Hochdruckpumpe. Die Erfindun g bezieht sieh auf Hoch- dlrruekpumpen, bei welchen eine Steuerfläche mit Plungerkolben über Gleitorgane zusam menwirft, um die Plungerkolben axial in bezog auf ihre Zylinderbohrungen zu bewegen. Die Steuerfläche kann z. B. von einem Füh rungsring gebildet sein, wenn die Pumpe von der Bauart mit radialen, rotierenden Zylin dern ist, oder sie kann von einer Taumel scheibe gebildet sein, wenn die Pumpe von der Bauart mit Taumelscheibe ist.
Bei beiden Bauarten sind die äussern Enden der Plun- gerkolben mit Gleitorganen, die dazu be stimmt sind, die Reibung zu verringern, ver sehen, welche mit dem Führungsring oder der Taumelscheibe zusammenwirken; welche Vorkehrungen jedoch auch immer getroffen werden, um die Reibung auf ein Minimum zu verringern, bleibt doch die Tatsache be stehen, dass bei solchen unter hohem Druck arbeitenden Pumpen unvermeidlich sieh eine Reibungswirkung zwischen den Gleitorganen und der Steuerfläche ergibt, welche bestrebt ist, die Plungerkolben in bezog auf ihre Zy linderbohrungen zu kippen und dadurch eine grosse Reibung an den angedrückten Gleit flächen der Kolben zu erzeugen,
welche Flä chen sich hauptsächlich an den innern und äussern Enden der Plungerkolben in bezug auf die Drehrichtung des die Kolben enthaltenden Zylinderringes um die Pumpenachse, auf der hintern bzw. auf der vordern Seite der Kol benmäntel befinden. Die grossen Reibungs- kräfte an diesen Stellen sind bestrebt, ört- liclie Abnützung zu verursachen, welche mög licherweise ein Losewerden der Plungerkolben in bezog auf die Zylinderbohrungen bewirkt oder sogar zum Klemmen in extremen Fällen führt.
Die Kippwirkung wird verstärkt, je höher die Arbeitsdrücke sind, und wenn die Pumpe bei hohen Drücken wirksam sein soll, müssen die Plungerkolben eine äusserst gute Passung in den Bohrungen haben, wodurch die Sehmierung schwieriger ist. Es kann er forderlieh sein, dass die Pumpe mit Fluida arbeiten muss, welche wenig oder praktisch keine Sehrniereigensehaften haben.
Es ist ein Zweck der Erfindung, den Rei bungskräften entgegenzuwirken, und zu die sem Zweck wird ein Fluidumdruck wenigstens während den Förderhüben gegen die Plunger- kolben an örtlich begrenzten Flächen ausge übt, um dem Bestreben der Plungerkolben in bezog auf ihre Zylinderbohrungen unter dem Einfloss der Reibungskräfte zwischen den Gleitorganen und der Steuerfläche zu kippen, entgegenzuwirken.
Es ist augenscheinlich, dass die Reibungs kräfte von grösserer Wichtigkeit, beim Förder- hub jedes Plungerkolbens und von verhältnis mässig geringerer Bedeutung beim Saughub sind, weil beim Förderhub die Plungerkolben durch den ganzen Ausgangsdruek der Pumpe auswärts gedrückt. werden, und es wird daher in den meisten Fällen genügen, den Reibtmgs- kräften nur beim Förderhub entgegenzuw ir- ken.
Ein Ausführungsbeispiel und eine Detail variante des Erfindungsgegenstandes sind auf der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Pumpe nach der Linie I-I der Fig.2; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig.1; Fig. 3 ist eine Teilansicht in Abwicklung, und Fig.4 ist ein Schnitt durch eine abgeän derte Einzelheit.
Die gezeigte Pumpe besitzt ein festes Ge häuse 11, an welchem mittels Bolzen 12 ein mit Kanälen versehener Ventileinsatz 13 ex zentrisch befestigt ist, welcher einen Ansaug kanal und einen Auslasskanal 14 bzw. 15 be sitzt. Ein auf einer Büchse 42 vorgesehener und mit dieser Büchse verbundener ringför miger Sternkörper 16 oder Zylinderring ge nannt, der sieben radiale Zylinderbohrungen 20 hat, wird so angetrieben, dass er um den Ventileinsatz 13 durch eine Antriebswelle 17 gedreht wird, wobei diese Welle 17 mit dem Ring 16 über eine Büchse 43 und ein mit Klauen versehenes Zwisclhenstüclk 13 gekup pelt ist.
Je ein Plungerkolben 19 ist in jeder radialen Zylinderbohrung 20 axial hin und her beweglich und besitzt an seinem äussern Ende ein Gleitlagerkörper 21, welcher nach dem Prinzip eines Michel -Kissenlagers in bezug auf einen feststehenden Führungsring 22 arbeitet, der im Gehäuse 11 befestigt ist, wodurch die Kolben 19 gezwungen werden, sich längs der Innenseite des Führungsringes 22 zu bewegen. Die Hübe der Plungerkolben 19 werden durch die Exzentrizität des Füh rungsringes 22 in bezug auf die Achse des Ventileinsatzes 13 bestimmt.
Eine Flüssigkeit, die Benzin, Petroleum oder eine andere Flüs sigkeit sein kann und niedrige oder vernach- lässigbare Schmiereigenschaften hat, wird über einen Primäreinlasskanal (nicht gezeigt) angesogen, der in den Raum 44 innerhalb des Gehäuses 11 in die Nähe des Zylinderringes 16 führt. Die eintretende Flüssigkeit wird durch Zentrifugalwirkung auswärts gegen den Führungsring 22 geschleudert, um durch einen Auslasskanal 36 im Führungsring 22 hindurchzugehen, wo sie über einen Verbin dungsdurchlass 27 in den Saugkanal 14 über tragen wird.
Durch die infolge der Zentri fugalkräfte bewirkte Auswärtsbewegungen der Plungerkolben wird, wenn sieh die Plunger- kolben über die der Austrittsstelle des Saug kanals 14 anschliessende Rille 45 vorbeibewe gen, die Flüssigkeit durch die Rille 45 und die Löcher 33 in die entsprechenden Zylinder gesaugt. In der Folge wird diese Flüssigkeit durch die Löcher 33 und die Rille 46 in den Auslasskanal 15 entladen, aus welchem sie dann in eine Speiseleitung (nicht gezeigt) gelangt.
Der Zylinderring 16 dreht siele in der durch den Pfeil in Fig. 2 angegebenen Rich tung, und es ist zu beachten, dass die unver- nmeidliche Bremswirkung der Gleitlagerkörper 21 bestrebt ist, die Plungerkolben in bezug auf ihre Zylinderbohrungen 20 zu kippen und dadurch eine grosse Reibung an den ange drückten Gleitflächen der Kolben zu erzeu- gen, welche Flächen an oder nahe den innern und äussern Enden.
der Plungerkolben, in betu- auf die Drehrichtung des 7,ylinderrin- ges (Pfeil in Fig. 2) auf der hintern Seite 28 bzw. auf der vordern Seite 29 der Kolben sieh befinden. Die grossen Reibungskräfte an die sen Stellen sind bestrebt, eine örtliche Ab nutzung hervorzurufen, was zur Folge hat, dass die Kolben in bezug auf die Zylinder bohrungen lose werden und sich möglicher weise in extremen Fällen festklemmen.
Diese Reibungskräfte sind von grösserer Wichtigkeit während den Förderhüben, wenn erhöhter Druck zwischen den Gleitlagerkörpern 21 und dem Führungsring 22 besteht, mit. entspre chend erhöhtem Bestreben der Kolben, zukip pen, und um dies zu übei-winden, ist, jeder Kolben 19 mit. einem Kanal 30 versehen, der von der Arbeitsseite bzw. Innenseite des Kol bens ausgeht und nahe dem innern Ende des Kolbens in bezug auf die Drehrichtung an der Vorderseite des Kolbenmantels ausmündet.
Während des Förderhubes wirkt der in der Flüssigkeit erzeugte hohe Druck so auf die der Austrittsöffnung des Kanals 30 gegen überliegende Wandpartie der Zylinderbohrung 20 und damit gegen eine örtlich begrenzte Fläche des Kolbens, dass eine dem Bestreben des Kolbens, zu kippen entgegenwirkende Re aktionskraft am Kolben hervorgerufen wird.
Je höher der erzeugte Druck ist, um so grösser sind die auftretenden Reibungskräfte zwischen den Gleitlagerkörpern 21 und dem Führungs ring 22 mit grösserem Bestreben des Plunger- kolbens, sich unter der Wirkung dieser Rei- buin gskräfte zu neigen, und um so grösser ist die Reaktionskraft im Kolben, die diesem Kippbestreben entgegenwirkt.
Glewünschtenfalls kann auch Fluidumdruclk auf die bezüglich der Drehrichtung hintere Seite des Kolbenmantels nahe am äussern Ende des Kolbens auf eine örtlich begrenzte Fläche desselben ausgeübt werden, und zu diesem Zweck besitzt der Sternkörper 16 für jeden Kolben einen Kanal 31, der nahe am äussern Ende der Zylinderbohrung gegenüber der hintern Seite des Plungerkolbens in das In nere des Zylinderringes mündet und dort eine Kraft auf den Kolben ausübt.
Für eine gün- stige Herstellung ist der Teil 32 des Kanals 31 als mut in der Aussenfläehe der Büchse 42 gebildet, und diese Nuten sind gegen die Lö cher 33 in der Büchse 42 offen, welche Löcher, wenn die Büchse 42 in ihrer Lage im Stern körper 16 festgehalten ist, mit der Zylinder bohrung übereinstimmen. Ein Teil der Büchse 42 ist als Abwicklung in Fig. 3 gezeigt. Auf die gleiche Weise wie Flüssigkeitsdruck im einen Sinne dem Kippen durch den Kanal 30 entgegenwirkt, wirkt er im entgegengesetzten Sinne demn Kippen durch den Kanal 31 ent legen.
Bei dem gezeigten Beispiel trägt jedes Gleitkissen 21 einen Bolzen 34. Um einen Teil dieses Bolzens 34 passt ein Universal gelenkorgan 35, das kugelförmig ausgebildet ist und in ein halbkugelförmiges Lager des Kolbens 19 passt, wodurch das Gleitkissen 21 gegen den Kolben 19 abgestützt ist. Um die Reibungsflächen zwischen denKolben und den Gleitkissen während des Betriebes der Pumpe feucht zu halten, erstreckt sich von diesen Flächen weg ein Kanal 36 durch das Univer salgelenkorgan 35 und durch den Phunger- kolben 19, um an der hintern Seite des Plun- gerkolbens zu münden.
Während der Hin- und Herbewegung des Plungerkolbens stimmt die Eintrittsöffnung des Kanals 36 momentan mit der Austrittsöffnung des Kanals 31 über ein, um einer sehr geringen Menge von Flüs sigkeit zu gestatten, die Reibflächen bei jedem Kolbenhub zu erreichen.
Als eine Alternative zu den Kanälen 31, die zu den äussern Enden der Zylinderboh rungen führen, kann jeder der Plungerkolben mit einem Zweigkanal 37 (Fig.4) versehen sein, der sieh vom Kanal 30 aufwärts zum äussern Teil des Kolbens erstreckt, so dass die durch den auf die örtlich begrenzten Flächen wirkenden Fluidumdruck an der vordern bzw. hintern Mantelseite der Plungerkolben her- :-orgerufenen Reaktionskräfte den Reibungs kräften entgegenwirken. Diese Kräfte kom men natürlich nur bei den Förderhüben der Plungerkolben zur Wirkung.
In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, dass die den Reibungskräften entgegenwir kenden Kräfte jederzeit ausgeübt werden, und hierzu können Fluidumkanäle, die zu irgend einem oder beiden der innern und äussern Enden der Plungerkolben führen, alle im Sternkörper 16 und der Lagerbüchse 42 ge bildet sein und können sieh von einem oder beiden, unter Druck stehenden, ringförmigen Kanälen 38 und 39 erstrecken, die um den Ventileinsatz 13 gebildet sind, wobei die Ka näle 38 und 39 durch Bohrungen 40 und 41 mit dem Auslasskanal 15 in Verbindung stehen, welche jederzeit unter dem hohen Druck der Pumpe gehalten wird.