DE3206613A1 - Pressure-increasing piston pump - Google Patents
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Abstract
Description
1. Központi Bányászati Fejlesztési Intezet,1. Központi Bányászati Fejlesztési Intezet,
1300 Budapest (Ungarn) 2. Bakonyi Bauxitbánya Vállalat, 8301 Tapolca (Ungarn) 3. Balassagyarmati Fémipari Vallalat, 2660 Balassagyarmat (Ungarn) Drucksteigernde Kolbenpumpe Die Erfindung betrifft eine druckstel.gernde Kolbenpumpe, vorzugsweise zum Füllen und Vorspannen von hydrauliscgen Hochdruck-Einheiten gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. 1300 Budapest (Hungary) 2. Bakonyi Bauxitbánya Vállalat, 8301 Tapolca (Hungary) 3. Balassagyarmati Fémipari Vallalat, 2660 Balassagyarmat (Hungary) Pressure increases Piston pump The invention relates to a pressure-regulating piston pump, preferably for filling and pre-tensioning hydraulic high-pressure units according to the characteristics of the preamble of claim 1.
Zum Anfüllen und Vorspannen von hydraulischen Hochdruck-Einheiten (z.B. hydraulischen Grubenstempeln) mit einer hydraulischen Arbeitsflüssigkeit ist eine drucksteigernde Kolbenpumpe aus der britischen Patentschrift Nr. 1 156 320 bekannt. Diese Pumpe hat einen Niederdruckzylinder und einen sich darin hin und her bewegenden Kolben. Der Kolben hat an seinem, dem Niederdruckzylinder zugekehrten Ende ein Rückschlagventil, das die Niederdruck-Zylinderkammer mit der Hochdruck-Zylinderkammer verbindet und dessen Ventilsitz in der Niederdruck-Zylinderkammer liegt. Bei dieser bekannten Pumpenbaurt wird die Hochdruckkammer von dem Kolben und dem zwischen dem Kolben und der ihn umgebenden Zylinderwand auscgestalteten Ringraum gebildet, der über die axialen und radialen Bohrungen des Kolbens sowie über das Rückschlagventil mit der Niederdruck-Zylinderkammer verbunden ist und durch eine auf den Kolben aufgesetzte hzw. den Kolben umgebende, an der Zylinderinnenflache anliegende Dichtung begrenzt ist.For filling and pre-tensioning hydraulic high-pressure units (e.g. hydraulic pit rams) with a hydraulic working fluid a pressure increasing piston pump from British Patent No. 1,156,320 known. This pump has a low pressure cylinder and a back and forth in it moving piston. The piston has on his, facing the low pressure cylinder End of a check valve that connects the low pressure cylinder chamber with the high pressure cylinder chamber connects and whose valve seat is in the low-pressure cylinder chamber. At this known The high pressure chamber is pumped by the piston and between the piston and the cylinder wall surrounding it formed annular space, which over the axial and radial bores of the piston as well as the check valve the low-pressure cylinder chamber is connected and by a placed on the piston hzw. The seal surrounding the piston and resting on the inner surface of the cylinder is limited is.
Bei dieser bekannten Lösung erfolgt das Ableiten der Arbeitsflüssigkeit aus der Hochdruckkammer zur anzufüllenden Einheit hin über die Seitenwand des Zylinders, so daß das Ausgangsventil besonderen Platz erfordert, zugleich aber auch das Lcingenmaß des Zylinders vergrößert werden muß, da ansonsten der Abschnitt der Hochdruckkammer zwischen dem Ventil und dem von der Niederdruckkammer entfernter gelegenen Kolbenende nicht entleert werden kann. Bin weiterer Mangel hesteht an der bekannten Pumpe. noch insofern, daß sowohl der Kolben wie auch der Zylinder in seiner ganzen Länge bearbeitet werden muß, da beim Laufen der Pumpe an der Innenfläche beider Seiten Reibung auftritt. Zuyleich muß an beiden Enden der Hochdruckkammer für eine zuverlässige reibungssichere Abdichtung gesorgt werden.In this known solution, the working fluid is drained off from the high pressure chamber to the unit to be filled over the side wall of the cylinder, so that the outlet valve requires special space, but at the same time also the length of the cylinder must be enlarged, otherwise the section of the high pressure chamber between the valve and the piston end further away from the low pressure chamber cannot be emptied. Another shortcoming is the well-known pump. insofar as both the piston and the cylinder in its entire length must be processed because when the pump is running on the inner surface of both sides Friction occurs. At the same time must be at both ends of the high pressure chamber for reliable Friction-proof sealing must be ensured.
Ferner ist aus der Offenlegungsschrift der Bundesrepublik Deutschland Nr. 1 653 574 eine drucksteigernde Kolbenpumpe bekannt, welche von der oben beschriebenen Pumpe darin abweicht, daß aus der Hochdruckkammer (welche auch hier zwischen dem Kolbenmantel und der Zylinderinnenwand ausgestaltet ist) die Ableitung der Hochdruc]--Arbeitsflüssigkeit über einen im inneren des Kolbens hergestellten axialen Kanal über jenes Ende des Kolbens erfolgt, das von der Niederdruckkammer weiter entfernt ist. Zu diesem Zweck ist der Kolben bezogen auf das Pumpengehäuse ortsfest angeordnet, während der Zylinder eine relative Hin- und Herbe wegung vollführt Durch diese Lösung werden zwar die Nachteile vermieden die mit der Ausführung des AusgangsVentils aus der Hochdruckkammer an der Zylinderwand zusammenhängen.Furthermore, from the Offenlegungsschrift of the Federal Republic of Germany No. 1 653 574 a pressure increasing piston pump known, which is different from that described above Pump differs in that from the high pressure chamber (which also here between the Piston jacket and the cylinder inner wall is designed) the discharge of the high-pressure working fluid through an axial channel made inside the piston over that end of Piston takes place, which is further away from the low pressure chamber. To this end the piston is fixed in relation to the pump housing, while the cylinder a relative back and forth movement through this solution, although the Disadvantages avoided with the execution of the outlet valve from the high pressure chamber related to the cylinder wall.
Ungelöst aber bleibt das Problem, wonach die Innenfläche des Zylinders und die Außenfläche des Kolbens auf ihre ganze Länge eine Feinbearbeitung erfahren müssen, und daß beide Enden der Hochdruckkammer mit zuverlässigen Reibungsdichtungen versehen werden müssen, was bei den stets höheren Druckwerten eine immer anspruchsvollere und kostspieligere Aufgabe bedeutet.What remains unsolved is the problem of the inner surface of the cylinder and the entire length of the outer surface of the piston is finely machined must, and that both ends of the high pressure chamber with reliable friction seals must be provided, which is becoming more and more demanding with the ever higher pressure values and means more costly task.
Aufgabe der Erfindung ist sornit die Schaffung einer drucksteigernden Kolbenpumpe, bei welcher der Arbeitsw aufwand für die Bearbeituiig des Kolbens und des Zylinders wesentlich vermindert werden kann und in der Hochdruckkammer nur an dem einen Ende eine Reibungsdichtung vorgesehen werden muß.The object of the invention is thus to create a pressure-increasing Piston pump, in which the Arbeitssw expenditure for the processing of the piston and of the cylinder can be significantly reduced and in the high pressure chamber only on a friction seal must be provided at one end.
Diese Aufgabe wird bei einer drucksteigernden Kolbenpumpe der vorausgesetzten Art dadurch yelöst, daß die Hochdruckzylinderkammer im Innern des ersten Kolbens ausgestaltet ist und in diese IIochdruck-zylinderkarxner ein gegenüber dem Zylinder fixierter, zu ersterem parallel axialer zweiter Kolben, abgedichtet von dem entfernteren Ende der Niederdruckkammer des ersten Kolbens her eingeführt ist, wobei beide Kolben als Tauchkolben ausgebildet sind.This task is assumed for a pressure-increasing piston pump Art yelöst in that the high pressure cylinder chamber inside the first piston is designed and in this IIochdruck-zylinderkarxner one opposite the cylinder fixed, second piston axially parallel to the first, sealed from the more distant one The end of the low pressure chamber of the first piston is introduced, both pistons are designed as plungers.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Pumpe gemäß der Erfindung ist an dem vom ersten Kolben der Niederdruck-Zylinderkammer entfernteren Ende in Betriebsstellung eine mi.t dem Anfüllorgan der zu füllenden Jydraulischen Einheit verbundene Entleerungsöffnung vorgesehen.In an advantageous embodiment of the pump according to the invention is at the end furthest from the first piston of the low-pressure cylinder chamber in Operating position with the filling unit of the hydraulic unit to be filled connected drainage opening provided.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist an dem von der Niederdruckkammer des ersten Kolbens entfernteren Ende in einem doppeltwirkenden Betätigungszylinder - zweckmäßig in einem pneumatischen Arbeitszylinder - ein dritter Kolben befestigt, als dessen Kolbenstange der erste Kolben dient.In a further advantageous embodiment of the Low pressure chamber of the first piston farther end in a double-acting Actuating cylinder - expediently in a pneumatic working cylinder - a third Piston attached, as the piston rod of which the first piston serves.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das von der Niederdruckkammer des zweiten Kolbens entferntere Ende an dem auf dieser Seite gelegenen Deckel des Betätigungszylinders befestigt.In a further advantageous embodiment, this is from the low-pressure chamber of the second piston at the end of the cover located on this side of the Actuating cylinder attached.
Bei der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe muß nur an dem einen Ende der Hochdruckzylinderkammer eine Reibungsdichtung vorgesehen werden, da es an dem anderen Ende keine aufeinander gleitende Flächen gibt. Damit kann einerseits eine Spezialdxchtung eingespart werden, was sich als ein umso größerer Vorteil erweist, je größer der Betriebsdruck ist; andererseits wird. auch die ganze Vorrichtung zuverlässiger, da sie gerade von den fehleranfälligsten Elementen eines weniger besitzt.In the piston pump according to the invention must only at one end of the High pressure cylinder chamber a friction seal can be provided as it is on the other At the end there are no surfaces that slide on each other. On the one hand, this enables a special protection can be saved, which turns out to be a greater advantage, the larger the Operating pressure is; on the other hand will. also the whole device more reliable, because it has one less of the most error-prone elements.
Weiter ist von Vorteil, daß der Hochdruckzylinder (Innenfläche des ersten Kolbens) nur auf einer kurzen Strecke eine Feinbearbeitung erhalten muß, da der zweitc Kolben in ihn wie ein Tauchkolben eingeführt ist.Another advantage is that the high pressure cylinder (inner surface of the first piston) only needs to receive fine machining over a short distance, since the second piston is inserted into it like a plunger.
Die Kolbenpumpe gemäß der Erfindung verrichtet bei beiden Hüben des ersten Kolbens Nutzarbeit. Bei dem einen Hub führt sie eine große Menge Niederdruck-Arbeitsflüssigkeit und bei dem zweiten Hub eine kleine Menge Hochdruck-Arbeitsflüssigkeit in die zu füllendc hydraulische Einheit ein. Aus diesem Grunde eignet sie sich besonders gut z.B. zum Betätigen von hydraulischen Grubenstempeln. Bei diesen ist nämlich zum Anfüllen (belastungsloser Ausschub) bei relativ niedrigem Druck eine große Flüssigkeitsmenge, danach aber zum Vorspannen (im Wesen bei minimalem Ausschub) nur eine kleine Flüssigkeitsmenge, jedoch bei hohem Druck, erforderlich (da das Vorspannen schon unter Belastung erfolgt).The piston pump according to the invention performs on both strokes of the first piston useful work. In one stroke it carries a large amount of low-pressure working fluid and on the second stroke a small amount of high pressure working fluid into the too filling the hydraulic unit. For this reason, it is particularly suitable e.g. for operating hydraulic pit rams. With these is namely for Filling (unloaded extension) at relatively low pressure a large amount of liquid, but then only a small amount of liquid for pre-tensioning (essentially with minimal extension), however, required at high pressure (as the pre-tensioning takes place under load).
Die Erfindung wird nun in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung'die drucksteigernde Kolbenpumpe gemäß der Erfindung im Längsschnitt darstellt.The invention will now be described in an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail, the drawing'die pressure-increasing piston pump according to the invention represents in longitudinal section.
Die dargestellte Pumpe umfaßt einen an dem einen Ende offenen Zylinder 10 und einen in diesen vom offenen Ende her abgedichtet eingeführten, sich hin und h bewegenden ersten Kolben 12, welcher im Zylinder 10 eine Niederdruck-Zylinderkarmner 30 von variablem Volumen zusammen mit einem ersten Deckel 20 bildet, welcher den Zylinder 10 an dem dem offenen Ende gegenüberliegenden, anderen Ende abschließt. Das offene Ende des Zylinders 10 hat eine axiale Bohrung 22, welche dem Mantel des als Tauchkolben von konstantem Querschnitt ausgestalteten Kolben 12 ange-.The pump shown comprises a cylinder open at one end 10 and one introduced into this sealed from the open end, back and forth h moving first piston 12, which in cylinder 10 is a low-pressure cylinder arm 30 of variable volume together with a first cover 20, which forms the Cylinder 10 closes at the other end opposite the open end. The open end of the cylinder 10 has an axial bore 22 which corresponds to the jacket of the piston 12 designed as a plunger of constant cross-section.
paßt ist, während in der Bohrung 22 Ringnuten zum Einsetzen der Reibungsdichtungen 14,.16 ausgearbeitet sind.fits, while in the bore 22 annular grooves for insertion of the friction seals 14, .16 are worked out.
In dem ersten Deckel 20 des Zylinders 10 ist eine mit einer Entleerungsöffnung 42 sowie einem Rückschlagventil 32 verschene Einströmöffnung 28 vorgesehen. In Betriebsstellung wird die Einströmöffnung 28 an einen (nicht dargestellten) Arbe its f lüssigkeitsbehälter angeschlossen, während die Einströmöffnung 28 selbst mit dem Füllorgan der zu füllenden hydraulischen Einheit in Verbindung steht.In the first cover 20 of the cylinder 10 is one with an emptying opening 42 and a check valve 32 various inflow opening 28 is provided. In operating position the inflow opening 28 is connected to a (not shown) working liquid container connected, while the inflow opening 28 itself with the filling member to be filled hydraulic unit is in communication.
Im Inneren des ersten Kolbens 12 ist eine Hochdruck-Zylinderkammer 18 ausgebildet, welche über ein Rückschlagventil 24 mit der Niederdruck-Zylinderkammer 30 verbunden ist. Auf das offene Ende des Zylinders 10 ist eine ringförmige Scheibe 34 aufgezogen, die den einen Deckel des Betätigungszylinders M bildet. Der Betätigungszylinder M ist zweckmäßig ein pneumatischer Arbeitszylinder, welcher mit einem weiteren Deckel 38 sowie mit Anschlußelementen A und B für die Zu- und Ableitung der betätigenden Preßluft versehen ist.Inside the first piston 12 is a high pressure cylinder chamber 18 formed, which via a check valve 24 to the low-pressure cylinder chamber 30 is connected. On the open end of the cylinder 10 is an annular disc 34 pulled up, which forms one cover of the actuating cylinder M. The actuating cylinder M is expediently a pneumatic working cylinder, which with a further cover 38 and with connection elements A and B for the supply and discharge of the actuating Compressed air is provided.
In die Hochdruck-Zylinderkammer 18 im Innern des ersten Kolbens 12 ist vom entgegengesetzten Ende des Rückschlagventils 24 her ein mit einer axialen Bohrung 44 versehener zweiter Kolben 46 eingeführt. In der Bohrung 44 ist eine Ringnut zum Einsetzen der Dichtung 48 ausgespart. Der zweite Kolben 46 ist als Tauchkolben von konstantem Querschnitt ausgestaltet, dessen vom Rückschlagventil 24 entfernteres Ende am Deckel 38 des.Betc.4tiguncjszylinders M befestigt ist. In der Längsachse des zweiten Kolbens 46 ist ein axialer Ableitungskanal 36 vorhanden, dessen eines Ende in die Hochdruck-Zylinderkammer 18 mündet, während sein anderes Ende über das Anschlußelement in Betriebsstellung mit der zu füllenden Einheit verbunden ist.Into the high pressure cylinder chamber 18 inside the first piston 12 is from the opposite end of the check valve 24 ago with an axial Bore 44 provided second piston 46 is introduced. In the bore 44 is an annular groove Recessed for inserting the seal 48. The second piston 46 is a plunger designed of constant cross-section, the more distant from the check valve 24 End of the cover 38 des.Betc.4tiguncjszylinders M is attached. In the longitudinal axis of the second piston 46 is an axial discharge channel 36, one of which End opens into the high pressure cylinder chamber 18, while its other end over the Connection element is connected in the operating position to the unit to be filled.
Der erste Kolben 12 dient zuglcich als Kolbenstange des Betätigungszylinders, dessen vom Rückschlagventil ferner gelegenes Ende an einem dritten Kolben 50 befestigt ist. Der Kolben 50 ist im Betätigungszylinder M abgedichtet geführt Die Arbeitsweise der oben besch.riehenen drucksteigernden Kolbenpumpe ist folgende: Wird über das Anschlußelement A Preßluft in die Arbeitskammer zwischen dem Kolben 50 und dem Deckel 38 des Betätigungszylinders M eingelassen, so bewegt sich der Kolben 50 in der Richtung zur Niederdruck-Zylinderkammer 30 hin. Dabei dringt der als Kolbenstange des Kolbens 50 dienende Kolben 12 in die Niederdruck-Zylinderkammer 30 ein, vermindert ihr Volumen und drückt die darin befindliche Arbeitsflüssigkeit teils über die Entleerungsöffnung (zeichnerisch nicht dargestellt) in die anzufüllende hydraulische Einheit, teils in den Hochdruckzylinder 18 über das Rückschlagventil 24.The first piston 12 also serves as the piston rod of the actuating cylinder, whose end further away from the check valve is attached to a third piston 50 is. The piston 50 is guided in a sealed manner in the actuating cylinder M. The mode of operation of the pressure-increasing piston pump described above is the following: Is via the Connection element A compressed air into the working chamber between the piston 50 and the cover 38 of the actuating cylinder M let in, the piston 50 moves in the direction towards the low-pressure cylinder chamber 30. The penetrates as the piston rod of the piston 50 serving pistons 12 into the low-pressure cylinder chamber 30, reduces their volume and presses the working fluid contained therein partly through the drainage opening (not shown in the drawing) in the hydraulic unit to be filled, partly into the high pressure cylinder 18 via the check valve 24.
Sobald der Kolben 50 (gemäß der Zeichnung) seine rechtsseitige Endstellung erreicht hat, wird die Preßluft auf das Anschlußelement B umgeschaltet, Dadurch wird die Arbeitskammer zwischen dem Kolben 50 und der Scheibe 34 angefüllt; der Kolben 5O bewegt sich in entgegengesetzter Richtung als vorher, seine Kolbenstange, der Kolben 12, bewegt sich nach außen und vergrößert dadurch das Volumen der Niederdruck-Zylinderkammer 30 bzw. verkleinert die Hochdruck-Zylinderkammer 18, in welcher je nach den Oberflachenverhältnissen ein größerer Druck als in der Zylinderkammer 30 entsteht. Infolge der in der Niederdruck-Zylinderkammcr 30 entstandenen Druckerniedrigung strömt nun über das Rückschlagventil 32 jene Arbeitsflüssigkeit in das System ein, die dn im nächsten Arbeitstakt zum Abfördern gelangt. Der in das Innere des sich zum Deckel 38 hin bewegenden Kolbens 12 eindringende Kolben 46 vermindert den Hochdruck-Zylinderraum 18, demzufolge darin der Druck ansteigt, das Rückschlagventil schließt und die Arbeitsflüssigkeit über den Kanal 36 und das Anschlußelement F mit Hochdruck in die (nicht eingezeichnete) anzufüllende hydraulische Einheit strömt.As soon as the piston 50 (according to the drawing) is in its right-hand end position has reached, the compressed air is switched to the connection element B, thereby the working chamber between the piston 50 and the disc 34 is filled; the Piston 5O moves in the opposite direction than before, its piston rod, the piston 12, moves outward, thereby increasing the volume of the low-pressure cylinder chamber 30 or reduced the high pressure cylinder chamber 18, in which depending on the surface area a greater pressure than in the cylinder chamber 30 is created. As a result of the in the low pressure cylinder chamber 30 now flows over the check valve 32 that working fluid into the system that dn in the next work cycle to Conveying away. The piston moving into the interior of the cover 38 Piston 46 penetrating 12 reduces the high-pressure cylinder space 18, consequently therein the pressure rises, the check valve closes and the working fluid overflows the channel 36 and the connection element F with high pressure in the (not shown) hydraulic unit to be filled flows.
Claims (4)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |