DE19638083A1 - Hochdruck-Aggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen in einem Hochdruck Aggre­ gat, durch die bekannte Aggregate vervollkommnet werden sollen.

Nach der DE OS 39 33 445 werden in Zylindern reziprozierende Kolben mit nach hinten durch den Deckel erstreckten Kolbenstangen versehen, die als Hubweg Indikatoren ausgebildet sind. Nach der DE OS 40 01 815 werden in einem Hochdruck Aggregat zwei räum­ lich voneinander getrennte Förderströme gleicher Liefermenge verwen­ det, um die beiden in Zylindern reziprozierenden Kolben getrennt anzutreiben und zwar so, daß der eine Kolben seinen Druckhub bereits beginnt, bevor der andere Kolben seinen Druckhub voll beendet hat.

Die in den genannten Schriften offenbarten Technologien sind prinzipiell korrekt und sie funktionieren auch in der Praxis, jedoch mit damals noch nicht erkannten Mängeln, die den erstrebten gleich­ mäßigen Förderstrom zwar annähernd, aber nicht voll, erreichen lassen.

Daher besteht ein dringender Bedarf an der Überwindung der Mängel und an Vervollkommnung der Aggregate zu besser gleichmäßigem Förderstrom. Außerdem bestehen in solchen Aggregaten Dichtungen zwischen planen Flächen, die ebenfalls weiterer Vervollkommnung bedürfen. Solche Vervollkommnung brauchen zum Beispiel die in der DE OS 40 38 300 beschriebenen Dichtungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus der genannten Literatur bekannten Aggregate zu gleichmäßigerem Förder­ strom und/oder zu hochdruckfähigerer Dichtung zu vervollkommnen.

Diese Aufgabe wird in dem Fachgebiet nach dem einleitendem Teil des Patentanspruchs 1 durch den kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 24 definiert.

Die Fig. 2 bis 8 zeigen Schnitte durch Teile bekannter Aggregate, in die die Maßnahmen der Erfindung eingezeichnet sind.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt im Prinzip die aus der DE OS 40 01 815 bekann­ te Fig. 27, doch sind in Fig. 1 die Maßnahmen der Erfindung mit eingezeichnet. So hat man die bekannten beiden Pumpen 14 und 15 gleicher Fördermenge, die durch das Antriebsaggregat 13 angetrieben werden. Sie liefern zu allen Zeiten gleiche Fördermengen und zwar Pumpe 14 durch Leitung 16 über die Umsteuerung 18, 10 zu dem Zylinder 30, wobei die Umsteuerung den Strom zeitweilig in die Druckkammer 22 zeitwei­ lig in die Rückhubkammer 23 leitet. Dadurch wird der Mitteldruck Kolben 26 reziproziert und ebenso der mit ihm verbundene Hochdruck Kolben 27 im Hochdruck Zylinder 56. Der Förderstrom der Pumpe 15 wird über die Umsteuerungsanordnung 19, 21 zu dem anderem Zylinder 31 geleitet und zwar zeitweilig über Leitung 17 zur Druckhub Kammer 24 und zeitweilig zur Rückhub Kammer 25, wobei der andere Mittel­ druck Kolben 28 reziproziert wird und somit auch der andere Hochdruck Kolben 29 im Hochdruck Zylinder 57.

Das Treibfluid strömt nach vollendeter Arbeit durch die Auslä­ sse 51 und 52 zurück in den Öltank 53. Beim Rückhub des Kolbens 27 tritt Fluid, z. B. Wasser, aus Einlaß 34 über das Einlaßventil 36 in den Zylinder 56 ein, das beim Druckhub des Kolbens 27 aus dem Zylinder über das Auslaßventil 37 herausgedrückt wird. Beim Rückhub des Kolbens 29 wird Fluid aus dem Einlaß 34 über das Einlaßventil 38 in den Zylinder eingeleitet und beim Druckhub des Kolbens 29 über das Auslaßventil 39 aus dem Zylinder 57 herausge­ drückt. Jenseits der Auslaßventile 37 und 39 können die so erzeug­ ten beiden Hochdruck Fluidströme, aus den Ventilen 37 und 39 kommend, zu einer gemeinsamen Auslaßmündung 35 verbunden werden. Die Pumpen 14 und 15 fördern meistens Mitteldruck Öl mit 150 bis 800 Bar, meistens zwischen 200 und 300 Bar. Die Hochdruck Kolben fördern zwei Hochdruckfluidströme, die Wasser sein können, und die erst jenseits der Auslaßventile zu einem einzigem Strom vereint werden dürfen. Die Umsteuerungs-Anord­ nungen 18, 20 und 19, 21 werden nach der DE OS 39 33 445 über Taster mittels der Kolbenstangen, die von den Mitteldruck Kolben aus durch die Deckel der Zylinder nach außen erstreckt sind, gesteuert.

Soweit sind die Teile der Fig. 1 und ihre Wirkungen aus der genannten Literatur bekannt.

Bei dieser bekannten Ausführung des Aggregates kommt es aber vor, daß die Kolben sich verhaspeln, indem sie immer kürzere Hubwe­ ge bei immer größeren Hubzahlen pro Zeit machen, oder, daß sie überhaupt stehen bleiben. Daher sind die Maßnahmen der gegenwärti­ tigen Erfindung notwendig.

Erfindungsgemäß sind zwei Maßnahmen gemeinsam erforderlich, nämlich es muß ein Rückhub Beschleuniger angeordnet werden und zur Abnahme der Umsteuer-Kommandos müssen mindestens 6 Sensoren eingesetzt werden. Als dritte Maßnahme werden die verbesserten Dichtungen an planen Flächen verwendet. Ist der Mitteldruck, mit dem die Mitteldruck Kolben getrieben werden, so hoch, daß er etwa 20 bis 30 Prozent des Hochdrucks erreicht, dann kann der Rückhub Beschleuniger ggf. fort gelassen werden.

Um das Verhaspeln der Kolbenhübe zu verhindert, wird nach der Erfindung der Rückhub so hoch beschleunigt - über das Fluid der Pumpen 14 bzw. 15 hinaus - daß der zurücklaufende Kolben mindes­ tens 0.1 bis 4 Prozent vor Ende des Druckhubs des betreffenden anderen Kolbens seinen Rückhub-Weg voll beendet hat. Denn nur dann ist einwandfreier Betrieb gesichert.

Daher ist die Niederdruckpumpe 41, die durch Motor 42 getrie­ ben sein kann, als Rückhub Beschleuniger eingesetzt. Sie wirkt derart, daß sie Zusatzfluid in die Rückhub Kammer 23 oder 25 oder in beiden leitet. Statt einer Pumpe 41 können nach Fig. 1 auch zwei Nieder­ druck Pumpen 41 und 43, durch Motoren 42 bzw. 44 betrieben, angeord­ net werden. Pumpe 41 saugt Fluid aus Leitung 49 an und liefert es durch Leitung 45 in die Rückhubkammer 23 des Zylinders 30. Pumpe 43 saugt Fluid durch Leitung 50 ein und liefert es über die Leitung 46 in die Rückhub Kammer 25 des Zylinders 31. Die Pumpen können eingebaute Überströmventile 47, bzw. 48, enthalten, durch die zu viel gefördertes Fluid in die Einlaßleitungen zurück fließen kann. Diese beiden Pumpen sind in Fig. 1 als einfache Zahnradpumpen vereinfacht dargestellt.

Die nächst wichtige Anordnung ist, daß die sechs Sensoren 1 bis 6 angeordnet werden müssen. Die nicht mit Bezugszeichen versehenen Kolbenstangen haben die Enden 7 und 8, wodurch auch die Kolbenstangen erkennbar sind. Es können verschiedene Tastmöglich­ keiten verwendet werden, von denen in Fig. 1 nur die eine beschrie­ ben ist, nämlich die, daß die radial planen Enden 7 und 8 der Kolbenstangen sensiert werden. Das deshalb, weil die planen Endflä­ chen scharfe Kanten bilden, die von den Sensoren 1 bis 6 mit Genauig­ keiten von unter einem Millimeter erfaßt werden können.

In der bisherigen Praxis sind die Sensoren 1 bis 6 photoelek­ trische Sensoren, die über einen Senser Controller mit Relais beschickt werden, wobei vor dem Senser Controller ein Transformer angeordnet ist. Die hier verwendeten Bezeichnungen sind die aus den OMRON Katalogen. Man kann diese Sachen von der Firma OMRON kaufen, da sie auf dem Markt erhältlich sind.

Dann entsteht folgende weitere erfindungsgemäße Anordnung und Wirkung:
Läuft der Kolben 26, 27 beim Druckhub einwärts, dann erreicht das Kolbenstangenende 7 zunächst den Senser 2. In diesem Moment gibt Senser 2 das Signal-Kommando: "Kolben 28, 29 beginne den Druck­ hub". Die Sensoren 2 und 6 sind aber im Senser Controller so mitein­ ander gekuppelt, daß der Kolben 28, 29 den Druckhub nicht beginnen kann, wenn der Kolben 28, 29 seinen Rückhub noch nicht vollendet hat. Der Kolben 28, 29 kann also seinen Druckhub erst dann starten, wenn der Kolben 28, 29 seinen Rückhub voll vollendet hat, also erst dann, wenn die Kolbenstangen Endfläche 8 den Sensor 6 erreicht hat.

Inzwischen läuft der Kolben 26, 27 weiter einwärts und die Endfläche 7 erreicht den Sensor 3, der das Kommando gibt: "Kolben 26, 27, beginne Deinen Rückhub", wodurch der Rückhub des Kolbens 26, 27 sofort beginnt. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Kolben 28, 29 immer noch warten muß, weil seine Endfläche 8 den Sensor 6 noch nicht erreicht hat, dann entsteht eine Förderpause, Druckabfall auf "Null" und die Gleichmäßigkeit des Förderstroms ist unterbro­ chen. Die Aufgabe der Erfindung ist also nicht gelöst. Damit das nicht passieren kann, hat die Pumpe 41 eine so große Fördermenge, daß der Kolben 28, 29 so schnellen Rückhub macht, daß die Fläche 8 den Sensor 6 erreicht, wenn der Kolben 26, 27 seinen Druckhub gerade beendet, oder bereits etwas früher. Im Idealfall trifft also zu, daß das Ende 8 den Sensor 6 gerade in dem Moment erreicht, wenn die Endfläche 7 den Sensor 3 erreicht. Da aus der bisherigen Beschrei­ bung hervorgeht, daß die Kolbenstangen Endflächen als Signalgeber wirken, sollen die Endflächen 7 und 8 im Folgendem "Steuerkanten" heißen, da die Sensoren ja nicht die ganze Planfläche, sondern nur deren radial äußere Kante sehen, genauer, einen Punkt oder eine Strecke der äußeren Kante der betreffenden Endfläche 7 bzw. 8, sehen.

Für den anderen Kolben verläuft der Vorgang sinngemäß. Steuerkante 8 erreicht Sensor 5, der das SignalKommando: "Kolben 26, 27 beginne der Druckhub" gibt, Kante B erreicht den Sensor 4, der das Kommando: "Kolben 28, 29 beginne den Rückhub" gibt und der Sensor 1 verhindert den Beginn des Druckhubs des Kolbens 28, 29 bevor die Steuerkante 7 den Sensor 1 erreicht hat.

Die Fördermenge, die die jeweilige Niederdruckpumpe 41 bzw. 43 zu bringen hat, berechnet man aus den Querschnitten der Rückhub- Kammern und der Rückhub Kammern der betreffenden Zylinder 30 und 31. Da der Querschnitt der Rückhub Kammern 23 und 25 um den Quer­ schnitt der Hochdruck Kolben 27 und 29 geringer ist, als der Quer­ schnitt der Druckhub Kammern 22 und 24, die Fördermenge der Pumpen 14 und 15 aber gleich bleibt, laufen die Kolben sowieso schneller zurück, als sie vorlaufen. Bei so hohen Drucken, wie 4000 Kg/cm² bedarf die Vorkompression der Fluide in den Zylindern so lange Zeit (etwa 14 plus minus 3 Prozent des Hubwegs), daß die Kolben trotz des z. B. 8 bis 10 Prozent schneller laufenden Rückhubs nicht früh genug den Rückhub beenden, wenn nur die Mitteldruck Pumpen 14, 15 angeordnet sind, die Beschleuniger Pumpen 41 und 43 aber fehlen. Die Fördermenge der betreffenden Pumpe 41 oder 43 muß also so groß sein, daß sie den Unterschied der Prozente des Kompressions­ hubs und des Rückhubs der Pumpen 14, 15 ausfüllt. Bei geringen End-Drucken von mehreren hundert Bar treiben die Pumpen 14, 15 den Rück­ hub der Kolben schnell genug an, bei über 2000 Bar aber meistens nicht mehr und bei 4000 Bar dann nicht mehr, wenn der Druck der Mitteldruckpumpen 14, 15 unter etwa 15 bis 30 Prozent des End-Hochdru­ ckes liegt. Damit ist der Bedarf der Beschleuniger Pumpen erklärt und auch seine Funktion zusammen mit den 6 Sensoren 1 bis 6.

Wenn man die Fördermenge der Beschleuniger Pumpe(n) 14, 15 nicht genau genug in den Griff kriegt, legt man ihre Fördermenge etwas zu hoch aus und setzt ein Überdruckventil 40 in die Hochdruck­ leitung 35. Das Ventil 40 verhindert dann Überdruck in der Leitung 35. Die Kolben laufen dann etwas zu schnell zurück, so daß die Steuerkanten 7 bzw. 8 die betreffenden Sensoren 1 bzw. 6 schneller erreichen, als die betreffenden Sensoren 2 bzw. 5. Infolge der Kupp­ lung der Sensoren 1-5 und 2-6 im Senser Kontroller, können die Druckhübe nicht beginnen, wenn die betreffenden Steuerkanten die Sensoren 2 bzw. 5 noch nicht erreicht haben. Statt daß Sensoren 2 und 5 auf Sensoren 6 bzw. 1 warten, warten nun die Sensoren 1 bzw. 6 auf die Sensoren 2 bzw. 5.

Fig. 4 zeigt einen handelsüblichen Dichtring in eine übliche Dichtringnut eingelegt, zum Beispiel den O-Ring 59 in seinem Bett. Der O-Ring soll die radial plane Fläche 99 gegen Hochdruck von inner her abdichten. Dabei soll der O-Ring sich so verformen, daß er gegen die Fläche 99 drückt. Das lehren die Kataloge und die Hochschulen. Das tut der Dichtring 59 aber nicht immer. Bei Hoch­ druck extrudiert er in den Passungsspalt. Oft sogar nach innen, entgegen dem Druck.

Die eingangs erwähnte DE OS 40 38 300 lehrt bereits, daß man das Extrudieren durch Einlegen eines Stützringes 58 nach Fig. 2 verhindern könne. Dieser Stützring hat eine Abschrägung und dieser Stützring hat durch den aus der Hochdruck Technik bekannten Dr.H.Peters den Namen "Delta-Ring" erhalten. Dieser Name wird im folgenden für den Stützring 58 verwendet.

Durch die gegenwärtige Erfindung wird aber erkannt, daß auch dieser "Delta Ring" durchaus alleine nicht immer wirkt. Denn der O-Ring 59 verhält sich oft anders, als man denkt, oder als die bekannte Technik lehrt. Fig. 3 zeigt, daß die Erfindung erkannte, daß der O-Ring (plastischer Dichtring) sich nicht gegen die Fläche 99 drückt, sondern gerade von ihr weg, an die rückwär­ tige Ringwand. Siehe das deutlich in Fig. 6. Die Abdichtung ist dann völlig aufgehoben und die Dichtung ist ein ausgesprochener Versager.

Fig. 7 zeigt daher, daß erfindungsgemäß ein Bett geschaffen werden muß, in das ein zusätzlicher Körper 62 eingelegt werden muß. Zwischen Bettwand und Körper 62 soll ein kleiner Spalt (mindestens 0.01 mm) bleiben. Der Druck soll von hinter dem Körper 62 her durch den Spalt 65 geleitet werden. In Fig. 7 enthält das Bett nur den Delta Ring 58. In Fig. 8 ist außerdem der O-Ring eingelegt und aus dem Spalt 65 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der O-Ring nicht mehr gegen die Rückwand des Bettes gedrückt, sondern gegen die abzudichtende Fläche 99. Siehe das in Fig. 8. Die Dichtung ist jetzt perfekt für hohe Drucke. Die übliche Ringnut mit O-Ring drin ist für Hochdruck auch schon deshalb nicht zulässig, weil ihre scharfen Kanten Spannungserhöher = "Stress- risers" bilden, an denen Risse entstehen, die sich dann durch den ganzen Körper langsam ausdehnen. Statt O-Ringe zu verwenden, kann man Dichtringe aus einem Material kaufen, das von der Firma Rotary Engine Kenkyusho erhältlich sein mag. Bei Hochdruck verformt es sich wie Knetgummi und paßt sich jeder kleinen Ungenauigkeit der Wände genau an. Durch den Druck von hinten verdickt es sich in beiden radialen Richtungen. Baut man es nach Betrieb mit 4000 Bar aus, daß hat es Spannung gegenüber den Wänden radial innen und radial außen des Dichtringes. Es behält dann die so erhaltene gepreßte Form und ist nach neunem Einbau sofort wieder dicht. Diese Knetgummi Wirkung entsteht aber erst bei hohen Drucken, weil das erwähnte Dichtringmaterial bei geringen Drucken noch keine Knetgummi Wirkung bekommt. Denn es ist in sich selbst sehr fest.

Während Ringnutenbetten nicht genau gemessen und nicht sehr genau hergestellt werden können, ist die Herstellung nach Fig. 7 und 8 leicht und genau möglich. Abrundungen zur Verhinderung von Rissen an Kanten können angebracht werden.

In Fig. 1 ist die ganze Anlage einteilig gezeichnet. In Wirk­ lichkeit sind aber die Zylinder an ihren axialen Enden durch Deckel verschlossen. Die radial planen Endwände der Zylinder müssen also abgedichtet werden. Das ist anhand der erfindungsgemäßen Lehre der Fig. 7 und 8 nun leicht möglich und in Fig. 2 gezeigt. Die Endwand 99 des Zylinderblocks 33 ist also so abzudichten, daß aus der Kammer 57 kein Druck entweichen kann. Entsprechend ist ein Bett gebildet, in das der Körper 62 eingelegt ist. Er hat die Boh­ rung 63 und die Radialnut 64. Also strömt Druckfluid aus Kammer 57 durch die Bohrung 63 und Nut 64 in den Spalt 65 und drückt den Dichtring gegen die Endfläche 99, so, wie in Fig. 8 gezeigt. Die Abrundungen 60 und 61 dienen der Verhinderung von "Stress-risern" und somit der Verhinderung von Rissen. Aus Fig. 2 ist auch der eingelegte Delta Ring 58 ersichtlich und ersichtlich ist aus Fig. 2 auch, daß man dann, wenn der Körper 62 herausgenommen werden kann, die zylindrische Fläche 69, an der der Delta Ring anliegt, genau drehen oder schleifen und messen kann. Erst durch die Fig. 2 und 7.8 der Erfindung erhalt der Delta Ring seine volle Verwirk­ lichung, denn in den üblichen Ringnuten kann er nicht voll wirken, weil man die zylindrische Fläche 69, an der er eingelegt ist, bei diesen üblichen Ringnuten nicht genau herstellen und den Durchmesser nicht genau messen kann. Mann kommt mit den Meßwerkzeugen nicht herein.

Die Abdichtung mit den Mitteln der Erfindung nach Fig. 7 und 8 ist noch wichtiger in Hochdruck Membranpumpen. Dafür ist ein Ausführungsbeispiel in Fig. 3 gebracht. Die Platten 71 und 72 liegen axial der Membranen 90 bis 92 und spannen die Membranen zwischen sich ein. Dabei sind die Körper 71 und 72 wie aus den eingangs erwähnten Literaturstelle bekannt, mittels der starken Schrauben (M-42 in der EDEW -21-3000), also durch die Schrauben 70 zusammen gehalten. Zwischen den äußeren Membranen 90 und 92, die aus dünnem Edelstahlblech sind, liegt die mittlere Membrane 91 aus einer bestimmten Bronze. Die Membranen dürfen für große Fördermengen eine Dicke von 0,4 mm nicht überschreiten. Die in dieser Figur einfach schräg gezeigten Membranhub-Begrenzungswände 88 und 89 werden auch heute noch nach der Fig. 12 der DE OS 40 41 807 ausgeführt. Körper 71 enthält die Wasser Räume. Im Sinne des Körpers 62 ist hier ein Bett ausgeformt, in das der "PROFILE RING" 80 eingesetzt ist. Auf der Gegenseite, dem Ölteil, liegt ihm das "PROFILE INSERT" 74 gegenüber. Für solche neuen Teile der Erfindung werden auch in dieser Schrift die internationalen Benennungen verwendet. Das Bett für den Profile Ring 80 ist radial außen durch die zylindrische Fläche 69 begrenzt und es bildet mit dem Profile Insert den Spalt 65 der bereits beschriebenen Figuren. Radial nach innen ist das Bett durch die zylindrische Fläche 100 begrenzt, so daß sich zwischen ihr und der Innenfläche 84 des Profile Rings wieder ein Spalt 65 bildet, der hier mit 165 bezeichnet ist. Zwischen den Flächen 100, genauer zwischen der zylindrischen Fläche 100, steht der zentrische Innenblock 85 den Membranen zu erstreckt. Er ist mit der mit den inneneren Enden der Membranhub Begrenzungswände fluchtenden Planfläche 86 versehen. Der Spalt 165 ist hier radial weiter als der obere Spalt 65, weil hier viel Wasser durch den Spalt fließt. Er soll aber bei 2000 Bar 0.25 mm und bei 4000 Bar 0.125 mm nicht übersteigen, damit die Membranen nicht beschädigt werden. Das Wasser strömt durch die Bohrung 82 dem Bette zu und es strömt durch die Bohrung 83 beim Membranen Druckhub wieder aus dem Bett, das dann Teil der Wasser Förderkammer ist, wieder heraus. Die für Hochdruck erforderlichen, aus Fig. 2 bekannten Abrundungen sind in Fig. 3 ohne Bezugszeichen eingezeichnet. Radial oberhalb des Profile Rings 80 befindet sich das Bett zur Aufnahme des betreff­ enden Delta Ringes 58 und des betreffenden Dichtringes 98.

In Fig. 3 sieht man rechts der Membranen die Hochdruck Ölkammer, die als Bett für die darin eingelegten Teile ausgebildet ist. Kör­ per 73 hat die internationale Benennung "CHUCKING BODY" und der in ihn eingelegte Teil 74 hat die Bezeichnung "PROFILE INSERT".

Im Deckel (in der Platte) 72 ist die Öl-Hochdruck Zylinderkammer ausgebildet, in der der Hochdruck Kolben reziproziert. Der Deckel 72, der die Membranen 90, 91 und oder 92 einklampt, ist also gleichzei­ tig der Hochdruckzylinder. Zwischen den Membranhub Begrenzungswän­ den 88 und 89 ist links der Membrane die Hochdruck Wasserkammer ausgebildet und rechts der Membranen die Hochdruck Ölkammer. Die letztere ist mit dem Zweitfluid, also einem Öl höherer Viskosität, gefüllt. Die Wasserkammer ist beim Einlaßhub mit Wasser gefüllt, das zum Beispiel 10 Bar Vordruck hat. Die Öl Hochdruck Kammer hat beim Einlaßhub etwa 1 bis 3 Bar Vordruck. Während dem Einwärts- und Auswärts-Hub des Hochdruck Kolbens 79 laufen die Membranen periodisch nach links gegen die Hub Begrenzungswand 88 und nach rechts gegen die Hub Begrenzungswand 89. Da Drucke bis zu 4000 Kg/cm² gefahren werden, müssen die Membranen in radialer Richtung einwand­ frei abgedichtet sein. Das ist in der Wasserseite durch die Dichtung 98 unter dem Delta Ring 58 erreicht, weil das Druckwasser im Sinne der Fig. 7 und 8 durch den Spalt 65 von hinten her in das Dichtringbett 98 geleitet wird. In der Ölseite wird diese Abdichtung durch den Delta Ring 58 mit Dichtring 97 erreicht, da das Hochdruck-Öl im Sinne der Fig. 7 und 8 durch den Spalt 69 von hinten her in das Dichtringbett und gegen den Dichtring 97 geleitet wird. Der Chucking Body 73 ist radial außen in der zylindri­ schen Fläche des Bettes gelagert und darin axial beweglich. An seinem vorderen äußerem Ende hat der Chucking Body den Ringspalt 93, der dafür sorgt, daß die Last links geringer ist, als die Last rechts des Chucking Bodies. Dadurch wird bewirkt, daß der Chucking Body immer radial außerhalb der Kammern gegen die Membranen gedrückt wird. Nach hinten hat der Chucking Body das Dichtringbett 95 mit dem Delta Ring 58 und dem Dichtring 95 darin. Rückwärts des Chucking Bodies befindet sich ein weiteres Bett für die Aufnahme der stark zusammen gedrückten starken Tellerfeder 75. Radial inner­ halb dieser Tellerfeder liegt der Ausfüllring 76. Der Chucking Body und der Ausfüllring haben innen etwas größere Durchmesser, als der Kolben 79, damit der Kolben nicht anstoßen kann.

Der Membrane 92 zugewandt hat der Chucking Body das erste Bett 97 zur Aufnahme des Delta Ringes 58 und des Dichtringes 97.

Dichtringbetten und Dichtringe haben in dieser Schrift gleiche Bezugs­ ziffern, da es selbstverständlich ist, daß in die Dichtring Betten Dichtringe eingelegt werden. Ferner bildet der Chucking Body 73 der Membrane 92 zugewandt das zweite Bett, in das das "PROFILE INSERT" 74 eingelegt ist. Vorne hat das Profile Insert die Membranhub Begren­ zungswand 89, während der Profile Ring 80 eine dazu spiegelbildliche Membranhub Begrenzungswand 88 bildet. Die PROFILE Teile sind leicht herstellbar, da jeweils ein Körper in die Drehbank gespannt wird, der mehr als doppelt so lang ist, wie der betreffende Profile Teil. So wird an jedem Ende eine Membranhub-Begrenzungsfläche 88 oder 89 ausgedreht und der Körper später in der Mitte der Lange getrennt, so daß aus einem Körper zwei Profile Teile entstehen. Die Rücksei­ ten der Profile Teile können dann leicht auf einer Flächenschleif­ maschine plan und auf Längsmaß geschliffen werden.

Radial innen hat das Profile Insert 74 die Bohrungen 78 zur Durchleitung des Drucköls von und in die Öl Hochdruck Kammer zwischen dem Kolben 79 und der Membrane 92. Der Kolben 79 läuft durch den Ausfüllring und die innere Ausnehmung des Chucking Bodies bis dicht (zum Beispiel 0.2 bis 2 mm) an die Rückseite des Profile Inserts heran. Zwischen der äußeren zylindrischen Fläche des zweiten Bettes und dem Außendurchmesser des Profile Inserts ist wieder der schmale Ringspalt 69 ausgebildet. Ferner hat man eine Bohrung 63 und Radialnuten 81 am Chucking Body bzw. dem Profile Insert, die das Drucköl in die Dichtringbetten leiten. Abrundungen 96 sind an den wichtigen Stellen zur Verringerung der Riß-Gefahr angeordnet.

Aus der Gleichung:

mit V1 = Druckhub Geschwindigkeit; V2 = Rückhub Geschwindigkeit; D = Durchmesser des Mitteldruck Kolbens; d = Durchmesser des Hoch­ druck Kolbens und "Fc" = (Kompressionshub + Wirkhub)/Wirkhub.

Da so die erforderliche Rückhub Geschwindigkeit bekannt wird, kann man die erforderliche Fördermenge der Niederdruck Pumpen 41, bzw. 43 genau berechnen.

Die Patentansprüche sollen mit als Teil der Beschreibung der Erfindung angesehen werden.

Claims (24)

1. Anordnungen in einem Hochdruck Aggregat, das mit in Zylindern reziprozierenden Mitteldruck Treibkolben und Hochdruck Fluidförder­ kolben versehen ist, in dem jedem der mindestens zwei Mittel­ druck Zylindern eine individuelle, vom anderen Zylinder getrenn­ te Mitteldruck Pumpe verbunden ist, die Mitteldruck Kolben mit durch die Deckel nach außen erstreckten, als Hubwegindikatoren wirkenden, Kolbenstangen versehen sind und den Kolbenstangen Hubwegtaster zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Schrift empfohlene Mittel zur Vervollkommnung hoher Umsteuer-Genauigkeit, höherer Betriebs- Sicherheit oder sicherer Abdichtung zugeordnet sind.

2. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Kolbenstangen (7, 8) mindestens sechs Sensoren (1 bis 6) zugeordnet sind.

3. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (1 bis 6) auf die Kanten der äußeren Endflä­ chen (7, 8) der Kolbenstangen sensierend ausgebildet und angeord­ net sind.

4. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (3) und (4) die Rückhübe der Kolben einleitend angeordnet sind.

5. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2) bzw. (5) des einen Kolbens den Druckhub des anderen Kolbens einleitend, ausgebildet und angeordnet sind.

6. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (1) und (6) den Beginn des Druckhubs des anderen Kolbens verhindernd, wenn der Druckhub des jetzt arbeitenden Kolbens noch nicht vollendet ist, ausgebildet und angeordnet sind.

7. Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2, 5) zwischen den Sensoren (1, 3), bzw. (4, 6) angeordnet sind.

8. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Rückhubkammern (23, 25) der Zylinder (30, 31) Beschleuni­ gungsmittel zur Erhöhung der Rückhub Geschwindigkeit der Kolben zugeordnet sind.

9. Anordnung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als das Beschleunigungsmittel durch Leitungen (45, 46) zu den Zylindern Rückhub Kammern (23, 25) verbundene Pumpen (41, 43) sind, bzw. mindestens eine der Pumpen (41) oder (43) angeordnet ist.

10. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jenseits (außerhalb) der Auslaß-Ventile (37, 39) ein den Höchstdruck begrenzendes Überström-Ventil (40) angeordnet ist.

11. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren, z. B. (1) bis (6), auf die Umsteuerungen (18, 20) bzw. (19, 21) wirkend, ausgebildet sind.

12. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abdichtung einer radial planen Fläche (99) im an ihr anliegendem Deckel (71) oder (72) ein über die Dichtringnut (95), radial an die Dichtringnut anschließend, axial tiefer in den Deckel (71, 72) erstrecktes, Bett eingeformt und in dem Bett ein die Dichtringnut begrenzender Füllkörper (62) über die Dichtringnut hinaus axial tiefer in den anliegenden Körper eingreifend, angeordnet ist.

13. Anordnung nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper mit Passagen (63, 64) verbunden ist, die von hinten her auf einen zwischen einer Wand des Bettes und dem Füllkörper (62) gebildeten Spalt (65) treffend angeordnet sind, durch die das Druckfluid aus der abzudichtenden Kammer (57, 56, 77, 96) von hinten her gegen den in der Dichtringnut ange­ ordneten Dichtring (59) geleitet wird.

14. Anordnung nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (59) durch die Merkmale des Patentanspruchs (13) gegen den Delta Ring (58) und gegen die abzudichtende Fläche (99) gepreßt wird.

15. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Membranpumpe zwischen den Körpern (71) und (72) drei Membranen eingespannt sind, von denen die Membrane (90) am Körper (71), die Membrane (92) am Körper (72), mindestens stellen weise anliegt (anliegen) und zwischen den Membranen (90) und (92) die mittlere Membrane (91) angeordnet ist, deren Werkstoff zu dem der Membranen (90) und (92) unterschiedlich sein kann.

16. Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Körper (71) radial innerhalb der Dichtringnut mit Dichtring (98) und Delta Ring (58) ein Bett zur Aufnahme des Profile Rings (80) angeordnet ist, der Profile Ring innen eine Bohrung (100) formt und der Körper (71) den in die Bohrung (100) erstreckten Mittel-Zapfen (85) bildet, dessen vordere Stirnfläche mit der Innenkante der Membranhub Begrenzungswand (88) des Profile Rings fluchtend ausgebildet ist.

17. Anordnung nach Patentanspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mittelzapfen (85) und dem Profile Ring (80) die Wasser-Passage (165) gebildet ist, zwischen der zylindrischen Fläche (69) des Körpers (71) und dem Profile Ring (80) ein enger Ringspalt (65) gebildet ist und eine Radialpassage (81) angeordnet ist, die das Dichtringbett hinter dem Dichtring (98) mit der Druckwasserleitung (83) verbindet.

18. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im das Drucköl beinhaltendem Körper (72) ein Bett zur Aufnahme eines "Chucking Bodies" ausgeformt ist und im Chucking Body (73) ein Profile Insert (74) angeordnet ist.

19. Anordnung nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Bett ein mehrstufiges ist, das radial außen das Hauptbett zur Aufnahme des Chucking Bodies (74) mit Delta Ring (58) und Dichtring (95) bildet und radial weiter innen das axial tiefer in den Körper (72) erstreckte Bett Teil zur Aufnah­ me von Anpreßmitteln zwecks Anpressung des Chucking Bodies an die entsprechende Membrane (92) angeordnet ist.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Chucking Body (74) in dem genanntem Bett Teil eine stark zusammen gedrückte starke Tellerfeder (75) und ein oder ein Ausfüll Ring (76) angeordnet sind.

21. Anordnung nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß im der Membrane zugewandtem vorderem Teil des Chucking Bodies (74) ein Stufenbett zur Aufnahme des Profile Inserts (74) angeordnet ist.

22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das genannt Stufenbett radial außen das Dichtringbett zur Aufnahme des Delta Ringes (58) und des Dichtringes (97) formt und radial innen an den Dichtring anschließend tiefer in den Chucking Body herein erstreckt, den inneren Bett Teil zur Aufnahme des Profile Inserts (74) formt.

23. Anordnung nach Patentanspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Passage (64, 63) angeordnet ist, die die Dichtringnuten mit ihren beinhalteten Delta Ringe (58) und Dichtringen (55, 97) zu der Zylinderkammer (77) verbindet.

24. Anordnung z. B. nach Patentanspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Chucking Body radial innen eine Bohrung (77) zur zeitweiligen Aufnahme des Kolbens (79) formt, das Profile Insert (74) die Bohrung (77) verschließt, aber mindestens eine Bohrung (78) kleinen Durchmessers bildet, durch die das Drucköl aus dem Zylinder (77) in die Membrankammer jenseits des Profile Inserts herein und heraus strömen kann.