DE1292004B

DE1292004B - Transportables, motorisch angetriebenes Fluessigkeitshochdruckkolbenpumpenaggregat

Info

Publication number: DE1292004B
Application number: DES67706A
Authority: DE
Inventors: Prankel; Dipl-Ing Walter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-03-24
Filing date: 1960-03-24
Publication date: 1969-04-03

Description

Die Erfindung betrifft ein aus mehreren Kolbenpumpen mit gemeinsamem Antrieb bestehendes Flüssigkeitshochdruckpumpenaggregat, bei dem die Pumpen mit ihrem Antrieb unterhalb des Spiegels der Druckflüssigkeit in dem Druckflüssigkeitsbehälter angeordnet sind. Solche Pumpen dienen zur Erzeugung von höchsten Drücken, vorzugsweise für Montagezwecke, z. B. zur Verwendung bei Ölpreßverfahren zum Auf- oder Abziehen von Rotoren, Kupplungen, Schwungrädern od. dgl. auf bzw. von Wellen, insbesondere elektrischer Maschinen. An solche Pumpenaggregate werden hohe technische, betriebliche und wirtschaftliche Forderungen gestellt.
Es ist zwar ein Pumpenaggregat zur Versorgung einer Vielzahl von Schmierstellen mit Öl oder einem anderen Schmiermittel bekannt, bei dem die einzelnen Pumpen mit dem Antrieb in dem Flüssigkeitsbehälter unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet sind. Die einzelnen Pumpen sind bei :der bekannten Einrichtung in zwei gemeinsamen Blöcken untergebracht, die zu beiden Seiten des Antriebes so angeordnet sind, daß die einzelnen Pumpen der beiden Blöcke in Achsrichtung nebeneinanderliegen. Bei Schadensfällen an einer Pumpe müssen auf Grund dieses konstruktiven Aufbaues jeweils zwei Pumpen ausgebaut werden, um Reparaturen vorzunehmen. Außerdem wird dieses bekannte Pumpenaggregat fest in die zu versorgende Maschine eingebaut.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Aggregat zu schaffen, das transportabel sein soll und sehr hohe und gleichmäßige Flüssigkeitsdrücke, und zwar im allgemeinen über 1000 atü, bei geringen Abmessungen und einem möglichst geringen Gewicht .des Aggregats erzeugen kann. Diese Pumpe soll besonders zuverlässig arbeiten, weil sie weit entfernt von Werkstätten gebraucht wird, wo die sonst in technischen Betrieben vorhandenen Hilfsmittel und Ersatzteile nicht zur Verfügung stehen.
Bei einem aus mehreren Kolbenpumpen mit gemeinsamem Antrieb bestehenden Flüssigkeitshochdruckpumpenaggregat der eingangs genannten Art sind gemäß der Erfindung die aus je einer Pumpe mit ihren Ventilen in einem gemeinsamen Gehäuse bestehenden Pumpeneinheiten, die auf eine gemeinsame Druckmittelleitung arbeiten, einzeln auswechselbar in an sich bekannter Weise sternförmig um den gemeinsamen Antrieb verteilt angeordnet. Dadurch erhält man ein Pumpenaggregat, das leicht transportabel ist und trotzdem hohe Drücke liefert.
Besonders vorteilhaft ist es dabei für den inneren Aufbau und den zuverlässigen Betrieb des Pumpenaggregates, daß der Arbeitsraum und die Steuereinrichtungen jeder Hochdruckkolbenpumpe _ um das gemeinschaftliche Antriebsglied derart angeordnet sind, daß sie, von diesem aus gesehen, jenseits des Kolbens der Hochdruckpumpe liegen.
Ein raumsparendes Pumpenaggregat kann dadurch geschaffen werden, daß der Druckflüssigkeitsbehälter gleichzeitig als Gehäuse und als Träger für das Pumpenaggregat ausgebildet ist.
Zum Antrieb des Pumpenaggregats kann ein Elektromotor, gegebenenfalls mit einem regelbaren Übersetzungsgetriebe vorgesehen sein. Ein vorteilhafter Zusammenbau kann hierbei dadurch erreicht werden, daß ein elektrischer Antriebsmotor für das Pumpenaggregat vorgesehen, unmittelbar am Deckel des Behälters befestigt und mit dem gemeinschaftlichen Antriebsglied für alle Pumpen mittelbar über ein regelbares übersetzunggetriebe gekuppelt ist.
Zweckmäßig kann es hierbei sein, daß der Raum für das Übersetzungsgetriebe vom Druckflüssigkeitsbehälter getrennt ist.
Die hohen Flüssigkeitsdrücke können :dadurch erzeugt werden, daß zur Dichtung zwischen Kolben und Zylinder eine entsprechend lange, eng tolerierte Führung des Kolbens im Zylinder dient.
Die bei hohen Drücken nicht immer zuverlässig arbeitenden Kolbenringe bzw. Manschetten u. dgl., die als Elemente zum gegenseitigen Abdichten von Kolben und Zylinder an sich bekannt und einem hohen Verschleiß unterworfen sind, sind dadurch vermieden.
Durch den Fortfall dieser Dichtungselemente wird die Beanspruchung der Verbindungselemente zwischen den Pumpen und dem diese tragenden Mittelstück, dem Kernstück, verringert, und zwar entsprechend der fortgefallenen, sonst vom Preßdruck beaufschlagten, von den Dichtungselementen gebildeten Ringflächen.
Weiter können an sich bekannte Saugventilanheber vorgesehen sein, mit denen die Saugventile während des Betriebes betätigt werden können. Durch diese Maßnahme wird der Vorteil erreicht, daß durch Stillsetzen der Saugventile die Entlüftung der Pumpen möglich ist und daß die Funktionen der zü dem Saugventilanheber gehörenden Pumpe zu jeder Zeit, also auch z. B. während des Betriebes, geprüft werden können.
Der Druckflüssigkeitsbehälter kann als Träger und/ oder als Gehäuse für den Antrieb des Pumpenaggregates ausgebildet sein. Als Antriebsmotoren können Motoren jeder beliebigen Art verwendet werden. Ihre Auswahl richtet sich nach der zur Verfügung stehenden Energie. Außer Elektromotoren kommen Verbrennungsmotoren und auch Preßluftmotoren in Betracht.
Verbrennungsmotoren und Preßluftmotoren sind dort vorteilhaft, wo keine elektrische Energie zur Verfügung steht, was auf entlegenen Baustellen vorkommen kann. Als Preßluftmotoren können solche verwendet werden, die sich mit einem Preßluftdruck betreiben lassen, der dem Druck eines Kompressors entspricht, wie er zum Füllen der Schläuche der Bereifung von Lastkraftwagen üblich ist.
Ein besonders kleines, leicht transportables Aggregat - ergibt sich, wenn es aus zwei Hochdruckpreßluftpumpen und einem Motor, z. B. einem Preßluftmotor, besteht, der zwischen den beiden Pumpen angeordnet ist, weil der Kolben des Preßluftmotors eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, so daß er unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes mit den Kolben der Pumpen verbunden werden kann.
Im allgemeinen wird für normale Verhältnisse ein Aggregat genügen, das einen gleichmäßigen Druckflüssigkeitsstrom von etwa 300 cms bei 1500 atü liefert. Das Pumpenaggregat kann zwei, drei oder auch mehr Kolbenpumpen haben. Die Zahl der Kolbenpumpen richtet sich nach der minutlichen Förderleistung.
Das Pumpenaggregat kann zusammen mit seinem Antriebsmotor und dem Übersetzungsgetriebe am Deckel des Druckflüssigkeitsbehälters befestigt sein. Das hat den Vorteil, daß vorzugsweise bei überholungsarbeiten das Aggregat nach Lösen der Deckelschrauben herausnehmbar und allseitig leicht zugänglich ist.
Ein besonderes Merkmal besteht weiter darin, daß das Zahnradgetriebe und der Exzentertrieb in einem gegen die Druckflüssigkeit abgeschlossenen Raum angeordnet sind. Das hat den Vorteil, daß eine Verunreinigung der Druckflüssigkeit durch Abrieb aus dem Triebwerk vermieden ist.
Durch die Erfindung wird ein besonders flaches Pumpenaggregat geschaffen, bei dem der Behälter für die Druckflüssigkeit geringe Abmessungen hat. Zur Verringerung des Aggregatgewichtes ist es zweckmäßig, weitestgehend Leichtwerkstoffe zu verwenden.
Die Aggregate haben vorteilhafterweise federbelastete Kugelventile. Dieses Merkmal trägt dazu bei, daß die Pumpenaggregate leicht, klein und handlich sind.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellt, von denen die F i g. 1 bis 3 ein elektromotorisch betriebenes Pumpenaggregat in zwei Schnitten und einer Aufsicht und die F i g. 4 einen Schnitt durch ein von einem Preßlufttriebwerk angetriebenes Pumpenaggregat veranschaulicht.
Das Pumpenaggregat besteht aus drei Pumpen 1 bis 3. Diese sind sternförmig um den Mittelpunkt 4 angeordnet und an einem gemeinsamen Kernstück 5 befestigt. Dieses Kernstück hat eine Bohrung 6, in der ein Exzenter 7 umläuft, der die mit Rollen- oder Wälzlagern 8, 9,10 versehenen Führungskolben 11 so antreibt, daß die Arbeitsabläufe der einzelnen Pumpen in der Phase gegeneinander verschoben sind. Die Führungskolben 11 werden von Federn 12 gegen den Exzenter gedrückt, wobei sich die Federn 12 an der Wand 13 des Pumpengehäuses 14 abstützen.
Der Federraum 53 steht mit dem Innenraum des Behälters 20 durch ein Rohr 54 in Verbindung, durch das die Leckflüssigkeit in den Behälter 20 zurückgebracht wird. Das Rohr 54 ist so gestaltet, daß seine Austrittsöffnung über dem Spiegel 55 der Druckflüssigkeit liegt. Dadurch ist vermieden, daß beim Vorlaufen des Führungskolbens 11 eine Kompression von Luft im Raum 53 und beim Rücklauf ein Ansaugen von Druckflüssigkeit entsteht.
Zur Vermeidung einer Querstellung der Wälzkörper der Rollen- oder Wälzlager 8, 9, 10 gegenüber dem Exzenter 7 ist die Exzenterscheibe mit seitlichen Führungsflächen 7 a bzw. 7 8 versehen. Der Pumpenkolben 15 läuft in der den Arbeitsraum 16 bildenden Bohrung des Gehäuses 14.
Dieser Arbeitsraum 16 steht mit den Steuereinrichtungen in Verbindung. Zu diesen gehören ein Druckventil 17 und ein Saugventil 18. Das Saugventil 18 hat eine Öffnung 19, durch welche im Behälter 20 vorhandene Druckflüssigkeit 21 angesaugt wird. Die nicht dargestellte Druckflüssigkeitsleitung wird an einen Gewindestutzen 22 angeschlossen und führt die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit dem Verbraucher, z. B. einer Querpreßpassung, zu.
Der Antriebsmotor 23 ist auf dem Deckel 24 des Behälters 20 angeordnet. Die Antriebswelle 25 des Antriebsmotors 23 treibt über Zahnräder 26 und 27 die Welle 28 mit dem Exzenter 7 an. Mit 29 sind Handgriffe zum Tragen des Pumpenaggregates bezeichnet.
Ventilanheber 30 ragen jeweils mit einem Ende 31 in die Saugöffnung 19 des Saugventils hinein. Sie bestehen aus einem Draht oder einer Stange. Ihre anderen Enden ragen aus den Bohrungen 32 des Deckels 24 heraus. Diese Bohrungen sind durch Hutmuttern 33 verschließbar. Nach Abnahme der Hutmuttern können die Ventilanheber betätigt werden. Das Gehäuse 20 steht mit der Außenluft durch eine am Deckel 24 angeordnete Filterschraube 34 in Verbindung. Die Bohrung für die Filterschraube 34 dient als Einführöffnung für die Druckflüssigkeit 21.
Die Ventile 17, 18 haben das besondere Merkmal, daß die Ventilsitze 45, 46 für die Kugeln 47, 48 und die Dichtscheiben 49 nicht mit Gewinde versehen, sondern mit zylindrischen Flächen eingepaßt sind. Die Ventildruckteller 50, 51 sind mit Schrauben 52 am Pumpengehäuse 14 befestigt.
Obwohl zu Abdichtungszwecken eine sehr genaue Passung zwischen Kolben und Zylindern auf größere Längen erforderlich ist, so tritt hier keine Abnutzung ein, weil diese Teile durch das Druckmittel, z. B. Öl, geschmiert sind. Ein geringer Leckverlust kann ohne Nachteil in Kauf genommen werden, weil die Verlustflüssigkeit in den Druckflüssigkeitsbehälter automatisch fließt bzw. zurückgebracht wird.
F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Soweit es möglich ist, sind die schon erwähnten Teile mit denselben Zahlen beziffert. Die Figur zeigt einen Preßluftantrieb zweier Pumpen 35 und 36, welche im Prinzip den Pumpen 1 bis 3 gleichen. Zum Antrieb dient ein Preßluftaggregat 37. Dieses besteht aus einem Kolben 38 mit beiderseitig eingesetzten Preßkolben 39 und 40 und dem Zylinder 41. An diesem ist die Druckluftsteuereinrichtung 42 befestigt. Mit 43 und 44 sind die Rohranschlüsse für Preßluft bezeichnet, von denen ein Anschluß, gegebenenfalls mit einem Reifenfüllkompressor, verbunden werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Aus mehreren Kolbenpumpen mit gemeinsamem Antrieb bestehendes transportables Flüssigkeitshochdruckpumpenaggregat, bei dem die Pumpen mit ihrem Antrieb unterhalb des Spiegels der Druckflüssigkeit in dem Druckflüssigkeitsbehälter angeordnet sind, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die aus je einer Pumpe (1, 2, 3) mit ihren Ventilen (17, 18) in einem gemeinsamen Gehäuse (14) bestehenden Pumpeneinheiten (1, 2, 3), die auf eine gemeinsame Druckmittelleitung (22) arbeiten, einzeln auswechselbar in an sich bekannter Weise sternförmig um den gemeinsamen Antrieb verteilt angeordnet sind.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckflüssigkeitsbehälter (20) als Träger für die Pumpeneinheiten (1, 2, 3) ausgebildet ist.
3. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Antriebsmotor (23) für die Pumpeneinheiten (1, 2, 3) vorgesehen, unmittelbar am Deckel (24) des Behälters (20) befestigt und mit einem gemeinschaftlichen Antriebsglied (28) für alle Pumpeneinheiten (1, 2, 3) mittelbar über ein regelbares übersetzungsgetriebe (27) gekuppelt ist.
4. Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (27 a) für das Übersetzungsgetriebe vom Druckflüssigkeitsbehälter (20) getrennt ist.
5. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Pumpeneinheit (1, 2,3) zur Dichtung zwischen Kolben (15) und Zylinder (14) eine an sich bekannte, entsprechend lange, eng tolerierte Führung des Kolbens (15) im Zylinder (14) dient.
6. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Saugventilanheber (30) vorgesehen sind, mit denen die Saugventile (18) während des Betriebes betätigt werden können.
7. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckflüssigkeitsbehälter (20) als Träger und/oder als Gehäuse für den Antrieb des Pumpenaggregates ausgebildet ist (F i g. 1, 4). B. Pumpenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Kolbenpumpen ein Preßluftmotor (37) in an sich bekannter Weise dient, der zwischen zwei Pumpen (35, 36) angeordnet ist (F i g. 4).