DE2852749A1 - Foerderpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen und betrifft insbesondere eine neue und verbesserte Förderpumpe, welche durch eine erhöhte Betriebsgeschwindigkeit und eine gleichmäßigere Speisefluidförderung gekennzeichnet ist.

In jüngerer Zeit hat sich ein Bedarf an Förderpumpen ergeben, die große Mengen an Kraftstoff zu großen Dieselmotoren fördern. Die Geschwindigkeits- und Mengenerfordernisse der Kraftstofförderung zu solchen Motoren übersteigen die Möglichkeiten von herkömmlichen den Pumpen. Die maximale Abgabe von einfachwirkenden Pum-

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pen wird durch die Maximalmenge von Fluid begrenzt, die in solche Pumpen eingesaugt werden kann und die ihrerseits durch die Möglichkeit des Auftretens von Kavitation in dem Pumpeneinlaß begrenzt wird» Einige weitere wichtige Überlegungen bei dem Schaffen einer Pumpe, welche diese Geschwindigkeits- und Mengenerfordernisse erfüllt, sind das Regeln des Pumpenbetriebes in Abhängigkeit von dem Auslaßfluiddruck und das Minimieren der Belastung des Pumpenantriebs,

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine in diesem Sinne verbesserte Fluidförderpuinpe zu schaffen.

Die Förderpumpe nach der Erfindung arbeitet mit relativ hoher Geschwindigkeit und sorgt für eine relativ gleichmäßige Fluidförderung»

Die Förderpumpe nach der Erfindung hat eine größere Kapazität und es tritt bei ihr keine Einlaßkavitation auf.

Die Förderpumpe nach der Erfindung ist in bezug auf den Auslaßfluiddruck selbstregelnd«

Die Förderpumpe nach der Erfindung arbeitet so, daß die auf den Pumpenantrieb ausgeübte Belastung verringert, wird«

Die Förderpumpe nach der Erfindung hat einen relativ einfachen". Aufbau und ist im Betrieb sehr leistungsfähig.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben«

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Die einzige Figur dar Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Förderpumpe nach der Erfindung.

Eine in der Zeichnung als Beispiel dargestellte Pumpe weist einen Körper 12 mit einem unteren Flansch 14 auf, de:: an einor tragenden Fläche mittels nicht dargestellter „chraiibiü foefestigbar ist, die sich durch Löcher 15 in i-jinei:- Jmfangsfiansoh 13 erstrecken, der neben "lent >Ha:iHcii 14 i-/; K"rpers 12 angebracht: ist. Der Körr.-r 12 h:it ·ίη·"η ο^:ϊ/η3π inneren Bei."«ich c ί ^r Ram:!, './eich-j: dnr :i ein-:- ·-;;.-:te τ.ϋη-,-Kbohrung 2 "■ begrenzt ^r.?Lrd, ■:!_-..: 3 L.Ίι '■•i_t - Lli^!-;:ii :'·■- - * - ■--1. 2b .Ή^ ο in ".-"!ir to -.^:-vrA -r:.-jkt und i.i.:; - '.; i: ..;if 'I-;- .\ ι -'-. i.ibiuii !-!•.'.!'■jiiiiii·--^'."■:>-".-:-_? ■ t Lt.- oi'"h J.i'L i,ä-. =". ■"

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BAD ORIGINAL

den Betrieb der Pumpe 10 zwar nicht wesentlich, es beseitigt aber die Möglichkeit eines Ausflusses aus der Pumpe, wenn diese nicht in Betrieb ist. Ein O-Ring 40 sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen der Buchse 38 und dem Pumpenkörper 1.2. Der Pumpenkörper 12 ist mit einer weiteren Querbohrung versehen, die sich durch den Pumpenkörper 12 einwärts erstreckt und einen Auslaßkanal 44 begrenzt. Der Auslaßkanal 44 ist mit Gewinde versehen und in ihn ist ein mit Gewinde versehenes Anschlußstück 46 eingeschraubt, das an dem Ende einer Auslaßleitung 48 angebracht ist. Ein O-Ring 50 sorgt für eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Anschlußstück 46 und dem Pumpenkörper 12. Ein Kanal 44 steht mit einer Längsbohrung 52 in dem Pumpenkörper in Verbindung, welche eine Querbohrung 54 schneidet und mit dieser in Fluidverbindung steht. Ein Einwegrückschlagventil 56 ähnlich dem Rückschlagventil 34 ist in der Querbohrung 54 angeordnet und an dieser durch einen O-Ring 58 abgedichtet. Eine Feder 60, die ihren Sitz an einem Stopfen 62 hat, dient dazu, das Ventil 56 so festzuhalten, daß Herstellungsabweichungen gestattet sind.

Eine Büchse 70 in der Bohrung 23 begrenzt den Ringkanal 32, welcher mit dem Inneren der Büchse 70 über mehrere in umfangsmäßigen Abständen angeordnete Löcher 72 in der Büchse 70 in Fluidverbindung steht. Die Stirnfläche der Büchse 70, die dem Deckel 26 zugewandt ist, liegt an einer ringförmigen Schulter an, welche in einem Bundring 74 gebildet ist, dessen maximaler Außendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bohrung 23 ist. Ein Mittelteil des Bundringes 74 hat einen äußeren Durchmesser, der im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Büchse 70 ist. Der übrige Teil des Bundringes 74 hat einen Außendurchmesser, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser der Büchse 70, wodurch ein ringförmiger

Bereich oder eine ringförmige Kammer zwischen dem Bundring 74 und der Büchse 70 neben den Löchern 72 begrenzt wird. Eine Feder 76, von welcher ein Ende in einer ringförmigen Vertiefung 78 des Deckels 26 aufgenommen ist, drückt die Büchse 70 gegen ein Führungselement 80, das in der Bohrung 23 aufgenommen ist und an einer Bundbüchse 82 anliegt, die nach unten gegen eine Schulter gedrückt wird, welche durch den Übergang zwischen den Bohrungen 23 und 24 gebildet ist. Die Feder 76 hält somit den Bundring 74, die Büchse 70, das Führungselement 80 und die Bundbüchse 82 in einer Weise fest, die Herstellungsabweichungen zuläßt.

Ein erster Kolben 86 ist in der Büchse 70 hin- und herverschiebbar gelagert. Der Kolben 86 ist insgesamt becherförmig und hat eine dem Führungselement 80 zugewandte Endwand, die mit mehreren Löchern 88 versehen ist. Ein Einwegrückschlagventil 90 ähnlich den Rückschlagventilen 34 und 56 ist in dem Kolben 86 gehaltert. Das Ventil 90 wird in dichter Anlage an dem Kolben 86 durch eine Platte 92 gehalten, die Löcher 96 hat und ebenfalls in dem Kolben 86 abgestützt ist.

Ein zweiter Kolben 100 ist in dem Bundring 74 koaxial zu dem Kolben 86 hin- und herverschiebbar gelagert. Der Kolben 100 ist insgesamt becherförmig und hat eine massive Endwand, die mit einem mittigen Ansatz 102 versehen ist, welcher an der Platte 92 anliegt, um einen Zwischenraum zwischen der Endwand des Kolbens 86 und der Platte 92 aufrechtzuerhalten, damit die Löcher 96 nicht verschlossen werden können. Eine Feder 106, die sich an dem Deckel 26 abstützt, ist in dem Kolben 100 aufgenommen und drückt den Kolben 100 abwärts gegen die Platte 92.

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Die Pumpe enthält weiter einen Stößel 124, der in der Bundbüchse 82 hin- und herbewegbar gelagert ist und mit einem Ende an einem exzentrischen Nocken 122 in Anlage ist. Das Führungselement 80 ist mit einer nach unten vorstehenden Büchse 126 und einer ringförmigen Ausnehmung 129 versehen, um die Hin- und Herbewegung des Stößels 124 zu gestatten. Ein Sprengring 127, der in einer Umfangsnut an der äußeren Fläche des Stößels sitzt, wird an dem Stößel 124 vor dem Einbau desselben angebracht, damit der Stößel seine Bohrung nicht verlassen kann.

Eine Stange 128 ist in der Büchse 126 hin- und herbewegbar gelagert und eines ihrer Enden ist an dem geschlossenen Ende des Stößels 124 in Anlage, während ihr anderes Ende an der Endwand des Kolbens 86 in Anlage ist. Wenn eine Welle 120 gedreht wird, werden daher der Stößel 124 und die Stange 128 nach oben bewegt und treiben den Kolben 86 und den Kolben 100 im Gleichlauf für eine halbe Umdrehung der Welle 120 nach oben. Während der übrigen Hälfte jeder Umdrehung der Welle 120 drückt die Feder 106 die Kolben 86 und 100 gemeinsam abwärts.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau begrenzen die Kolben 86, 100 zusammen mit den zugeordneten Bauteilen drei Kammern mit veränderlichem Volumen. Eine erste Kammer 130, die in ständiger.Fluidverbindung mit dem Einlaßkanal 30 steht/ ist zwischen der Büchse 70 und zwischen den Kolben 86 und 100 gebildet. Eine zweite Kammer ist zwischen dem Kolben 86 und dem Führungselement 80 gebildet und steht über die Bohrungen 54 und 52 mit dem Auslaßkanal 44 in Fluidverbindung. Die dritte Kammer 134 ist oberhalb des Kolbens 100 gebildet und steht über einen Durchlaß 66 und die Bohrung 52 mit dem Auslaßkanal 44 in ständiger Fluidverbindung. Vorzugsweise ist die

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Arbeitsfläcle des Kolbens 86 doppelt so groß wie die Arbeitsfläche des Kolbens 100, damit gleiche Mengen an Kraftstoff während der Bewegung der Kolben 86, 100 in jeder Richtung in den Einlaßkanal 30 eingeleitet und über den Auslaßkanal 44 abgegeben werden.

Im Betrieb wird, wenn die Kolben 86 und 100 durch den exzenc ischen Nocken 122 nach oben getrieben werden, Kraftstoff aus der Kammer 134 durch den Kolben 100 durch den Auslaßkanal 44 hindurchgepumpt. Gleichzeitig wird durch die Ausdehnung der Kammer 132 aufgrund der Bewegung des Kolbens 86 (das Rückschlagventil 56 ist geschlossen) ein Sog darin erzeugt, so daß Kraftstoff von dem Einlaß 30 aus über das Rückschlagventil 90 in die Kammer 132 eintritt. Ein Teil dieses Kraftstoffes wird durch das geringere Volumen der Kammer 130 während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 86 zugeführt und der andere Teil wird über den Einlaßkanal 30 in die Pumpe gesaugt. Wenn die Fläche des Kolbens 86 doppelt so groß ist wie die Fläche des Kolbens 100, werden 50% des in die Kammer 132 eintretenden Kraftstoffes aus dem Einlaß 30 eintreten. Die Abwärtsbewegung der Kolben 86, 100 bewirkt, daß der Kraftstoff aus der Kammer 132 hinausgedrängt wird, wobei 50% die Pumpe über den Auslaßkanal 44 verlassen, während die anderen 50% aufgrund des zunehmenden Volumens der Kammer 134 in diese Kammer gehen. Außerdem wird während des Abwärtshubes eine Kraftstoffmenge, die gleich der von der Pumpe abgegebenen ist, über den Einlaßkanal 30 eingesaugt, um die Kammer 130 zu füllen.

Wenn die Fläche des Kolbens 86 doppelt so groß ist wie die des Kolbens 100, wird somit eine gleiche Fluidmenge aus dem. Tank oder einem anderen Vorrat während jedes Aufwärts- und Abwärtshubes der Kolben über den Einlaßkanal 30 in die Pumpe 10 gesaugt wie über den Auslaßkanal 44 von der Pumpe abgegeben wird. Die Förderpumpe nach der Er-

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findung ist somit eine zweifachwirkende Pumpe sowohl hinsichtlich der Auslaß- als auch der Saugströmung. Infolgedessen sind die Saug- und Auslaßgeschwindigkeiten halb so groß wie die Geschwindigkeiten, die bei einer einfachwirkenden Pumpe auftreten, und die hier beschriebene Pumpenausführungsform arbeitet mit einer Anzahl von Saug- und Pumphüben, die doppelt so groß ist wie bei einer einfachwirkenden Pumpe. Weiter hat die Pumpe 10 eine größere Kapazität und eine höhere Betriebsgeschwindigkeit ohne Einlaßkavitation. Durch ungefähr gleiche Fluidzuflüsse zur Pumpe 10 während beiden Pumphüben wird die Pumpenkapazität verdoppelt, bevor Kavitation auftreten kann. Dadurch, daß ein Ausfluß aus der Pumpe 10 während Pumphüben in beiden Richtungen vorhanden ist, werden die Änderungen im Auslaßfluiddruck und -volumen während jedes Pumphubes verringert und außerdem wird die Belastung des Antriebsnokkens 122 verringert.

Während des Abwärtshubes der Kolben 86, 100 ist der Druck in der Kammer 134 und in der Kammer 132 gleich dem Auslaßdruckwert. Die Kraft, die die Abwärtsbewegung der Kolben 86, 100 verursacht, ist deshalb gleich der Kraft der Feder 106 plus der Flüssigkeitskraft aufgrund des auf den Kolben 100 wirkenden Auslaßdruckes minus der Flüssigkeitskraft aufgrund des auf den Kolben 86 wirkenden Auslaßdruckes. Wenn die Fläche des Kolbens 86 doppelt so groß ist wie die des Kolbens 100, was zu bevorzugen ist, ist die Kraft, die die Abwärtsbewegung der Kolben bewirkt, gleich der Kraft der Feder 106 minus der Flüssigkeitskraft aufgrund des Auslaßdruckes auf der Hälfte der Fläche des Kolbens 86. Wenn diese Flüssigkeitskraft gleich der Kraft der Feder 106 ist, hört die Abwärtsbewegung des Kolbens auf, so daß die Feder 106 die zusätzliche Funktion des Regeins des Auslaßdruckes übernimmt. Die Pumpe 10 hat deshalb einen entsprechend der Kraft und der Federkonstante

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- 12 der Feder 106 im wesentlichen selbstgeregelten Auslaßdruck.

Die Pumpbewegung der Kolben 86, 100 hört zwar auf, wenn ein vorbestimmter Druckwert erreicht ist, die Stange 128 wird jedoch durch den Auslaßdruck weiter in Abwärtsrichtung und durch die Drehung des Nockens 122 ungeachtet des Auslaßdruckwertes weiter in Aufwärtsrichtung gedrückt und arbeitet somit wie eine einfachwirkende Pumpe. Demgemäß wird die Querschnittsfläche der Stange 128 so klein wie möglich gemacht, um diese fortgesetzte Pumpwirkung zu minimieren. Falls dieses geringe Ausmaß an fortgesetztem Pumpen nicht durch den Wert der Strömung durch den Auslaßkanal 44 hindurch ausgeglichen werden kann, kann ein federbelastetes Rückschlagventil 114 vorgesehen werden, welches Kraftstoff aus dem Auslaßkanal der Pumpe 10 zu dem Einlaßkanal durchläßt, wenn ein zum Überwinden der Kraft einer Feder 116 ausreichender Druck aufgebaut wird. Der mit dem Rückschlagventil 114 versehene Kanal ist auch dann von Nutzen, wenn Beschränkungen der Feder 106 zur Folge haben, daß der Druckanstieg zwischen vollem Hub und keinem Hub größer als gewünscht ist.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   Förderpumpe mit einem Pumpenkörper, gekennzeichnet durch in dem Pumpenkörper (12) vorgesehene Einrichtungen, die in ihm eine Stufenpumpkammer bilden, durch eine Kolbenanordnung (86, 10C), welche in der Pumpkammer hin- und herbewegbar gelagert ist und zwei Arbeitsflächen mit unterschiedlichen Größen hat, welche mit den abgestuften Teilen der Pumpkammer zusammenpassen, durch eine Antriebsvorrichtung (122,124,128), die mit der Kolbenanordnung betriebsmäßig verbunden ist und dieselbe in einer ersten Richtung betätigt, was einem ersten Pumphub derselben entspricht, durch eine Feder (106), die mit der Kolbenanordnung (86, 100) betriebsmäßig verbunden ist Und dieselbe in der entgegengesetzten Richtung betätigt, was einem zweiten Pumphub derselben entspricht, wobei die Kolbenanordnung und die Stufenpumpkammer eine erste

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   Kammer (130) mit veränderlichem Volumen begrenzen, durch Einrichtungen, die mit der Kolbenanordnung (86,100) zusammenwirken und ein Paar Pumpkammern (132,134) veränderlichen Volumens an den Enden der Kolbenanordnung bilden, durch einen Einlass (30), der mit der ersten Kammer (130) veränderlichen Volumens ständig verbunden ist, durch Verbindungsdurchlässe, welche das Paar Pumpkammern (132,134) veränderlichen Volumens miteinander verbinden, und durch einen Auslaß (44), der mit den Verbindungsdurchlässen verbunden ist.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Arbeitsflächen etwa doppelt so groß ist wie die andere.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, d*3 die Kolbenanordnung zwei koaxiale Kolben (86, 100) aufweist, die zur gemeinsamen Betätigung betriebsmäßig miteinander verbunden sind, wobei einer (86) der Kolben einen Kanal aufweist, der ein Einwegventil (90) enthält, das einen Fluidstrom aus der Kammer veränderlichen Volumens über den einen der Kolben zu. der Kammer veränderlichen Volumens an dem Ende desselben ermöglicht.
4. 4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet," daß der eine (86) der beiden Kolben (86,100) die größere Arbeitsfläche aufweist.
5. 5. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwegventil (90) zwischen der Kammer (132) veränderlichen Volumens an dem Ende des einen (86) der beiden Kolben (86,100) und den Verbindungsdurchlässen angeordnet ist.

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6. 6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (122,124/128) einen hin- und herbewegbaren Antriebsstift (128) kleinen Durchmessers aufweist, welcher mit demjenigen Ende der Kolbenanordnung (86,100) betriebsmäßig verbunden ist, das die
   größere Arbeitsfläche aufweist.
7. 7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennnet, daß ein Rückschlagventil (114) zwischen den Verbindungsdurchlässen und dem Einlaß (30) angeordnet ist.
8. 8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einwegventil (34) in dem Einlaß

   (30) der Pumpe vorgesehen ist.

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