Die Hubkolbenvorrichtung ist eine Erfindung von Elmer Schmidt und wird auf dieser Seite in Funktionsweise und mit verschiedenen Anwendungsbeispielen vorgestellt.

Die Abbildungen zeigen jeweils Prototypen, wie z. B. die Version als Rohrpumpe (welche mit dem Juri-Gagarin-Orden ausgezeichnet wurde).

Funktion

Die Umsetzung der Rotation des Antriebrades in die Hubbewegung der Kolbenstange, erfolgt durch das Abfahren einer schräg verlaufenden Nut im Inneren der Vorrichtung. Interessant ist, wie die Nut entsteht und montiert wird. Diese Nut dient als Führung der Kolbenstange und zwingt diese bei Drehung des Antriebrades in eine translatorische Bewegung.

Oder umgekehrt, der Kompressionsdruck der Kolben zwingt die Schwungscheibe (Antriebsrad) in die Drehbewegung – wie beim Verbrennungsmotor, wobei hier wieder auf das System des Zweitaktmotors zurückgegriffen werden kann, weil der Arbeitstakt vom Kurbeltrieb getrennt ist, wird jetzt kein Öl- Benzingemisch benötigt.

Modell der Hubkolbenvorrichtung

Um die Hubkolbenvorrichtung vielfältiger und reparaturfreundlicher zu gestalten, wurde im Lauf der Entwicklung der Kurbeltrieb von den Arbeitskoben und Zylinder getrennt angeordnet.
Der Kurbeltrieb arbeitet nun autark als Steuerkopf.

Vorteile

  • Der Steuerkopf besteht nur aus Dreh- und Katalogteilen.

  • Es wird kein gegossenes Gehäuse und keine Kurbelwelle benötigt.

  • Auch deshalb ist sie kostengünstig und in kurzer Zeit herzustellen.

  • Die Hubkolbenvorrichtung ist kompakt, leicht und dadurch gut transportabel.

  • Es ist ein guter Wirkungsgrad zu erreichen, weil im Gegensatz zu herkömmlichen Aggregaten weniger Lager benötigt und der Kraftfluss nur einmal umgeleitet wird.

  • Die Kolbenstange wird durch Linearlager zentriert, wodurch das Gewicht und Reibung der Kolben und Kolbenstange in den Zylindern reduziert wird.

  • Die Kolben benötigen dadurch nur eine Breite um die Kolbenringe aufzunehmen.

  • Durch wechseln der Kolben und Zylinder ist es kurzfristig möglich, den Volumenstrom und Druck zu ändern.

Einsatzbeispiele

Kolbenpumpe

In dieser Verwendung können am Steuerkopf der Hubkolbenvorrichtung beidseitig Arbeitsköpfe (z. B. Kolben und Zylinder) angeflanscht werden, die auch jederzeit in anderen Größen betrieben werden können.

Rohrpumpe

Die Rohrpumpe hat einen Kolben, der in diesem Falle die Form eines runden Hohlkörpers (Rohr) hat.
In dem beweglichen Rohr ist ein Ventil angebracht. Ein zweites Ventil, welches in gleicher Richtung öffnet, befindet sich vor- oder hinter dem oszillierenden Rohr. Durch die Hin- und Herbewegung des Rohres in den Zylindern wird erst das Medium zwischen den beiden Ventilen - wenn sich der Raum vergrößert - angesaugt, und wenn der Raum zwischen den Ventilen sich verkleinert, durch das zweite Ventil herausgedrückt.


Die Rohrpumpe hat den Vorteil, dass das Medium geschont wird, weil es nur in eine Richtung strömt.
Diese Pumpenart kann zum Beispiel schon im Bohrkopf oder in einem Förderrohr integriert sein.
Würde eine von mehreren Rohrpumpen - in einer Pipeline in Reihe montiert - durch einen Defekt ausfallen, übernähmen die Pumpen vor und hinter der defekten Pumpe die Förderung. Die Ventile der defekten Pumpe würden automatisch ohne jede Hilfe oder zusätzliche technische Hilfsmittel öffnen. Das Medium wird direkt durch die defekte Rohrpumpe hindurchgefördert.

Elektromechanische Membranpumpe

Die elektromechanische Membranpumpe basierend auf der Hubkolbenvorrichtung, vereint die Vorteile herkömmlicher Membranpumpen wie Selbstansaugung, Trockenlauffähigkeit, geschlossenes System und niedrige Betriebskosten durch hohen Wirkungsgrad.
Zusatzgeräte wie Kompressoren werden nicht benötigt.

Das führt zu geringeren Anschaffungskosten, mobiler Einsetzbarkeit (es wird nur eine Stromversorgung benötigt) und deutlich geringerem Platzbedarf.

Der Antrieb

  • kann mit externem Elektromotor und Riementrieb oder

  • bei fehlender Energie mit einer Hand- /Tretkurbel oder

  • über ein Windrad für Brunnen oder zur Bewässerung in der Agrarwirtschaft oder

  • elektrisch für Haushalt und Industrie, extrem kompakt mit einem Torque-Motor erfolgen.

Video

Unabhängige Beurteilung

In dieser unabhängigen Beurteilung durch das Steinbeis-Transferzentrum Infothek, Villingen-Schwenningen, haben die Dipl. Ing. Wolfgang Müller und Björn Lemke interessante Leistungsbeurteilungen und Marktchancen der Erfindung zusammengefasst.

Das Dokument steht hier als Download zur Verfügung


Über die Seite

Diese Seite ist nicht kommerziell und unterliegt damit nicht der Impressumspflicht. Sie dient ausschließlich dem privaten Zweck, die Erfindung der Hubkolbenvorrichtung vorzustellen. Die abgebildeten Geräte und Teile sind nicht käuflich zu erwerben und werden entsprechend nicht auf dieser Seite angeboten. Die Kontaktmöglichkeit per Mail wird eingeräumt, um dem Erfinder Fragen zu stellen und sich bei Interesse, über die Technik auszutauschen.

Verantwortlich für die Seite:

Elmer Schmidt / Norddeutschland

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