringerung des Eintrags von Verschleißpartikeln aus
den Lagerstellen wird erreicht, wenn der Kolben im Bereich zwischen den Lagerstellen
einen größeren oder kleineren Durchmesser aufweist als im Bereich der Lagerstellen.
Eine Möglichkeit zur Anordnung der Dichtung besteht darin, daß die
Dichtung im Pumpengehäuse fest angeordnet ist und eine Dichtlippe aufweist, die
an dem Kolben diesen radial umschließend dichtend in Anlage ist.
Dadurch wird eine Schwächung des Kolbendurchmessers durch eine umlaufende
Nut vermieden. In dieser Ausgestaltung kann aufgrund des Wegfalls der umlaufenden
Nut, der Kolben mit einem geringeren Durchmesser dimensioniert werden. Das ermöglicht
eine Reduzierung des benötigten Bauraums und der oszillierend bewegten Massen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen
1 eine perspektivische Darstellung eines
ersten Ausführungsbeispiels einer Tauchkolbenpumpe,
2 eine Schnittdarstellung der Tauchkolbenpumpe
nach 1,
3 einen Schnitt der Tauchkolbenpumpe
nach 1 im Bereich des Exzenterantriebs,
4 einen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer Tauchkolbenpumpe im Bereich der Pumpenkammer, wobei die Anordnung von Kolben
und Kurbel gegenüber 1 vertauscht ist,
5 in schematischer Teil-Darstellung geschnitten
ein Ausführungsbeispiel der Anordnung einer möglichen Lagerstelle und
6 in schematischer Teil-Darstellung geschnitten
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung einer möglichen Lagerstelle.
Die Tauchkolbenpumpe 1 in 1
besitzt ein Pumpengehäuse 2, das einen axial angeordneten Pumpeneinlaß
3 und einen radial angeordneten Pumpenauslaß 4 aufweist. Am gegenüberliegenden
Ende der Tauchkolbenpumpe 1 durchdringt ein Kolben 5 das Pumpengehäuse
2. Der Kolben 5 wird von einem Exzenterantrieb 6 bzw.
Kurbeltrieb angetrieben. Der Kolben 5 besitzt eine Kulissenführung
7, die einen Kulissenstein 8 aufnimmt. Zur Bewegung des Kolbens
5 wird eine Antriebswelle 9 des Exzenterantriebs 6 bzw.
Kurbeltriebs von einem nicht dargestellten Elektromotor in Rotation versetzt.
Der innere Aufbau der Tauchkolbenpumpe 1 mit der Pumpenkammer
10 ist in 2 dargestellt. Die Pumpenkammer
10 besitzt mit dem Pumpeneinlaß 3 und dem Pumpenauslaß
4 zwei Anschlüsse, denen je ein Rückschlagventil 11 zugeordnet
ist. Das eine oder die mehreren Rückschlagventile 11 können federbelastet
ausgebildet sein. Die Rückschlagventile 11 sind so ausgerichtet, daß bei
einer Bewegung des Kolbens 5 aus der Pumpenkammer 10 das Rückschlagventil
11 im Pumpeneinlaß 3 öffnet, während das Rückschlagventil
11 im Pumpenauslaß 4 geschlossen ist. Bei dieser Bewegung des
Kolbens 5 wird Flüssigkeit aus einem nicht dargestellten Behälter in der
Munddusche über den Pumpeneinlaß 3 in die Pumpenkammer 10 angesaugt.
Bewegt sich der Kolben 5 in die entgegengesetzte Richtung, dreht sich das
Verhalten der Rückschlagventile 11 um, und die Flüssigkeit wird über den
Pumpenauslaß 4 zu einem nicht dargestellten Handstück der Munddusche gefördert.
Gelagert ist der Kolben 5 in zwei Lagerstellen
12, 13, die sich im Pumpengehäuse 2 befinden. Zusätzlich
zu seiner axialen Beweglichkeit, ist der Kolben 5 um seine Längsachse H
drehbar angeordnet. Die Lagerstelle 12 an der Pumpenkammer 10
ist so gestaltet, daß das Kolbenende 14 bei einem Hub zwischen dem oberen
und unteren Totpunkt geführt ist. Die Lagerstelle 13 befindet sich am anderen
Ende des Pumpengehäuses 2. Mittig zwischen den beiden Lagerstellen
12, 13 ist eine Dichtung 15 fest im Pumpengehäuse
2 angeordnet. Eine Dichtlippe 16 dichtet hierbei den Kolben
5 ab. Am anderen Ende des Kolbens 5 ist die Kulissenführung
7 angeordnet. Die Kulissenführung 7 weist eine Bohrung
17 auf, in der der zylindrische Kulissenstein 8 angeordnet ist.
Die Kulisse bzw. der Kulissenstein 8 ist sowohl axial beweglich
als auch um die Achse V drehbar. Durch die drehbare Anordnung des Kolbens
5 und der Kulisse bzw. des Kulissensteins 8 um die Achsen H und
V ist der Kolben 5 mit einem Kurbelzapfen 20 des Exzenterantriebs
6 kardanisch verbunden. Diese kardanische Verbindung ermöglicht einen Ausgleich
einer raumschiefen Anordnung des Kurbelzapfens 20 infolge von Toleranzen
oder elastischen und/oder plastischen oder sonstigen Verformungen.
Der Kulissenstein 8 besitzt eine quer zur Achse V liegende
Bohrung 18, in die eine Lagerbuchse 19 eingesetzt ist. Die Lagerbuchse
19 ist zur Aufnahme des Kurbelzapfens 20 ausgebildet. Zur Aufnahme
im Kulissenstein 8 muß der Kurbelzapfen 20 die Kulissenführung
7 durchdringen. Hierzu besitzt die Kulissenführung 7 ein Langloch
21. Die Breite des Langlochs 21 ist größer als der Zapfendurchmesser.
Auf diese Weise ist eine Berührung des Kurbelzapfens 20 mit der Kulissenführung
7 ausgeschlossen. Die Breite ist dabei so gewählt, daß auch bei einem raumschief
angeordneten Kurbelzapfen 20 keine Berührung stattfindet.
Zum Antrieb des Kolbens 5 bewegt sich der Kurbelzapfen
20 auf einer Kreisbahn. In der gezeigten Darstellung befinden sich der
Kurbelzapfen 20 und der Kulissenstein 8 im oberen Totpunkt. Der
Kolben 5 befindet sich dagegen genau mittig zwischen seinen beiden Umkehrpunkten,
die seinen Hub begrenzen. Bei einer Bewegung des Kurbelzapfens 20 im Uhrzeigersinn,
bewegt sich der Kulissenstein 8 in der Kulissenführung 7 während
der ersten halben Umdrehung nach unten. Der Kolben 5 erreicht nach einer
Vierteldrehung des Kurbelzapfens 20 seinen hinteren Umkehrpunkt, der den
Ansaugvorgang beendet. Bis zu diesem Zeitpunkt ist das Rückschlagventil
11 im Pumpeneinlaß 3 geöffnet, während das andere Rückschlagventil
11 geschlossen ist. Während der zweiten Vierteldrehung des Kurbelzapfens
20 bewegt sich der Kolben 5 wieder in Richtung Pumpenkammer
10. Das Rückschlagventil 11 im Pumpeneinlaß 3 ist geschlossen,
während das Rückschlagventil 11 im Pumpenauslaß 4 geöffnet ist.
Nach einer halben Umdrehung erreicht der im Kulissenstein 8 gelagerte Kurbelzapfen
20 den unteren Totpunkt. Der Kolben 5 befindet sich in der dargestellten
Position. Während der zweiten halben Umdrehung des Kurbelzapfens 20 wird
der Kulissenstein 8 wieder nach oben bewegt, wobei der Kolben
5 nach der Hälfte dieser Bewegung seinen vorderen Umkehrpunkt erreicht,
der den Auslaßvorgang beendet. Es bleibt zu erwähnen, daß in 2
Federn zur Vorspannung der Rückschlagventile 11 nicht dargestellt sind.
3 zeigt den Kurbeltrieb 6 mit
der Kulissenführung 7 des Kolbens 5. Der Kurbeltrieb
6 besitzt eine Antriebswelle 9, auf der eine Scheibe
22 befestigt ist. Die Scheibe 22 trägt den mit der Exzentrizität
E1 angeordneten Kurbelzapfen 20. Der Kurbelzapfen 20 reicht durch
das Langloch 21 der Kulissenführung 7 bis in den Kulissenstein
8, wo er in einer Lagerbuchse 19 aufgenommen ist.
Die Tauchkolbenpumpe 1 einer zweiten Ausführungsform in
4 zeigt die Anordnung des Pumpenauslasses
4 hinter dem Pumpeneinlaß 3, wobei beide Anschlüsse radial am
Umfang der Tauchkolbenpumpe 1 angeordnet sind. Die Anschlüsse
3, 4 sind in einem Druckstück 23 integriert, das an der
Tauchkolbenpumpe 1 montiert ist. Der Kolben 5 besitzt an seiner
dem Pumpeneinlaß 3 und dem Pumpenauslaß 4 zugewandten Seite eine
Abflachung 24. Die Abflachung 24 gewährleistet eine Verbindung
des Pumpenauslasses 4 mit der Pumpenkammer 10, die unabhängig
von der Lage des Kolbens 5 ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind beide
Rückschlagventile 11 jeweils mit einer Feder belastet bzw. vorgespannt.
Der Kolben 5 besitzt drei Bereiche mit unterschiedlichen
Durchmessern 25-27, die von der Lagerstelle 12 über den Bereich
der Dichtung 15 bis hin zu der nicht mehr gezeigten Lagerstelle
13 größer werden. Mit diesen Stufen 25-27 des Kolbendurchmessers
wird eine Verteilung entstehender Verschleißpartikel in die Bereiche der Dichtung
oder der Lagerstellen vermieden.
1
- Tauchkolbenpumpe
2
- Pumpengehäuse
3
- Pumpeneinlaß
4
- Pumpenauslaß
5
- Kolben
6
- Exzenterantrieb, Kurbeltrieb
7
- Kulissenführung
8
- Kulisse, Kulissenstein
9
- Antriebswelle
10
- Pumpenkammer
11
- Rückschlagventile
12, 13
- Lagerstelle
14
- Kolbenende
15
- Dichtung
16
- Dichtlippe
17
- Bohrung
18
- Bohrung
19
- Lagerbuchse
20
- Kurbelzapfen
21
- Langloch
22
- Scheibe
23
- Druckstück
24
- Abflachung
25–27
- Kolbendurchmesser
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| Anspruch[de] |
- Tauchkolbenpumpe, mit einem Pumpengehäuse, in dem eine Pumpenkammer
angeordnet ist, in die ein Pumpeneinlaß und ein Pumpenauslaß münden, mit einem in
der Pumpenkammer axial beweglich geführten Kolben, der durch eine Dichtung gegenüber
der Wandung der Pumpenkammer abgedichtet ist, mit einem Exzenterantrieb bzw. Kurbeltrieb
zum axial beweglichen Antrieb des Kolbens, wobei der Exzenterantrieb bzw. Kurbeltrieb
über einen sich quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens erstreckenden Kurbelzapfen
mit dem Kolben verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5)
an zwei Lagerstellen (12, 13) des Pumpengehäuses (2)
axial verschiebbar geführt ist, die in einem Abstand voneinander
angeordnet sind.
- Tauchkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
eine der Lagerstellen (12, 13) in einem Endbereich des Verschiebewegs
des Kolbens (5) in dem Pumpengehäuse (2) angeordnet ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurbelzapfen (20) in einer Kulisse (8) bzw. einem Kulissenstein
drehbar gelagert und die Kulisse (8) bzw. der Kulissenstein in einer mit
dem Kolben (5) verbundenen Kulissenführung (7) quer zur Bewegungsrichtung
des Kolbens (5) beweglich angeordnet ist.
- Tauchkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kulissenstein
(8) und Kulissenführung (7) aus einer Werkstoffpaarung geringer
Reibung bestehen,
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Kurbelzapfen (20) und Kolben (5) kardanisch miteinander verbunden
sind.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kulisse (8) bzw. der Kulissenstein einen zylinderförmigen Querschnitt
besitzt und die Kulissenführung (7) als Bohrung (17) mit entsprechendem
Querschnitt in einen bevorzugt Kolbenfesten Teil ausgebildet ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Wand der Kulissenführung (7) ein Langloch (21) zum
Durchtritt des Kurbelzapfens (20) ausgebildet ist, das eine größere Breite
als der Durchmesser des Kurbelzapfens (20) besitzt.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurbelzapfen (20) in der Kulisse (8) in einem Lager (19)
drehbar gelagert ist, welches in eine Bohrung (18) der Kulisse (8)
eingesetzt ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (5) um seine Längsachse (H) drehbar angeordnet ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kulisse (8) um ihre Längsachse (V) drehbar angeordnet
ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Exzenterantrieb (6) eine Antriebswelle (9)
besitzt und die Exzentrizität des Kurbelzapfens (20) zur Antriebswelle
(9) des Exzenterantriebs (6) verstellbar ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pumpeneinlaß (3) und/oder der Pumpenauslaß (4)
axial zur Längserstreckung der Pumpenkammer (10) angeordnet sind.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Pumpeneinlaß (3) und/oder der Pumpenauslaß (4)
radial zur Pumpenkammer (10) angeordnet sind.
- Tauchkolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Pumpeneinlaß (3) und der Pumpenauslaß (4) radial nebeneinanderliegend
angeordnet sind.
- Tauchkolbenpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Pumpeneinlaß (3) und der Pumpenauslaß (4) axial hintereinanderliegend
angeordnet sind.
- Tauchkolbenpumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kolben (5) und/oder die Wand der Pumpenkammer eine Längsnut oder Abflachung
(24) besitzt, durch die mindestens einer der Anschlüsse (3,
4) mit der Pumpenkammer (10) verbunden ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Pumpeneinlaß (3) und im Pumpenauslaß (4)
je ein Rückschlagventil (11) angeordnet ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dichtung (15) den Kolben (5) radial umschließend
zwischen den Lagerstellen (12, 13) des Kolbens (5) angeordnet
ist.
- Tauchkolbenpumpe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dichtung (15) mittig zwischen den Lagerstellen (12,
13) angeordnet ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (5) im Bereich zwischen den Lagerstellen (12,
13) einen größeren oder kleineren Durchmesser (26) aufweist als
im Bereich der Lagerstellen (12, 13).
- Tauchkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (15) im Pumpengehäuse (2) fest angeordnet ist
und eine Dichtlippe (16) aufweist, die an dem Kolben (5) diesen
radial umschließend dichtend in Anlage ist.
- Tauchkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (15) an dem Kolben (5), vorzugsweise in einer
umlaufenden Nut, fest angeordnet ist und eine Dichtlippe (16) aufweist,
die an einer Wandung des Pumpengehäuses (2) und/oder der Pumpenkammer (10)
dichtend in Anlage ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen
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