DE2534001A1

DE2534001A1 - Hochdruckplungerpumpe mit einem beruehrungslos gleitbar gelagerten plunger

Info

Publication number: DE2534001A1
Application number: DE19752534001
Authority: DE
Inventors: Paul Hammelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-07-30
Filing date: 1975-07-30
Publication date: 1977-02-17

Description

Hochdruckplungerpumpe mit einem berUhrungslos gleitbar gelagerten Plunger Es sind Hochdruckplungerpumpen mit einem in einer im Pumpenkopf festgelegten Hülse berUhrungslos gleitbar gelagerten Plunger und zentrisch angeordneten Druck- und Saugventilen bekannt, bei denen das Passungsspiel zwischen dem Plunger und der Hülse durch saubere Druckbeaufschlagung der Hülse druckabhängig veränderbar ist. Die Verformung der Hülse tritt erst bei einem bestimmten Mindestdruck ein. Unterhalb dieses Mindestdruckes ergibt sich im Betrieb der Pumpe keine optimale Abdichtung zwischen dem Plunger und der Hülse. Oberhalb des Mindestdruckes lassen sich die Fertigungsungenauigkeiten und die Abweichungen der zusammenwirkenden Teile von den Sollmaßen infolge von thermischen, dynamischen und hydraulischen Belastungen nur schwer kompensieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckplungerpumpe mit einem in einer Hülse berührungslos gleitbar gelagerten Plunger und zentrisch angeordneten Druck- und Saugventilen so zu gestalten, daß sie unabhängig von einem Mindestdruck mit einem großen Druckbereich von z.B. 1 t 100 betrieben werden kann und eine Abdichtung zwischen dem Plunger und der HUlse mit einem Minimum an Spaltverlusten erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse unter einer zumindest den aus dem Pumpvorgang resultierenden Aufweitungskrften entsprechenden Vorspannung in dem Pumpenkopf eingesetzt ist und die Hubkräfte in den Plunger über einen in der Längsachse der HUlse angeordneten Stößel einleitbar sind, dessen Enden allseitig bewegbar im Plunger und im Kreuzkopf gelagert sind.
Da die Hülse unter dem Einfluß eines wechselnden hydraulischen Druckes nicht verformt wird, gewShrleistet sie eine konstante Spaltbegrenzung gegenüber dem Plunger. Die doppelte pendelnde Lagerung des Stößels mit einem Fretheitsgrazd der Stößelenden nach allen Seiten bietet die Möglichkeit der konzentrischen Einstellung des Plungers zur Hülse unter der Wirkung der hydraulischen Kräfte, und zwar unabhängig von den Fertigungsungenauigkeiten der zusammenwirkenden Teile.
Das geringe Passungsspiel zwischen der HUlse und dem Plunger, das zum Erreichen hoher volumetrischer Wirkungsgrade in der Größenordnung von 1O oder niedriger liegt, ist mit der erfindungsgemäßen Konstruktion zu verwirklichen, so daß sich auf dem vollen Umfang des Plungers ein gleichmäßiger FlUssigkeitsfilm ausbilden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hochdruckplungerpumpe ist in der Fig. 1 im Längsschnitt aufgezeigt und wird im folgenden beschrieben.
Die Hochdruckplungerpumpe weist einen Pumpenkopf 1 auf, der in einer quer zur Längsachse 2 der Pumpe verlaufenden Ebene 3 geteilt ist. In dem Pumpenkopf ist eine Hülse 4 unter einer Vorspannung angeordnet, die zumindest den aus dem Pumpvorgang resultierenden Aufweistungskräften entspricht. Das Innenmaß der Hülse 4 bleibt über den gesamten Betriebsbereich der Pumpe konstant, In der Innenwandung der Hülse 4 sind ringförmige Ausdrehungen 5 zur Unterbrechung und Verwirbelung der zwischen der Hülse 4 und dem darin berührungslos gleitbar gelagerten Plunger 6 entstehenden Flüssigkeitsströmung. Der Plunger 6 ist mit dem Kreuzkopf 7 über einen Stößel 8 verbunden, der in der Längsachse 2 der Pumpe angeordnet ist. Der Stößel 8 ist an den Enden mit Kugeln 9,10 ausgerüstet, die in entsprechenden Kugelpfannen des Kreuzkopf es und des Plungers allseitig bewegbar gelagert sind. Der Stößel 8 ist in der vorderen Plungerhälfte am Plunger angelenkt. Er weist eine Bohrung 11 auf, die mit der Druckölbohrung 12 des Kreuzkopfes in Verbindung steht, so daß die Lagerkugeln 9 und 10 druckölgeschmiert sind. Die Lagerungen der kugelförmigen Stößelenden weisen Schraubhülsen 13,14 auf, die mit Dichtungen 15,16,17,18 gegen austretendes Drucköl versehen sind. Das vordere Ende des Plungers ist als Konus 19 ausgebildet. Die Krafteinleitung in den Plunger ist so gewählt, daß sich der Plunger entsprechend den hydraulischen KrSften iinfacher Weise und mit geringem Kraftaufwand zur Hülse in voller Unabhängigkeit von durch thermische oder mechanische Kräfte sich ergebenden Veränderungen der Lage der Bauteile zueinander sich einstellen kann. Durch die Anordnung des vorderen Kugelgelenks des Stößels in der vorderen Hälfte des Plungers kann sich dieser entsprechend den beim Pumpvorgang einstellenden hydraulischen Kräften durch die konische Ausbildung des Plungervorderteils in der Hülse zentrierren.
Der Saugraum 20 der Pumpe ist Uber einen Kanal 21 mit einer Kammer 22 verbunden, die von der Stirnfläche 23 der Hülse 4, dem Plunger 6 und dem Pumpenkopf 1 begrenzt wird. Nach außen ist diese Kammer durch einen Ring 24 abgedichtet. Die Hülse 4 ist an der der Kammer 22 zugewandten Seite mit einerm Einlaufkonus 25 ausgestattet. Dieser Einlaufkonus begünstigt bei vorlaufenden Plunger die Ausbildung einer Schlappströmung zwischen dem Plunger und der Hülse, die ihrerseits die Zentrierung des Plungers in ihrem Bereich bewirkt.
Das Druckventil 26 und das Saugventil 27 sind zentrisch angeordnet. Der Ventilsitz des Saugventils 27 liegt in der Trennungsebene 3 zwischen den beiden Teilen des Pumpenkopfes 1.
Der Saugventilkörper wird durch eine Feder 28 belastet, die sich an einem Ring 29 abstützt, der in der Hülse 4 festgelegt ist.

Claims

Patentansprüche

t Hochdruckplungerpumpe mit einem in einer Hülse berührungslos gleitbar gelagerten Plunger und zentrisch angeordneten Druck- und Saugventilen, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß die Hülse (4) unter einer zumindest den aus dem Pumpvorgang resultierenden Aufweitungskräften entsprechenden Vorspannung in dem Pumpenkopf eingesetzt ist und die Hubkräfte in den Plunger (6) über einen in der Längsachse der Hülse angeordneten Stößel (8) einleitbar sind, dessen Enden allseitig bewegbar im Plunger und im Kreuzkopf (7) gelagert sind.
2. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) unter Ubermaß in ein Aufnehmebohrung des Pumpenkopfes (1) eingeschrumpft ist.
3. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der dem Kreuzkopf (7) zugewandten Stirnfläche (23) der Hülse (4), dem Plunger (6) und dem Pumpenkopf (1) eine Kammer (22) begrenzt ist, die über einen Kanal (21) mit dem Saugraum (20) in Verbindung steht.
4. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) an der der Kammer (22) zugewandten Seite einen Einlaufkonus (25) gegenüber dem Plunger aufweist.
5. Hochdruckplungerpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (8) in der vorderen Plungerhälfte am Plunger (6) angelenkt ist und der Plunger am vorderen Ende einen Konus (19) aufweist.
6. Hochdruckplungerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Stößels (8) kugelförmig ausgebildet und mit Drucköl geschmiert sind.