DE3633002A1 - Hochdruck aggregat mit in achsialer richtung federbaren elementen und geeignet fuer nicht schmierende medien - Google Patents

Hochdruck aggregat mit in achsialer richtung federbaren elementen und geeignet fuer nicht schmierende medien

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DE3633002A1
DE3633002A1 DE19863633002 DE3633002A DE3633002A1 DE 3633002 A1 DE3633002 A1 DE 3633002A1 DE 19863633002 DE19863633002 DE 19863633002 DE 3633002 A DE3633002 A DE 3633002A DE 3633002 A1 DE3633002 A1 DE 3633002A1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

Die Erfindung betrifft ein Hochdruck Aggregat mit in achsialer Richtung federbaren oder deformierbaren Elementen fuer besonders hohe Drucke von bis zu etwa 5000 Bar, wobei das gepumpte oder mit verwendete Fluid eine nicht schmierende Fluessigkeit, wie zum Beispiel Wasser, sein kann.
Aus dem Hauptpatent ist ein Hochdruckfluid Aggregat bekannt, das zwei verschiedene Medien, von denen das eine ein nicht schmierendes Fluid sein kann, durch ein in achsialer Richtung dehnbares Ringelement trennt, das die beiden Medien voneinander getrennt haelt, wenn das eine Fluid am einem Ende des Elementes einen Pumphub auf das Element ausuebt und dadurch das andere Fluid am anderen Ende des Elementes aus seiner Pumpkammer herausgedrueckt wird. Im Hauptpatent konnte das Element auch eine Membrane sein, weil die Drucke an beiden achsialen Enden des Elements nach dem Hauptpatent im Prinzip gleich sind und sich nur durch den Widerstand des Elements bei dessen Verformung unterscheiden.
Die Ausfuehrung des Elementes des Hauptpatents hat aber den Nachteil, dass der Hub des Elementes relativ kurz ist, weil die Membrane bei langem Hube infolge Ueberspannung reissen wuerde. Ausserdem ist die Membrane des Hauptpatents eine schwache, ohne besondere eigene Staerke und Widerstandsfaehigkeit. Dadurch ist dem Aggregat des Hauptpatents eine Leistungsgrenze durch dessen Element, also durch dessen Membrane gegeben.
Die Erfindung hat daher die Aufgabe, ein widerstandfaehiges Element und dazu zweckdienliche Teile eines Aggregates mit hoher Haltbarkeit und langem Achsialhub des Elementes betriebssicher und mit einfachen Mitteln zu schaffen, um Lebensdauer und Leistung von Hochdruckaggregaten zu vergroessern.
Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnendem Teile des Patentanspruchs 1 geloest. Weitere vorteilhafte Loesungen der Aufgabe ergeben sich aus den Anspruechen 2 bis 30.
Die Fig. 1 bis 14 zeigen Laengsschnitte durch 14 verschiedene Ausfuehrungsbeispiele eines Hochdruck Aggregates nach der Erfindung oder durch Teile des Aggregates.
Fig. 1 zeigt in einem Deckel 1, 11 die zweite Pumpkammer 37 mit einem Einlassventil 38 und einem Auslassventil 39. Zu den Ventilen fuehren die Leitungen 41 und 42. Die Ventile koennen durch Federn 40 gespannt sein. In den Deckel 1 ist ein Einsatz 91 eingespannt und zum Beispiel mittels Schrauben 92 gehalten, der im Deckel 1 das Fluid-Trenn-Element 61 einspannt, indem es die Befestigung 104 des Elements bildet. Im Einsatz 91 befindet sich der Zylinder 35, der mit der ersten Pumpkammer 35 zwischen dem Element 61 und dem Einsatz 91 verbunden ist und in dem sich der Hubkolben 52 auf und ab bewegt. Die Befestigung 104 bildet mit ihrem Innendurchmesser den Aussendurchmesser der ersten und der zweiten Pumpkammern 35 und 37. In Fig. 1 ist die Kammer 35 nicht sichtbar, weil das Element 61 mit seinem Boden auf der Bodenauflage 101 aufliegt, die das obere Ende des Einsatzes 91 bildet. Die genannte Befestigung 104 ist vorteilhafterweise mit Dichtnuten 102 und 103 im Deckel 1 und Einsatz 91 zur Einlage von Dichtringen versehen, die die Abdichtung des Elements und der beiden Kammern 35 und 37 voneinander bewirken. Die zweite Pumpkammer 37 ist zwischen der oberen Stirnflaeche des Elements 61 und der Kopfanlage 100 ausgebildet, wobei die Kopfanlage 100 an dem Deckel 1 ausgeformt ist. In den Fig. 1 und 2 ist die Kopfanlage ein schwachwinkliger Hohlkegel, dessen achsiale Tiefe nicht laenger sein darf, als der maximal zulaessige Hubweg des Elements 61 ist. Presst der Hubkolben 52 nach oben, dann wird Fluid aus dem Zylinder 35 gegen den Boden des Elements 61 gedrueckt und das Element hebt sich nach oben, dabei ueber Ventil 38 eingetretenes Fluid ueber Ventil 39 aus der zweiten Kammer 37 herauspumpend, bis die obere Stirnflaeche des Elements 61 an der Kopafanlage 100 anliegt. In diesem Zustande ist unter dem Element 61 die erste Pumpkammer 35 voll ausgebildet. Der Hubkolben 52 hat seinen vollen Hubweg getan.
Wahrend im Hauptpatent die Membrane frei zwischen den beiden Medien der Kammern 35 und 37 schwang, ohne mechanische Endauflagen zu beruehren, hat das Element 61 der indung jetzt Endanlagen 100 und 101 zwischen denen es sich achsial bewegt. Das hat den Vorteil, dass die Anlagen 100 und 101 so platziert werden koennen, dass der zulaessige Hubweg des Elements 61 nie ueberschritten werden kann. Das Element 61 erhaelt so eine lange Lebensdauer und Betriebssicherheit. Die Formgebung der Anlagen 100 und 101 werden so bemessen, dass das Element in allen Teilen zulaessige Spannungen behalt. Die Kopfanlage ist daher radial in der Mitte weiter ausgebaucht, als an den radialen Aussen Enden. Die Auflage des Elements 61 an der Bodenauflage 101 verhindert toten Raum und dadurch Kompressionsverluste im Fluid. Diese werden ebenfalls durch das Anstossen des Elements 61 an die Kopfanlage 100 verhindert. Der Winkel des Hohlkonus unter der Kopfanlage 100 ist in den Figuren stark vergroessert gezeichnet. In der Praxis ist das Element in dem Massstab der Figuren etwa 2 mm dick (plus minus 1,5 mm) und besteht aus flexiblem Material, fuer Hochdruck Wasserpumpen von bis zu 5000 Bar aber oft aus dem japanischem SUS 630 Stahl oder aus Edelstahl von VEW. In den Fig. 1 und 2 ist dabei ein Hubweg des Elements von 0,2 bis 0,4 mm zulaessig, wenn die genannten Staehle verwendet sind.
Erwuenscht ist aber oft ein noch groesserer Hubweg des Elements.
Daher zeigt die Fig. 3 im Mass-Stabe 1 : 1 ein Hochdruck Aggregat fuer bis zu 5000 Bar Wasserdruck aus der zweiten Pumpkammer 37 fuer etwa 10 Cubiccentimeter Foerdermenge pro Hub. Das Element 61 macht dabei in der radialen Mitte etwa 4 mm Hub bei einer Dicke von 3 mm. Die Berechnung der Foerdermenge erfolgt nach den Formeln der Fig. 29-A der Europa Offenlegungsschrift 01 02 441.
Der lange Hubweg des Elements 61 und damit die grosse Foerdermenge der Kammer 37 bei dem hohem Druck ist nach der Fig. 3 dadurch erreicht, dass das Element 61 mit Ringwellen (161, 261, 361) geformt ist, die Wellen-Taeler und Berge bilden. Diese sind in der Figur sehr stark ausgepraegt und bilden zwischen den Wellenhoehen 161, 261 und den Wellentiefen 461 fast achsparallele oder nur schwach geneigte Elementenstuecke 361. In Radialrichtung ist durch diese Ausformung der Wellenteile eine Laenge des Elements 61 geschaffen, die die Radialabmessung der Kammern 35, 37 bei weitem uebersteigt. Das Element 61 ist daher besonders elastisch, obwohl es aus Teflon, anderen Werkstoffen oder aus Edelstahl besteht. Die Wellenhoehen und Wellentiefen gehen in guten Boegen in die Zwischenstuecke 361 ueber. Die radial aeusseren Wellenberge und Wellentaeler sind praktischerweise achsial kuerzer, als die radial inneren. So erreicht man eine automatische Entlueftung, indem man das Auslassventil 39 an die hoechste Stelle der zweiten Pumpkammer 37 setzt, wo sich der hoechste Wellenberg 161 befindet. Die Figur ist etwa mass-staeblich gezeichnet. Der Deckel 1 ist entsprechend mit der Kopfanlage 112 geformt, wobei diese den Hubweg des Elements 61 begrenzt und die obere Stirnflaeche des Elements 61 nach Beendigung des Hubweges des Elements 61 an der Kopfanlage 112 anliegt. Die Kopfanlage hat also zum Element komplementaere Wellenformen, wobei diese sich jedoch um die betreffenden oertlichen Achsialmasse von der ungespannten Lage des Elements 61 entfernen. Der Einsatz 91 hat an seinem oberem Ende die Bodenauflage 111, die komplementaer zum Boden des Elementes 61 geformt ist, also auch die Wellen Taeler und Berge 191 und 192 hat und auf der die Grundflaeche des Elements 61 in dessen ungespanntem Zustande aufliegt. Man sieht in der Figur deutlich, dass die Berge des Deckels 1 und die Berge des Einsatzes 91, zum Beispiel die Teile 191 und 212, tief in die betreffenden Wellentaeler des Elements 61 eintreten. Totraum ist dabei vermieden, um hohen Wirkungsgrad der Foerderung zu erreichen. Die Ventile sind in der Figur so ausgebildet, dass nur wenig Totraum entsteht und die Ventile trotzdem gut wirken. Die Bohrungen 105 und 106 dienen zur Ableitung von Luft, die sich in den Hoehen sonst sammeln und das Pumpen verhindern wuerde. Die Bohrungen 105 und 106 verbinden die Hoehen der Kammer 37 mit dem Auslassventil. Die Hoehen um 191 unter dem Element 61, also in der Kammer 35, koennen durch die Entlueftungs Bohrung 120, die dafuer angeordnet ist, entlueftet werden. Sie soll an der hoechsten Stelle unter dem Element 61 muenden, wie gezeichnet, um ihre Entlueftungswirkung erfuellen zu koennen.
Die Positionen 461, 312, 291 zeigen weitere Taeler, Hoehen oder Auflageflaechen im Zusammenhang mit der Formgebung des Elementes oder der Anlage- bzw. Auflage-Flaeche. Die Federbarkeit des Elementes 61 ergibt sich auch durch die langen Achsialstege 361, die in radialer Richtung federn koennen.
Der Deckel 1 und der Einsatz 91 sind durch die Verbindungen 92 zusammen gehalten. Das Einlassventil 38 kann mit den Federn 40 gespannt sein und die Anschluesse sind durch 41 und 42 gezeigt, wobei 32 der Einlass und 41 der Auslass Anschluss sind. Das Element 61 ist mit dem Flansch 104 versehen, mit dem es zwischen dem Deckel 1 und dem Einsatz 91 gespannt ist, wobei die Abdichtung durch Dichtringe - nicht eingezeichnet - in den Dichtring Nuten 102 und 103 erfolgen kann. Fuer die Entlueftung der Wellen Berge sorgen die Entlueftungsbohrungen 105 und 106. Die Ringnase 110 zeigt den tiefen Eingriff in das Wellental oberhalb des Talbodens 291.
Im Zylinder 35 der Hubdruck Kammer 35 laeuft der Kolben 52, der die Kammer 35 periodisch fuellt und entleert. Der Antrieb des Kolbens 52 erfolgt zum Beispiel nach der genannten Europa Offenlegungs Schrift oder mittels einem Druck Kolben 124 in einem Zylinder 125 mit Einlass 123. Statt dem Druckkolben 124 zu benutzen, kann man auch einen mechanisch angetriebenen Druck Kolben 128 verwenden, der dazu einen Kolbenschuh 127 im Kolben 128 schwenkbar enthaelt, waehrend der Kolbenschuh auf einer Laufflaeche eines Exzenters 126 angetrieben ist. Der Kolbenschuh mag hydrostatische Lagertaschen 130 und Verbindungsleitungen 129 enthalten. Ein Mass Stab ist links in der Figur eingezeichnet, um die Groesse fuer die benannte Foerdermenge in etwa zu zeigen. Wenn der Kolben 124 im Zylinder 125 angeordnet ist, wird am oberem Zylinderende eine Entlueftungsbohrung 122 angeordnet. Von besonderer Bedeutung fuer die Praxis ist die Fuell-Kontrol Bohrung 121, die sich in der unteren Totpunktlage des Kolbens 52 befindet und dort in den Zylinder 35 muendet. In der unteren Totpunktlage gibt der Kolben 52 diese Bohrung frei, damit die Kammer 35 voll mit Fluid von aussen her durch die Bohrung 121 gefuellt werden kann. Nach kurzem Hubweg verschliesst der Kolben 52 die Bohrung 121 und beginnt damit die Hubfoerderung des betreffenden Druckfluids aus dem Zylinder 35 in die Kammer 35 unter das Element 61 hinein, um das Element 61 nach oben zu druecken und dadurch das andere Fluid aus der Kammer 37 durch das Auslass Ventil 39 und den Auslass 41 zu foerdern. Das Element 61 haelt dabei die beiden unterschiedlichen Fluide in den Kammern 35 und 37 voneinander getrennt, damit sie nicht vermischen koennen.
Fig. 4 entspricht im Wesentlichen der Fig. 2, doch ist das Auslassventil 39 nahe dem Einlassventil 38 angeordnet, was eine einfache Herstellung bringt, aber wirkungsgradmaessig der Fig. 2 nachstehen kann, weil die Entlueftung in Fig. 4 nicht so gut automatisch erfolgt, wie in Fig. 2, denn der Anschluss des Ventils 39 liegt in Fig. 4 nicht an der oberen Stelle, an der sich die Luft sammelt. Verdreht man die Fig. 4 um 90 Grad nach links, dann ist die automatische Entlueftung jedoch wieder gesichert.
In Fig. 5 ist eines der effektivsten Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung fuer grosse Foerdermenge gezeigt. Die Besonderheit dieses Ausfuehrungsbeispiels ist die Anordnung des Multi-Axial Elementes der Fig. 6. Es ist in Fig. 6 separiert dargestellt. Mit dem Flansch 210, 284 ist das Element 210 zwischen den Dichtungen 209 und 211 zwischen dem Deckel 201 und dem Gehaeuse 222 eingespannt. An den Flansch schliesst sich ein konisches Ringteil radial nach innen an, das in den Talboden 281 einbiegt, von wo aus ein konisches Ringteil radial nach aussen in entgegengesetzter Richtung konisch erstreckt, bis es in einem Aussenringbogen 280 endet, an den sich wieder ein radial nach innen erstrecktes konisches Ringteil, wie das erstgenannte, anschliesst. Das ganze Element 284, 210 ist in dem Ausfuehrungsbeispiel aus einem einzigem Teile geformt. Zum Beispiel ist es aus dem japanischen Edelstahl SUS 630 oder aus einem VEW Edelstahle gedreht. Die inneren und ausseren Boegen sind keine scharfen Spitzen, damit sie nicht brechen. Ein Boden 218 mag das andere Ende des Elementes bilden. Die Herstellung mittels Drehen aus dem einem Werkstueck ist relativ einfach und kann auch automatisch erfolgen. Doch wuerde das Element hohe Foerderverluste durch innere Kompression haben, denn die doppelkonischen Innenraeume 282 lassen sich nicht mit nicht komprimierbaren Fuellstoffen ausfuellen und bilden toten Raum, in dem das Fluid komprimieren und dadurch an Foerdermenge verlieren wuerde. Dieser Nachteil ist jedoch durch die gegenwaertige Erfindung ueberwunden. Zum Beispiel giesst man danach das Element, bzw. die Elementensaule 210 innen voll mit Aluminium oder einem anderem geeignetem Stoffe aus. Aluminium ist gut geeignet, weil es eine so geringe Schmelztemperatur hat, dass beim Ausgiessen mit der Aluminium Schmelztemperatur der Edelstahl, aus dem das Element meistens besteht, noch nicht beschaedigt wird und ausserdem weil das Aluminium unter Druck (Zusammendrueckung) wenig an Volumen verliert. Es verliert etwas weniger, als das 16tel des Volumens, das Wasser unter gleichem Druck verlieren wuerde. Wasser verliert bei 5000 Bar schon fast 20 Prozent an Volumen, Blei etwa 2,3 Prozent, Aluminium aber nur etwa 0,55 Prozent. Der Foerdermengenverlust des Aggregates bei Ausfuellung der Innenraeume mit Aluminium verringert also die Kompressionsverluste im Vergleich zu Wasser fast um das dreissig bis 40fache. Nachdem die Innenraeume des Elementes mit dem Blei oder Aluminium ausgegossen sind, wird aus dem Element der Fuellstoff, also zum Beispiel das Aluminium auf den Innendurchmesser der Innenboegen 281 ausgedreht. Dann wird das Element auf die Knet-Temperatur des Ausfuellstoffes erhitzt, nachdem auch die auesseren Zwischenraueme 283 mit dem Fuellstoff ausgegossen waren. Bei Erreichen der Knet-Temperatur wird das Element unter einer Presse auf die gewollte Hublaenge axial zusammengedrueckt, wobei sich der Fuellstoff entsprechend auch zusammendrueckt. Nach dem Erkalten wird erneut ausgedreht und zwar wieder auf den Innendurchmesser der Innenboegen 281 und radial aussen auf den Aussendruchmesser der Aussenboegen 280. Dabei haben sich dann infolge der Zusammendrueckung des Fullstoffes die Zwischenraeume zwischen Fuellstoff und konischen Teilen des Elementes gebildet, die nunmehr einen Teil der Arbeitskammer bilden. Das Element arbeitet dann zwischen dem entspanntem Zustande der Fig. 5 und 6, und dem gespanntem Zustande, in dem die genannten Zwischenraeume verschwunden sind, weil Elementenwaende und Fuellstoffwaende dann aneinander anliegen. Der Innenraum des Elementes erhaelt dann einen Innenraum Fuellklotz, z. B. 216 und die genannten Zwischenraeume stehen mit der ersten Arbeitskammer 212 in Verbindung und bilden Teile dieser. Mann kann auch einen Zylinderkolben 217 einsetzen und mit den Bolzen 221 am Elementenboden befestigen. Das hat naemlich den Vorteil, dass man dann den Hubkolben 227 in den Zylinderraum 220 des Fuellkolbens 217, 219 eintauchen lassen kann, um eine kurze Baulaenge des Aggregates zu bekommen. Der mittels der Befestigungsschrauben am Gehaeuse 222 gehaltene Kopfdeckel enthaelt die Einlass- und Auslass-Ventile 202, 204, 206 und 208, die auch die Spannfedern 203 haben koennen. Die aeusseren der Doppelventile sind aus Herstellungsgrueden in Einsaetzen 205, 207 im Kopfdeckel 201 untergebracht. Im Aggregat befinden sich die erste Arbeitskammer 212 fuer das zu pumpende, nicht schmierende Fluid, z. B. das Wasser und die zweite Arbeitskammer oder Hubkammer 213, wobei die letztere mit dem Zylinderraum 220 verbunden ist. Die Hubkammer wird mittels des Hubkolbens 227 mit dem Hubdruckfluid gefuellt was meistens eine schmierende Fluessigkeit ist, zum Beispiel: Oel. Der Hubkolben 227 mag hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein, wie aus der Europa Offenlegungsschrift oder aus der Hauptanmeldung bzw. aus anderen Figuren bekannt. Der Antrieb kann aber auch mechanisch ueber eine Kurbelwelle mit Pleueln oder ueber einen Kolben 226 mit Kolbenschuh 230 und einem Langhubexzenter 232 mit Hubflaeche 233 an einer Welle 231 nach der DE OS 33 30 983, z. B. Fig. 30, erfolgen, wobei dem Kolbenschuh Druckfluidtaschen 228, 229 zugeordnet sein moegen. Der im Kolbenbett schwenkbare Kolbenschuh 230 laeuft mit der Gleitflaeche 234 an den Kolbenhub Fuehrungsflaechen 233 des Exzenters 232. Wichtig ist wieder die Fuell-Kontroll Bohrung 223, die auf die innerste Totpunktlage des Hubkolbens 227 muenden soll, damit die Hubkammer 213 rationell ohne Stoerung und Verluste gefuellt werden kann. Beim Druckhub des Hubkolbens 227 wird die Elementenanordnung 210 unter dem Fluiddruck in Hubkammer 213 nach oben zusammen gedrueckt, wodurch die erste Arbeitskammer 212 komprimiert und das nicht schmierende Fluid aus der Kammer 212 über die Auslass Ventile 206 und 208 aus dem Aggregat heraus foerdert. Des hohen Druckes in der Kammer 212 wegen hat der Hubkolben 227 im Vergleich zum Elementensatz 210 relativ kleinen Durchmesser, dafuer aber langen Hub. Es ist daher gelegentlich zweckdienlich, dem Hubkolben einen Fuehrungskolben 226 im Fuehrungszylinder 224 zuzuordnen, der durch Federn 225 jeweils in der Mitte zwischen dem Kolben 226 und dem oberen Ende des Zylinders 224 gehalten wird. Der Kolben 226 hat meistens die Druckfluid Taschen 227 zum Lauf an der Zylinderwand des Zylinders 224. Dieses Aggregat ist in der Abmessung des Mass Stabes ebenfalls fuer die Foerderung von etwa 10 Cubiccentimeter bei etwa 4000 Bar. Man beachte des hohen Druckes wegen die Dicke der Wand des Gehaeuses 222, damit es nicht radial ausdehnt, was Foerderverluste bringen wuerde.
Die Fig. 6 ist zusammen mit der Fig. 5 bereits beschrieben worden.
In Fig. 7 ist eine Alternative zum Element der Fig. 6 dargestellt. In dieser Figur ist das Element aus faserverstaerktem Kunststoff, zum Beispiel aus Carbon Fiber hergestellt. An den Flansch 250 schliesst sich wieder ein konisches Ringelement an. Am radial innerem Ende ist dieses erste Element mit einem zweiten symmetrisch konischem Ringelement 252 zusammen geklebt, das heisst, unter Druck zusammen gefuegt, zum Beispiel mit Epoxy Resin, dem Bindestoff im Carbon Fiber. Am radial aeusserem Ende ist bei 253 dem zweitem Element wieder ein erstes Element angeklebt undsoweiter, bis zum Boden 256. Von Bedeutung ist, dass die inneren Verbindestellen 254 leicht herstellbar sind, indem man jeweils ein Element 251 und ein Element 252 unter der Presse zusammen klebt. Danach koennen dann die Aussenverbindungen 263 dadurch hergestellt werden, dass man einen radial geteilten Ring 255 radial von aussen her zwischen zwei benachbarte Ringelemente 252 legt. Der Ring 255 bildet dann die Unterlage fuer das Zusammenpressen beim Verkleben der benachbarten Elemente 252 in der Verbindung 252.
In der Fig. 8 ist ein sinngemaesser Elementensatz aus rein mechanischen Einzelteilen hergestellt. Er besteht aus symmetrisch gegeneinander gelegten konischen Ringen, wie Tellerfedern, 260 und 266 mit Distanzringen 263 und 270 zwischen den benachbarten radial inneren und aeusseren Enden der Elemente. Jeweils radial innerhalb und radial ausserhalb der Distanzringe befinden sich die plastischen Dichtringe 264 und 268 bzw. 269 und 271. Die radial inneren und aeusseren Enden der konischen Ringe 260 und 266 sind mit Bordringen 264 bzw. 272 achsial umgriffen und zusammen gehalten. Dabei moegen die Bordringe radial kleiner oder groesser gedreht werden und radial nach innen oder aussen aufgerollt werden, um die betreffenden Enden der konischen Elemente zu umgreifen. Es ist hier wichtig, dass die Distanzringe 263 und 270 radial von innen und radial von aussen von plastischen Dichtringen umgeben sein muessen. Die Dichtringe 271 und 264 muessen dabei jeweils einen Distanzring und zwei konische Ringelemente radial umgreifen, um die benoetigte Dichtwirkung fuer das Aggregat zu erreichen.
Die Fig. 10 zeigt in grossem Masstabe ein entsprechendes konisches Ringelement der Erfindung und die ihm zugeordneten wichtigen Teile dieses Ausfuehrungsbeispiels der Erfindung. Das Element 301 hat die Ausdrehung 371 zur Aufnahme des Zentrierungsringes und des Dichtringes der Fig. 9 oder einer Figur der Hauptanmeldung. Radial nach innen erstreckt sich davon die konische Abschraegung 370, die den Pumpraum bildet und an die sich die zylindrische Innenflaeche 379 anschliesst, die am jenseitigem Ende im Ausfuehrungsbeispiel den Konus 378 sehr kleinen Winkels hat. Diese Abschraegung (der Konus) ist deshalb wichtig, weil das Element axial zusammengedrueckt wird und diese Axialdrueckung eine Innendurchmesser Verringerung bringt, die am rueckwaertigem Ende staerker ist, als am vorderem Ende des Elementes. Nach der Zusammendrueckung wuerde die Innenflaeche daher nicht mehr zylindrisch sein. Als naechstes folgt die rueckwaertige Auflageflaeche, an die sich die Verstaerkungsausbauchung 374 anschliesst und schliesslich hat das Element 301 noch die Halteflaeche 373 zum Ansatz der Klampenringe der Hauptanmeldung und der Fig. 9 zum Zusammenbau zweier benachbarter, symmetrisch angeordneter Elemente 301 zu einem Elementen Paare. Die Elemente liegen auf den Stuetzringen 375 des Distanz Stueckes 376 auf. Gemaess diesem Ausfuehrungsbeispiel der Erfindung ist das Distanzstueck einteilig mit dem Dichtlippen-Traeger 386 und zwar deshalb, damit die Dichtlippen 380 keine achsiale Relativ Verschiebung relativ zum Element 301 erleiden koennen, weil solche Verschiebung die Dichtlippen 380 und die Dichtrtinge 387 beschaedigen bzw. abnuetzen koennten.
Wichtiges Erfindungsmerkmal ist in diesem Ausfuehrungsbeispiel noch der Dichtlippentraeger 381 mit seinen Ergaenzungsteilen. Der Dichtlippentraeger hat die an der Innenflaeche 379 des Elementes anliegende Dichtkante (den Dichtsteg) 380, vor dem, der Arbeitskammer zu gerichtet, der Dichtringsitz (die Dichtrtingnut) zur Aufnahme des plastischen Dichtrings 387 angeordnet ist. Die Dichtlippe 380 ist eng in die Innenflaeche 379 des Elementes aingepasst. Die Dichtringnut ist nahe der Arbeitskammer, also ganz vorne im Element 301 angeordnet, um die radiale Aufweitung des Elementes 301 unter hohem Innendruck zu vermeiden, weil solche Radialaufweitung des Elementes 301 einmal die Lebensdauer beschraenkt, dann auch die Dichtwirkung der Dichtlippe und des Dichtringes 387 unsicher macht und schliesslich die Foerdermenge des Pumpaggregates abnimmt, wenn das Element 301 radial aufweitet.
Aus den gleichen Gruenden ist die Dichtringnut mit dem Dichtring 387 in achsialer Richtung kurz gehalten, denn der plastisch verformbare Dichtring 387 wuerde den Druck radial von innen her auf die radiale Innenflaeche 380 des Elementes 301 uebertragen. Der Dichtring 387, der in die Dichtringnut eingelegt ist, kann durch den Flansch der Halterung 383 gehalten werden. Die Halterung 383 ist gleichzeitig als Totraum Fuellklotz ausgebildet, denn der Dichtlippentraeger 381 muss radial von innen her mit Druck beaufschlagt werden, damit die Dichtlippe 380 den Radial-Bewegungen der Innenflaeche 380 des Elementes 301 folgen kann, indem der Innendruck sie jeweils an die Innenflaeche 380 andrueckt und angepresst haelt, wenn das Element 301 sich radial im Durchmesser veraendert. Der Dichtlippentraeger 381 ist daher in diesem Ausfuehrungsbeispiel ein vom Koerper 386 aus achsial erstrecktes duennes rohrfoermiges Teil 381, dass am Koerper 386 dadurch ausgebildet ist, dass der Koerper 386 die Ausnehmung 382 hat, in die der Fuellklotz 383 eingelegt ist. Zwischem dem Fuellklotz 383 und dem Dichtlippentraeger 381 bleibt ein enger Ringspalt 382, zu dem die Bohrung(en) 388 durch den Halteflaeche des Klotzes 383 fuehren, um die Arbeitskammer mit dem Ringspalt 382 verbunden zu halten, damit der Druck der Arbeitskammer auch allezeit in dem Ringspalt 382 wirkt. Rueckwaertig der Dichtlippe 380 hat der Dichtlippentraeger oft die Durchmesser Verringerung 377, die dafuer dient, das Anstossen des rueckwaertigen Teiles des Innendurchmessers 379 des Elementes 301 an den Dichtlippentraeger 381, 386 zu verhindern. Die Dichtlippe 380 des Dichtlippentraegers 381 ist in achsialer Richtung wieder sehr kurz, weil achsiale Laenge bei der Federung des Elementes 301, die die zylindrische Innenflaeche 379 nach der Erfindungserkenntnis periodisch in eine konische verwandelt, die Dichtlippe 380 entweder am vorderen oder am hinterem achsialem Ende periodisch um einige tausendstel oder hundertstel Millimeter von der Innenflaeche 379 abhebt, was zu einem Spalte fuehrt, in den Teile des plastischen Dichtrings 387 eintreten, wodurch der Dichtring 387 abgeschabt und nach einigen Stunden Betrieb bei mehreren tausend Bar in der Arbeitskammer unbrauchbar wird.
Die Dichtlippen Ausbildung, wie die Ausbildung des Elementes und der Umgebungsteile erfordert hohe Aufmerksamkeit, weil man ohne Harmonie aller Einzelheiten das Aggregat keinen Wirkunsgrad oder keine Lebensdauer erreicht. Die Tiefe der Ringnut 382 bewirkt die Aneinander- Presskraft zwischen der Dichtlippe 380 und der Innenflaeche 379. Ist sie zu tief, also der Dichtlippentraeger 381 zu lang, dann nutzt die Dichtlippe 380 infolge zu hoher Flaechenpressung zu schnell ab. Ist sie aber zu kurz, dann reicht der Fluiddruck im Spalt 382 nicht aus, um die Dichtlippe 380 ausreichend stark an die Innenflaeche 379 des Elementes 301 zu druecken. Der Fuellklotz 383 kann zum Beispiel mittells der Rohrniete 384 im und am Koerper 386 gehalten werden, wobei die Rohrform der Niete die Bohrung 385 zur Verbindung mehrer Arbeitskammern enthaelt.
In der Fig. 9 befinden sich unter dem nicht eingezeichnetem Kopfdeckel mit den Einlass und Auslass Ventilen die Pumpelemente 301 als Elementenpaare mit ihren Klampenringen 327 und 328. Die Klampenringe haben die Ringnuten 329, durch die die radial federbaren Halterungen 332 zum Angriff an den Spannflaechen der Elemente 301 ausgebildet werden, damit die Elementen Paare 301 symmetrisch zueinander zusammengehalten sind, um die Pumpkammer(n) zu bilden. Die Bolzen halten die Klampenringe zusammen. Die Totraum Ausfuellkloetze einschliesslich der Kloetze 359 sind angeordnet und so die Dichtringe 393, die Fluidnuten 361, die Dichtringtraeger 360 und die Distanzringe 302. Die Besonderheit dieses Ausfuehrungsbeispiels der Erfindung besteht darin, dass eine Beaufschlagung des Innenraumes 350 des Gehaeuses automatisch und parallel zum Druckanstieg und Abfall in der Hauptpumpkammer (den Hauptpumpkammern) zwischen den Elementen 301 mit einem geeignetem Druck erfolgt. Um dieses Erfindungsziel zu erreichen, durch das die Elemente 301 zwischen zwei Drucken federn und dadurch hoehere Drucke in der Hauptarbeitskammer zwischen den Elementen zulassen, wird der Druck aus dem Hubzylinder 352 unter dem Hubkolben 354 durch die Verbindungsbohrung 351 in den Gehaeuse Innenraum 350 geleitet. Diese Bohrung oder Fluidleitung 351 ist daher ein wichtiges Erfindungsmerkmal. Der Hubkolben 354 zum Zusammendruecken der Pumpelemente 301 und damit zur Foerderung aus der Haupt Arbeitskammer, drueckt auf den Boden der Arbeitskammernanlage, ist im Zylinder 352 achsial beweglich und drueckt die Elemente 301 zusammen, wenn Druckfluid in den Hubzylinder 354 geleitet wird. Dazu hat der Zylinder 354 den Leitungsanschluss 355. Der Hubkolben 354 ist in diesem Ausfuehrungsbeispiel als Differentialkolben mit dem Hauptteil 354 und dem Kolbenteil 357 von geringerem Durchmesser ausgebildet. Der Kolbenteil 357 ist von einer Kammer 356 umgeben, die durch Bohrung 358 diese Kammer unter geringem Druck oder unter Atmosphaerendruck haelt. Damit der Differentialkolben 354-357 montiert werden kann, ist das Gehaeuse 306 mit einem abnehmbarem Boden 362 versehen, der mittels der Halterung 363 (z. B. Schrauben) am Gehaeuse 306 gehalten ist. Der Unterschied der Durchmesser der Kolbenteile 354 und 357 zusammen mit den Durchmessern der Kammern innerhalb der Elemente 301 den Unterschied des Druckes in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 301 und dem Druck im Hubzylinder 352 und dem dazu gleichem Drucke im Innenraum 350. Wird das Aggregat zum Beispiel als Pumpe mit 3200 Bar in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 301 gefahren und ist der Kolbendurchmesser Unterschied so, dass die Haelfte dieses Druckes im Zylinder 352 mit Raum 350 herrscht, dann halten die Elemente 301 bei 3200 Bar genau so lange, wie sie bei 1600 Bar halten wuerden, wenn kein Druck im Innenraum 350 waere. Denn die Elemente unterliegen bei 3200 Bar in der Arbeitskammer und 1600 Bar im Innenraum 350 den gleichen Belastungen wie bei 1600 Bar in der Arbeitrskammer und Atmospherendruck im Innenraum 350. Auf diese Weise, also mittels Anordnung des Differentialkolbens 354-357 und der Leitung 351 ist es also moeglich geworden, das Aggregat mit hoeheren Drucken, zum Beispiel mit doppeltem Drucke zu fahren, als in den Aggregaten nach der genannten Europa Offenlegungsschrift. Gleichzeitig ist bei dieser Ausfuehrung sichergestellt, dass der Druckanstieg und Abfall in der Arbeitskammer und im Innenraum 350 parallel zueinander erfolgt, sodass zu den betreffenden Zeiten, von Spannungen in den Elementen 301 abgesehen, der Druck im Innenraum 350 immer einen bestimmten, durch das Durchmesserverhaeltnis 354-357 bestimmten Prozentsatz des Druckes in der Arbeitskammer hat. Ausfuellkloetze 362 zwischen Teilen innerhalb 306 reduzieren den Totraum im Raum 350 auf ein Minimum. Durch 363 ist ein Dichtring gezeigt.
In der Fig. 11 ist eine andere Dichtlippen Anordnung gezeigt. Die Dichtlippen 408 liegen hierbei nicht radial innerhalb der Innenflaeche des betreffenden Elementes 401, sondern sie bilden eine Achsial-Auflagedichtung an den achsial inneren Waenden der Elemente 401. Die Dichtlippentraeger 408 bilden daher die Dichtlippen 408 und die radial davon angeordneten Dichtringnuten 406 zur Aufnahme der plastischen Dichtringe, wobei noch Halteborde 407 zur Halterung der Dichtringe, die in die Niuten 406 eingesetzt werden, angeordnet sein koennen. Bei dieser Ausbildung nach diesem Ausfuehrungsbeispiel faellt die Radialaufweitung der Elemente 301 der Fig. 10 und damit der Problematik fort. Die Elemente 401 liegen mit Flaechen 402 aneinander und sie sind durch den Zentrierring 403 zueinander zentriert. Mehrere Elementenpaare sind wieder durch die Distanzringe 405 aneinander gelegt. Die Dichtlippentraeger 409 bilden also in diesem Ausfuehrungsbeispiel Radialfortsaetze 417 als Dichtlippenteile aus, die die Auflageflaechen 415 bilden, die dann gleichzeitig die Dichtlippen sind und an den Radialplanflaechen Innen-Teilflaechen 416 der Elemente 401 anliegen und die Achsialauflage und Dichtung 408 bilden. Die Dichtlippentraeger 409 koennen nicht einteilig fuer zwei Elemente 401 sein bei dieser Ausfuehrung. Daher hat jedes Element 401 einen eigenen Dichtlippentraeger 409 in Ringform. In zwei dieser ringfoermigen Dichtlippentraeger 409 ist ein Ausfuellklotz 410 mit Fluidleitungsbohrung 412 eingesetzt. Die Traeger 409 haben praezise zylindrische Innenflaechen, damit Dichtringe in Dichtringnuten 411 zwischen Klotz 410 und Trager 409 die Abdichtung von einem Trager 409 zum beachbartem herstellen und somit die Arbeitskammern zwischen den Elementen 401 abdichten koennen. Die Elementenpaare 401 werden wieder durch die Klampenringe 327, 328 der Fig. 9 zusammen gehalten. Halteborde 413 koennen zwei benachbarte Dichtlippentraeger 409 durch den Fuellteil 410 zusammen halten.
Fig. 12 zeigt ein U-Element nach einer der Voranmeldungen. Es hat das Pumpelement aus zwei symmetrisch zueinander ausgebildeten konischen Ringteilen, die radial aussen miteinander den Aussenbogen 423 bilden. Radial innen haben sie die Auflagenansaetze oder Anlageflaechen 424, 425. Bei diesen Elementen bestand das Problem, dass der Innenraum 426 im U-Ring mit Fluid gefuellt war und einen Totraum bildete, in dem beim Pumpvorgang das Fluid unter Druck komprimierte, wodurch ein Foerdermengenverlust entstand. Nach der Erfindung wird das Element jetzt mit einem Fuellstoff, zum Beispiel Aluminium, Blei, oder dergleichen ausgefuellt. Die Ausfuellung erfolgt dabei so, wie anhand der Fig. 6 beschrieben wurde. Durch Ausgiessen, dann abdrehen, Erwaermen auf Knettemperatur und Zusammenpressen, bis der Hubraum 426 ausgebildet ist. Die Ausfuellung ist in der Figur mit 427 bezeichnet. Das U-Element kann zylindrische Innenflaechen zum Einsatz von Dichtlippentraegern erhalten, oder die Planflaechen 424 und 425 koennen aneinander abdichten, wenn mehrere U-Elemente aneinander gelegt sind, so dass jeweils eine Auflageflaeche 425 and der Auflageflaeche 424 des benachbarten U-Elementes aufliegt und und unter Druck durch Vorspannung des Elemenets oder unter Hubkolbendruck dichtet.
In Fig. 13 ist gezeigt, dass die Pumpelemente der Fig. 8 auch aus einem einzigem Stueck zusammenhaengend hergestellt werden koennen. Sie entsprechen dann etwa dem Elementensatz der Fig. 6, haben dann jedoch Kanten statt der Boegen zwischen den konischen Ringelementen. An den Flansch 250 schliesst sich das erste konische Element 266 an, um in die innere Verbindung 270 zum naechstem, zum erstem symmetrischem konischem Ringelement 260 uebergeht. Dieses verbindet mittels der Aussenverbindung zum naechstem Element 266 und so fort.
Fig. 14 zeigt einen Ringelementensatz der Fig. 6 in Verbindung mit einer Zugvorrichtung nach der Erfindung. Am Boden 440 des Elementensatzes 210, 284, 280, 281 mit konischen Ringteilen 510, 610, ist ein Zugbolzen 441 mit dem Kopf 442 befestigt. Der Zugbolzen ragt durch den Zylinderverschluss in einen Zylinder 444 hinein und traegt darin einen Kolben 443, der zusammen mit dem Bolzen 441 in dem Zylinder 444 abgedichtet achsial beweglich ist. Zum Zylinder 444 fuehrt die Druckfluidleitung 445. Das jenseits des Kolbens 443 ausgebildete Zylinderstueck ist durch die Entlastungsbohrung 446 von Druck befreit. Wenn das Element 210 durch den durch den Kolben 227 im Zylinder 213 gelieferte Druckfluid das Element 210 gespannt hat, wobei das erste Fluid aus dem Innerem 710, des Elementes 210, also aus der Arbeitskammer 710 gefoerdert war, wird Druckfluid durch Bohrung 445 in den Zylinder 444 geleitet und drueckt darin den Kolben 443 nach unten. Dabei wird durch den Kopf 442 des Bolzens 441 der Elementenboden 440 nach unten gezogen und so das Element 210 entspannt, bis es die in der Figur dargestellte Lage erreicht hat. Dadurch wird erreicht, das Fluid durch das Einlassventil (der anderen Figuren) in die Arbeitskammer 710 eingesaugt werden kann. Das ist besonders bei duennwandigen Elementen zweckdienlich, weil diese keine so grosse Spannung haben, um mit Sicherheit neues Fluid schnell genug durch das Ansaugventil anzusaugen, weil ja das Herausdruecken des Fluids in der Kammer um das Element herum Kraft benoetigt, vor allem dann, wenn die Neueinleitung von Fluid in die Arbeitskammer 710 schnell erfolgen soll. Diese Anordnung kann auch in anderen Figuren angewendet werden.
Aus einer der Figuren erkennbare Teile sind in anderen Figuren meistens nicht mehr eingezeichnet, weil sie bereits aus der einen Figur erkennbar sind. Es ist daher so, dass Teile einer der Figuren mindestens teilweise auch fuer andere gelten.
Im uebrigen beschreiben die Patentansprueche zum Teil weitere Einzelheiten der Erfindung, sodass die Patentansprueche auch Teil der Figurenbeschreibung der Erfindung sind.

Claims (30)

1.) Aggregat mit einer in einem Gehaeuse angeordneten Pumpkammer, die zwischen einem Deckel und einem in achsialer Ricthung nachgiebigem Element (Feder, Membrane) angeordnet ist und mit einer Vorrichtung zur periodischen Volumenaenderung der der Pumpkammer, nach dem Hauptpatent, dadurch gekennzeichnet, dass dem Element eine Bodenauflage (z. B. 101) und eine Kopfanlage (z. B. 100) zugeordnet sind, deren Abstand voneinander geringer ist, als die achsiale Durchbiegbarkeit des Elements, zwischen dem Element (z. B. 61) und der Bodenauflage eine erste Pumpkammer (z. B. 35), zwischen dem Element und der Kopfanlage eine zweite Pumpkammer (z. B. 37) ausgebildet sind, der ersten Kammer eine Pumpvorrichtung (z. B. 52) zum periodischem Fuellen und Entfuellen zugeordnet ist und der zweiten Pumpkammer Einlass- und Auslass-Mittel, zum Beispiel Ventile (38, 39) zugeordnet sind.
2.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zwischen dem Deckel (1) und einer daran befestigten Halterung (Einsatz, Koerper) (91) eingespannt ist.
3.) Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenauflage eine ebene Flaeche ist, auf der das Element im ungespanntem Zustande aufliegt und die Kopfanlage zuegig nach innen zu ausgebaucht ist, zum Beispiel, einen flachen Hohlkegel bildend. (Fig. 1 und 2)
4.) Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingespanntsein die Befestigung des Elementes bildet und der Innendurchmesser der Befestigung den Aussendurchmesser der genannten Pumpkammern (35, 37) bildet.
5.) Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Pumpkammer (35) ein Hubkolben (52) von im Vergleich zu den Pumpkammern (35, 37) kleinem Durchmesser, aber langen Hubes zugeordnet ist.
6.) Aggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (52) auf einem Druckkolben (124) aufliegend und von ihm getrieben angeordnet ist, wobei der Druckkolben einen groesseren Durchmesser als der Hubkolben hat und der in einem Zylinder angeordnete Druckkolben durch einen Pumpkolben kleineren Durchmessers ueber ein zwischengeschaltetes Druckfluid betrieben ausgebildet ist.
7.) Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element eine duenne runde Scheibe ist, die radial nach der Mitte zu in ihrer achsialen Tiefe zunehmende Wellen in beiden achsialen Richtungen (261, 461) zwischen schraegen oder fast achsial gerichteten Zwischenstuecken (361) formt und so als ein in achsialer Richtung mit besonders langem Hub verformbares, federbares Element, Ringelement (61) ausbildend, angeordnet ist.
8.) Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenauflage (111, Fig. 3) eine der Wellenform des Elements (61, Fig. 3) angepasste Wellenformauflage bildet, die dem Element in dessen ungespanntem Zustande Zwischenraum vermeidend anliegend ausgebildet ist.
9.) Aggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass einem der Wellenberge der Bodenauflage eine durch den Boden (den Einsatz 91, Fig. 3) gehende Entlueftungsbohrung (120) zugeordnet ist.
10.) Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfanlage (110, Fig. 3) eine der Wellenform des Elements (61, Fig. 3) angepasste Wellenanlage (312) ausformend bildet, wobei der Abstand der Wellenanlage (312) in achsialer Richtung von dem Element vom Aussendurchmesser der Pumpkammern (35, 37) und somit vom Innendurchmesser der Befestigung aus radial nach innen zu zunehmend angeordnet ist.
11.) Aggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (39) radial in der Mitte und somit and der tiefsten Wellenstelle der Kopfanlage angeordnet ist und die Achsen des Elementes und der Pumpkammern senkrecht stehend mit der Kopfanlage nach oben ausgerichtet sind, sodass das Auslassventil eine automatische Entlueftung bildet und die genannte Kopfanlage den Hubweg des genannten Elements begrenzend angeordnet ist.
12.) Aggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Hubkolben (52) in einem mit der genannten ersten Pumpkammer (35) kommunizierendem Zylinder (35) reziprokierend angeordnet ist, die erste Pumpkammer und der genannte Zylinder mit Fluid gefuellt sind und dem Zylinder eine Fluidfuell Bohrung (121) zugefuehrt ist, die durch den Hubkolben in dessen äusserer Totpunktlage, bei der das genannte Element (61) seinen ungespannten Zustand einnimmt, oeffnet und die Kammer-Zylinder Einheit (35) durch ein Druckfluidlieferaggregat mit Fluid fuellen laesst, solange der genannte Hubkolben in dessen genannter aeusserer Totpunktlage die genannte Bohrung offen haelt.
13.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass das Element aus mindestens zwei konischen Ringteilen besteht, die symmetrisch zueinander angeordnet sind, ein Teil der genannten zweiten Pumpkammer ausgebildet ist und die genannten Bodenauflage und Kopfanlage fortgelassen sein koennen, weil die genannte zweite Pumpkammer teilweise innerhalb des genannten Elementes ausgebildet ist.
14.) Aggregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Element (210) mit seinem Flansch (284) zwischen dem Kopfdeckel (201) und dem Gehaeuse (222) dichtend eingespannt ist und einen Boden (218, 217, 221) bildet, sodass das Element (210, 250 bis 254, 260 bis 272, 421 bis 427, usw.) und der Boden (440, 256, 218 usw.) die Trennung der ersten Pumpkammer (213) von der zweiten Pumpkammer (212) bilden. (z. B. Fig. 14)
15.) Aggregat nach Anspruch 14, und dadurch gekennzeichnet, dass dem Boden (z. B. 440) des Elements (z. B. 210, 510, 610, 280, 281, 284) eine Zuganordnung zugeordnet ist, durch die das Element in seinen ungespannten Zustand gezogen wird, wobei die Zugvorrichtung aus einem Bolzen (441) mit Kolben (443) in einem Zylinder (444) bestehen mag und der den Bolzen umgebende Raum im Zylinder mittels Druckoel beaufschlagbar ist, um den Kolben und damit ueber den Bolzen den Boden des Elementes in den ungespannten Zustand des Elementes zu ziehen.
16.) Aggregat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganordnung benutzt wird, um durch die Entspannung des Elementes Fluid durch das Einlassventil (z. B. 202, 204) in die genannte zweite Pumpkammer (212) einzunehmen.
17.) Aggregat nach Anspruch 13, und dadurch gekennzeichnet, dass das Element (210, 250 usw. z. B. nach Fig. 6 und 13) aus mehreren zueinander symmetrischen konischen Ringteilen (260, 266) besteht, die mittels innerer und aeusserer Teile (263, 270) oder mittels innerer und aeusserer Ringboegen (280, 281) miteinander verbunden sind und zwischen symmetrisch nach innen offen angeordneten Ringteilen (266, 260) eines konischen Ringteilpaares Teile der zweiten Pumpkammer (212) ausgebildet sind.
18.) Aggregat nach Anspruch 17, und dadurch gekennzeichnet, dass das Element aus faserverstaerkter Plastik, zum Beispiel nach der Fig. 7, hergestellt ist und die genannten Teile oder Ringboegen durch plane, aneinander geklebte (verbundene) innere oder aeussere Planflaechen an den konischen Ringteilen (251, 252) ersetzt sind, sodass die Planverbindungen (253, 254) die jeweilige Verbindung benachbarter konischer Ringteile (251, 252) bilden.
19.) Aggregat nach Anspruch 17 oder 18, und dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Elementes mit einem Ausfuellklotz (216) versehen ist, der den Innenraum im gespanntem Zustande des Elementes ausfuellt.
20.) Aggregat nach Anspruch 19, und dadurch gekennzeichnet, dass der Ausfuellklotz mit einem der ersten Pumpkammer zu offenem Raum (220) versehen ist (Fig. 5) in den ein Pumpkolben (227) zur Foerderung von Fluid in die erste Pumpkammer zeitweilig und mindestens teilweise eintreten kann, um eine Baukuerze des Aggregates zu erreichen.
21.) Aggregat nach Anspruch 13, und dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Pumpkammer ein Pumpkolben (227, Fig. 5) zugeordnet ist, der seines geringen Durchmessers und seiner Hublaenge wegen an seinem aeusserem Ende in einem Zylinder (224) einen Endkolben (226) hat und in der Mittel zwischen dem Boden des Zylinders (224) und dem Endkolben (226) einen auf dem Kolben (227) verschiebbaren Fuehrungsring (226) hat, der mittels Federn (225) beiderends des Ringes (226) in der jeweiligen Mitte gehalten ist, waehrend der Hubkolben (227) selbst in einem Zylinder gleichem Durchmessers dichtend im Gehaeuse (222) laeuft und der Hubkolben (227) mit einem Antrieb (z. B. 226, 230, 231, 232) fuer seinen Kolbenhub oder mit einer Kolbenhubfuehrung versehen ist.
22.) Aggregat nach Anspruch 1 oder 13 oder mindestens einem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der genannten ersten Pumpkammer (35, 213) ein in einem Druckzylinder (35, 213) angeordneter Hubkolben (227, 52) zugeordnet ist, dem durch eine Zuleitungsbohrung (223, 121) periodisch Druckfluid zugefuehrt und abgefuehrt wird, wobei die genannte Bohrung (121, 223) an derjenigen Stelle in den genannten Zylinder muendet, bei der das innere Ende des genannten Hubkolbens seine aeussere Endlage erreicht, damit der genannte Zylinder und die genannte Pumpkammer in dieser Lage des Hubkolbens voll mit Fluid gefuellt werden und der Fluiddruckhub nach dem kurzem Hubwege des genannten Hubkolbens beginnt, nach dessen Durchlauf die genannte Bohrung von dem genanntem Hubkolben verschlossen wird.
23.) Aggregat nach Anspruch 13, oder einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenraume zwischen den benachbarten konischen Ringteilen (510, 610) zwecks Vermeidung von Totraum mit Fuellstoff versehen sind, wobei der Fuellstoff z. B. Aluminium oder Blei ist, wenn das Element (210 usw.) aus Stahl oder dergl. besteht, oder dass der Fuellstoff in das Element eingegossen ist und nach Erwaermung auf die Knet-Temperatur des Fuellstoffs das Element auf den Maximalhub zusammengepresst wird, wobei der dann knetbare ueberfluessige Fuellstoff herausgequetscht wird, sodass nach Entspannen des Elements (210) Pumpraumteile (537, 637) zwischen dem Fuelstoff (214) und den benachbarten konischen Ringteilen (510, 610) ausgebildet sind, und/oder Zwischenraeume zwischen den genannten Ringteilen und den aeusseren Fuellstoffteilen (215) vorhanden sind.
24.) Aggregat nach Anspruch 13 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass das Element (210 usw.) aus mit radial planen inneren und aeusseren Enden versehenen Tellerfedern (260, 266) gebildet ist, wobei zwischen den radial planen Flaechen Distanzringe (263, 270) angeordnet sind, die radial nach innen und radial nach aussen von Dichtringen (268, 264, 269, 271) umgeben sind, wobei jeweils einer der Dichtringe den Distanzring und die Enden zweier Tellerfedern radial umgibt und die Tellerfedern durch Klampenringe (265, 272) umgriffen und zusammen gehalten sind. (Fig. 8)
25.) Aggregat nach Anspruch 1, 13 oder einem Anspruch, und dadurch gekennzeichnet, dass das Element (301, Fig. 10) mit einem Dichtringtraeger (381) versehen ist, dessen Dichtlippe (380) dichtend an der Innenflaeche (379) des Elementes anliegt, in einer Ringnut des Dichtringtraegers axial innerhalb der Dichtlippe ein plastischer Dichtring (387) angeordnet ist und der Dichtring am axial innerem Ende der Innenflaeche des Elements anliegt, die Dichtlippe und der Dichtring in achsialer Richtung im Vergleich zum Element kurz ausgebildet sind und/oder axial ausserhalb der Dichtlippe eine Ausnehmung (377) in dem Dichtringtraeger und/oder eine konische Ausweitung (378) in dem Element ausgebildet sind, um Quetschungen zwischen Element und Dichtringtraeger bei der Achsialspannung des Elements zu vermeiden und der Dichtringtraeger als zylindrisches Teil (381) ausgebildet ist, dessen Innenraum mit einem einen Spalt (382) freilassendem Fuellklotz (383) versehen ist, wobei die achsiale Laenge des Dichtringtraegers 381 so bemessen ist, dass seine Radialaufweitung unter Innendruck im Spalt 382 das Nachfolgen der Dichtlippe zur Radialaufweitung der Innenflaeche (379) des Elements bei dessen Spannen folgt und die Dichtwirkung und die Beruehrung zwischen der Dichtlippe und dem Element zu allen Zeiten der Arbeitsbewegung des Elements aufrecht erhaelt.
26.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass dem Element oder den Elementen (327, 328) und dessen Zuordnungen (393, 329, 359, 360, 302 usw.) ein Hubkolben zugeordnet ist (Fig. 9) der als Differentialkolben in einem Differentialzylinder mit einer Kolbenstange (357) an dem Hubkolben (354) ausgebildet ist, Kolben und Kolbenstange dichtend in Zylinderteilen axial beweglich angeordnet sind, der Ringraum (356) um die Kolbenstange (357) mittels einer Bohrung (358) druckentlastet ist und der Zylinder (352) mittels einer Bohrung oder Fluidleitung (351) zu dem Innenraum (350) im Gehaeuse (306) des Aggregates verbunden ist, sodass der Unterschied der Durchmesser des Kolbens und der Kolbenstange den Unterschied des Druckes im Zylinder und der zweiten Pumpkammer (37) innerhalb oder oberhalb des Elementes bestimmt, sodass die Elemente zwischen dem Druckunterschiede in der ersten Pumpkammer (352, 350) und der zweiten Pumpkammer (37) arbeiten, wobei der Druck in der zweiten Pumpkammer wesentlich ueber den Druck erhoeht werden kann, der in der zweiten Pumpkammer der Maxiaml zulaessige Druck waere, wenn der die Elemente umgebende Raum mit Athmospherendruck gefuellt waere, so dass zum Beispiel der Druck in der zweiten Pumpkammer das doppelte des Druckes in der ersten Pumpkammer ist und dadurch der Druck in der zweiten Pumpkammer bequem und mit einfachen Mitteln auf etwa das doppelte des betreffenden Druckes der Europa Offenlegungsschrift 0 64 563 erhoeht werden kann, ohne die Abmessungen der Elemente zu aendern.
27.) Aggregat nach Anspruch 1 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass die Klampenringe (327, 328, Fig. 9) Ringnuten (329) haben, die an den Klampenringen radial federbare Halteteile (332) zum Zusammenhalten der Elemente des Elementenpaares (301, 302) ausbilden.
28.) Aggregat nach Anspruch 13 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (401, Fig. 11) eines Elementenpaares mit radial planen Flaechen an den achsialen Innenwaenden nahe dem radial innerem Ende versehen sind, die Elemente durch die Zentrierringe (403) aufeinander zentriert sind, radial innerhalb der Elemente Dichtlippentraeger (409) angeordnet sind, die Dichtlippentraeger Dichtlippen (416) mit radialen Planflaechen bilden und die radialen Planflaechen (415) der Dichtlippen an den radialen Planflaechen (416) der Elemente (401) die dichtende Auflage (408) bilden, wobei jeweils zwei benachbarte Elemente durch eine Anordnung (410, 412, 413, 411) achsial miteinander gekuppelt sind und Distanzringe (405) zwischen den Elementen angeordnet sein koennen.
29.) Aggregat nach Anspruch 13 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass ein U-Element aus einem Verbindungsbogen (423) mit zwei davon radial einwaerts konisch erstreckten konischen Ringteilen (421, 422) und axialen Endlauflagen (424, 425) aus Stahl oder aehnlichem Stoff hergestellt ist und im Raume zwischen den konischen Ringteilen (421, 422) Fuellstoffe (427) angeordnet sind, zwischen denen und den konischen Ringteilen Pumpkammernteile (426) ausgebildet sind, wobei der Fuellstoff des Elements mit dem Fuellstoff und den Pumpkammerteilen nach der Methode eines der Ansprueche hergestellt sein kann.
30.) Aggregat nach Anspruch 1, 13 oder einem der Ansprueche, und dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung nach einem Teile einer der Figuren oder einem Teile der Beschreibung ausgebildet ist, oder dass im die Elemente und/oder Klampenringe umgebenden Innenraum (350) des Gehaeuses, (z. B. 306) Zwischenraeume zwischen Teilen fuellende, Totraum reduzierende Fuellstuecke (362) angeordnet sind.
DE19863633002 1985-09-30 1986-09-29 Hochdruck aggregat mit in achsialer richtung federbaren elementen und geeignet fuer nicht schmierende medien Ceased DE3633002A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3806502A1 (de) * 1988-03-01 1989-09-21 Karl Eickmann Hochdruckpumpe auch fuer nicht schmierendes fluid und fuer drucke von ueber tausend atmospheren

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