DE19922636A1

DE19922636A1 - Hochdruck-Wasserpumpe

Info

Publication number: DE19922636A1
Application number: DE1999122636
Authority: DE
Inventors: Matthias Krieger; Thomas Rosenbauer; Manfred Moeser
Original assignee: Evertz Hydrotechnik & Co GmbH
Current assignee: Evertz Hydrotechnik & Co GmbH
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-23
Also published as: WO2000070220A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Wasserpumpe mit einem in einem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist zum Kolbenantrieb ein ölhydraulisch regelbarer Sekundärkreislauf vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Wasserpumpe mit einem in einem Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben.

Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Axial-Kolbenpumpen wird das Hydraulikmedium als Fördermittel durch die Kolbenbewe gung bei zurückgehendem Kolben angesaugt bzw. bei vorwärts bewegtem Kolben aus dem Zylinderraum gedrückt. Zum Antrieb des Kolbens können nach dem Stand der Technik Pleuel, Kurbeln, Exzenter oder Taumelscheiben verwendet werden. Bei nach dem Stand der Technik bekannten Wasserpumpen besteht der Nachteil, daß wegen der geringen Schmierfähigkeit des Wassers nur langsam laufende und relativ große Pumpen zum Einsatz kommen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geregelte Hoch druck-Wasserpumpe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Kolbenantrieb ein ölhydraulischer regelbarer Sekundärkreislauf vorgesehen ist. Der Zylinder und der Kolben sind demnach derart auszugestalten, daß entsprechende Zylinderräume für den Primärkreislauf, näm lich das zu fördernde Wasser, und für den Sekundärkreislauf, nämlich zum Antrieb der Pumpe mit Öl als Hydraulikmedium, geschaffen werden müssen. Mit der Verwendung von Öl werden die bei Wasser bestehenden Kavitationsprobleme vermieden, die dazu führen, daß auf dem Markt erhältliche Druck- oder Stromrege lungsventile nicht verwendbar sind. Die erfindungsgemäße Hoch druck-Wasserpumpe trennt die verwendeten Medien Öl als Antriebsmittel und Wasser als zu förderndes Mittel, so daß im Kolben-Antriebsbereich (Sekundärkreislauf) auf die aus der Ölhydraulik bekannten Steuer- und Regelungsmittel sowie inzwi schen handelsüblichen Armaturen zurückgegriffen werden kann.

Vorzugsweise besitzt die Pumpe einen doppelt wirkenden Hydrau likzylinder, der gegenüber einem einfach wirkenden Hydraulikzy linder verschleißunanfälliger ist. Als Steuerung für den Sekun därkreislauf wird bevorzugt eine Ablaufsteuerung gewählt. Zur Umsteuerung des Kolbens bzw. der Kolbenbewegung ist im Sekun därkreis ein 4/2-Wegeventil angeordnet. Die Hauptaufgabe des Sekundärkreislaufes wird bereits erreicht, wenn die beiden alternierend ölhydraulisch beaufschlagbaren Kolbenflächen und die beim Pumpbetrieb wirksame Kolbenfläche gleich groß gewählt sind.

Vorzugsweise besitzt der Kolben im Querschnitt eine H-Form, wobei der äußere Kolbenteil beidseitig ringförmige Kolbenflä chen besitzt, die alternierend in entsprechenden ringförmigen Kolbenräumen des Zylinders beaufschlagbar sind. Im mittleren Bereich besitzt der Kolben eine zylinderförmige Kolbenfläche, die in einem zylindrischen Zylinderraum hin und her bewegbar ist. Die beiden Zylinderräume sind durch entsprechenden axialen Versatz voneinander getrennt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Die erfindungsgemäße Hochdruck-Wasserpumpe besitzt einen Zylin der 1, in dem ein im Querschnitt H-förmiger Kolben 2 angeordnet ist. In entsprechender Weise sind der mittlere Zylinderraum 3, in den da zu fördernde Wasser des Primärkreislaufes 4 ein- und ausgeführt wird, von dem ringförmigen Zylinderraum 5, der mit dem Sekundärkreislauf 6 gekoppelt ist, voneinander getrennt. Im Sekundärkreislauf wird über einen Motor M, der eine Verstell pumpe 7 antreibt, Öl über einen 4/2-Wegeventil 8 alternierend in den links oder rechts von dem Ringstempel 9 des Kolbens lie genden Zylinderraum 5 gepumpt. Das Öl wird einem Tank 10 ent nommen. Zur Kompensation von Druckschwankungen beim Umschalten steht ein Druckspeicher 11 zur Verfügung. Zum Sekundärkreislauf gehören noch schaltungsübliche Ventile, wie das Druckbegren zungsventil 12 und ein Umsteuerventil 13 für die Verstellpumpe. Als Impulsgeber für die Umsteuerung des Wegeventiles 8 dient eine Steuerung 14, die mit jeweils endseitig des Zylin derraumes 5 vorgesehenen Kontaktschaltern 15 verbunden ist.

Die Wasserpumpe arbeitet folgendermaßen:
Der über die Ölpumpeinheit 16 im Sekundärkreislauf 6 erzeugte geregelte Druck wird über die Leitung 17 dem mit 5' bezeichne ten Ringzylinderraum zugeführt. Hierdurch erfährt der Kolben 2 eine Kraft nach rechts, durch die er in Richtung des Pfeiles 18 bewegt wird. Durch diese Bewegung wird das in dem Zylinder raum 3 befindliche Wasser schließlich über die Leitung 19 abge führt. Sobald der Kolben seine rechte Endstellung erreicht, wird durch Betätigung des rechts angeordneten Schalters 15 ein Steuerimpuls ausgelöst, durch den das Wegeventil 8 umgeschaltet wird. Nach der Umschaltung wird durch die Leitung 20 der Ring kolbenraum 5'' mit Öl druckbeaufschlagt, wodurch der Kolben 2 in seine Ausgangslage zurückgeführt wird, wobei über die Lei tung 20 Wasser in den Zylinderraum 3 angesaugt wird. Die Fläche der Stirnseite 21 ist im Ausführungsbeispiel genau so groß wie die Fläche 22 des mittleren Kolbenteiles, so daß das Wasser mit dem dem aufgebrachten Öldruck entsprechenden Druck aus dem Zylinderraum 3 ausgetrieben wird.

Claims

1. Hochdruck-Wasserpumpe mit einem in einem Zylinder (1) hin- und herbewegbaren Kolben (2), dadurch gekennzeichnet, daß zum Kolbenantrieb ein ölhydraulischer regelbarer Sekundärkreislauf (6) vorgesehen ist.

2. Hochdruck-Wasserpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder (1, 2).

3. Hochdruck-Wasserpumpe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich net durch eine Sekundärsteuerung, vorzugsweise eine Ablaufsteuerung im Sekundärkreislauf (6).

4. Hochdruck-Wasserpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß im Sekundärkreis (6) ein 4/2-Wegeventil (8) zum Umsteuern des Kolbens (2) vorgesehen ist.

5. Hochdruck-Wasserpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden alternierend ölhy draulisch beaufschlagbaren Kolbenflächen (21) und die beim Pumpbetrieb wirksame Kolbenfläche (22) gleich groß sind.

6. Hochdruck-Wasserpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) im Querschnitt H-förmig mit äußeren ringförmigen Kolbenflächen (21) und inneren zylinderförmigen Kolbenflächen (22), der äußere Zylinderraum (5) ringförmig und der innere Zylinder raum (3) zylindrisch ausgebildet sind.