Titel: Stumpf, Beschreibung einer verbesserten Pumpenconstruction.
Autor: Stumpf, Gottfried
Fundstelle: 1856, Band 141, Nr. LVIII. (S. 241–244)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj141/ar141058

LVIII. Beschreibung einer verbesserten Pumpenconstruction durch Anwendung des Bramah'schen Systems für Pumpenkolben und Stopfbüchsen aus Kautschuk in Verbindung mit Metall, sowie verbesserter Kautschukventile; von Gottfried Stumpf.

Mit Abbildungen auf Tab. IV.

Bei Jedem der sich mit der Construction größerer Pumpen beschäftigt hat, ist gewiß der Wunsch rege geworden, statt der so große Reibung verursachenden Hanfkolben und Hanfstopfbüchsen, solche in einem entsprechenden Materiale auszuführen, da überdieß die bisher angewendeten Lederliederungen bei heißen Flüssigkeiten nicht anwendbar sind und solche bei großen Pumpen durch ihre häufigen Erneuerungen bedeutende Kosten verursachen. Da wo heiße Flüssigkeiten zu heben sind, hat man sich häufig der eingeschliffenen massiven Metallkolben bedient, und wenn auch dieselben im Anfang hinreichend dicht gehen, so tritt doch bei starkem Gebrauch durch Reibung des Kolbens an der Cylinderwand eine Abnutzung ein, welche den Effect der Pumpe vermindert. Es ist ferner keine ungewöhnliche Erscheinung, daß die durch die höhere Temperatur entstandene Ausdehnung der Metalle eine solche Reibung zwischen dem Kolben und der Cylinderwand verursacht, daß der Kolben kaum fortzubewegen ist. Besonders wahrnehmbar ist dieser Erfolg bei solchen Pumpen, die abwechselnd kalt und warm arbeiten. Um nun der Saug- und Hebepumpe, von welcher ich, als nach meiner Ansicht der zweckmäßigsten Förderungsmaschine, überhaupt nur spreche, und auf welche sich die zu erwähnenden Verbesserungen am geeignetsten anwenden lassen, ein größeres Feld der Anwendung zu geben und um solche bei erwähnten Gelegenheiten nicht von der Druckpumpe, die mehr Betriebskraft erfordert und weniger Effect gibt, verdrängt |242| zu sehen, habe ich versucht, Kolben und Stopfbüchsen nach dem Bramah'schen System aus Kautschuk in Verbindung mit Metallfederungen anzuwenden. Bei diesem System erspare ich beim Niedergang des Kolbens die schädliche Reibung und beim Aufgang wird letztere nur dem Druck der Wassersäule entsprechend seyn. Metallstopfbüchsen werden deßhalb immer besser seyn, weil bei guter Bearbeitung dieser Stücke und zweckmäßiger Anwendung viel weniger Reibung entsteht als bei Hanfbüchsen. Letztere werden, um gehörig dicht zu seyn, oft mehr als nothwendig angezogen und verursachen unnöthige Reibung. Bei Dampfmaschinen oder Pumpen für warme Flüssigkeiten dringt das Fett wohl leichter in die Stopfbüchsen ein; bei Kaltwasserpumpen dagegen ist eine Verdichtung nicht so leicht einzufetten, weil das in den Hanf eingedrungene Wasser das Fett nicht zuläßt. Bei ersteren kann man die Reibung durch Schmieren etwas vermindern, bei letzteren dagegen kann der Uebelstand nur durch frische Verpackung beseitigt werden. An jeder gut construirten Pumpe befinden sich Deckel, um an die Ventile gelangen zu können. In der Regel ist man aber nur im Stande den Obertheil des Ventils herauszunehmen, der Untertheil oder der Sitz hingegen bildet mit dem Gehäuse ein Stück oder ist fest an dasselbe verschraubt. Bei meiner neuen Vorrichtung jedoch hebt sich mit dem Gehäusedeckel das ganze Ventil nebst Sitz heraus, und man ist in Stand gesetzt bei Tag und bequem jede beliebige Reparatur vorzunehmen.

Fig. 1 ist die vordere Ansicht und der Durchschnitt einer Pumpe; Fig. 11 ist der Durchschnitt und die vordere Ansicht des Pumpenobertheils nebst dem Durchschnitt und der vorderen Ansicht des Kolbens in vergrößertem Maaßstab; Fig. 6 ist die obere Ansicht eines Stopfbüchsenringes; Fig. 4 und 5 zeigen den Untertheil einer Pumpe mit Ventilgehäuse bei Anwendung horizontal liegender Kautschukklappen; Fig. 7, 8 und 9 sind die Details hiezu; Fig. 2 zeigt die ausgeschobene schrägliegende Kautschukklappe; Fig. 3 ist die vordere Ansicht eines Ventilsitzes (Gitters) bei schrägliegender Klappe und Fig. 10 Durchschnitt, obere und untere Ansicht des Kolbens.

Nach einer Mittheilung im „Organ für Eisenbahnwesen“ , herausgegeben von Heusinger von Waldegg, habe ich bei dieser Pumpe eine Kolbenstange benutzt, die nach den dort erwähnten, sowie nach meinen Erfahrungen ein sehr vortheilhaftes Resultat liefert. Diese Kolbenstange, in ihrem Querschnitt halb so groß als der Querschnitt des Cylinders, verdrängt beim Niedergang des Kolbens, als Kolben einer Druckpumpe wirkend, jedesmal die Hälfte des in den Cylinder eingesaugten Wassers und die andere Hälfte wird beim Saugen und Aufgang des Kolbens gefördert. |243| Bei größeren Pumpen ist sie deßhalb vortheilhaft, weil die Bewegung des Wassers in der Steigröhre keine unterbrochene ist, und weil der Querschnitt der Steigröhren bei gleicher Geschwindigkeit in denselben nur halb so groß zu seyn braucht.

An der Kolbenstange a, Fig. 11, welche unten verjüngt ist, befinden sich: 1) das mit vier großen Oeffnungen versehene Eisengußstück c (Fig. 10 und 11) in Form eines abgestutzten Kegels, unten mit einem Rande versehen; 2) zwei Metallringe e, e, welche durch einen Keil b auseinander gedrückt werden; damit der Keil nicht herausfällt, sind in den, oben und unten die Ringe deckenden Rändern Führungsschlitze angebracht, in welchen die an den Keilen befindlichen Zapfen gleiten; ähnliche Zapfen sind auch an den Ringen angebracht; 3) ein becherförmig gearbeitetes Kautschukstück d und 4) ein zweites Eisengußstück f, welches entsprechend der Kautschukstärke durchbrochen ist. Das Stück o ist passend an die Kolbenstange g, wo ihre Verjüngung beginnt, befestigt. Vermittelst der durch die Kolbenstange gehenden und oben mit einem Ansatz versehenen Schraube g wird das untere Stück f an die Kolbenstange a angeschraubt und zwar in der Weise, daß zwischen den feststehenden Theilen c und f die Ringe e, e noch hinlänglichen Raum zum Ausdehnen haben.

Der Cylinderdeckel k, welcher in den Cylinder bis an den oberen Rand der Ausgangsöffnung ins Innere vorspringt, hat eine seitliche Vertiefung zur Aufnahme eines Bramah'schen Ringes l von Kautschuk. Ehe derselbe eingesetzt ist, hat er eine dem Querschnitt des Winkeleisens ähnliche Form. Soll die Stopfbüchse nun verpackt werden, so wird der Ring in erwähnte seitliche Vertiefung eingesetzt und ein bei den hydraulischen Pressen in der Regel gebräuchlicher Blechring vorgesetzt. Durch das Einschieben der Kolbenstange wird der Kautschukring schon etwas niedergedrückt und durch das Einsetzen der Stopfbüchsenringe i, i und Anziehen des Stopfbüchsen-Obertheils m wird der Kautschukring die auf der Zeichnung angegebene Form erhalten. Die Stopfbüchsenringe sind genau auf die Kolbenstange geschliffen und haben einen Schlitz n (Fig. 6). Die vier Stopfbüchsenringe werden so aufeinander gelegt, daß jedesmal der Schlitz des folgenden Ringes, wie n, n', n'', n''' zeigt, um 90° vorgerückt ist.

Von den Ventilen sind hier zwei zu beschreiben. In Fig. 5 ist o der Deckel eines Ventilgehäuses, durch, welchen eine Schraube p geht. An derselben befindet sich unten das Gitter q, auf welches die Kautschukplatte r schlägt. Statt des gewöhnlich in diesem Falle angewendeten schalenförmigen Bechers habe ich einen kugelförmigen s angewendet, und zwar um den schädlichen Raum im Ventilgehäuse zu vermeiden. (In Fig. 7, 8 und 9 |244| findet sich eine Anzahl erwähnter Theile im vergrößerten Maaßstab.) Vermittelst der durch den Gehäusedeckel o gehenden Schraube p und der oberen Muttern an derselben ist man im Stande leicht die Fläche des Gitters q mit der oberen Fläche der zwischen Saugrohr und Ventilgehäuse eingeschraubten Scheibe in eine Ebene zu bringen, und die größere Kautschukplatte r wird dann nicht nur auf dem Gitter q, sondern auch auf der Platte t aufschlagen, den Zwischenraum zwischen Gitter q und Platte t, der hier als Wasserdurchlaß dient, deckend. Löst man nun, um das Ventil nachzusehen, den Deckel o, so wird das ganze Ventil, wenn es herausgenommen, sich wie Fig. 9 im vergrößerten Maaßstab zeigt, darstellen. Schrägliegende Ventile, welche zur Vermeidung des schädlichen Raumes bei Pumpen sehr oft mit Vortheil angewendet werden, sind in Fig. 1 bei der Pumpe benutzt; dieselben, ganz in derselben Weise construirt, bedürfen keiner näheren Beschreibung.

Beim Niedergang des Kolbens wird das vorher eingesaugte Wasser durch die Oeffnungen des Stückes f gedrückt, es hebt den Kautschukbecher d und streicht durch den oberen Theil des Kolbens in den Raum über dem Kolben. Weil aber der das Wasser aufnehmende Raum über dem Kolben wegen der verstärkten Kolbenstange in seinem Querschnitt nur halb so groß ist als der Querschnitt des Raumes unter dem Kolben, so wird die Hälfte des durch den Kolben strömenden Wassers gleich durch das Steigventil abgehen. Beim Aufgang des Kolbens wird der Becher d an die Wände von f anschließen, die Oeffnungen schließen und ebenso an die Metallringe drückend, den Kolben dicht halten und zugleich als Saug- und Hebestange wirkend, den Rest des Wassers mit in die Höhe nehmen. Während der Kolben bei seinem Aufgang dicht und beim Niedergang lose geht, ruht auf der Stopfbüchse, nämlich den Kautschukringen, der anhaltende Druck der Wassersäule. Das Spiel der Ventile erklärt sich aus dem bereits Gesagten.

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