DE29705445U1

DE29705445U1 - Hochdruckpumpe

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Publication number: DE29705445U1
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Original assignee: OMB OBERDORFER MASCHINENFABRIK
Current assignee: OMB OBERDORFER MASCHINENFABRIK
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2007-03-27

Description

10539.5-0 910-55-me 07.03.1997

Hochdruckpumpe

Gegenstand der Neuerung ist eine Hochdruckpumpe, insbesondere eine Radial-Hochdruckpumpe, nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. Eine derartige Pumpe mit einem kombinierten Saug-Druck-Wasserverteiler ist beispielsweise mit dem Gegenstand der DE G 92 13 982 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Radial-Hochdruckpumpe liegt ein kombinierter Saug-Druck-Wasserverteiler vor, wie er im wesentlichen an der dem Antrieb der Radialkolbenpumpe abgewandten Stirnseite der Hochdruckpumpe angeordnet ist. Ebenso befindet sich der Wassereinlauf an dieser vom Antrieb abgewandten Stirnseite des 0 Pumpengehäuses.

Nachteil dieses bekannten Wasserverteilers ist, daß der Verteiler zur Verteilung des Saugwassers und der Verteiler zur Verteilung des Druckwassers an ein und derselben Seite der Pumpe angeordnet sind und ebenfalls der Wassereinlauf an dieser Seite stattfindet. Damit besteht der Nachteil, daß ungünstige Strömungswege gegeben sind, denn das von der Saugseite in den saugseitig angeordneten Wasserverteiler einlaufende Wasser wird über die Ventile in die Pumpenräume eingeschleust, von den Kolben verdichtet, in seiner Richtung umgekehrt und an der gleichen Stirnseite des Pumpengehäuses wieder ausgestoßen.

Damit ist eine hohe Geräuschbelästigung mit der Gefahr der Kavitationsbildung verbunden, was mit hohen Strömungsverlusten verbunden ist. Außerdem können Kavitationserscheinungen zu Beschädigungen der Bauteile führen. Außerdem ist eine Verminderung des hydraulischen Wirkungsgrades in Kauf zu nehmen.

Wegen der Verminderung des hydraulischen Wirkungsgrades ist es deshalb notwendig, die wasserführenden Bauteile größer zu dimensionieren, um eventuelle Strömungsverluste wieder auszugleichen. Damit besteht aber der Nachteil, daß die verwendeten Bauteile relativ groß dimensioniert werden müssen, wodurch der gesamte Herstellungspreis der Pumpe höher wird.

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Wasserverteilung einer Radial-Hochdruckpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei geringerem Herstellungspreis, geringere Strömungsverluste gegeben sind und eine geringere Geräuschentwicklung vorhanden ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Neuerung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der vorliegenden Neuerung ist, daß neuerungsgemäß der druckseitige Wasserverteiler auf der vom Antrieb der Pumpe abgewandten Seite angeordnet ist und daß der saugseitig angeordnete Wasserverteiler an der dem Antrieb zugewandten Seite der Pumpe angeordnet ist.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß das Saugwasser an der dem Antrieb zugewandten Seite der Pumpe in den dort angeordneten Saugwasserverteiler eingebracht wird, daß dieses Wasser dann auf geraden Strömungswegen in die Pumpenräume der Pumpe gelangt und auf ebenso geradem Strömungsweg (in Verlängerung der Einlaufseite) über einen auf der entgegengesetzten Seite der Pumpe angeordneten druckwasserseitig angeordneten Verteiler die Pumpe wieder verläßt.

Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, denn beim Stand der Technik mußte die Wasserlaufrichtung zwischen dem Einlauf und dem Umlauf umgekehrt werden, wodurch die Notwendigkeit bestand, den Druckwasserverteiler und den Saugwasserverteiler an ein und dergleichen Seite anzuordnen. Dies vermeidet nun die vorliegende Neuerung, indem sie vorsieht, daß jenseits der

Kolbenebene, bevorzugt also auf der dem Antrieb zugewandten Seite der Pumpe der Saugwasserverteiler angeordnet ist, während auf der gegenüberliegenden Seite, das heißt also an der vorderen Stirnseite der Radialkolbenpumpe, der Druckwasserverteiler angeordnet ist.

Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, daß nun der Wassereinlauf an dem Saugwasserverteiler relativ variabel angebaut werden kann, das heißt, er kann am Umfang verteilt auf verschiedenen Seiten der Pumpe in der Ebene des Saugwasserverteilers angebracht werden. Im übrigen ergibt sich der wesentliche weitere Vorteil, daß wegen der getrennten Ausbildung des Druckwasserverteilers und des Saugwasserverteilers nun eine einfache Auswechselung des Saugwasserverteilers möglich ist, z. B. dann, wenn die Pumpe einfrieren sollte und durch Einfrieren beschädigt werden sollte. Es muß dann nur ein einziges Teil, nämlich der Saugwasserverteiler ausgetauscht werden.

Beim Stand der Technik bestand der Nachteil, daß ein kombinierter Druck-Saugwasserverteiler ausgetauscht werden mußte, was mit wesentlich höheren Austauschkosten verbunden war.

Es wird hierbei bevorzugt, wenn der Saugwasserverteiler aus einem Kunststoffteil besteht, weil dieses Kunststoffteil in der Herstellung kostengünstig ist, leicht auswechselbar ist und als &ldquor;Sollbruchstelle" beim Einfrieren der Pumpe als erstes Teil bevorzugt platzt und damit leicht ausgewechselt werden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Saugwasserverteiler zweischalig ausgebildet ist, nämlich aus einem inneren Schalenkörper besteht (der in sich wiederum aus zwei getrennten Schalenkörpern zusammengesetzt ist) , wobei dieser innere Schalenkörper (Kunststoffschale) durch einen die Kunststoffschale vollkommen abdeckenden Außenmantel übermantelt ist. Damit ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß die innenseitig angeordneten Schalenkörper die durchflußbestimmenden Querschnitte sind und

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diese Schalenkörper möglichst glatt und fugenfrei ausgebildet sind, um so eine günstige Strömung zu bewirken.

Hierbei wird es aus Fertigungsgründen bevorzugt, wenn die beiden die Kunststoffschale bewirkenden beiden Schalenkörper im Bereich ihrer Trennfuge lediglich zusammenstoßen, sonst aber mit keinen Verbindungsmitteln wie z. B. Kleber oder Verschweißungen verbunden sind. Die eigentlich abdichtende und zusammenhaltende Wirkung erfolgt über dem außenliegenden Außenmantel, der diese Kunststoffschale und damit die beiden Schalenkörper ummantelt und damit auch die Trennfugen zwischen den beiden Schalenkörpern schließt.

Hierbei kann es vorkommen und ist beabsichtigt, daß der Kunststoffaußenmantel sich mit der inneren Kunststoffschale verschweißt in einen werkstoffeinstückigen Verbund - wenigstens im Außenbereich - begibt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird eine Dreikolben-Radialpumpe verwendet, wobei der neuerungsgemäße Saugwasserverteiler ebenfalls drei entsprechende Zuführstutzen für die drei verschiedenen Zylinderräume der Radialkolbenpumpe aufweist. Selbstverständlich ist die Neuerung nicht auf die Ausbildung eines dreiarmigen Saugwasserverteilers beschränkt; dieser Saugwasserverteiler kann eine beliebige Anzahl von Armen aufweisen; die Anzahl richtet sich nach der Anzahl der Kolben der verwendeten Radialkolbenpumpe.

Es wird hierbei bevorzugt, wenn der Saugwasserverteiler im wesentlichen aus zwei Armen besteht, an denen jedoch drei Stutzen ansetzen. Es wird also ein Y-förmiger Saugverteiler geschaffen, der einen sehr kurzen geraden Y-Schenkel aufweist. Damit ist der Vorteil verbunden, daß über diesen sehr kurz ausgebildeten Y-Schenkel der Wassereinlauf direkt erfolgen kann, wodurch ein kurzer Strömungsweg in Richtung auf die verteilenden Wasserläufe gewährleistet ist.

Über die beiden Y-Zweige wird dann das über den Mittelpfad einströmende Wasser auf die beiden weiteren Stutzen verteilt.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Neuerung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.

Es zeigen:
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Figur 1: Schnitt durch eine Dreikolben-Radialpumpe nach der Neuerung;

Figur 2: Schnitt in Höhe der Linie II - II in Figur 1; 25

Figur 3: Stirnansicht der Radialkolbenpumpe in Richtung des Pfeiles III in Figur 1;

Figur 4: Seitenansicht des Saugwasserverteilers; 30

Figur 5: Schnitt gemäß der Linie V - V in Figur 4;

Figur 6: Schnitt gemäß der Linie VI - VI in Figur 5;

Figur 7: Schematisiert der Strömungsweg bei einem neuerungsgemäßen Wasserverteiler.

In Figur 1 ist eine Radialkolbenpumpe dargestellt, die im wesentlichen aus der Pumce 2 und einem diese antreibenden

Elektromotor 1 besteht. Selbstverständlich ist die Neuerung nicht auf den hier gezeichneten Antrieb beschränkt; es kann jeder beliebige Antrieb verwendet werden. Von dem hier gezeigten Antrieb des Elektromotors 1 treibt somit die Antriebswelle 3 die Kolbenanordnung an, vvelche gemäß Figur aus sternförmig angeordneten Plungerkolben 7 besteht. Die Antriebswelle 3 ist hierbei mit einem Exzenterzapfen 6 verbunden, der den Hub auf die Plungerkolben ausführt, die in radialer Richtung in ihren zugeordneten Zylinderräumen verschoben werden. Es ist ein gemeinsamer Kolbenrückholring vorhanden, der alle einwärts gerichteten Enden der Plungerkolben 7 miteinander verbindet.

Es wird bevorzugt, wenn das Pumpengehäuse 29 an der dem Antrieb zugewandten Seite einen Einzug 30 aufweist, so daß die Antriebswelle 3 dieses Elektromotors in das Pumpengehäuse hineinragt und dort in einem Lager 32 gelagert ist.

Es handelt sich im übrigen um das einzige Lager dieser Antriebswelle 3 an dieser Seite des Elektromotors 1, woraus sich ergibt, daß der Exzenter 6 fliegend mit der Antriebswelle 3 verbunden ist.

Im Bereich dieses Einzugs 30 des Pumpengehäuses 29 ist nun neuerungsgemäß ein Saugwasserverteiler 15 angeordnet, der in den Figuren 4 bis 6 näher beschrieben wird.

Wichtig ist, daß auf der Seite des Saugwasserverteilers 15, nämlich nächst dem Motor 1 auch der Einlaß 8 für das Wasser erfolgt, wobei der Einlaß 8 wasserführend mit der Saugseite des Saugventils 13 verbunden ist.

Der Saugwasserverteiler 15 besteht gemäß den Figuren 4 bis 6 aus einem etwa Y-förmigen Teil, welches bevorzugt aus Kunststoffmaterial gebildet ist. Von einem mittigen Zuführstutzen 16 zweigt damit der Wasserkanal in zwei parallele und voneinander getrennte Teilwasserkanäle ab, wobei jeder Teilwasserkanal in einem zugeordneten Teilrohr 17, 18

angeordnet ist. Am freien Ende jedes Teilrohres 17, 18 ist hierbei ein Stutzen 19, 20 angeordnet.

Wichtig ist, daß der Saugwasserverteiler 15 doppelschalig ausgebildet ist und die Innenschale wiederum aus zwei voneinander getrennten Schalenkörpern 22, 23 besteht. Diese innere Kunststoffschale bildet die Form für die vorher erwähnten Teilrohre 17, 18 mit dem Ziel und dem Vorteil, daß möglichst glatte und kantenlose sowie gratfreie Strömungswege geschaffen werden.

Die gesamte innere Kunststoffschale 21 besteht aus zwei zueinander genau symmetrischen Schalenkörpern 22, 23 die in ihrer mittigen Trennebene eine Trennfuge 24 bilden.

Die genannten Schalenkörper 22, 23 sind nun von einem gemeinsamen Außenmantel 25 umspritzt, der die beiden Schalenkörper 22, 23 zusammenhält und gleichzeitig die Trennfuge 24 abdichtet und schließt.

Der Zufuhrstutzen 16 setzt hierbei in nicht näher dargestellter Weise in Figur 1 an dem Einlaß 8 für das Zulaufwasser an, welches dann in Pfeilrichtung 5 in den Saugwasserverteiler 15 eintritt, und dort über die zugeordneten Teilrohre 17, 18 und die zugeordneten Stutzen 19, 20 auf die Saugventile der anderen Zylinderräume verteilt wird. Das direkt am Einlaß 8 einlaufende Wasser wird gemäß Figur 1 direkt dem Saugventil 13 zugeführt und von diesem über die Bohrung 12 in den Zylinderraum des Plungerkolbens 7 eingeführt. Dort wird das Wasser ausgeschoben und in Verlängerung der Bohrung 12 über die Bohrung 33 dem Druckventil 14 zugeführt.

Wichtig ist, daß diese beiden Bohrungen 12, 33 genau gleich kalibriert sind und eine einzige durchgehende Bohrung bilden, wodurch der wesentliche Vorteil der Neuerung deutlich wird, daß eben der Saugwasserverteiler 15 mit dem auf der gegenüberliegenden Seite der Pumpe 2 angeordneten Druckwasserverteiler wasserführend über kürzeste und in nur eine Richtung weisende Kanäle verbunden ist. Auf der Seite des

Druckventils 14 ist - wie gesagt - der Druckverteiler 4 angeordnet, dem noch ein Regelsicherheitsblock 28 vorgeordnet ist, aus dessen vorderen Ende dann das Druckwasser herausströmt.
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Aus den Figuren 2 und 3 ist erkennbar, daß die Anschlußstutzen 19, 20 den zugeordneten Saugbohrungen 26, 27 der anderen Zylinderholme der Kolbenpumpe zugeordnet sind und mit diesen verbunden sind.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen, daß der Einlaßstutzen 9, welcher mit den Einlassen 8 verbunden ist, an dem oberen Saugventil 13 ansetzt, wo das Wasser in Pfeilrichtung 10 einströmt.

Die Figur 7 zeigt die einfache Ausgestaltung der Strömungswege, wo erkennbar ist, daß über den Einlaß 8 das Saugwasser direkt dem Saugventil 13 zugeführt wird. Dort gelangt es über die Bohrung 12 in den Kolbenraum des Kolbens 7 und über die mit dieser Bohrung fluchtende Bohrung 33 zu dem Druckventil 14, wo das Wasser über den Auslauf 31 ausgestoßen wird.

Wichtig bei der vorliegenden Neuerung ist also die getrennte Ausbildung eines Druckwasserverteilers 4 von der eines Saugwasserverteilers 15, wobei die beiden genannten Teile links und rechts von der Kolbenebene der Plungerkolben 7 angeordnet sind und der Saugwasserverteiler bevorzugt auf der dem Antrieb zugewandten Seite des Pumpengehäuses 29 angeordnet ist. Damit entfällt die Notwendigkeit, das einströmende Wasser umzulenken und in der gleichen Richtung wie das Saugwasser aus dem Pumpengehäuse herauszuführen.

.. .1.1

Zeichnungslegende

1.Elektromotor 2.Pumpe

3.Antriebswelle 4.Druckverteiler 5.Pfeilrichtung 6.Exzenterzapfen 7.Plungerkolben 8.Einlaß

9.Einlaßstutzen 10.Pfeilrichtung 11.Ventilblock 12.Bohrung 13.Saugventil 14.Druckventil 15.Saugwasserverteiler 16.Zuführstutzen 17.Teilrohr 18.Teilrohr 19.Stutzen 20.Stutzen 21.Kunststoffschale 22.Schalenkörper 23.Schalenkörper 24.Trennfuge 0 25.Außenmantel 2 6.Saugbohrung 27.Saugbohrung 28.Regelsicherheitsblock 2 9.Pumpengehäuse 30.Einzug

31.Auslauf 32.Lager

33.Bohrung

Claims

PATENTANWALT

Y/' I

DR.-ING.

Dipl.-Ing.
EUROPEAN PATENT ATTORNEY

. c . Postfach 3160

D-88113 Lindau (Bodensee) Telefon (0 83 82)7 8025 Telefax (083 82)7 8027

10539.5-0 910-55-me 07.03.1997

Anmelder: 0M3 Oberdorf er Maschinenfabrik AG, Industrie 15 Hofacker, CH-S606 Bütschwil

I &xgr; Schutzansprüche

I-&dgr; 1. Hochdruckpumpe, insbesondere Radial-Kcchdruckpumpe, dadurch

Si. .&zgr; "* **

i| gekennzeichnet, daß ein Saugwasserverteiler (15) getrennt von I einem Druckwasserverteiler (4) ausgebildet ist und beide Teile I (4, 15) an gegenüberliegenden Seiten der Pumpenkolben (7)

1 25 angebracht sind.
2. Kochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugwasserverteiler (15) etwa Y-förmig ausgebildet ist.
3 0 3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugwasserverteiler (15) aus Kunststoff hergestellt ist.
4. Kochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch 35 gekennzeichnet, daß der Saugwasserverteiler (15) aus einer im wesentlichen zweiteiligen Innenschicht (22, 23) mit einer diese umgebende Kunststoffschale (21) auscebildet ist.

Hausanschrift: Bankkonten: Postscheckkonto

RennerielO Bayer. Vereinsbank Lindau (B) Nr. 1257 HO(BLZ 600 202 90) München

D-58131 Lindau Hypo-Bsnk Lindau .'B) Nr. 66 70-326 843 (BLZ 733204 42) 414848-808

Votksbank Lindau (Ei Nr. Si 222 000 (BL2 650 920 10) (BLZ 700100SO)

VAT-NR: DE 129020439
5. Hochdruckpurape nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine werkstoffeinstückige'Verdichtung zwischen der Kunststoffschale (21) und der Innenschicht (22, 23) besteht.