DE102016107130A1 - Pumpe zum Verdichten eines Fluids - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe (100) zum Verdichten eines Fluides, mit einer ersten Druckkammer (103), in welcher ein erster Kolben (135) angeordnet ist, einer zweiten Druckkammer (105), welche der ersten Druckkammer (103) fluidtechnisch nachgeschaltet ist, wobei in der zweiten Druckkammer (105) ein zweiter Kolben (137) angeordnet ist, einer Kolbenstange (141), welche mit dem ersten Kolben (135) und dem zweiten Kolben (137) mechanisch verbunden und zum gleichzeitigen Bewegen des ersten Kolbens (135) in der ersten Druckkammer (103) und des zweiten Kolbens (137) in der zweiten Druckkammer (105) vorgesehen ist, wobei zwischen der ersten Druckkammer (103) und der zweiten Druckkammer (105) ein Rückschlagventil (125) angeordnet ist, um das in der ersten Druckkammer (103) komprimiertes Fluid in die zweite Druckkammer (105) zu leiten und einen Fluidrückfluss von der zweiten Druckkammer (105) in die erste Druckkammer (103) zu verhindern.

Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Pumpe zum Verdichten eines Fluids.
  • Durch eine Pumpe kann während eines Verdichtungsvorganges ein Fluid, insbesondere ein Gas, verdichtet werden. Während des Verdichtungsvorganges wird das Volumen des Fluids reduziert und der Druck des Fluids wird erhöht. Das verdichtete Fluid mit erhöhtem Druck kann durch die Pumpe wieder abgegeben werden. Hierbei muss während des Verdichtungsvorgangs Kraft aufgewendet werden, um das Fluid in der Pumpe zu verdichten. Herkömmliche Pumpen weisen oftmals nur eine Druckkammer auf, um während des Verdichtungsvorganges eine Druckerhöhung des Fluids in der Druckkammer bereitzustellen. Hierbei ist jedoch der während des Verdichtungsvorganges zu erreichende maximale Druck des Fluids durch die Größe und durch die bautechnische Ausgestaltung der Druckkammer begrenzt.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe mit mehreren Druckkammern bereitzustellen, durch welche ein Fluid wirksam verdichtet werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Beschreibung, der Figuren und der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Pumpe zum Verdichten eines Fluids gelöst, mit einer ersten Druckkammer, in welcher ein erster Kolben angeordnet ist, einer zweiten Druckkammer, welche der ersten Druckkammer fluidtechnisch nachgeschaltet ist, wobei in der zweiten Druckkammer ein zweiter Kolben angeordnet ist, einer Kolbenstange, welche mit dem ersten Kolben und dem zweiten Kolben mechanisch verbunden und zum gleichzeitigen Bewegen des ersten Kolbens in der ersten Druckkammer und des zweiten Kolbens in der zweiten Druckkammer vorgesehen ist, wobei zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer ein Rückschlagventil angeordnet ist, um das in der ersten Druckkammer komprimiertes Fluid in die zweite Druckkammer zu leiten und einen Fluidrückfluss von der zweiten Druckkammer in die erste Druckkammer zu verhindern.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die miteinander fluidtechnisch verbundenen beiden Druckkammern ein besonders vorteilhaftes Verdichten des Fluids in der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer ermöglicht wird.
  • Hierbei kann die Pumpe zur pneumatischen Druckerzeugung ausgebildet sein, wobei in diesem Fall das Fluid ein Gas oder eine Gasmischung umfasst, wobei das Gas oder die Gasmischung insbesondere Luft, Stickstoff oder Edelgase umfasst. Hierbei kann die Pumpe alternativ zur hydraulischen Druckerzeugung ausgebildet sein, wobei das Fluid in diesem Fall eine Flüssigkeit oder eine Flüssigkeitsmischung umfasst, wobei die Flüssigkeit oder die Flüssigkeitsmischung insbesondere Wasser oder Öl umfasst.
  • Durch des Bewegen des ersten Kolbens wird während eines Kompressionsvorgangs Fluid in der ersten Druckkammer verdichtet, wobei das verdichtete Fluid aus der ersten Druckkammer durch das Rückschlagventil in die zweite Druckkammer strömt. Durch den mit dem ersten Kolben durch die Kolbenstange verbundenen zweiten Kolben wird das Fluid während des Kompressionsvorgangs gleichzeitig während des Verdichtens des Fluids in der ersten Druckkammer auch in der zweiten Druckkammer verdichtet.
  • Während eines auf den Kompressionsvorgang folgenden Entspannungsvorgangs verhindert das Rückschlagventil einen Rückfluss von komprimiertem Fluid von der zweiten Druckkammer in die erste Druckkammer. Somit stellt sich nach dem Abschluss des Entspannungsvorgangs in der zweiten Druckkammer ein Fluiddruck ein, welcher gegenüber dem anfänglichen Fluiddruck vor Beginn des Kompressionsvorgangs erhöht ist.
  • Bei einem erneuten Kompressionsvorgangs verdichtet der erste Kolben erneut das Fluid in der ersten Druckkammer, wobei des verdichtete Fluid durch das Rückschlagventil erneut in die zweite Druckkammer strömen kann, und verdichtet der zweite Kolben erneut das Fluid in der zweiten Druckkammer. Durch den nach dem vorhergehenden Entspannungsvorgang in der zweiten Druckkammer vorliegenden erhöhten Druck muss zum Erreichen eines erhöhten Zieldrucks des Fluids in der zweiten Druckkammer eine geringere Druckdifferenz überwunden werden. Aufgrund der zu überwindenden geringeren Druckdifferenz durch den aus dem vorhergehenden Kompressionsvorgang erhöhten Druck des Fluids in der zweiten Druckkammer muss bei der Bewegung des ersten und zweiten Kolbens ein geringerer Aufwand aufgewendet werden, als wenn der erhöhte Zieldruck des Fluids in der zweiten Druckkammer ausgehend von dem Umgebungsdruck der Pumpe, insbesondere dem Atmosphärendruck zu erreichen ist. Anderseits kann bei einem gleichbleibenden Aufwand während des erneuten Kompressionsvorgangs nach Beendigung des Kompressionsvorgangs aufgrund des aus einem vorhergehenden Kompressionsvorgang erhöhten Drucks in der zweiten Druckkammer ein höherer Druck in der zweiten Druckkammer erreicht werden.
  • Somit kann durch die erfindungsgemäße Pumpe nach einem ersten Kompressionsvorgang ein erhöhter Vorfülldrück in der zweiten Druckkammer bereitgestellt werden, durch welchen bei einem weiteren Kompressionsvorgang ein möglichst schneller Druckanstieg und dadurch eine verbesserte Verdichtung von verdichtetem Fluid in der zweiten Druckkammer ermöglicht werden kann. Somit stellt die erfindungsgemäße Pumpe durch die beiden in Reihe geschalteten Druckkammern eine besonders wirksame und effektive Druckerhöhung in der zweiten Druckkammer bereit.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist der zweiten Druckkammer eine dritte Druckkammer fluidtechnisch nachgeschaltet, wobei zwischen der zweiten Druckkammer und der dritten Druckkammer ein zweites Rückschlagventil angeordnet ist, um das in der zweiten Druckkammer komprimierte Fluid in die dritte Druckkammer zu leiten und einen Fluidrückfluss von der dritten Druckkammer in die zweite Druckkammer zu verhindern.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die mit der zweiten Druckkammer fluidtechnisch verbundene und durch das zweite Rückschlagventil abgegrenzte dritte Druckkammer, eine besonders wirksame Druckerhöhung des in der Pumpe komprimierten Fluids während eines Kompressionsvorgangs erreicht werden kann. Durch das zweite Rückschlagventil kann durch den zweiten Kolben in der zweiten Druckkammer verdichtetes Fluid in die dritte Druckkammer strömen. Bei einem Entspannungsvorgang der Pumpe verhindert das zweite Rückschlagventil einen Rückfluss des komprimierten Fluids von der dritten Druckkammer in die zweite Druckkammer. Somit kann durch die dritte Druckkammer, das für die Druckerhöhung des Fluids in der Pumpe zu Verfügung stehende Volumen vergrößert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist der zweite Kolben zwischen der zweiten Druckkammer und der dritten Druckkammer bewegbar gelagert, wobei der zweite Kolben ausgebildet ist, Fluid in der zweiten Druckkammer mit einer zweiten Kolbenstirnseite in einer Entspannungsbewegungsrichtung gegen eine zweite Kompressionsstirnseite der zweiten Druckkammer zu verdichten, und wobei der zweite Kolben ausgebildet ist, Fluid in der dritten Druckkammer in einer der Entspannungsbewegungsrichtung entgegengesetzten Kompressionsbewegungsrichtung mit einer dritten Kolbenstirnseite gegen eine dritte Kompressionsstirnseite der dritten Druckkammer zu verdichten.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die bewegbare Anordnung des zweiten Kolbens zwischen der zweiten und dritten Druckkammer in der Pumpe ein besonders vorteilhaftes Verdichten des Fluids in der Pumpe ermöglicht wird. Während eines Kompressionsvorgangs verdichtet der erste Kolben das Fluid in der ersten Druckkammer und verdichtet der zweite Kolben das Fluid in der dritten Druckkammer in einer Kompressionsbewegungsrichtung.
  • Anschließend wird während eines Entspannungsvorganges der erste und zweite Kolben entgegen der Kompressionsbewegungsrichtung in eine Entspannungsbewegungsrichtung bewegt, wodurch sich das Volumen der ersten Druckkammer und der dritten Druckkammer vergrößert, und sich dadurch das Fluid in der ersten Druckkammer und in der dritten Druckkammer entspannt.
  • Durch die Bewegung des zweiten Kolbens in der Entspannungsbewegungsrichtung verdichtet der zweite Kolben während des Entspannungsvorgangs das Fluid in der zweiten Druckkammer. Hierbei verhindert das Rückschlagventil, dass das verdichtete Fluid aus der zweiten Druckkammer in die erste Druckkammer zurück fließt. Durch das zweite Rückschlagventil kann jedoch während des Entspannungsvorgangs ein Druckausgleich zwischen der zweiten Druckkammer und der dritten Druckkammer stattfinden. Somit stellt sich nach dem Abschluss des Entspannungsvorgangs in der zweiten und dritten Druckkammer ein Fluiddruck ein, welcher gegenüber dem anfänglichen Fluiddruck in der zweiten und dritten Druckkammer vor Beginn des Kompressionsvorgangs erhöht ist.
  • Bei einem erneuten Kompressionsvorgang verdichtet der erste Kolben erneut das Fluid in der ersten Druckkammer, wobei das verdichtete Fluid durch das Rückschlagventil erneut in die zweite Druckkammer strömen kann, und verdichtet der zweite Kolben erneut das Fluid in der dritten Druckkammer. Durch den jedoch nach dem Entspannungsvorgang in der zweiten und dritten Druckkammer vorliegenden und im Vergleich zum anfänglichen Druck des Fluids vor Beginn des Kompressionsvorgangs in der zweiten und dritten Druckkammer erhöhten Druck, muss zum Erreichen eines erhöhten Zieldrucks in der zweiten und dritten Druckkammer eine geringere Druckdifferenz überwunden werden. Aufgrund der zu überwindenden geringeren Druckdifferenz muss bei der Bewegung des ersten und zweiten Kolbens ein geringerer Aufwand aufgewendet werden. Anderseits kann bei einem gleichbleibenden Aufwand während des Kompressionsvorgangs nach Beendigung des Kompressionsvorgangs ein höherer Druck in der zweiten und dritten Druckkammer erreicht werden.
  • Somit wird durch die bewegbare Anordnung des zweiten Kolbens zwischen der zweiten und dritten Druckkammer sichergestellt, dass neben der Kompression des Fluids in der ersten und dritten Druckkammer während des Kompressionsvorgangs es zusätzlich auch noch während des Entspannungsvorgangs und der damit verbundenen der Kompressionsbewegungsrichtung entgegengesetztem Kolbenbewegung in der Entspannungsbewegungsrichtung zu einem Verdichten des Fluids in der zweiten Druckkammer kommt. Somit wird auch während des Entspannungsvorgangs der Druck des Fluids in der zweiten und dritten Druckkammer erhöht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist der dritten Druckkammer eine vierte Druckkammer fluidtechnisch nachgeschaltet, wobei zwischen der dritten Druckkammer und der vierten Druckkammer ein drittes Rückschlagventil angeordnet ist, um das in der dritten Druckkammer komprimierte Fluid in die vierte Druckkammer zu leiten und einen Fluidrückfluss von der vierten Druckkammer in die dritte Druckkammer zu verhindern.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die mit der dritten Druckkammer fluidtechnisch verbundene und durch das dritte Rückschlagventil abgegrenzte vierte Druckkammer, eine besonders wirksame Druckerhöhung während eines Kompressionsvorgangs erreicht werden kann. Durch den zweiten Kolben kann in der zweiten Druckkammer verdichtetes Fluid durch das zweite Rückschlagventil in die dritte Druckkammer strömen, bzw. kann in der dritten Druckammer verdichtetes Fluid durch das dritte Rückschlagventil in die vierte Druckkammer strömen. Bei einem Entspannungsvorgang der Pumpe verhindert das dritte Rückschlagventil einen Rückfluss von komprimiertem Fluid von der vierten Druckkammer in die dritte Druckkammer. Somit kann durch die vierte Druckkammer, das für die Druckerhöhung des Fluids zu Verfügung stehende Volumen innerhalb der Pumpe vergrößert werden, wodurch die Wirksamkeit der Pumpe gesteigert werden kann.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe weist die Pumpe einen Pumpeninnenraum auf, welcher durch ein Pumpengehäuse begrenzt ist, wobei das Pumpengehäuse einen Fluideinlass zum Zuführen von Fluid in die erste Druckkammer aufweist, wobei zwischen der ersten Druckkammer und dem Fluideinlass ein weiteres Rückschlagventil angeordnet ist, um Fluid aus einem Außenbereich der Pumpe durch den Fluideinlass in die erste Druckkammer zu leiten und einen Fluidrückfluss von der ersten Druckkammer in den Außenbereich der Pumpe zu verhindern.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch den Fluideinlass Fluid wirksam der ersten Druckkammer zugeführt werden kann. Das weitere Rückschlagventil stellt hierbei sicher, dass Fluid beim einem Entspannungsvorgang aus dem Außenbereich der Pumpe durch den Fluideinlass in die erste Druckkammer strömen kann. Bei einem auf den Entspannungsvorgang folgenden Kompressionsvorgang verdichtet der erste Kolben das Fluid in der ersten Druckkammer, wobei das weitere Rückschlagventil verhindert, dass das verdichtete Fluid aus der ersten Druckkammer durch den Fluideinlass in den Außenbereich der Pumpe zurück fließen kann. Somit stellt das weitere Rückschlagventil sicher, dass eine wirksame Druckerhöhung des verdichteten Fluids in der ersten Druckkammer ermöglicht wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe weist das Pumpengehäuse einen Fluidauslass zum Abführen von komprimiertem Fluid aus der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer auf.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch den Fluidauslass das komprimierte Fluid wirksam aus der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer abgeführt werden kann. Die Pumpe kann neben der ersten Druckkammer, eine zweite, dritte und/oder vierte Druckkammer aufweisen, wobei nach mehreren Kompressionsvorgängen in einer der ersten Druckkammer fluidtechnisch am weitesten nachgeschalteten Druckkammer das Fluid die größte Verdichtung aufweist. Somit ist der Fluidauslass in der der ersten Druckkammer am weitesten fluidtechnisch nachgeschalteten Druckkammer angeordnet und das in der entsprechend am weitesten fluidtechnisch nachgeschalteten Druckkammer aufgenommene Fluid kann durch den Fluidauslass besonders wirksam aus der Pumpe abgeführt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe weist die zweite, dritte und/oder vierte Druckkammer eine bewegbare Druckkammerwandung auf, wobei die bewegbare Druckkammerwandung durch eine Feinreguliervorrichtung bewegbar ist, um das Volumen der zweiten, dritten und/oder vierten Druckkammer zu verändern.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das präzise Einstellen des Volumens der zweite, dritten und/oder vierten Druckkammer mittels der Feinreguliervorrichtung, der nach einer bestimmten Anzahl von Kompressionsvorgängen zu erreichende erhöhte Zieldruck des Fluids in der entsprechenden zweiten, dritten und/oder vierten Druckkammer vorteilhaft eingestellt werden kann. Hierbei kann durch das Betätigen der Feinreguliervorrichtung die bewegbare Druckkammerwandung vorteilhaft bewegt werden, und entsprechend das Volumen der zweiten, dritten und/oder vierten Druckkammer vorteilhaft eingestellt werden. Somit kann durch die Feinreguliervorrichtung sichergestellt werden, dass nach einer bestimmten Anzahl von Kompressionsvorgängen durch die Pumpe ein präzise vorbestimmter Zieldruck des Fluids bereitgestellt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist die zweite, dritte oder vierte Druckkammer fluidtechnisch mit einem Ablassventil verbunden, wobei das Ablassventil ausgebildet ist, komprimiertes Fluid aus der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer auszuleiten, wenn der Druck des Fluids in der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer einen vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das insbesondere an dem Fluidauslass angeordnete Ablassventil Fluid wirksam aus der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer abgeführt werden kann. Die Pumpe kann neben der ersten Druckkammer, eine zweite, dritte und/oder vierte Druckkammer aufweisen, wobei nach mehreren Kompressionsvorgängen in einer der ersten Druckkammer fluidtechnisch am weitesten nachgeschalteten Druckkammer das Fluid die größte Verdichtung aufweist. Das Ablassventil ist ausgebildet, Fluid aus der der ersten Druckkammer am weitesten nachgeschalteten Druckkammer auszuleiten, wenn der Druck des Fluids in der jeweiligen Druckkammer einen entsprechend vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet, wodurch sichergestellt wird, dass das verdichtete Fluid erst dann aus der entsprechenden Druckkammer abgelassen wird, wenn das Fluid ausreichend verdichtet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist das Ablassventil mit einem Druckanschluss fluidtechnisch verbunden, wobei der Druckanschluss insbesondere einen Schnellanschluss, einen Schlauch, ein Rohr, einen Druckadapter, einen Behälter, einen Filter und/oder einen Fitting umfasst, und/oder ist das Ablassventil mit einer Druckerfassungseinrichtung, insbesondere einem Drucksensor, einem Druckschalter, einem Manometer, einer Druckprüfvorrichtung und/oder einem Druckkalibriergerät, fluidtechnisch verbunden.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die fluidtechnische Verbindung des Ablassventils mit dem Druckanschluss das durch das Ablassventil aus der Pumpe abgelassene und verdichtete Fluid besonders wirksam zu einem mit der Pumpe fluidtechnisch verbundenen Element, wie z. B. einem Fluidbehälter, geleitet werden kann. Durch die fluidtechnische Verbindung des Ablassventils mit der Druckerfassungseinrichtung kann der Druck des aus der Pumpe ausgeleiteten Fluids besonders wirksam erfasst werden, was besonders bei drucktechnischen Messungen von Vorteil ist, da durch die Druckerfassungseinrichtung die durch die Pumpe bereitgestellte Druckerhöhung des Fluids genau quantifiziert werden kann, was besonders bei der Kalibrierung von Druckeinrichtungen vorteilhaft ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist der erste Kolben ausgebildet, Fluid in der ersten Druckkammer mit einer ersten Kolbenstirnseite in einer Kompressionsbewegungsrichtung gegen eine erste Kompressionsstirnseite der ersten Druckkammer zu verdichten.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die erste Kolbenstirnseite des ersten Kolbens besonders vorteilhaft ausgebildet ist, um Fluid in der ersten Druckkammer in der Kompressionsbewegungsrichtung gegen die erste Kompressionsstirnseite der ersten Druckkammer zu verdichten.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe weist der erste Kolben einen ersten Kolbendurchmesser auf, wobei der zweite Kolben einen zweiten Kolbendurchmesser aufweist, und wobei der erste Kolbendurchmesser größer als der zweite Kolbendurchmesser ist.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch den im Vergleich zum zweiten Kolbendurchmesser des zweiten Kolbens größeren ersten Kolbendurchmesser des ersten Kolbens eine besonders wirksame Komprimierung des Fluids in der ersten Druckkammer erreicht wird. Wenn der erste und zweite Kolben in der Kompressionsbewegungsrichtung um eine gleichbleibende Distanz bewegt werden, wird durch den im Vergleich zum zweiten Kolbendurchmesser größeren ersten Kolbendurchmesser aufgrund der größeren Kolbenfläche des ersten Kolbens im Vergleich zum zweiten Kolben ein größeres Volumen an Fluid in der ersten Druckkammer als in der zweiten Druckkammer verdichtet. Somit wird durch die im Vergleich zur zweiten Kolbenfläche größere erste Kolbenfläche eine besonders wirksame Kompression des Fluids in der ersten Druckkammer erreicht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe weist die erste Druckkammer ein erstes Druckkammervolumen auf, weist die zweite Druckkammer ein zweites Druckkammervolumen auf, wobei das erste Druckkammervolumen größer als das zweite Druckkammervolumen ist.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das im Vergleich zum zweiten Druckkammervolumen größere erste Druckkammervolumen in der ersten Druckkammer ein größeres Volumen an Fluid verdichtet werden kann, als in der zweiten Druckkammer. Hierdurch ist die in der ersten Druckkammer vorhandene größere Menge an verdichtetem Fluid ausreichend, um nach dem Weiterleiten des verdichteten Fluids in die zweite Druckkammer nach dem Ende des ersten Kompressionsvorgangs eine wirksame Druckerhöhung des Fluids in der zweiten Druckkammer zu gewährleisten.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist der erste Kolben durch eine Kolbenverbindung mit einem Kolbenantrieb verbunden, wobei der Kolbenantrieb einen automatischen Kolbenantrieb, insbesondere einen pneumatischen oder hydraulischen Stellzylinder, einen Servoantrieb, einen Motorantrieb, ein lineares Getriebe, oder ein rotierendes Getriebe, oder wobei der Kolbenantrieb einen manuellen Kolbenantrieb, insbesondere einen Kurbeltrieb, einen Handhebel, einen Fußhebel, einen Schwengel, eine Schwinge, eine Spindel, einen Handgriff oder ein Pedal, umfasst.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch den Kolbenantrieb die Kolbenverbindung und der mit der Kolbenverbindung verbundene erste Kolben, sowie der mit dem ersten Kolben durch die Kolbenstange verbundene zweite Kolben während des Kompressionsvorgangs gleichzeitig und wirksam in die Kompressionsbewegungsrichtung und während des Entspannungsvorgangs gleichzeitig und wirksam in die Entspannungsbewegungsrichtung bewegt werden können, so dass eine vorteilhafte Verdichtung des Fluids durch die Pumpe gewährleistet werden kann. Durch die genannten Kolbenantriebe kann eine besonders wirksame Bewegung des ersten und zweiten Kolbens sichergestellt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist der erste Kolben seitlich gegen eine Innenwandung der ersten Druckkammer durch ein Dichtelement fluiddicht abgedichtet, und/oder ist der zweite Kolben seitlich gegen eine Innenwandung der zweiten Druckkammer durch ein weiteres Dichtelement fluiddicht abgedichtet, wobei das Dichtelement und/oder das weitere Dichtelement insbesondere eine umlaufende Dichtlippe umfasst.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das Dichtelement und/oder das weitere Dichtelement während des Kompressionsvorgangs der Pumpe ein wirksames Verdichten des Fluids in der ersten, bzw. zweiten Druckkammer ermöglicht wird, ohne dass das verdichtete Fluid aus der ersten, bzw. zweiten Druckkammer durch Öffnungen zwischen den jeweiligen Kolben und den jeweiligen Druckkammern entweichen kann. Durch den umlaufenden Dichtring wird eine besonders wirksame umlaufende Abdichtung der ersten oder zweiten Druckkammer in der Pumpe ermöglicht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe ist die erste, zweite, dritte und/oder vierte Druckkammer jeweils durch eine Überdruckleitung fluidtechnisch mit einem jeweiligen Überdruckventil verbunden, wobei das jeweilige Überdruckventil ausgebildet ist, die jeweilige Überdruckleitung freizugeben, wenn der Druck des Fluids in der jeweiligen Druckkammer einen Druckschwellenwert überschreitet.
  • Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch das Überdruckventil sichergestellt werden kann, dass bei einem zu hohen Druck des Fluids in der ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Druckkammer Fluid aus der jeweiligen Druckkammer abgelassen werden kann, um eine Beschädigung der jeweiligen Druckkammer zu vermeiden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung eines Pumpe mit mehreren in Reihe geschalteten Druckkammern;
  • 2 eine Darstellung eines Pumps mit mehreren in Reihe geschalteten Druckkammern gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
  • 3 eine Darstellung eines Pumps mit mehreren in Reihe geschalteten Druckkammern gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Die 1 zeigt eine Seitenansicht einer Pumpe mit mehreren in Reihe geschalteten Druckkammern zur Druckerzeugung gemäß einer Ausführungsform.
  • In 1 ist eine Seitenansicht einer Pumpe 100 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Die Pumpe 100 weist ein Pumpengehäuse 101 auf, welches eine erste Druckkammer 103, eine zweite Druckkammer 105, eine dritte Druckkammer 107 und eine vierte Druckkammer 109 begrenzt. An dem Pumpengehäuse 101 ist ein Fluideinlass 111 angeordnet, welcher einen Außenbereich 113 der Pumpe 100 mit der ersten Druckkammer 103 fluidtechnisch verbindet. An dem Pumpengehäuse 101 ist ein Fluidauslass 115 angeordnet, durch welchen komprimiertes Fluid aus der vierten Druckkammer 109 einem in 1 nicht dargestellten Druckanschluss oder einer Druckerfassungseinrichtung zugeführt werden kann.
  • Der Fluideinlass 111 ist durch eine Fluideinlassverbindung 117 mit der ersten Druckkammer 103 fluidtechnisch verbunden, wobei in der Fluideinlassverbindung 117 ein weiteres Rückschlagventil 119 angeordnet ist, Das weitere Rückschlagventil 119 ist ausgebildet bei einem Ansaugen von Fluid aus dem Außenbereich 113 der Pumpe 100 die Fluideinlassverbindung 117 freizugeben, damit das angesaugte Fluid der ersten Druckkammer 103 zugeführt werden kann. Das weitere Rückschlagventil 119 ist ferner ausgebildet, die Fluideinlassverbindung 117 fluidtechnisch zu sperren, wenn der Fluiddruck des Fluids in der ersten Druckkammer 103 größer als der Fluiddruck des Fluids in dem Außenbereich 113 der Pumpe 100 ist.
  • Die erste Druckkammer 103 weist einen ersten Druckkammerverbindungsabschnitt 121 auf, durch welchen die erste Druckkammer 103 fluidtechnisch mit der zweiten Druckkammer 105 verbunden ist. Der erste Druckkammerverbindungsabschnitt 121 weist Druckkammerverbindungsbohrungen 122 auf, durch welche Fluid aus der ersten Druckkammer 103 in den ersten Druckkammerverbindungsabschnitt 121 strömen kann. Der erste Druckkammerverbindungsabschnitt 121 ist durch eine erste Druckkammerverbindung 123 mit der zweiten Druckkammer 105 fluidtechnisch verbunden, wobei in der ersten Druckkammerverbindung 123 ein Rückschlagventil 125 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 125 ist wie das weitere Rückschlagventil 119 ausgebildet, Fluid durch die erste Druckkammerverbindung 123 nur passieren zu lassen, wenn der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 103 größer als der Fluiddruck des Fluids in der zweiten Druckkammer 105 ist.
  • Die zweite Druckkammer 105 ist durch eine zweite Druckkammerverbindung 127 mit der dritten Druckkammer 107 fluidtechnisch verbunden, wobei in der zweiten Druckkammerverbindung 127 ein zweites Rückschlagventil 129 angeordnet ist. Das zweite Rückschlagventil 129 ist wie das weitere Rückschlagventil 119 und wie das Rückschlagventil 125 ausgebildet, Fluid durch die zweite Druckkammerverbindung 127 nur passieren zu lassen, wenn der Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 105 größer als der Fluiddruck des Fluids in der dritten Druckkammer 107 ist.
  • Die dritte Druckkammer 107 ist durch eine dritte Druckkammerverbindung 131 mit der vierten Druckkammer 109 fluidtechnisch verbunden, wobei in der dritten Druckkammerverbindung 131 ein drittes Rückschlagventil 133 angeordnet ist. Das dritte Rückschlagventil 133 ist wie das weitere Rückschlagventil 119, sowie das Rückschlagventil 125 und das zweite Rückschlagventil 129 ausgebildet, Fluid durch die dritte Druckkammerverbindung 131 nur passieren zu lassen, wenn der Fluiddruck in der dritten Druckkammer 107 größer als der Fluiddruck des Fluids in der vierten Druckkammer 109 ist.
  • Somit ist der Fluideinlass 111 über die erste, zweite, dritte und vierte Druckkammer 103, 105, 107, 109 fluidtechnisch mit dem Fluidauslass 115 der Pumpe 100 verbunden.
  • In dem Pumpengehäuse 101 sind ferner ein erster Kolben 135 und ein zweiter Kolben 137 angeordnet. Der erste Kolben 135 ist mit einem in 1 nicht dargestellten Kolbenantrieb durch eine Kolbenverbindung 139 verbunden. Der erste Kolben 135 ist mit dem zweiten Kolben 137 durch eine Kolbenstange 141 verbunden. Dadurch kann der erste Kolben 135 und der zweite Kolben 137 durch den Kolbenantrieb in die gleiche Richtung bewegt werden.
  • Die Funktionsweise der Pumpe 100 wird im Folgenden anhand der 1 beschrieben.
  • Bei einem Entspannungsvorgang wird der erste und zweite Kolben 135, 137 in eine Entspannungsbewegungsrichtung 143 bewegt. Hierbei wird das Volumen der ersten Druckkammer 103 vergrößert und Fluid wird aus dem Außenbereich 113 der Pumpe 100 durch das weitere Rückschlagventil 119 angesaugt. Am Ende des Entspannungsvorgangs entspricht der Fluiddruck des Fluids in der ersten, zweiten, dritten und vierten Druckkammer 103, 105, 107, 109 dem Fluiddruck des Außenbereichs 113 der Pumpe 100.
  • Anschließend wird der erste Kompressionsvorgang der Pumpe 100 durchgeführt. Während des ersten Kompressionsvorgangs werden der erste Kolben 135 und der zweite Kolben 137 in eine Kompressionsbewegungsrichtung 145 bewegt. Hierbei verdichtet der erste Kolben 135 das Fluid in der ersten Druckkammer 103 mit einer ersten Kolbenstirnseite 147 gegen eine erste Kompressionsstirnseite 149 der ersten Druckkammer 103. Da das weitere Rückschlagventil 119 ein Ausströmen des komprimierten Fluids aus der ersten Druckkammer 103 durch den Fluideinlass 111 verhindert, steigt der Fluiddruck des komprimierten Fluids in der ersten Druckkammer 103 an. Durch das Rückschlagventil 125 strömt das komprimierte Fluid aus der ersten Druckkammer 103 durch die erste Druckkammerverbindung 123 in die zweite Druckkammer 105, so dass sich in der ersten und zweiten Druckkammer 103, 105 ein erhöhter Fluiddruck einstellt.
  • Durch die Bewegung des zweiten Kolbens 137 in der Kompressionsbewegungsrichtung 145 verdichtet der zweite Kolben 137 das Fluid in der dritten Druckkammer 107 mit einer dritten Kolbenstirnseite 151 gegen eine dritte Kompressionsstirnseite 153 der dritten Druckkammer 107. Da das zweite Rückschlagventil 129 ein Ausströmen des komprimierten Fluids aus der dritten Druckkammer 107 durch die zweite Druckkammerverbindung 127 verhindert, steigt der Fluiddruck des komprimierten Fluids in der dritten Druckkammer 107 an. Durch das dritte Rückschlagventil 133 strömt das komprimierte Fluid aus der dritten Druckkammer 107 durch die dritte Druckkammerverbindung 131 in die vierte Druckkammer 109, so dass sich in der dritten und vierten Druckkammer 107, 109 ein erhöhter Fluiddruck einstellt.
  • Somit stellt sich am Ende des Kompressionsvorgangs durch den Druckausgleich zwischen der ersten, zweiten, dritten und vierten Druckkammer 103, 105, 107 und 109 ein annähernd gleicher, erhöhter Fluiddruck ein. Der maximale Fluiddruck stellt sich nach dem ersten Kompressionsvorgang in den Druckkammern 103, 105, 107 und 109 ein, wenn der erste und zweite Kolben 135, 137 am Anschlag sind.
  • An den ersten Kompressionsvorgang schließt sich ein zweiter Entspannungsvorgang an, während dem der ersten und zweite Kolben 135, 137 in der Entspannungsbewegungsrichtung 143 bewegt werden. Da das dritte Rückschlagventil 133 sicherstellt, dass aus der vierten Druckkammer 109 kein Fluid in die dritte Druckkammer 107 strömt, wird der erhöhte Fluiddruck in der vierten Druckkammer 109 während des zweiten Entspannungsvorgangs beibehalten.
  • Durch die Bewegung des ersten Kolbens 135 in die Entspannungsbewegungsrichtung 143 während des zweiten Entspannungsvorgangs wird das Volumen der ersten Druckkammer 103 vergrößert, wodurch sich der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 103 verringert. Sobald der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 103 bei einer weiteren Bewegung des ersten Kolbens 135 in die Entspannungsbewegungsrichtung 143 unter den Fluiddruck des Fluids in dem Außenbereich 113 der Pumpe 100 absinkt, wird Fluid aus dem Außenbereich 113 der Pumpe 100 durch das weitere Rückschlagventil 119 in die erste Druckkammer 103 angesaugt.
  • Durch die Bewegung des zweiten Kolbens 137 in die Entspannungsbewegungsrichtung 143 während des zweiten Entspannungsvorgangs wird das Volumen der dritten Druckkammer 107 vergrößert, wodurch sich der Fluiddruck in der dritten Druckkammer 107 verringert. Da sich die dritte Druckkammer 107 und die zweite Druckkammer 105 gegenüberliegen, verdichtet der zweite Kolben 137 bei einer Bewegung in die Entspannungsbewegungsrichtung 143 das Fluid in der zweiten Druckkammer 105 mit einer zweiten Kolbenstirnseite 155 gegen eine zweite Kompressionsstirnseite 156 der zweiten Druckkammer 105. Hierbei verhindert das Rückschlagventil 125, dass das komprimierte Fluid aus der zweiten Druckkammer 105 in die erste Druckkammer 103 strömt.
  • Somit verringert sich durch die Bewegung des zweiten Kolbens 137 in die Entspannungsbewegungsrichtung 143 der Fluiddruck in der dritten Druckkammer 107 und vergrößert sich der Fluiddruck in der zweiten Druckkammer 105. Durch das zweite Rückschlagventil 129 strömt das hierbei komprimierte Fluid aus der zweiten Druckkammer 105 durch die zweite Druckkammerverbindung 127 in die dritte Druckkammer 107, so dass sich in der zweiten und dritten Druckkammer 105, 107 ein konstanter Fluiddruck einstellt. Somit wird bei einem Bewegen des ersten Kolbens 135 und des zweiten Kolbens 137 in der Entspannungsbewegungsrichtung 143 sichergestellt, dass der Fluiddruck in der zweiten und dritten Druckkammer 105, 107 annähernd gleich bleibt.
  • Sind der erste Kolben 135 und der zweite Kolben 137 nach dem Abschluss des Entspannungsvorgangs vollständig in der Entspannungsbewegungsrichtung 143 bewegt worden, liegt in der ersten Druckkammer 103 ein Fluiddruck vor, welcher dem Fluiddruck des Außenbereichs 113 der Pumpe 100 entspricht. In Abhängigkeit des Volumenverhältnisses der ersten Druckkammer 103 und der zweiten Druckkammer 105 und in Abhängigkeit des Verhältnisses der Kolbenflächen des ersten Kolbens 135 und des zweiten Kolbens 137 stellt sich in der zweiten Druckkammer 105 und in der dritten Druckkammer 107 ein Fluiddruck ein, welcher größer als der Fluiddruck des Fluids in der ersten Druckkammer 103 ist. Somit ist der anfängliche Fluiddruck, welcher bei einem erneuten zweiten Kompressionsvorgang als Ausgangsbasis dient, nicht der Fluiddruck eines Außenbereichs 113 der Pumpe, sondern der gegenüber dem Fluiddruck in dem Außenbereich 113 der Pumpe 100 erhöhte Fluiddruck in der zweiten und dritten Druckkammer 105, 107 nach dem Ende des zweiten Entspannungsvorgangs. Aus diesem Grund muss bei einem weiteren Kompressionsvorgangs zu einer Drucksteigerung des Fluiddrucks in der zweiten und dritten Druckkammer 105, 107 gegenüber dem Fluiddruck des Außenbereichs 113 nur ein geringerer Druckunterschied überwunden werden.
  • Anschließend wird ein zweiter Kompressionsvorgang der Pumpe 100 durchgeführt. Während des zweiten Kompressionsvorgangs werden der erste Kolben 135 und der zweite Kolben 137 in die Kompressionsbewegungsrichtung 145 bewegt. Hierbei verdichtet der erste Kolben 135 das Fluid in der ersten Druckkammer 103 erneut mit der ersten Kolbenstirnseite 147 gegen die erste Kompressionsstirnseite 149 der ersten Druckkammer 103. Da das weitere Rückschlagventil 119 ein Ausströmen des komprimierten Fluids aus der ersten Druckkammer 103 durch den Fluideinlass 111 verhindert, steigt der Fluiddruck des komprimierten Fluids in der ersten Druckkammer 103 an. Ab dem Moment, ab dem der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 103 größer als der Fluiddruck in der zweiten und dritten Druckkammer 105, 107 ist, gibt das Rückschlagventil 125 die erste Druckkammerverbindung 123 frei und das komprimierte Fluid strömt durch die erste Druckkammerverbindung 123 aus der ersten Druckkammer 103 in die zweite Druckkammer 105 und durch die zweite Druckkammerverbindung 127 in die dritte Druckkammer 107, bis der Druck des Fluids in der dritten Druckkammer 107 größer als der Druck des Fluids in der zweiten Druckkammer 105 ist.
  • Durch die Bewegung des zweiten Kolbens 137 in die Kompressionsbewegungsrichtung 145 verdichtet der zweite Kolben 137 das Fluid in der dritten Druckkammer 107 mit der dritten Kolbenstirnseite 151 gegen die dritte Kompressionsstirnseite 153 der dritten Druckkammer 107. Da das zweite Rückschlagventil 129 ein Ausströmen des komprimierten Fluids aus der dritten Druckkammer 107 durch die zweite Druckkammerverbindung 127 verhindert, steigt der Fluiddruck des komprimierten Fluids in der dritten Druckkammer 107 an, bis der Fluiddruck in der dritten Druckkammer 107 größer als der Fluiddruck in der vierten Druckkammer 109 ist. Hierbei verhindert das zweite Rückschlagventil 129, dass das komprimierte Fluid aus der dritten Druckkammer 107 zurück in die zweite Druckkammer 105 strömt. Ist der Fluiddruck in der dritten Druckkammer 107 größer als der Fluiddruck in der vierten Druckkammer 109 strömt das komprimierte Fluid aus der dritten Druckkammer 107 bei einem geöffneten dritten Rückschlagventil 133 durch die dritte Druckkammerverbindung 131 in die vierte Druckkammer 109, so dass sich in der vierten Druckkammer 109 ein erhöhter Fluiddruck einstellt. Ein Zurückströmen von Fluid aus der vierten Druckkammer 109 in die dritte Druckkammer 107 wird durch das dritte Rückschlagventil 133 verhindert.
  • Somit verbleibt der maximal erzeugbare Druck nach dem zweiten Kompressionsvorgang in der vierten Druckkammer 109 und durch jeden weiteren Kolbenhub während weiterer Kompressionsvorgänge wird der Druck in der vierten Druckkammer 109 weiter erhöht.
  • Zudem ist der erste Kolben 135 seitlich gegen eine Innenwandung der ersten Druckkammer 103 durch ein Dichtelement 157 fluiddicht abgedichtet. Zudem ist der zweite Kolben 137 seitlich gegen eine Innenwandung der zweiten Druckkammer 105 durch ein weiteres Dichtelement 159 fluiddicht abgedichtet ist. Zudem ist an der Kolbenstange 141 ein drittes Dichtelement 161 angeordnet, welches ausgebildet ist, die zweite Druckkammer 105 gegenüber der ersten Druckkammer 103 abzudichten.
  • 2 zeigt eine Darstellung einer Pumpe mit mehreren in Reihe geschalteten Druckkammern gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • In 2 ist eine Seitenansicht einer Pumpe 100 in einer Schnittdarstellung dargestellt. Die Pumpe 100 weist ein Pumpengehäuse 101 mit einem Fluideinlass 111 und einem Fluidauslass 115 auf, wobei das Pumpengehäuse 101 eine erste Druckkammer 103, eine zweite Druckkammer 105, eine dritte Druckkammer 107 und eine vierte Druckkammer 109 begrenzt.
  • Der Fluideinlass 111 ist durch eine Fluideinlassverbindung 117 mit der ersten Druckkammer 103 fluidtechnisch verbunden, wobei in der Fluideinlassverbindung 117 ein weiteres Rückschlagventil 119 angeordnet ist. Ein erster Druckkammerverbindungsabschnitt 121 ist mit der ersten Druckkammer 103 fluidtechnisch verbunden, wobei der erste Druckkammerverbindungsabschnitt 121 Druckkammerverbindungsbohrungen 122 aufweist, durch welche Fluid aus der ersten Druckkammer 103 in den ersten Druckkammerverbindungsabschnitt 121 strömen kann. Durch den ersten Druckkammerverbindungsabschnitt 121 ist die erste Druckkammer 103 fluidtechnisch über ein Rückschlagventil 125 mit der zweiten Druckkammer 105 verbunden ist. Die zweite Druckkammer 105 ist durch eine zweite Druckkammerverbindung 127, welche ein zweites Rückschlagventil 129 aufweist, mit der dritten Druckkammer 107 fluidtechnisch verbunden. Durch eine dritte Druckkammerverbindung 131 mit einem dritten Rückschlagventil 133 ist die dritte Druckkammer 107 mit der vierten Druckkammer 109 fluidtechnisch verbunden.
  • In dem Pumpengehäuse 101 sind ferner ein erster Kolben 135 und ein zweiter Kolben 137 angeordnet. Der erste Kolben 135 ist mit einem in 1 nicht dargestellten Kolbenantrieb durch eine Kolbenverbindung 139 verbunden. Der erste Kolben 135 ist mit dem zweiten Kolben 137 durch eine Kolbenstange 141 verbunden. Dadurch kann der erste Kolben 135 und der zweite Kolben 137 durch den Kolbenantrieb gleichzeitig in die gleiche Richtung bewegt werden.
  • Hinsichtlich der Funktionsweise der Pumpe 100 und der Durchführung des ersten, bzw. zweiten Kompressionsvorgangs, sowie der Durchführung des ersten und zweiten Entspannungsvorgangs wird auf 1 verwiesen.
  • Die Pumpe 100 weist ferner einen Pumpenfuß 163 auf, auf welchem die Pumpe 100 befestigt ist. Zur Betätigung weist die Pumpe 100 einen Pumpenarm 165 auf, welcher annährend parallel zum Pumpengehäuse 101 der Pumpe 100 angeordnet ist, und welcher vom Nutzer der Pumpe 100 von dem Pumpengehäuse 101 weg, oder auf das Pumpengehäuse 101 zu gedrückt werden kann. Um die Bewegung des Pumpenarms 165 auf die Kolbenverbindung 139 zu übertragen, ist der Pumpenarm 165 mit einem Übertragungselement 167 verbunden, welches wiederum mit einem Betatigungselement 169 der Kolbenverbindung 139 verbunden ist. Somit wird eine Bewegung des Pumpenarms 165 während des Kompressionsvorgangs in eine Bewegung des ersten Kolbens 135, bzw. des zweiten Kolbens 137 in eine Kompressionsbewegungsrichtung 145, bzw. während des Entspannungsvorgangs in eine Bewegung des ersten Kolbens 135, bzw. des zweiten Kolbens 137 in eine Entspannungsbewegungsrichtung 143 umgewandelt. Somit kann durch die Betätigung des Pumpenarms 165 eine Betätigung der Pumpe 100 und damit eine wirksame Kompression des Fluids in der Pumpe 100 ermöglicht werden.
  • Auf der dem Fluidauslass 115 der vierten Druckkammer 107 gegenüberliegenden Seite ist ein weiterer Fluidauslass 116 angeordnet, wobei der weitere Fluidauslass 116 mit einem Ablassventil 171 fluidtechnisch verbunden ist, welches ausgebildet ist Fluid aus der vierten Druckkammer 109 abzulassen, wenn der Druck des Fluids in der vierten Druckkammer 109 einen vorbestimmten Drückschwellenwert überschreitet.
  • Der Fluidauslass 115 ist mit einem Druckanschluss oder einer Druckerfassungseinrichtung verbunden. Der Fluidauslass 115 ist fluidtechnisch mit einem Überdruckventil 173 verbunden, welches ausgebildet ist Fluid aus der vierten Druckkammer 109 abzulassen, wenn der Druck des Fluids in der vierten Druckkammer 109 einen vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet.
  • 3 zeigt eine Darstellung einer Pumpe mit mehreren in Reihe geschalteten Druckkammern gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • In 3 ist eine Seitenansicht einer Pumpe 100 dargestellt. Die Pumpe 100 weist ein Pumpengehäuse 101 auf. Hinsichtlich der einzelnen Merkmale des Pumpengehäuses 101 einschließlich der vier Druckkammern 103, 105, 107, 109, sowie der Funktionsweise der Pumpe 100, wird auf die 1 verwiesen.
  • Das Pumpengehäuse 101 der Pumpe 100 ist an einem Ende durch ein Verbindungsglied 175 mit einer Standplatte 177 verbunden. An einem dem Verbindungsglied 175 gegenüberliegenden Ende ist die Kolbenverbindung 139 mit einem Betätigungsstab 179 verbunden. Hierbei kann der Betätigungsstab 179 bei einem Entspannungsvorgang in eine Entspannungsbewegungsrichtung 143 bewegt werden und bei einem Kompressionsvorgang in eine Kompressionsbewegungsrichtung 145 bewegt werden. Hierbei wird die Bewegungsrichtung 143, 145 des Betätigungsstabes 179 durch die Kolbenverbindung 139 und die Kolbenstange 141 auf den ersten und zweiten Kolben 135, 137 übertragen, wodurch ein wirksamer Entspannungsvorgang oder Kompressionsvorgang durch die Pumpe 100 durchgeführt werden kann.
  • An der Seite des Pumpengehäuses 101 der Pumpe 100 ist ein Ablassventil 171 vorgesehen, welches mit der in 3 nicht dargestellten vierten Druckkammer 109 verbunden ist, um einen Druckausgleich zwischen der vierten Druckkammer 109 und einem Außenbereich 113 der Pumpe 100 sicherzustellen.
  • An einer dem Ablassventil 171 gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses 101 ist ein Fluidauslass 115 und ein weiterer Fluidauslass 116 vorgesehen, aus welchem verdichtetes Fluid aus der vierten Druckkammer 109 ausgeleitet werden kann. Der Fluidauslass 115 und/oder der weitere Fluidauslass 116 kann für den Anschluss eines Überdruckventils 173 benutzt werden.
  • Zudem weist die Pumpe 100 ein Stabilisierungselement 181 auf, welches ausgebildet ist, das Pumpengehäuse 101 bei einer Bewegung des Betätigungsstabs 179 zu stabilisieren.
  • Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
  • Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Pumpe
    101
    Pumpengehäuse
    103
    Erste Druckkammer
    105
    Zweite Druckkammer
    107
    Dritte Druckkammer
    109
    Vierte Druckkammer
    111
    Fluideinlass
    113
    Außenbereich der Pumpe
    115
    Fluidauslass
    116
    Weiterer Fluidauslass
    117
    Fluideinlassverbindung
    119
    Weiteres Rückschlagventil
    121
    Erster Druckkammerverbindungsabschnitt
    122
    Druckkammerverbindungsbohrungen
    123
    Erste Druckkammerverbindung
    125
    Rückschlagventil
    127
    Zweite Druckkammerverbindung
    129
    Zweites Rückschlagventil
    131
    Dritte Druckkammerverbindung
    133
    Drittes Rückschlagventil
    135
    Erster Kolben
    137
    Zweiter Kolben
    139
    Kolbenverbindung
    141
    Kolbenstange
    143
    Entspannungsbewegungsrichtung
    145
    Kompressionsbewegungsrichtung
    147
    Erste Kolbenstirnseite
    149
    Erste Kompressionsstirnseite
    151
    Dritte Kolbenstirnseite
    153
    Dritte Kompressionsstirnseite
    155
    Zweite Kolbenstirnseite
    156
    Zweite Kompressionsstirnseite
    157
    Dichtelement
    159
    Weiteres Dichtelement
    161
    Drittes Dichtelement
    163
    Pumpenfuß
    165
    Pumpenarm
    167
    Übertragungselement
    169
    Betätigungselement
    171
    Ablassventil
    173
    Überdruckventil
    175
    Verbindungsglied
    177
    Standplatte
    179
    Betätigungsstab
    181
    Stabilisierungselement

Claims (15)

  1. Pumpe (100) zum Verdichten eines Fluides, mit: einer ersten Druckkammer (103), in welcher ein erster Kolben (135) angeordnet ist; einer zweiten Druckkammer (105), welche der ersten Druckkammer (103) fluidtechnisch nachgeschaltet ist, wobei in der zweiten Druckkammer (105) ein zweiter Kolben (137) angeordnet ist; einer Kolbenstange (141), welche mit dem ersten Kolben (135) und dem zweiten Kolben (137) mechanisch verbunden und zum gleichzeitigen Bewegen des ersten Kolbens (135) in der ersten Druckkammer (103) und des zweiten Kolbens (137) in der zweiten Druckkammer (105) vorgesehen ist; wobei zwischen der ersten Druckkammer (103) und der zweiten Druckkammer (105) ein Rückschlagventil (125) angeordnet ist, um das in der ersten Druckkammer (103) komprimiertes Fluid in die zweite Druckkammer (105) zu leiten und einen Fluidrückfluss von der zweiten Druckkammer (105) in die erste Druckkammer (103) zu verhindern.
  2. Pumpe (100) nach Anspruch 1, wobei der zweiten Druckkammer (105) eine dritte Druckkammer (107) fluidtechnisch nachgeschaltet ist, wobei zwischen der zweiten Druckkammer (105) und der dritten Druckkammer (107) ein zweites Rückschlagventil (129) angeordnet ist, um das in der zweiten Druckkammer (105) komprimierte Fluid in die dritte Druckkammer (107) zu leiten und einen Fluidrückfluss von der dritten Druckkammer (107) in die zweite Druckkammer (105) zu verhindern,
  3. Pumpe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Kolben (137) zwischen der zweiten Druckkammer (105) und der dritten Druckkammer (107) bewegbar gelagert ist, wobei der zweite Kolben (137) ausgebildet ist, Fluid in der zweiten Druckkammer (105) mit einer zweiten Kolbenstirnseite (155) in einer Entspannungsbewegungsrichtung (143) gegen eine zweite Kompressionsstirnseite (156) der zweiten Druckkammer (105) zu verdichten, und wobei der zweite Kolben (137) ausgebildet ist, Fluid in der dritten Druckkammer (107) in einer der Entspannungsbewegungsrichtung (143) entgegengesetzten Kompressionsbewegungsrichtung (145) mit einer dritten Kolbenstirnseite (151) gegen eine dritte Kompressionsstirnseite (153) der dritten Druckkammer (107) zu verdichten.
  4. Pumpe (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der dritten Druckkammer (107) eine vierte Druckkammer (109) fluidtechnisch nachgeschaltet ist, wobei zwischen der dritten Druckkammer (107) und der vierten Druckkammer (109) ein drittes Rückschlagventil (133) angeordnet ist, um das in der dritten Druckkammer (107) komprimierte Fluid in die vierte Druckkammer (109) zu leiten und einen Fluidrückfluss von der vierten Druckkammer (109) in die dritte Druckkammer (107) zu verhindern.
  5. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (100) einen Pumpeninnenraum aufweist, welcher durch ein Pumpengehäuse (101) begrenzt ist, wobei das Pumpengehäuse (101) einen Fluideinlass (111) zum Zuführen von Fluid in die erste Druckkammer (103) aufweist, wobei zwischen der ersten Druckkammer (103) und dem Fluideinlass (111) ein weiteres Rückschlagventil (119) angeordnet ist, um Fluid aus einem Außenbereich (113) der Pumpe (100) durch den Fluideinlass (111) in die erste Druckkammer (103) zu leiten und einen Fluidrückfluss von der ersten Druckkammer (103) in den Außenbereich (113) der Pumpe (100) zu verhindern.
  6. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Pumpengehäuse (101) einen Fluidauslass (115) zum Abführen von komprimiertem Fluid aus der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer (105, 107, 109) aufweist.
  7. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite, dritte oder vierte Druckkammer (105, 107, 109) eine bewegbare Druckkammerwandung aufweist, wobei die bewegbare Druckkammerwandung durch eine Feinreguliervorrichtung bewegbar ist, um das Volumen der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer (105, 107, 109) zu verändern.
  8. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zweite, dritte oder vierte Druckkammer (105, 107, 109) fluidtechnisch mit einem Ablassventil (171) verbunden ist, wobei das Ablassventil (171) ausgebildet ist, komprimiertes Fluid aus der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer (105, 107, 109) auszuleiten, wenn der Druck des Fluids in der zweiten, dritten oder vierten Druckkammer (105, 107, 109) einen vorbestimmten Druckschwellenwert überschreitet.
  9. Pumpe (100) nach Anspruch 8, wobei das Ablassventil (171) mit einem Druckanschluss fluidtechnisch verbunden ist, wobei der Druckanschluss insbesondere einen Schnellanschluss, einen Schlauch, ein Rohr, einen Druckadapter, einen Behälter, einen Filter oder einen Fitting umfasst, oder wobei das Ablassventil (171) mit einer Druckerfassungseinrichtung, insbesondere einem Drucksensor, einem Druckschalter, einem Manometer, einer Druckprüfvorrichtung oder einem Druckkalibriergerät, fluidtechnisch verbunden ist.
  10. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kolben (135) ausgebildet ist, Fluid in der ersten Druckkammer (103) mit einer ersten Kolbenstirnseite (147) in einer Kompressionsbewegungsrichtung (145) gegen eine erste Kompressionsstirnseite (149) der ersten Druckkammer (103) zu verdichten.
  11. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kolben (135) einen ersten Kolbendurchmesser aufweist, wobei der zweite Kolben (137) einen zweiten Kolbendurchmesser aufweist, und wobei der erste Kolbendurchmesser größer als der zweite Kolbendurchmesser ist.
  12. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Druckkammer (103) ein erstes Druckkammervolumen aufweist, wobei die zweite Druckkammer (105) am zweites Druckkammervolumen aufweist, wobei das erste Druckkammervolumen größer als das zweite Druckkammervolumen ist.
  13. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kolben (135) durch eine Kolbenverbindung (139) mit einem Kolbenantrieb verbunden ist, wobei der Kolbenantrieb einen automatischen Kolbenantrieb, insbesondere einen pneumatischen oder hydraulischen Stellzylinder, einen Servoantrieb, einen Motorantrieb, ein lineares Getriebe, oder ein rotierendes Getriebe, oder wobei der Kolbenantrieb amen manuellen Kolbenantrieb, insbesondere einen Kurbeltrieb, einen Handhebel, einen Fußhebel, einen Schwengel, eine Schwinge, eine Spindel, einen Handgriff oder ein Pedal, umfasst.
  14. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Kolben (135) seitlich gegen eine Innenwandung der ersten Druckkammer (103) durch ein Dichtelement (157) fluiddicht abgedichtet ist, oder wobei der zweite Kolben (137) seitlich gegen eine Innenwandung der zweiten Druckkammer (105) durch ein weiteres Dichtelement (159) fluiddicht abgedichtet ist, und wobei das Dichtelement (157) oder das weitere Dichtelement (159) insbesondere eine umlaufende Dichtlippe umfasst.
  15. Pumpe (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste, zweite, dritte oder vierte Druckkammer (103, 105, 107, 109) jeweils durch eine Überdruckleitung fluidtechnisch mit einem jeweiligen Überdruckventil (173) verbunden ist, wobei das jeweilige Überdruckventil (173) ausgebildet ist, die jeweilige Überdruckleitung freizugeben, wenn der Druck des Fluids in der jeweiligen Druckkammer (103, 105, 107, 109) einen Druckschwellenwert überschreitet.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US236992A (en) * 1881-01-25 gushier
DE637527C (de) * 1931-10-16 1936-10-30 Armaturen Und Maschinenfabrik Chlorkompressor
DE19749729A1 (de) * 1997-11-11 1999-05-12 Leybold Vakuum Gmbh Kolbenvakuumpumpe
US5984642A (en) * 1994-06-06 1999-11-16 Flow Holdings Gmbh (Sagl) Limited Liability Co. Pressure intensifier
DE10302690A1 (de) * 2003-01-24 2004-08-12 Gottlieb Weinmann - Geräte für Medizin und Arbeitsschutz - GmbH + Co. Vorrichtung zur Druckerzeugung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US236992A (en) * 1881-01-25 gushier
DE637527C (de) * 1931-10-16 1936-10-30 Armaturen Und Maschinenfabrik Chlorkompressor
US5984642A (en) * 1994-06-06 1999-11-16 Flow Holdings Gmbh (Sagl) Limited Liability Co. Pressure intensifier
DE19749729A1 (de) * 1997-11-11 1999-05-12 Leybold Vakuum Gmbh Kolbenvakuumpumpe
DE10302690A1 (de) * 2003-01-24 2004-08-12 Gottlieb Weinmann - Geräte für Medizin und Arbeitsschutz - GmbH + Co. Vorrichtung zur Druckerzeugung

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