DE102012017046B3

DE102012017046B3 - Vier-Ventil-Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102012017046B3
Application number: DE102012017046A
Authority: DE
Inventors: Jan Reichler; Marcus Allig; Ralph MEIER
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: B+m Surface Systems De GmbH
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: RU2624093C2; KR102083703B1; US20150226211A1; BR112015004305A2; KR20150048213A; WO2014032758A1; MX2015002599A; RU2015111089A; JP2015530513A; EP2890896A1; CN104583597A; CN104583597B; EP2890896B1; IN2015DN01889A; JP6430939B2

Abstract

Eine Vier-Ventil-Hochdruckpumpe (1) umfasst in bekannter Weise einen Antrieb (2) sowie ein Pumpteil (3) mit einem in einem Zylinder (9) beweglichen Kolben (6). An den Stirnseiten des Zylinders (9) sind zwei Zylinderblöcke (10, 11) angeordnet, durch welche ein Überleitkanal (12, 13) verläuft. An einem Einlass-Gehäuseteil (17) ist der Einlass (24) für das zu pumpende Medium vorgesehen. Durch das Einlass-Gehäuseteil (17) erstreckt sich ein mit dem Einlass (24) kommunizierender Medienkanal (22), in dem beidseits der Mündungsstelle des Einlasses (24) jeweils ein Rückschlagventil (25, 26) angeordnet ist und der an seinen gegenüberliegenden Enden über jeweils einen Überleitkanal (12, 13) eines Zylinderblocks (10, 11) mit dem Innenraum des Zylinders (9) kommuniziert. Ein Auslass-Gehäuseteil (18) ist in ähnlicher Weise aufgebaut, besitzt jedoch statt des Einlasses (24) einen Auslass (27) für das zu pumpende Medium. Das Einlass-Gehäuseteil (17) und/oder das Auslass-Gehäuseteil (18) ist seitlich an den Zylinderblöcken (10, 11) lösbar befestigt, derart, dass es ohne weitere Demontage des Pumpenteils (3) abnehmbar ist. Hierdurch lässt sich zu Transportzwecken die Vier-Ventil-Hochdruckpumpe (1) in kleinere, leichtere Einheiten zerlegen. Darüber hinaus wird die Wartung der Rückschlagventile (25, 26, 28, 29) erleichtert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vier-Ventil-Hochdruckpumpe mit

a) einem Antrieb;
b) einem Pumpenteil, das seinerseits umfasst: ba) einen Zylinder; bb) zwei an den Stirnseiten des Zylinders angeordnete Zylinderblöcke, durch welche jeweils ein Überleitkanal verläuft, der sich an gegenüberliegenden Enden in eine Außenfläche der Zylinderblocks öffnet und im mittleren Bereich mit dem Innenraum des Zylinders kommuniziert;
c) einem Einlass-Gehäuseteil, das aufweist: ca) einen Einlass für das zu pumpende Medium; cb) einen mit dem Einlass kommunizierenden Medienkanal, in dem beidseits der Mündungsstelle des Einlasses jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist und der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils mit einem Überleitkanal eines Zylinderblocks kommuniziert;
d) einem Auslass-Gehäuseteil, das aufweist: da) einen Auslass für das zu pumpende Medium; db) einen mit dem Auslass kommunizierenden Medienkanal, in dem beidseits der Mündungsstelle des Auslasses jeweils ein Rückschlagventil angeordnet ist und der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils mit einem Überleitkanal eines Zylinderblocks kommuniziert;
e) einem in dem Zylinder hin und her beweglichen Kolben, der in Antriebsverbindung mit dem Antrieb steht.

Hochdruckpumpen dieser Art werden gegenwärtig in großem Umfang bei der Applikation von Medien insbesondere in der Automobilinstustrie eingesetzt. So wird mit ihnen beispielsweise PVC-Material als Unterbodenschutz oder Wachs zur Hohlraumversiegelung aufgebracht. Auch Kleber werden mit derartigen Pumpen verarbeitet. Grundsätzlich sind aber Vier-Ventil-Hochdruckpumpen auch für Flüssigkeiten geeignet und selbstverständlich für andere Einsatzgebiete als das Aufbringen von Materialien und auch außerhalb der Automobilindustrie geeignet.
Bei bekannten Vier-Ventil-Hochdruckpumpen der eingangs genannten Art überdecken die beiden Zylinderblöcke in – bezogen auf die Achse des Zylinders – radialer Richtung sowohl das Einlass-Gehäuseteil als auch das Auslass-Gehäuseteil. Mittels Zugankern, welche die Zylinderblocks achsparallel durchsetzen, werden die verschiedenen Teile zusammengespannt.
Diese Bauweise hat jedoch verschiedene Nachteile. Die so gebaute Pumpe ist sehr schwer, was deren Handhabung und insbesondere Transport verkompliziert. Darüber hinaus muss die Pumpe zur Wartung der verschiedenen Ventile, die in dem Einlass-Gehäuseteil und dem Auslass-Gehäuseteil enthalten sind, weitgehend demontiert werden, was sehr aufwändig ist.
Weitere Vier-Ventil-Pumpen ähnlich denen der eingangs genannten Art sind in unterschielichen Bauformen bekannt. Beispiele hierfür sind der GB 443 533 A , der FR 522 771 A oder der US 1 331 846 A zu entnehmen. Eine Vielzahl von Ventilen weist eine aus der AT 13 292 B bekannte Pumpe auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vier-Ventil-Hochdruckpumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie besser transportfähig und die Wartung der Ventile erleichtert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

f) das Einlass-Gehäuseteil und/oder das Auslass-Gehäuseteil seitlich lösbar an den Zylinderblöcken befestigt ist, derart, dass es ohne weitere Demontage des Pumpenteils abnehmbar ist, wobei so ein Zugang zu den Ventilen erhalten wird.

Erfindungsgemäß wird erkannt, dass die in axialer Richtung erfolgende Verspannung der Zylinderblöcke, des Einlass- und des Auslass-Gehäuseteiles zu den oben genannten Nachteilen führt. Die Erfindung ersetzt daher diese Art der axialen Verspannung durch eine Befestigung des Einlass-Gehäuseteiles und/oder des Auslass-Gehäuseteiles von der Seite her an den Zylinderblöcken mit Hilfe gesonderter Befestigungsmittel, beispielsweise mit Hilfe normaler Schrauben. Die Verspannung der verschiedenen Bauteile geschieht dabei in – bezogen auf die Achse des Zylinders – radialer Richtung. Die Zylinderblöcke überdecken das Einlass-Gehäuseteil und/oder das Auslass-Gehäuse in radialer Richtung nicht mehr. So lassen sich Einlass-Gehäuseteil und/oder Auslass-Gehäuseteil problemlos von den anderen Komponenten des Pumpenteils lösen, sei dies, um auf diese Weise mehrere leichtere Teile zum Transport zu erhalten, sei dies, um zu Wartungszwecken Zugang zu den Ventilen zu erhalten.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Einlass-Gehäuseteil und/oder das Auslass-Gehäuseteil nach Lösen eines Teils der Befestigungsmittel um eine senkrecht zur Achse des Zylinders verlaufende Achse verschwenkbar ist. In manchen Fällen ist es, um Zugang zu den Ventilen zu erhalten, nicht erforderlich, das Einlass-Gehäuseteil bzw. das Auslass-Gehäuseteil vollständig von dem restlichen Pumpenteil abzunehmen. Es genügt, es so weit zu verschwenken, bis Zugang zu den Ventilen möglich ist.
Dieser Zugang wird bei demjenigen Ausführungsbeispiel der Erfindung erleichtert, bei dem der Medienkanal des Einlass-Gehäuseteils und/oder der Medienkanal des Auslass-Gehäuseteils mindestens eine bis zu einer Außenfläche reichende Öffnung aufweist, die durch einen Stopfen verschließbar ist. Wird der Stopfen entfernt, können über die fragliche Öffnung die Rückschlagventile in dem Medienkanal erreicht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
1 die Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vier-Ventil-Hochdruckpumpe;
2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch das Pumpenteil der Vier-Ventil-Hochdruckpumpe aus 1;
3 einen Schnitt gemäß Linie III-III von 1;
4 einen Schnitt, ähnlich der 3, durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vier-Ventil-Hochdruckpumpe;
5 einen Schnitt, ähnlich den 3 und 4, durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vier-Ventil-Hochdruckpumpe;
6 schematisch die Art und Weise, wie eine Ventileinheit von dem Pumpenteil der Hochdruckpumpe abmontiert werden kann;
7 eine Ansicht, ähnlich der 1 eines vierten Ausführungbeispiels einer Vier-Ventil-Hochdruckpumpe;
8 die Vier-Ventil-Hochdruckpumpe der 7 gesehen in Richtung des dortigen Pfeiles 350;
9 eine Ansicht, ähnlich der 8, jedoch mit abgeschwenktem Einlass-Gehäuseteil;
10 die Vier-Ventil-Hochdruckpumpe der 1 bis 3 und 6 mit abgeschwenktem Einlass-Gehäuseteil.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, in welcher in einer Seitenansicht die wesentlichen Bauteile einer Vier-Ventil-Hochdruckpumpe dargestellt sind. Diese ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Sie umfasst einen Antrieb 2, der von beliebiger Bauweise sein kann, beispielsweise elektrisch oder pneumatisch arbeitet. Der Antrieb 2 ist nur teilweise und schematisch gezeigt. Im vorliegenden Zusammenhang von Interesse ist das eigentliche Pumpenteil 3, das nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Es steht mit dem Antrieb 2 über vier stangenartige Zuganker 4 (vgl. 3) in Verbindung, welche durch das Pumpenteil 2 in weiter unten noch näher erläuterter Weise hindurchgeführt und von unten her mittels Muttern 5 befestigt sind.
Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, umfasst das Pumpenteil 2 einen Zylinder 9, dessen Innenraum durch einen Kolben 6 in einen unteren Arbeitsraum 7 und einen oberen Arbeitsraum 8 unterteilt ist. Oberhalb und unterhalb des Zylinders 9 ist jeweils ein massiver Zylinderblock 10 bzw. 11 angeordnet. Die Zylinderblöcke 10, 11 sind in der Draufsicht, wie der 3 zu entnehmen ist, achteckig; sie werden von den Zugankern 4 durchstoßen. Beide Zylinderblöcke 10, 11 besitzen jeweils einen Überleitkanal 12 bzw. 13, der sich mit gegenüberliegenden Ende zu gegenüberliegenden Seitenflächen (Stirnflächen) und aufgrund seiner abgewinkelten Form im mittleren Bereich in den jeweils benachbarten Arbeitsraum 7 oder 8 des Zylinders 9 öffnet.
Der Kolben 6 sitzt auf einer Kolbenstange 14, die mit einem ersten Abschnitt 14a durch den Überleitkanal 12 des Zylinderblockes 10 und aus diesem nach oben heraus geführt ist. Dieser Abschnitt 14a der Kolbenstange 14 steht, wie der 1 zu entnehmen ist, mit dem Ausgangsglied des Antriebs 2 in Verbindung.
Ein unterer Abschnitt 14b der Kolbenstange 14 ist in ähnlicher Weise nach unten durch den unteren Zylinderblock 11 hindurchgeführt und bewegt sich mit seinem unteren Endbereich in einer Kolbenstangenführung 16, die ebenfalls in 1 zu sehen ist.
An gegenüberliegenden Seiten der Zylinderblöcke 10, 11 ist jeweils eine Ventileinheit 17 bzw. 18 angeschraubt. Jede Ventileinheit 17, 18 besitzt ein Gehäuseteil 20 bzw. 21, das von einem Medienkanal 22 bzw. 23 durchzogen wird. Die Medienkanäle 22, 23 verlaufen in einem vertikalen Ast über nahezu die gesamte Vertikalabmessung der Gehäuseteile 20, 21, biegen dann aber rechtwinklig um und münden so in die Seitenfläche der Gehäuseteile 20, 21, dass sie jeweils mit den benachbarten Enden der Überleitkanäle 12 bzw. 13 fluchten.
Die in den 1 und 2 jeweils links dargestellte Ventileinheit 17 ist als Einlass-Ventileinheit ausgestaltet. Daher wird das ihr zugehörige Gehäuseteil 20 nachfolgend ”Einlass-Gehäsueteil” genannt. Dieses besitzt einen Einlass 24, dem das zu pumpende Medium mit einem gewissen Ladedruck zugeführt wird. Der Einlass 24 mündet in den Medienkanal 22 und zwar an einer Stelle zwischen zwei federbelasteten Rückschlagventilen 25, 26.
Die in den 1 und 2 rechts dargestellte Ventileinheit 18 dient als Auslass-Ventileinheit. Daher wird das ihr zugehörige Gehäuseteil 21 nachfolgend ”Auslass-Gehäuseteil” genannt. Dieses besitzt hierzu einen Auslass 27, der von einer Stelle des Medienkanals 23 ausgeht, die zwischen zwei federbelasteten Rückschlagventilen 28, 29 liegt.
Die Funktionsweise des Pumpenteiles 2 entspricht vollständig derjenigen beim Stande der Technik und braucht daher nicht detailliert erläutert zu werden.
2 zeigt das Pumpenteil 2 während des Abwärtshubes seines Kolbens 6. Hier ist aufgrund des vom Kolben 6 ausgeübten Druckes das Einlass-Rückschlagventil 25 geschlossen und das Auslass-Rückschlagventil 29 geöffnet. Das gepumpte Medium wird vom Kolben 6 aus dem unteren Arbeitsraum 7 nach unten verdrängt und fließt über den Überleitkanal 13 in den Medienkanal 23 sowie durch das geöffnete Rückschlagventil 29 zum Auslauf 27.
Aufgrund des Ladedruckes des über den Einlass 24 zugeführten Mediums und aufgrund der Saugwirkung des Kolbens 6 bei seiner Abwärtsbewegung ist das in 2 obere Einlass-Rückschlagventil 26 geöffnet; das Medium kann aus dem Einlass 24 in den Medienkanal 22, von dort nach oben durch das Rückschlagventil 26 in den Überleitkanal 12 und schlussendlich in den oberen Arbeitsraum 8 des Zylinders 9 fließen. Das in 2 obere Auslass-Rückschlagventil 28 ist dabei geschlossen.
Beim Aufwärtshub des Kolbens 6 verändern die Rückschlagventile 25, 26, 28, 29 ihren Öffnungszustand. Dann strömt das über den Einlass 24 zugeführte Medium in dem Medienkanal 22 nach unten und von unten her in den ersten Arbeitsraum 7 des Zylinders 9 ein, während das im zweiten Arbeitsraum 8 befindliche Medium von dem nach oben wandernden Kolben 6 über das Auslass-Rückschlagventil 28 zum Auslass 27 gelangt.
Die Besonderheit des beschriebenen Pumpenteils 2 liegt in der Anordnung der vier Ventile 25, 26, 28, 29 in von außen her an den Zylinderblocks 10, 11 befestigten gesonderten Ventileinheiten. Durch diese Konstruktionsweise ergeben sich verschiedene Vorteile:
Zum einen ist es möglich, zum Transport die Ventileinheiten 17, 18 von dem mittleren Pumpenteil abzunehmen. Es ergeben sich dann Baugruppen mit einem Gewicht, das verhältnismäßig leicht handzuhaben ist. Insbesondere bei Verwendung von Aluminium als Material können so für die Baugruppen Gewichte in der Größenordnung von 10 kg erreicht werden.
Ein mindestens ebenso wichtiger Vorteil der beschriebenen Konstruktion liegt in der leichten Wartungsmöglichkeit für die verschiedenen Ventile 25, 26, 28, 29. Bei Störungen, beispielsweise bei Verstopfungen, können die Gehäuseblöcke 20, 21 der Ventileinheiten 17, 18 leicht vom Mittelteil abgenommen werden, wie dies schematisch in 6 dargestellt ist. Dann können insbesondere auch die Ventile 25, 26, 28, 29 leicht kontrolliert oder gegegenenfalls ausgetauscht werden, ohne dass das gesamte Pumpenteil 2 demontiert werden müsste.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel war nur ein Einlass 24 und nur ein Auslass 27 vorgesehen. Grundsätzlich sind jedoch auch Konstruktionen denkbar, bei denen mehrere Ein- und/oder Auslässe verwendet werden. Zwei solche Beispiele sind in den 4 und 5 dargestellt.
In 4 besitzt das Pumpenteil 103 einen Einlass 124 sowie drei Auslässe 127a, 127b, 127c. Diese Pumpe kann beispielsweise so eingesetzt werden, dass der Auslass 127a als Reserve dient, während die Auslässe 127b, 127c zu unterschiedlichen Verbrauchern führen.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Einlässe 224a, 224b sowie fünf Auslässe 227a, 227b, 227c, 227d und 227e vorgesehen. Damit sind sieben Seiten der Zylinderblocks 210, 211 belegt. Grundsätzlich könnte auch die achte Seite der Zylinderblocks 210, 211 mit einem weiteren Aus- oder Einlass belegt werden. Dies ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der 5 nicht der Fall. Die hierfür vorgesehenen Öffnungen in den Zylinderblocks 210, 211 sind statt dessen durch eine Verschlussplatte 230 verschlossen.
In vielen Fällen ist es zur Wartung der verschiedenen Ventile in dem Pumpenteil 3 nicht erforderlich, die diese enthaltenden Gehäuseteile 17, 18 vollständig abzunehmen. Es genügt dann, wie in 10 für das Ausführungsbeispiel der 1 dargestellt ist, nur drei der vier Befestigungsschrauben 19 zu entfernen. Sodann kann das entsprechende Gehäuseteil 17 oder 18 um die verbleibende Schraube 19 als Schwenkachse verschwenkt werden. Dann werden die Stopfen 31, welche die Öffnungen 30 der Medienkanäle 22, 23 verschließen, leicht zugänglich und können entfernt werden, so dass die Ventile 25, 26 bzw. 28, 29 über die Medienkanäle 22, 23 zu Wartungszwecken leicht erreicht werden können.
In den 7 bis 9 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Verschwenkung in etwas anderer Weise geschieht. Hier ist koaxial zum Einlass 324 bzw. zum Auslass 327 eine gesonderte Drehachse 333 vorgesehen. Werden die vier Befestigungssschrauben 319 gelöst, kann das entsprechende Gehäuseteil 317 bzw. 318 um diese Drehachse 333 verschwenkt werden, wie dies der 9 zu entnehmen ist. Erneut werden die zu den Medienkanälen führenden Stopfen zugänglich und können zu Wartungszwecken entfernt werden.

Claims

Vier-Ventil-Hochdruckpumpe mit a) einem Antrieb (2); b) einem Pumpenteil (3), das seinerseits umfasst: ba) einen Zylinder (9); bb) zwei an den Stirnseiten des Zylinders (9) angeordnete Zylinderblöcke (10, 11), durch welche jeweils ein Überleitkanal (12, 13) verläuft, der sich an gegenüberliegenden Enden in eine Außenfläche des Zylinderblocks (10, 11) öffnet und im mittleren Bereich mit dem Innenraum des Zylinders (9) kommuniziert; c) einem Einlass-Gehäuseteil (17), das aufweist: ca) einen Einlass (24) für das zu pumpende Medium; cb) einen mit dem Einlass (24) kommunizierenden Medienkanal (22), in dem beidseits der Mündungsstelle des Einlasses (24) jeweils ein Rückschlagventil (25, 26) angeordnet ist und der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils mit dem Überleitkanal (12, 13) eines Zylinderblocks (10, 11) kommuniziert; d) einem Auslass-Gehäuseteil (18), das aufweist: da) einen Auslass (27) für das zu pumpende Medium; db) einen mit dem Auslass (27) kommunizierenden Medienkanal (23), in dem beidseits der Mündungsstelle des Auslasses (27) jeweils ein Rückschlagventil (28, 29) angeordnet ist und der an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils mit dem Überleitkanal (12, 13) eines Zylinderblocks (10, 11) kommuniziert; e) einem in dem Zylinder (9) hin- und her beweglichen Kolben (8), der in Antriebsverbindung mit dem Antrieb (2) steht; dadurch gekennzeichnet, dass f) das Einlass-Gehäuseteil (17) und/oder das Auslass-Gehäuseteil (18) seitlich lösbar an den Zylinderblocks (10, 11) befestigt ist, derart, dass es ohne weitere Demontage des Pumpenteils (3) abnehmbar ist, wobei so ein Zugang zu den Ventilen (25, 26, 27, 28) erhalten wird.
Vier-Ventil-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlass-Gehäuseteil (7) und/oder das Auslass-Gehäuseteil (8) nach Lösen eines Teils der Befestigungsmittel (19) um eine senkrecht zur Achse des Zylinders (9) verlaufende Achse verschwenkbar ist.
Vier-Ventil-Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Medienkanal (22) des Einlass-Gehäuseteils (17) und/oder der Medienkanal (23) des Auslass-Gehäuseteils (18) mindestens eine bis zu einer Außenfläche reichende Öffnung (30) aufweist, die durch einen Stopfen (31) verschließbar ist.