Durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssigkeits-Kolbenpumpe

Abstract

 Eine Flüssigkeits-Kolbenpumpe (1) ist durch einen Druck­luft-Kolbenmotor (5) angetrieben. Über der Pumpe ist eine Spülkammer (8) angeordnet. Zwischen Spülkammer (8) und Motor (5) befindet sich die Steuereinrichtung (9) des Motors. Sie ist radial außerhalb der zur Pumpe (1) führenden Motor-Kolbenstange (7) angeordnet. Dies ergibt einen platzsparenden Aufbau und gute Voraussetzungen für eine glatte äußere Bauform und eine zufriedenstellen­de Schalldämpfung.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine durch einen Druck­luft-Kolbenmotor mit über der unten liegenden Pumpe ange­ordneter Spülkammer und mit Abstand über dieser angeord­netem Motor sowie mit einer Steuereinrichtung für den Motor.

[0002] Solche Motor-Pumpen-Kombinationen werden häufig zur Erzeu­gung höherer Flüssigkeitsdrücke mit einem vergleichsweise geringen Luftdruck benutzt. Sie dienen zum Betrieb von Fettpressen, Spannhydrauliken u.dgl. Ein besonders wichti­ges Anwendungsgebiet ist die Druckerzeugung für hydrosta­tisch arbeitende Farbspritzgeräte, sogenannte "Air­less"-Spritzgeräte, bei denen Drücke von 30 bis 300 bar, je nach zu versprühendem Material und der Anwendung von Zusatzluft (sogenanntes "Airless plus"-Verfahren) benötigt werden.

[0003] Bei einem bekannten Aggregat der eingangs beschriebenen Art (Prospekt Kopperschmidt-Mueller "Gerätetechnik", Oktober 1983, Seite 12) ist oberhalb der Pumpe eine Spül­kammer vorgesehen, die mit einem Spülmittel gefüllt ist. Diese säubert und schmiert die Pumpen-Kolbenstange, die bei jedem Hub aus dem Pumpengehäuse heraustritt, und erhöht die Standzeit der hochbelasteten Pumpendich­tung. Es muß aber verhindert werden, daß Farbreste, ins­besondere wenn sie erhärtet sind, bis in die Motordichtung geschleppt werden. Außerdem darf die Kupplung zwischen Motor und Pumpe nicht in Dichtungen laufen. Aus diesen Gründen ist zwischen der im wesentlichen durch den Füll­stand definierten Oberseite der Spülkammer und der Unter­seite des Druckluftmotors ein Freiraum (Laternenraum) vorgesehen, in dem die Kupplung hin- und hergehen kann und in den die Motor-Kolbenstange eintauchen kann, ohne mit Spülmittel in Berührung zu kommen. Im bekannten Fall ist die Steuereinrichtung für den Motor seitlich neben dessen Zylinder angeordnet. Diese Steuereinrichtung kann nur pneumatisch mit Hilfe von Endanschlag-Ventilen betä­tigt werden. Wegen der seitlichen Ausladung wird eine größere Grundfläche benötigt. Die Schalldämpfung bereitet Schwierigkeiten.

[0004] Bei einer anderen bekannten Konstruktion (DE-OS 33 42 388) ist die Steuereinrichtung oberhalb des Motors angeordnet. Dort kann sie mechanisch vom Motorkolben betätigt werden, wenn man eine entsprechende Kupplungsdurchführung vor­sieht. Außerdem braucht der durch den Luftmotor vorgegebe­ne Querschnitt nicht wesentlich überschritten zu werden. Der die Steuereinrichtung umgebende Raum kann als Entspan­nungsraum zum Zweck der Schalldämpfung benutzt werden. Allerdings vergrößert sich die Bauhöhe des Aggregats um die Höhe der Steuereinrichtung.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssigkeits-Kol­benpumpe anzugeben, die kleinere Gesamtabmessungen hat.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung zwischen Spülkammer und Motor radi­al außerhalb der zur Pumpe führenden Motor-Kolbenstange angeordnet ist.

[0007] Bei dieser Konstruktion wird der bei Aggregaten mit Spül­kammer notwendige Abstand zwischen dieser und dem Motor zur Unterbringung der Steuereinrichtung ausgenutzt. Dies erfordert weder eine Vergrößerung des Querschnitts noch eine Vergrößerung der Bauhöhe. Es ist eine mechanische Betätigung der Steuereinrichtung unmittelbar durch die Motor-Kolbenstange möglich; dabei bedarf es keines durch eine zusätzliche Durchführung nach außen gehenden Kupp­lungselements. Da der vom Hub abhängige notwendige Abstand zwischen Spülkammer und Motor für die Unterbringung der Steuereinrichtung ausgenutzt werden kann, ergibt sich ein verhältnismäßig großer Entspannungsraum und damit eine gute Schalldämpfung.

[0008] Insbesondere kann die Steuereinrichtung eine Höhe haben, die mindestens gleich der maximalen Hubhöhe des Motors ist. Dies führt zu der angestrebten vollständigen Ausnut­zung des notwendigen Abstandes. Für die Betätigung der Steuereinrichtung sind keine Hub-Untersetzungs-Getriebe erforderlich. Und es ergibt sich ein großer Entspannungs­raum.

[0009] Weitere Vorteile bietet es, wenn die Steuereinrichtung und der Zylinder des Motors von einer gemeinsamen zylin­drischen Wand umgeben sind. Motor und Steuereinrichtung werden in einer kompakten, glatten Bauform angeboten, die optisch schön und technisch zweckmäßig ist. Da die gemeinsame Wand auch den Zylinder des Motors umgibt, vergrößert sich der als Entspannungsraum dienende Innen­raum.

[0010] Die gemeinsame zylindrische Wand kann ferner luftdurchläs­sig sein. Dies hat zur Folge, daß die Abluft über eine große Fläche nach außen abgegeben wird, wodurch die Geräu­sche nochmals herabgesetzt werden.

[0011] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Motor-Kolbenstange von einer Steuerhülse umgeben ist, die jeweils an den Hubenden von einem Mitnehmer an der Kolbenstange um einen begrenzten Weg verschiebbar ist, und daß die Steuerhülse einen gegen einen Schieber­sitz anliegenden Flachschieber mitnimmt. Dies führt zu einer sehr einfachen und trotzdem sicheren Betätigung der Steuereinrichtung.

[0012] Ferner empfiehlt sich ein Steuergehäuse, das an seiner oberen Stirnfläche am Motor befestigt ist, an seiner unteren Stirnfläche eine Abschlußwand trägt, einen mit der Druckluft-Zuleitung verbundenen Innenraum aufweist, der zusätzlich durch die Steuerhülse, den Flachschieber und den Schiebersitz begrenzt ist, und außen von einem Raum zum Abführen der Abluft umgeben ist. Bei dieser Anordnung sind die Druckluft führenden und die Abluft führenden Räume auf einfache Weise voneinander getrennt.

[0013] Zweckmäßig ist es auch, daß die Spülkammer oben und der Zylinder des Motors unten je durch eine feste Wand abge­schlossen sind, zwischen denen sich die Steuereinrichtung befindet. Diese festen Wände verringern eine Geräuschüber­tragung durch Körperschall.

[0014] Vorteilhaft ist es, wenn sich zwischen der Steuereinrich­tung und der Spülkammer eine Kondensat-Auffangwanne befin­det. Sich im Bereich der Steuereinrichtung abscheidendes Kondensatz gelangt daher nicht in die Spülkammer.

[0015] Die Auffangwanne kann insbesondere durch die untere Ab­schlußwand der Steuereinrichtung gebildet sein.

[0016] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­nung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebenen Flüssigkeits-­Kolbenpumpe und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Motor mit zugehöriger Steuereinrichtung.

[0017] In Fig. 1 ist unten eine Flüssigkeits-Kolbenpumpe 1 ver­anschaulicht, die mit ihrem gestrichelt angedeuteten Pumpenkolben 2 jeweils Flüssigkeit am Eingang 3 ansaugt und unter Hochdruck am Ausgang 4 abgibt. Der Antrieb erfolgt durch einen Druckluftmotor 5 mit einem gestrichelt gezeichneten Kolben 6. Dessen Kolbenstange 7 ist über eine Kupplung 7a mit dem Pumpenkolben 2 verbunden. Ober­halb der Pumpe 1 befindet sich eine Spülkammer 8, die mit einem Spülmittel gefüllt ist und den Pumpenkolben 2 bzw. die zugehörige Kolbenstange 2a, die bei jedem Hub aus der Pumpe austritt, säubert und schmiert. Die Kolben­stange 2a durchsetzt eine nicht veranschaulichte Pumpen­dichtung am oberen Ende der Kolbenpumpe 1, die Kolbenstan­ge 7 eine in Fig. 1 nicht veranschaulichte Motordichtung am unteren Ende des Druckluftmotors 5.

[0018] Zwischen der Spülkammer 8 und dem Motor 5 ist ein Ab­stand A erforderlich, der mindestens so groß sein muß, daß die Kupplung 7a weder in die Motordichtung noch in die Pumpendichtung eintaucht und sich keine Farbreste auf der Motor-Kolbenstange 7 absetzen können. Erfindungs­gemäß wird dieser Abstand durch eine Steuereinrichtung 9 für den Motor 5 ausgefüllt. Sie besitzt einen Zulaufstut­zen 10 für die Druckluft, während der Austritt 11 der Abluft hier über den gesamten Umfang erfolgt, alternativ aber auch an einer definierten Stelle erfolgen kann, um die Abluft in einen Nebenraum oder ins Freie leiten zu können.

[0019] Der Aufbau von Motor und Steuereinrichtung ergibt sich aus Fig. 2. Der Druckluft-Kolbenmotor 5 besitzt eine obere Stirnwand 12 und eine untere Stirnwand 13, die unter Zwischenschaltung eines Hohlzylinders 14 mittels Schrauben 15 zusammengespannt sind. In dem so gebildeten Zyliner 16 ist der mit einer Umfangsdichtung 17 versehene Kolben 6 hin und her bewegbar. Dieser ist mit einer Kol­benstange 7 versehen, die eine Dichtung 18 durchsetzt und aus einem oberen Teil 19 und einem unteren Teil 20 besteht, welche untereinander und mit dem Kolben 6 durch eine Schraube 21 verbunden sind.

[0020] Die Steuereinrichtung 9 weist ein Steuergehäuse 22 auf, dessen obere Stirnfläche unter Zwischenlage einer Dich­tung 23 an der festen Wand 13 des Motors anliegt und dort durch Schrauben 24 befestigt ist. Die untere Stirn­wand trägt eine Abschlußwand 25 und kann mit einer ge­strichelt angedeuteten, oberen festen Wand 26 der Spülkam­mer 8 mit Hilfe von Gewindebolzen verbunden werden. Die Kolbenstange 7 ist von einer Steuerhülse 27 umgeben, die kurz vor dem Erreichen der Endstellungen des Hubes von einem Mitnehmer 28 zwischen den beiden Stangenab­schnitten 19 und 20 um einen begrenzten Weg hin und her mitnehmbar ist. Zu diesem Zweck besitzt die Steuerhülse entsprechende Anschläge 29 und 30. Von der Steuerhülse 27 ist ein Flachschieber 31 mitnehmbar, der mit einem Schie­bersitz 32 zusammenwirkt. Der Schiebersitz 32 weist Kanä­le 33 und 34 auf, die ein Umsteuern der Arbeitsluft je­ weils in die Räume 35 und 36 oberhalb bzw. unterhalb des Kolbens 6 bewirken.

[0021] Über den Anschlußstutzen 10 zugeführte Druckluft gelangt daher zunächst in einen Innenraum 37 des Steuergehäu­ses 22, von dem aus sie zum Raum 36 gelangt, so daß der Kolben 6 nach oben gedrückt wird. Die verdrängte Luft gelangt von Raum 35 in einen Raum 38 innerhalb des Flach­schiebers 31 und dann durch eine Bohrung 39 in einen Entspannungsraum 40 außerhalb des Steuergehäuses 22. Hierbei kann ein vorzugsweise kegeliger Verteilerkörper 41 eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Abluft bewir­ken. Wenn der obere Totpunkt erreicht wird, schaltet die Steuerhülse 27 um und dem Raum 35 wird Druckluft zugeführt und aus dem Raum 36 wird Abluft abgeführt.

[0022] Den Zylinder 16 und die Steuereinrichtung 9 umgibt eine durchgehende zylindrische Wand 42 aus luftdurchlässigem Material. Damit erstreckt sich der Entspannungsraum 5 auch noch in den Ringraum zwischen Hohlzylinder 14 und zylindrischer Wand 42. Über die gesamte Höhe kann Abluft ringsum aus dieser Wand 42 austreten. Für den Austritt kann auch eine definierte Stelle vorgesehen sein, bei­spielsweise um die Abluft über eine Leitung abzuführen.

[0023] Die untere Abschlußwand 25 ist als Kondensat-Auffangwanne ausgebildet und zur Kondensatabfuhr mit einer Ablaßboh­rung 43 versehen. Mit dieser kann beispielsweise eine Ablaufleitung verbunden werden.

[0024] Der grundsätzliche Aufbau der Steuereinrichtung ist von der Membranpumpe 001.085-DP der Firma Kopperschmidt-Muel­ler GmbH & Co. KG in Bielefeld bekannt.

[0025] Selbstverständlich kann die Steuereinrichtung 9 auch eine andere Form haben, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, sofern Platz für die Kolbenstange 7 ver­bleibt.

Ansprüche

1. Durch einen Druckluft-Kolbenmotor angetriebene Flüssig­keits-Kolbenpumpe mit über der unten liegenden Pumpe angeordneter Spülkammer und mit Abstand über dieser angeordnetem Motor sowie mit einer Steuereinrichtung für den Motor, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­einrichtung (9) zwischen Spülkammer (8) und Motor (5) radial außerhalb der zur Pumpe (1) führenden Motor-Kol­benstange (7) angeordnet ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (9) eine Höhe hat, die minde­stens gleich der maximalen Hubhöhe des Motors (5) ist.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Steuereinrichtung (9) und der Zylin­der (16) des Motors von einer gemeinsamen zylindri­schen Wand (42) umgeben sind.

4. Kolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame zylindrische Wand (42) luftdurchläs­sig ist.

5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Kolbenstange (7) von einer Steuerhülse (27) umgeben ist, die jeweils an den Hubenden von einem Mitnehmer (28) an der Kolben­stange um einen begrenzten Weg verschiebbar ist, und daß die Steuerhülse einen gegen einen Schiebersitz (32) anliegenden Flachschieber (31) mitnimmt.

6. Kolbenpumpe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Steuergehäuse (22), das an seiner oberen Stirn­fläche am Motor (5) befestigt ist, an seiner unteren Stirnfläche eine Abschlußwand (25) trägt, einen mit der Druckluft-Zuleitung (10) verbundenen Innenraum (37) aufweist, der zusätzlich durch die Steuerhülse (27), den Flachschieber (31) und den Schiebersitz (32) be­grenzt ist, und außen von einem Raum (40) zum Abführen der Abluft umgeben ist.

7. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülkammer (8) oben und der Zylinder (16) des Motors (5) unten je durch eine feste Wand (26, 13) abgeschlossen sind, zwischen denen sich die Steuereinrichtung (9) befindet.

8. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Steuereinrich­tung (9) und der Spülkammer (8) eine Kondensat-Auffang­wanne (25) befindet.

9. Kolbenpumpe nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeich­net, daß die Auffangwanne durch die untere Abschluß­wand (25) der Steuereinrichtung (9) gebildet ist.

Zeichnung