DE2747843B2

DE2747843B2 - Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kolbenpumpe in Liegendbauweise

Info

Publication number: DE2747843B2
Application number: DE2747843A
Authority: DE
Inventors: Adalbert Dipl.-Ing. 6832 Hockenheim Huperz; Wolfgang 4224 Huenxe Maasberg
Original assignee: Woma Apparatebau Wolfgang Maasberg and Co GmbH
Current assignee: Woma Apparatebau Wolfgang Maasberg and Co GmbH
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1977-10-26
Publication date: 1979-10-18
Also published as: JPS6233434B2; DE2747843A1; JPS5474503A; GB2006870B; US4218961A; GB2006870A; DE2747843C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kolbenpumpe in Liegendbauweise, mit einem in einem Zylinder geführten Kolben, einer Pleuelstange, einer Kurbelwelle und einem ölreservoir für eigene Schmiermittelversorgung, wobei der Kolben als Stufenkolben aus einem Führungskolbenabschnitt und einem verjüngten Förderkolbenabschnitt ausgebildet ist, und der Stufenkolben mit der Zylinderwand einen über eine Saugleitung an das ölreservoir angeschlossenen Ringraum bildet, und daß dieser Ringraum über eine Druckleitung an die Pleuellager

ίο angeschlossen ist, wobei in die Saugleitung ein Saugventil und in die Druckleitung ein Druckventil eingebaut ist.

Es ist eine Kolbenpumpe bekannt, welche in ihrem grundsätzlichen Aufbau eine Hauptpumpe und eine Schmierpumpe aufweist. Bei dieser bekannten Konstruktion sind der Druckhub und der Saughub für einerseits die als Kolbenpumpe ausgebildete Hauptpumpe und andererseits die Schmierpumpe entgegengerichtet. Denn während die Kolbenpumpe den Saughub ausführt, wird das Schmiermittel in die Schmiermittelkanäle eingedrückt. Dementsprechend dient der Druckhub der Kolbenpumpe zum Ansaugen des Schmiermittels aus dem Ölreservoir. Durch diese asynchrone Arbeitsweise verschlechtert sich zwangsläufig der Wirkungsgrad bei dem bekannten Pumpenaggregat.

Bei ein-jr anderen bekannten Konstruktion ist einerseits ein Plungerkolben verwirklicht andererseits ein Förderkolben für das Schmiermittel, der unter

JO Zwischenschaltung einer Stoffbuchse mittels einer Verbindungsstange an den Plungerkolben angeschlossen ist. Für beide Kolben sind getrennt Zylinder bzw. Führungen vorgesehen, wobei der Plungerkolben für die Schmiermittelversorgung nicht herangezogen wird.

Diese bekannte Kolbenpumpe verlangt den speziellen Aufbau des Kurbelwellengehäuses, nämlich praktisch als doppelwandiges Kurbelwellengehäuse im Bereich des Förderkolbens für den Umlauf des Schmiermittels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kolbenpumpe in Liegendbauweise, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, deren Schmiermittclvcrsorgung sich durch extrem kompakte Bauweise auszeichnet und auf eine zusätzliche Schmier- bzw. ölpumpe ebenso wie auf aufwendige Leitungsführungen verzichtet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kolbenpumpe in Liegendbauweise, dadurch, daß der Förderkolbenabschnitt im Zuge des Saughubs in den Zylinderraum des Führungskolbenabschnitts einfährt und dadurch mit der Zylinderwand den Ringraum bildet, der sich im Zuge des Saughubs vergrößert und im Zuge des Druckhubs verkleinert. — Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß der ohnehin zur Pumpentätikeit vorhandene Kolben aufgrund seines verjüngten Förderkolbenabschnitts beim Saughub der Kolbenpumpe aus dem ölreservoir öl über die Saugleitung in den entstehenden Ringraum ansaugt und anschließend im Zuge des Druckhubs das angesaugte öl aus dem Ringraum über die Druckleitung dem Pleuelbolzen und dem Pleuellager zuführt. Dazu öffnet das Saugventil im Zuge des Saughubes während das Druckventil geschlossen ist, und öffnet das Druckventil im Zuge des Druckhubes, während das Saugventil geschlossen ist. Bei jedem Kolbenhub findet also ölförderung aus dem Ölreservoir mit anschließender ölverteilung auf die Lagerstellen statt, wobei darüber hinaus eine Schmierung auch für den Kolben selbst bzw.

seine Kolbenabschnitte gewährleistet ist

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt So sieht die Erfindung vor, daß der Führungskolbenabschnitt mit der Zylinderwand eine Ringkammer bildet, welche in Druckrichtung hinter dem Druckventil an die Druckleitung angeschlossen ist, und daß die Ringkammer über eine oder mehrere Radialbohrungen in dem Führungskolbenabschnitt mit dem Pleuelbolzen in Verbindung steht Diese Maßnahmen haben zur Folge, daß die Ringkammer gleichsam als Zwischenspeicher für die Schmiermittelversorgung des Pleuelbolzens und des Pleuellagers dient, darüber hinaus für eine einwandfreie Schmierung auch des Führungskolbenabschnitts Sorge trägt. Der Pleuelbolzen steht erfindungsgemäß über eine Längsbohrung in dem Pleuelstangenschaft mit dem zugeordneten Pleuellager in Verbindung. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, d'ß der den Führungskolbenabschnitt umgebende Ringraum über eine oder mehrere Radialbohrungen und eine Axialboh- in rung mit dem Pleuelbolzen in Verbindung steht und in diese Axialbohrung einerseits das Druckventil eingebaut ist, andererseits die zu der dem Führungskolbenabschnitt zugeordneten Ringkammer führenden Radialbohrungen münden. Bei dieser Anordnung wird vollständig auf ein Leitungssystem außerhalb der Zylinderkolbenanordnung verzichtet. Kompakte und raumsparende Bauweise ist aber auch dann noch im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen verwirklicht, wenn die Druckleitung außerhalb des jo Zylinders verlegt ist und zu dem Ringraum und der Ringkammer führende Anschlußleitungen aufweist, wobei dem Druckventil im Bereich zwischen Ringraum und Ringkammer ein Filter nachgeordnet sein kann, zwecks Reinigung des Schmieröls. Vorzugsweise sind in 3^r> die Druckleitung und in Druckrichtung hinter der Ringkammer ein Vorspannventil und ggf. ein Rückkühler eingesetzt, wobei sich an die Druckleitung eine zum Ölreservoir führende Rücklaufleitung anschließt. Das Vorspannventil sorgt für die Realisierung des notwendi- 4u gen Vordrucks für jeden praktischen Einsatzfall, aiso auch für hydrostatische Lagerungen. Der Rückkühler ermöglicht mit geringfügigem Aufwand die Einhaltung einer günstigen Öltemperatur.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im <ci wesentlichen darin zu sehen, daß eine Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kolbenpumpe in Liegendbauweise, verwirklicht wird, die sich durch eine Schmiermittelversorgung in extrem kompakter Bauweise unter Verzicht auf eine sonst zusätzlich erforderliche ölpum- w pe und aufwendige Leitungsführungen auszeichnet. Unschwer lassen sich ölförderung, Ölverteilung und ggf. Filterung sowie Rückkühlung in einer Pumpeneinheit verwirklichen, wobei das Pumpentriebwerk in beliebiger Drehrichtung umlaufen kann, ohne daß Modofikalionen in der aus Führungskolbenabschnitt und Förderkolbenabschnitt bestehenden Schmier-Ölpumpe auftreten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher bo erläutert; es zeigt

F i g. 1 ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Kolbenpumpe bei Beginn des Saughubs,

Fig. 2 den Gegenstand nach F i g. 1 bei Beginn des Druckhubs und b^r>

Fig.3 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1.

In den Figuren ist eine Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck- Kolbenpumpe in Liegendbauweise, gezeigt, mit einem in einem Zyünder 1 geführten Kolben 2, einer Pleuelstange 3, einer Kurbelwelle 4 und einem Ölreservoir 5 für eigene Schmiermittelversorgung. Der Kolben ist als Stufenkolben 2 aus einem Führungskolbenabschnitt 6 und einem verjüngten Förderkolbenabschnitt 7 ausgebildet Der in den Zylinderraum des Führungskolbenabschnitts 6 im Zuge des Saughubs einfahrende Förderkoibenabschnitt 7 bildet mit der Zylinderwand einen über eine Saugleitung 8 an das Ölreservoir 5 angeschlossenen sich vergrößernden und sich im Zuge des Druckhubs verkleinernden Ringraum 9. Dieser Ringraum 9 ist über eine Druckleitung 10 an den Pleuelbolzcn 11 im Führungskolbenabschnitt 6 und an das Pleuellager 12 auf der Kurbelwelle 4 angeschlossen. In die Saugleitung 8 ist ein Saugventil 13 und in die Druckleitung 10 ein Druckventil 14 eingebaut. Der Führungskolbenabschnitt 6 bildet mit der Zylinderwand eine Ringkammer 15, welche in Druckrichtung hinter dem Druckventil 14 an die Druckleitung 10 angeschlossen ist Die Ringkammer 15 steht über eine oder mehrere Radialbohrungen 16 in dem Führungskolbenabschnitt 6 mit dem Pleuelbolzen 11 in Verbindung. Der Pleuelbolzen 11 steht über eine Langsbohrung 17 in dem Pleuelstangcnschaft 8 mit dem Pleuellager 12 in Verbindung. Der den Förderkolbenabschnitt 6 umgebende Ringraum 9 steht über eine oder mehrere Radialbohrungen 19 und eine Axialbohrung 20 mit dem Pleuelbolzen 11 in Verbindung, wobei in diese Axialbohrung 20 einerseits das Druckventil 14, eingebaut ist, andererseits die zu der dem Führungskolbenabschnitt 6 zugeordneten Ringkammer 15 führenden Radialbohrungen 16 münden. — Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist die Druckleitung 10 außerhalb des Zylinders 1 verlegt und weist zu dem Ringraum 9 und der Ringkammer 15 führende Anschlußleitungen 21, 22 auf, wobei dem Druckventil 14 im Bereich zwischen Ringraum 9 und Ringkammer 15 ein Filter 23 nachgeordnet ist. In die Druckleitung 10 kann in Druckrichtung hinter der Ringkammer 15 außerdem ein Vorspannventil 24 und ggf. ein Rückkühler 25 eingesetzt sein. An die Druckleitung 10 schließt sich eine zum Ölreservoir 5 führende Rücklaufleitung 26 an. — Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Ölversorgung eines im Förderkolbenabschnitt 7 zusätzlich befindlichen Gelenklagers sicherzustellen, was nicht gezeigt ist. Ein solches Gelenklager gewährleistet eine querkraftfreie Lastübertragung.

Die beschriebene Kolbenpumpe funktioniert in einfacher Weise wie folgt:

Zu Beginn des Saughubs entsteht zwischen dem Förderkolbenabschnitt 7 und der zugeordneten Zylinderwand jenes Zylinders, in dem sich der durchmessergrößere Führungskolbenabschnitt 6 bewegt, der Ringraum 9. Dieser Ringraum 9 wird über die zum ölreservoir 5 führende Saugleitung 8 im Zuge des Saughubs mit Schmieröl gefüllt, wobei das Saugventil 12 geöffnet und das Druckventil 14 geschlossen ist. Bei dem anschließenden Druckhub schließt das Saugventil 13 und öffnet das Druckventil 14, so daß das sich in dem nunmehr verkleinernden Ringraum 9 befindliche Sch-nieröl über die Druckleitung 10 bzw. 16, 17, 19, 20 der Ringkammer 15 zwischen dem Führungskolbenabschnitt 6 und der Zylinderwand sowie von dort oder unmittelbar dem Pleuelbolzen 1 I und dem Pleuellager 12 zugeführt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolbenpumpe, insbesondere Hochdruck-Kolbenpumpe in Liegendbauweise, mit einem in einem Zylinder geführten Kolben, einer Pleuelstange, einer Kurbelwelle und einem ölreservoir für eigene Schmiermittelversorgung, wobei der Kolben als Stufenkolben aus einem Führungskolbenabschnitt und einem verjüngten Förderkolbenabschnitt ausgebildet ist, und der Stufenkolben mit der Zylinderwand einen über eine Saugleitung an das ölreservoir angeschlossenen Ringraum bildet, und daß dieser Ringraum über eine Druckleitung an die Pleuellager angeschlossen ist, wobei in die Saugleitung ein Saugventil und in die Druckleitung ein Druckventil eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkolbenabschni't (7) im Zuge des Saughubs in den Zylinderraum des Führungskolbenabschnitts (6) einfährt und dadurch mit der Zylinderwand den Ringraum (9) bildet, der sich im Zuge des Saughubs vergrößert und im Zuge des Druckhubs verkleinert.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskolbenabschnitt (6) mit der Zylinderwand eine Ringkammer (15) bildet, welche in Druckrichtung hinter dem Druckventil (14) an die Druckleitung (10 bzw. 16,17,19., 20) angeschlossen ist, und daß die Ringkammer (15) über eine oder mehrere Radialbohrungen (16) in dem Führungskolbenabschnitt (6) mit dem Pleuelbolzen (11) in Verbindung steht.

3. Kolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pleuelbolzen (11) über seine Längsbohrung (17) in dem Pleuelstangenschaft (18) mit dem Pleuellager (12) in Verbindung steht.

4. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche ¹I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Führungskolbenabschnitt (7) umgebende Ringraum (9) über eine oder mehrere Radialbohrungen (>9) und ^ine Axialbohrung (20) mit dem Pleuelbolzen (11) in Verbindung steht und in diese Axialbohrung (20) einerseits das Druckventil (14) eingebaut ist, andererseits die zu der dem Führungskolbenabschnitt (6) zugeordneten Ringkammer (15) führenden Radialbohrungen (16) münden.

5. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (10) außerhalb des Zylinders (1) verlegt ist und zu dem Ringraum (9) und der Ringkammer (15) führende Anschlußleitungen (21, 22) aufweist, wobei dem Druckventil (14) im Bereich zwischen Ringraum (9) und Ringkammer (15) ein Filter (23) nachgeordnet ist.

6. Kolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckleitung (10) und in Druckrichtung hinter der Ringkammer (15) ein Vorspannventil (24) und ggf. ein Rückkühler (25) eingesetzt sind, und sich an die Druckleitung (10) eine zum ölreservoir (5) führende Rücklaufleitung (26) anschließt.

7. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Förderkolbenabschnitt (7) ein Gelenklager angeordnet und dieses an die Ölversorgung angeschlossen ist.