DE3705608C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für Flüssigkeiten oder Gase, insbesondere für Wasser, mit einer Antriebseinheit und zwei gleichartigen Pumpeinheiten, wo­ bei die Antriebseinheit über ein Antriebselement und ein mit dem Antriebsele­ ment in Eingriff stehendes Kraftübertragungselement an eine von einem Motor an­ getriebene Antriebswelle ankuppelbar ist, wobei jede Pumpeinheit ein eigenes, langgestreckt-blockartiges oder zylindrisches Gehäuse mit einem Arbeits­ raum, einem Einlaß, einem am Einlaß angeordneten Saugventil, einem Auslaß, einem am Auslaß angeordneten Druckventil, einem im Arbeitsraum druckdicht geführten, zum Pumpen hin und her verschiebbaren Pumpenkolben und eine an einer Längsseite des Gehäuses angeordnete druckdichte Durchführung für eine mit dem Pumpenkolben verbundene bzw. den Pumpenkolben bildende Kol­ benstange der Antriebseinheit aufweist, wobei die den beiden Pumpenkolben zugeordneten Kolbenstangen über das Kraftübertragungselement der Antriebs­ einheit miteinander verbunden sind, wobei die Antriebseinheit gehäuselos ausgeführt ist, nämlich nur aus Kolbenstangen, Kraftübertragungselement und Antriebselement besteht, wobei ein formstabiler Träger vorgesehen ist und wobei die Gehäuse der Pumpeinheiten mit dem Träger in genau bestimmter Lage fest verbunden und so die Pumpeinheiten und die Antriebseinheit in ihrerRelativlage zueinander fixiert sind.

Die bekannte Pumpe, von der die Erfindung ausgeht (US-PS 36 97 197), dient zum gleichzeitigen Pumpen von Flüssigkeit und Luft beispielsweise in einer Eiskrem-Herstellungsmaschine. Die hier angewendeten Drücke liegen wenig über Atmosphärendruck bis maximal 2 bar.

Die bekannte, für einen geringen Druck bestimmte und geeignete Pumpe ist ein vom antreibenden Motor, häufig einem Elektromotor, unabhängiges Aggre­ gat, das lediglich antriebstechnisch über eine Flanschverbindung mit dem Elektromotor bzw. dem Motorgehäuse verbunden ist. Die Pumpe ist dabei in sehr zweckmäßiger, nämlich sehr einfacher, leichter und preisgünstiger Weise modular aufgebaut. Den Zusammenhalt aller Teile der Pumpe gewähr­ leistet ein als U-förmiger Rahmen ausgeführter Träger, der mit seinem plat­ tenartigen Steg am Lagerschild des Motors angeflanscht ist. An den jeden­ falls plattenartigen U-Schenkeln des Trägers sind die beiden Pumpeinheiten spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Die Gehäuse der Pumpeinheiten sind relativ zerklüftet gestaltet und weisen einerseits einen röhrenförmi­ gen Teil mit Einlaß und Auslaß und zur Aufnahme eines Saugventils bzw. eines Druckventils, andererseits einen von dem röhrenförmigen Teil recht­ winklig abragenden, zylindrischen Teil als Arbeitsraum und zur Führung eines Pumpenkolbens auf. Ventilkörper des Saugventils und Druckventils können in die endseitigen Öffnungen der Gehäuse eingesetzt und die end­ seitigen Öffnungen können daraufhin mit Endkappen geschlossen werden. Eine vollständige Verspannung aller Teile erfolgt durch Ansetzen der Pump­ einheiten an den Träger.

Die Durchführungen für die Kolbenstangen bzw. die die Kolbenstangen bilden­ den Pumpenkolben an den beiden Gehäusen der Pumpeinheiten sind an den Längsseiten der Gehäuse angeordnet und zueinander fluchtend aufeinander ausgerichtet. Die Pumpenkolben sind mit einem U-förmigen Kraftübertra­ gungselement zusammengefaßt. In das Kraftübertragungselement greift eine Kurvenrolle als Antriebselement der Antriebseinheit ein. Die Kurvenrolle sitzt mit ihrer Drehachse exzentrisch zur Längsachse der Antriebswelle an deren Stirnseite. Ggf. kann hier eine passende Dauerschmierung vor­ gesehen sein. Diese offene Konstruktion ergibt von selbst eine gute Küh­ lung insbesondere im Bereich der Antriebseinheit mit Antriebselement und Kraftübertragungselement.

Die bekannte Pumpe ist insoweit noch besonders zweckmäßig, als der Träger in Zuordnung zum Kraftübertragungselement der Antriebseinheit eine Öff­ nung zum Durchtritt der Antriebswelle aufweist. Da der Träger mit dem plattenförmigen U-Steg unmittelbar an das Lagerschild des Motors ange­ flanscht werden kann, läßt sich so beispielsweise bei Verwendung eines Elektromotors als Lager der Antriebswelle das abtriebsseitige Lager der Abtriebswelle, nämlich das abtriebsseitige Ankerlager des Elektromotors nutzen.

Die Befestigung der beiden Pumpeinheiten an den U-Schenkeln des Trägers erfolgt von deren Außenseite her, wobei der den Arbeitsraum bildende, senk­ recht abragende Teil des Gehäuses durch eine entsprechend geformte Öffnung im U-Schenkel hindurchgesteckt wird. Vom Träger ragen seitliche Gewinde­ stangen ab, auf die die Gehäuse mit Hilfe von Durchsteckbohrungen aufge­ schoben werden können. Ein die Öffnung zum Durchtritt des den Arbeitsraum aufweisenden Teils des Gehäuses umgebender flanschartiger Rand wirkt mit einem Ringflansch am Gehäuse jeder Pumpeinheit selbst so zusammen, daß durch Spannen der Pumpeinheiten diese gleichzeitig aufeinander ausgerich­ tet und justiert werden.

Die bekannte, zuvor erläuterte Pumpe ist für höhere Drücke aus vielen Grün­ den nicht geeignet. Einerseits ist die Notwendigkeit, die beiden Pumpein­ heiten der Pumpe miteinander über Schlauchleitungen in relativ komplizier­ ter Führung zu verbinden, für Hochdruckanwendungen problematisch, da sich durch die Schlauchleitungen jeweils Schwachstellen ergeben. Jedenfalls sind derartige Schlauchleitungen für hohe Drücke über 20 bar ausgesprochen teuer. Außerdem sind für hohe Drücke natürlich auch entsprechend hohe An­ triebsleistungen erforderlich, die entsprechend erheblich erhöhte Material­ stärken erfordern. Auch das schlägt sich sofort in erheblich höheren Prei­ sen nieder. Im Ergebnis wird eine Pumpe der in Rede stehenden Art, die man so verstärkt, daß sie für Drücke über 20 bar geeignet ist, ebenso teuer oder teurer als speziell für diese Druckbereiche entwickelte, anders kon­ struierte Hochdruckpumpen.

Aus der Praxis bekannte Hochdruckpumpen, also Pumpen für einen Druckbereich von 20 bar bis 100 bar, insbesondere einen Druckbereich von 40 bar bis 80 bar, sind in erster Linie deshalb so teuer, weil man auf ein großes und schweres, allumfassendes Gehäuse aus Metall nicht verzichten zu können glaubt. Dieses Gehäuse ist normalerweise mit dem Motorblock eines Antriebs­ motors über eine weitere Tragkonstruktion verflanscht. Gleichzeitig wird eine im Gehäuse selbst zweifach gelagerte Antriebswelle der Hochdruckpumpe über eine zwischen dem Gehäuse des Antriebsmotors und dem Gehäuse der Hochdruckpumpe liegende Flanschverbindung verbunden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Pumpe mit modu­ larem Aufbau mit geringem Material- und Kostenaufwand so zu gestalten, daß sie als preisgünstiges Produkt für einen Einsatz bei hohen Drücken über 20 bar geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Pumpe, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist nun dadurch gekennzeichnet, daß an der die Durchführung aufweisenden Längsseite des Gehäuses endseitig auch der Einlaß bzw. der Auslaß angeord­ net und die Längsachsen von Einlaß und Auslaß parallel zur Längsachse der Durchführung ausgerichtet sind und daß die Gehäuse mit den die Durchfüh­ rung, den Einlaß und den Auslaß aufweisenden Längsseiten aufeinanderzu ge­ richtet am Träger angeordnet sind. Erfindungsgemäß bleibt es bei dem modu­ laren Aufbau der Pumpe. Durch die geschickte Anordnung der Einlässe und Auslässe an den Gehäusen der Pumpeinheiten wird aber erreicht, daß sämt­ liche Leitungen extrem kurz und optimal gerade geführt werden können. Ferner wird dadurch erreicht, daß die durch das Pumpen bei hohem Druck auftretenden erheblichen Kräfte an Einlässen und Auslässen der beiden Pumpeinheiten hinsichtlich der Kraftwirkung einander genau entgegenge­ richtet sind, so daß sie sich gegenseitig kompensieren und jedenfalls am Träger optimal abfangbar sind. Die Gehäuse der Pumpeinheiten bilden nämlich für diese Kräfte von selbst die optimalen Widerlager. Im Ergebnis reicht für eine hochdruckfeste Gestaltung der Pumpe wegen der erfindungs­ gemäßen konstruktiven Anordnung der einzelnen Teile eine stabile Gestal­ tung der Gehäuse und eine stabile Gestaltung des Trägers aus, so daß die Herstellungskosten erheblich niedriger sind als bei den bislang bekannten, ein einteiliges Gehäuse aufweisenden Hochdruckpumpen.

Die als Lager der Pumpenkolben dienenden druckdichten Durchführungen in den Gehäusen der Pumpeinheiten können in der Weise selbstschmierend aus­ gestaltet sein, wie das aus dem Stand der Technik bekannt ist (Graphitfüh­ rungsbuchse, Stützring, PTFE-Gleitring usw.). Die Druck- und Saugventile können in das Gehäuse der jeweiligen Pumpeinheit integriert sein, sie können aber auch als separate Teile ausgeführt und an das Gehäuse angesetzt sein. Sind die Druck- und Saugventile integriert, so empfiehlt sich die übliche Gestaltung als herausnehmbare Schraubeinsätze, meist aus Metall, insbesondere aus Messing. Diese Ventile sind in üblicher Weise als Rück­ schlagventile ausgeführt.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung aus­ zugestalten und weiterzubilden. Dazu wird zunächst auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen. Im übrigen werden diese Ansprüche und die Ausgestaltungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten beispielhaft zusammen mit der Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht, sehr schematisch, eine an einen Elektromotor angeflanschte Pumpe,

Fig. 2 in Seitenansicht, gleichfalls sehr schematisch, einen Elektro­ motor mit angeflanschter Pumpe und Bypassvorrichtung,

Fig. 3 eine Tragplatte einer Pumpe in einer Ansicht,

Fig. 4 den Gegenstand aus Fig. 3 im Schnitt entlang der Linie IV-IV und

Fig. 5 in perspektivischer Ansicht eine Pumpe von der Antriebsseite aus gesehen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Pumpe 1 für Flüssigkeiten oder Gase, ins­ besondere für Wasser, mit einer Antriebseinheit 2 und zwei gleichartigen, symmetrisch zur Antriebseinheit 2 angeordneten und mit der Antriebseinheit 2 verbundenen Pumpeinheiten 3. Die Antriebseinheit 2 ist über ein Antriebs­ element 4, das in Fig. 5 gestrichelt dargestellt ist, vorzugsweise in Form eines Exzenternockens, und ein mit dem Antriebselement 4 in Eingriff stehen­ des Kraftübertragungselement 5, ebenfalls in Fig. 5 besonders deutlich zu erkennen, das vorzugsweise als Exzenterkäfig ausgeführt ist, an eine von einem Motor, hier und insbesondere einem Elektromotor 6 angetriebene Antriebs­ welle 7 ankuppelbar. Die Antriebswelle 7 ist gleichfalls in Fig. 5 gestri­ chelt dargestellt.

Durch die Antriebseinheit 2 ist eine Drehbewegung der Antriebswelle 7 in eine Verschiebebewegung umwandelbar. Grundsätzlich gilt, daß die Antriebs­ einheit 2 aber auch so ausgestaltet sein kann, daß die vom Motor kommende Antriebsbewegung schon eine Verschiebebewegung ist, so daß eine Umwandlung innerhalb der Antriebseinheit 2 nicht mehr erforderlich ist.

Die bzw. jede Pumpeinheit 3 weist in an sich bekannter und daher im einzel­ nen nicht dargestellter Weise einen Arbeitsraum mit einem an einem Einlaß 8 angeordneten Saugventil und einem an einem Auslaß 9 angeordneten Druckven­ til auf. Ferner weist jede Pumpeinheit 3 einen im Arbeitsraum druckdicht ge­ führten, zum Pumpen im Arbeitsraum hin und her verschiebbaren Pumpenkolben auf. Der bzw. die Pumpenkolben sind von der Antriebseinheit 2 antreibbar, also im Arbeitsraum bzw. in den Arbeitsräumen hin und her verschiebbar. Die­ se Funktionsweise entspricht dem, was bei Hochdruckpumpen an sich schon lan­ ge üblich ist.

Wie die Fig. 1 und 5 besonders deutlich machen gilt für die dargestellte Pumpe 1, daß jede Pumpeinheit 3 ein eigenes von der Antriebseinheit 2 ge­ trenntes, geschlossenes Gehäuse 10 mit dem Arbeitsraum aufweist, daß das Gehäuse 10 den Einlaß 8, ggf. mit am Einlaß 8 in das Gehäuse 10 integrier­ tem Saugventil, den Auslaß 9, ggf. mit am Auslaß 9 in das Gehäuse 10 inte­ griertem Druckventil, und eine druckdichte Durchführung 11 für eine mit dem Pumpenkolben verbundene bzw. den Pumpenkolben bildende Kolbenstange 12 der Antriebseinheit 2 aufweist, daß die den beiden Pumpenkolben zugeord­ neten Kolbenstangen 12 über das Kraftübertragungselement 5 der Antriebs­ einheit 2 miteinander verbunden sind, daß eine massive, formstabile Trag­ platte 13 vorgesehen ist, daß zumindest die Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 mit der Tragplatte 13 fest verbunden sind und daß so die Pumpeinheiten 3 und die Antriebseinheit 2 in ihrer Relativlage zueinander fixiert sind. Die besonderen Vorteile dieser modular gestalteten Konstruktion der Pumpe 1 sind oben im einzelnen näher erläutert worden. Wesentlich ist, daß die Pumpe 1 in einzelnen Funktionsbaugruppen vorliegt, die lediglich über die Tragplatte 13 in fester Relativlage miteinander zusammengehalten werden. Ein aufwendiges allumfassendes Gehäuse ist hier durch die kleinen und leichten Gehäuse 10 und die Tragplatte 13, die gewissermaßen das Rückgrat der Pumpe 1 bildet, ersetzt. Damit ist der Grundstein für eine besonders leichte und preisgünstige und damit als echtes Massenprodukt geeignete Pumpe 1 für den Hochdruckbereich gelegt.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 5 deutlich machen, bietet die modulare Konstruktion der Pumpe 1 in Verbindung mit der Verfügbarkeit moderner Schmiertechniken die Möglichkeit, die Antriebseinheit 2 gehäuselos auszu­ führen, so daß die Antriebseinheit 2 nur aus Kolbenstangen 12, Kraftüber­ tragungselement 5 und Antriebselement 4 besteht. Eine solche offene Kon­ struktion der Antriebseinheit 2 hat den besonderen Vorteil, daß eine be­ sonders gute Kühlung der Antriebseinheit 2, insbesondere der miteinander zusammenwirkenden Kraftübertragungsflächen, gewährleistet ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Mittelbereich der Pumpe 1 von einem Kühlluft­ strom, der beispielsweise vom Elektromotor 6 herkommen könnte, umströmt wird.

Bislang ist nur darauf hingewiesen worden, daß die Gehäuse 10 der Pump­ einheiten 3 mit der Tragplatte 13 fest verbunden sein müssen. Diese feste Verbindung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch später noch näher zu erläuternde Schraubverbindungen gewährleistet. Nicht dargestellt ist in den Zeichnungen eine Alternative, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gehäuse der Pumpeinheiten an der Tragplatte einstückig ausgeformt sind und daß, vorzugsweise, die Tragplatte mit den Gehäusen ein einstüc­ kiges Gußteil oder Preßteil bildet. Als Material kommen Messing, Aluminium, evtl. auch moderne Kunststoffe, beispielsweise Polyacetal, in Frage.

Die Fig. 1 und 2 zeigen, daß beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Tragplatte 13 das entsprechend gestaltete Lagerschild des Elektromo­ tors 6 ist. Das bringt eine weitere nochmals drastische Vereinfachung des Aufbaus, als nämlich als Tragplatte 13 ein beim Antriebsmotor, also dem Elektromotor 6, sowieso vorhandenes Element verwendet wird. Die zusätz­ lich zur Tragplatte 13 vorhandenen Teile bzw. Funktionsbaugruppen werden also unmittelbar an das Lagerschild des Elektromotors 6 angeflanscht. Da­ mit werden Gewicht und Kosten der Tragplatte 13 komplett eingespart.

Selbstverständlich muß die Antriebswelle 7 in irgendeiner Weise so gela­ gert sein, daß sie definiert mit dem Kraftübertragungselement 5 kuppel­ bar ist. Dazu empfiehlt es sich nun, daß die Tragplatte 13 in Zuordnung zum Kraftübertragungselement 5 der Antriebseinheit 2 eine Öffnung zum Durchtritt der Antriebswelle 7 oder ein Lager zum Lagern der Antriebs­ welle aufweist. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich das besonders deutlich aus den Fig. 3 und 4, die die Tragplatte 13 in Form des hier verwirklichten Lagerschilds des Elektromotors 6 einerseits in einer Stirnansicht, andererseits in einem Schnitt zeigen. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich die Öffnung 14 zum Durch­ tritt der Antriebswelle 7 in der Tragplatte 13 vorgesehen, eines Lagers zum Lagern der Antriebswelle in der Tragplatte 13 oder an der Tragplat­ te 13 bedarf es hier nicht, da die Tragplatte 13 das Lagerschild des Elek­ tromotors 6 ist. Das liegt im hier dargestellten Ausführungsbeispiel da­ ran, daß die Antriebswelle 7 die Abtriebswelle des Motors, insbesondere des Elektromotors 6, und so das Lager der Antriebswelle 7 das abtriebs­ seitige Lager der Abtriebswelle, insbesondere das abtriebsseitige Anker­ lager des Elektromotors 6, ist. Diese Konstruktion bietet eine ganz er­ heblich weitere Vereinfachung und kostenmäßige Verbesserung, da nun ganz offensichtlich die Pumpe 1 überhaupt kein Lager mehr für die Antriebswelle 7 benötigt. Als Lager der Antriebswelle 7 dienen die sowieso vorhandenen Anker­ lager der Abtriebswelle des Elektromotors 6, diese Ankerlager sind also in doppelter Weise genutzt, einerseits als Ankerlager der Abtriebswelle des Elektromotors 6, andererseits, funktionell, als Drehlager der Antriebswelle. Der guten Ordnung halber darf in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen wer­ den, daß die zuvor erläuterte Konstruktion grundsätzlich unabhängig davon ist, ob die Tragplatte 13 integraler Bestandteil, nämlich das Lagerschild des Elektromotors 6 ist oder ob die Tragplatte 13 ein separates Teil dar­ stellt. Die lagerfreie Konstruktion ist nämlich auch bei einer separat vor­ handenen Tragplatte 13 in gleicher Weise zu verwirklichen.

Die Fig. 3 bis 5 machen deutlich, wie hier die Verbindung der Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 mit der Tragplatte 13, d. h. hier also mit dem Lager­ schild des Elektromotors 6, konstruktiv gelöst ist. Es könnten hier natür­ lich Schweißverbindungen, Lötverbindungen, Klemmverbindungen, Rastverbin­ dungen usw. vorgesehen sein, konkret sind hier aber Schraubverbindungen ver­ wirklicht. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel gilt nun, daß die Trag­ platte 13 mehrere, insbesondere je Pumpeinheit 3 zwei, Gewindestutzen 15 zum Einschrauben von Befestigungsschrauben 16 und die Gehäuse 10 der Pump­ einheiten 3 entsprechende Durchsteckbohrungen 17 für die Befestigungsschrau­ ben 16 aufweisen und, vorzugsweise, daß die Gewindestutzen 15 und Durch­ steckbohrungen 17 zueinander korrespondierend ausgebildete Zentrierflächen 18 aufweisen. Die Befestigungsschrauben 16 sind in Fig. 1 am besten zu erkennen. Zweckmäßigerweise sind die einander zugeordneten Zentrierflächen 18 leicht konisch ausgebildet, um ein Ansetzen der Pumpe 1 an die Tragplatte 13 zu erleichtern.

Wie zuvor schon mehrfach angesprochen worden ist, dient die Tragplatte 13, hier in Form des Lagerschilds des Elektromotors 6, gewissermaßen als Rück­ grat der Pumpe 1. Die gegenseitige exakte Relativlage der verschiedenen Funktionsbaugruppen wird also durch die Tragplatte 13 gewährleistet. Folg­ lich müssen die Funktionsbaugruppen, also insbesondere die Pumpeinheiten 3, in eine ganz exakte Relativlage zur Tragplatte 13 gebracht werden können. Dazu dienen nun die in den Fig. 2 und 3 erkennbaren Justierflächen 19 an der Tragplatte 13, die ganz exakt bemessen und weitestgehend verschließ­ fest ausgeführt sind. Gegen diese Justierflächen 19 sind die Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 spannbar mit Hilfe der Befestigungsschrauben 16. Es kommt hier insbesondere auf die Winkelstellung der Pumpeinheiten 3 zuein­ ander und zur Antriebseinheit 2 an, die im Zusammenwirken von Zentrier­ flächen 18 einerseits und Justierflächen 19 andererseits optimal einstell­ bar ist.

Im Betrieb werden durch die auftretenden Kräfte auf die Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 erhebliche Kippkräfte ausgeübt, die ohne Gegenmaßnahmen eine Verkippung der Gehäuse 10 nach außen bewirken würden. Um die hier auftretenden Kippkräfte nicht vollständig an den Befestigungsschrauben 16, Gewindestutzen 15 und Zentrierflächen 18 abfangen zu müssen, ist die Pum­ pe 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel so konstruiert, daß die Justier­ flächen 19 am Träger 13 von der Mitte des Trägers 13 aus gesehen radial jenseits der Schraubbefestigungen 15, vorzugsweise radial so weit außen wie möglich, angeordnet ist. Durch diese Maßnahme besteht der längstmög­ liche Hebelarm zwischen Justierfläche 19 und Gewindestutzen 15 bzw. Be­ festigungsschrauben 16, so daß alle Kippkräfte über diesen Hebelarm in die Justierflächen 19 und damit in die Tragplatte 13 abgeleitet werden können. Mit dieser Konstruktion ist sichergestellt, daß die Gewindestutzen 15 und Befestigungsschrauben 16 bzw. Zentrierflächen 18 praktisch überhaupt nicht auf Kippung beansprucht werden. Auch im Vollastbereich ist so eine exakte Einhaltung der relativen Winkelstellung der Pumpeinheiten 3 zueinander und zur Antriebseinheit 2 sichergestellt.

Nachdem nun die Befestigung der Pumpe 1 an der Tragplatte 13 bzw. an dem Lagerschild des Elektromotors 6 erläutert worden ist, soll die konstruk­ tive Gestaltung der weiteren Funktionsbaugruppen erläutert werden. Dazu gilt im hier dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst, daß das als Exzenterkäfig ausgeführte Kraftübertragungselement 5 im wesentlichen U-för­ migen Querschnitt mit dem Antriebselement 4 zuweisender U-Öffnung aufweist und daß die Kolbenstange 12 an den U-Schenkeln seitlich abragend angeformt sind. Das ergibt sich mit besonderer Deutlichkeit aus Fig. 5. Die Fig. 5 läßt dabei erkennen, daß sich das Kraftübertragungselement 5 in einer ein­ seitigen Extremposition befindet, in der die Kolbenstange 12 der linken Pumpeinheit 3 voll eingefahren ist, der Arbeitsraum also das kleinste Vo­ lumen aufweist, während die Kolbenstange 12 der rechten Pumpeinheit 3 voll ausgefahren ist, so daß der Arbeitsraum das größtmögliche Volumen aufweist. Fig. 5 zeigt dabei das Zusammenwirken des gestrichelt dargestellten An­ triebselements 4 mit dem Kraftübertragungselement 5.

Hinsichtlich des Antriebselements 4 gibt es natürlich eine Vielzahl von Aus­ gestaltungsmöglichkeiten. Das Antriebselement 4 könnte zunächst ein ganz normaler, fest auf der Antriebswelle 7 sitzender Exzenternocken sein. Viele andere Gestaltungsmöglichkeiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Für den hier vorliegenden Anwendungsfall ist aber die dargestellte Konstruktion besonders zweckmäßig, bei der das Antriebselement 4 eine Kurvenrolle ist. Derartige Kurvenrollen sind handelsüblich zu erwerben und stellen letztlich nichts weiter dar als einen zylindermantelförmigen Außenring aus hochver­ schleißfestem Material, der über ein allseits abgedichtetes Kugellager oder Rollenlager gegenüber einem konzentrisch angeordneten Innenring drehbar ist. Zumeist ist gleichzeitig eine Dauerfettfüllung vorgesehen. Der Innenring läßt sich an beliebiger Stelle ortsfest anbringen. Diese Konstruktion des Antriebselements 4 korrespondiert in besonders zweckmäßiger Weise zur Kon­ struktion des Kraftübertragungselements 5 mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt.

Fig. 5 läßt mit der gestrichelten Darstellung des Antriebselements 4 und der Antriebswelle 7 erkennen, daß hier eine besonders einfache und zweckmäßige Anbringung des Antriebselements 4 an der Antriebswelle 7 realisiert worden ist, die sich in ganz besonders zweckmäßiger Weise auch für den Fall eignet, daß die Antriebswelle 7 durch die Abtriebswelle des Elektromotors 6 gebil­ det ist. Es gilt nämlich, daß hier die das Antriebselement 4 bildende Kur­ venrolle mit ihrer Drehachse exzentrisch zu der Längsachse der Antriebs­ welle 7 versetzt an der Stirnseite der Antriebswelle 7 gelagert ist.

Der insgesamt offenen Konstruktion entspricht es, daß die aneinander zur Anlage kommenden Kraftübertragungsflächen von Antriebselement 4 und Kraft­ übertragungselement 5 aus verschleißfestem und/oder selbstschmierendem, insbesondere graphithaltigem Material bestehen. Die Verwendung einer Kur­ venrolle als Antriebselement 4 ist schon von selbst in ganz erheblichem Maße verschleißmindernd, in Kombination mit verschleißfesten Materialien bzw. selbstschmierenden Materialien für die Kraftübertragungsflächen läßt sich eine für den Dauerbetrieb geeignete Verschleißsituation an dieser Stelle schaffen, die den von einer Spritzölschmierung bei geschlossenem Außengehäuse gesetzten Maßstäben standhält.

Die voranstehenden Erläuterungen betrafen im wesentlichen den Bereich der Antriebseinheit 2. Nun soll die im dargestellten Ausführungsbeispiel ver­ wirklichte, besonders zweckmäßige Konstruktion der Pumpeinheiten 3 näher betrachtet werden. Zunächst gilt, daß im hier dargestellten und bevorzug­ ten Ausführungsbeispiel das Gehäuse 10 jeder Pumpeinheit 3 langgestreckt blockartig oder zylindrisch, ggf. mit endseitigen Erweiterungen, ausge­ führt ist. Durch diese Gestaltung wird die Grundlage für eine rahmenartige und damit besonders verwindungssteife Konstruktion und Anordnung der Funk­ tionsbaugruppen der Pumpe 1 gelegt. Im übrigen entspricht diese Gestaltung der Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 auch der üblichen Anordnung von Ein­ laß 8, Auslaß 9 nebst entsprechenden Ventilen und dazwischen Arbeitsraum mit Pumpenkolben. Der generell zu bevorzugenden Zwillingsanordnung von zwei Pumpeinheiten 3 entspricht es in besonderem Maße, daß die Durchfüh­ rung 11 der Kolbenstange 12 an einer Längsseite des Gehäuses 10 angeord­ net ist.

Fig. 5 zeigt nun ebenso wie Fig. 1 ein sehr wesentliches Konstruktionsmerk­ mal der dargestellten Pumpe 1, durch das diese mit geringem Material- und Kostenaufwand so gestaltet werden kann, daß sie als preisgünstiges Produkt für einen Einsatz bei hohen Drücken über 20 bar, also als echte Hochdruck­ pumpe, geeignet ist. Es gilt hier nämlich, daß an der die Durchführung 11 aufweisenden Längsseite des Gehäuses 10 endseitig auch der Einlaß 8 bzw. der Auslaß 9 angeordnet und die Längsachsen von Einlaß 8 und Auslaß 9 pa­ rallel zur Längsachse der Durchführung 11 ausgerichtet sind und daß die Ge­ häuse 10 mit der Durchführung 11, den Einlaß 8 und den Auslaß 9 aufweisen­ den Längsseiten aufeinanderzu gerichtet am Träger 13 angeordnet sind. Er­ gänzend gilt hierbei, daß die Durchführungen 11, die Einlässe 8 und die Aus­ lässe 9 zueinander fluchtend ausgerichtet sind.

Die zuvor erläuterte Konstruktion und Anordnung führt zu den im allgemeinen Teil der Beschreibung erläuterten Vorteilen und ergänzend dazu, daß eine geringfügige Veränderung des Abstands der Pumpeinheiten 3 voneinander für die Ausrichtung ohne Belang ist.

Angepaßt an die zuvor erläuterte Konstruktion und Anordnung des Gehäuses 10 der Pumpeinheiten 3 ist im hier dargestellten und bevorzugten Ausführungs­ beispiel ferner vorgesehen, daß die Einlässe 8 und Auslässe 9 der Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 über eine Sammelleitung 20 jeweils miteinander und mit einem Zentraleinlaß 21 bzw. einem Zentralauslaß 22 verbunden sind. Im hier dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel gilt ferner, daß die Sammelleitungen 20 als gerade Leitungsstücke und, vorzugsweise, der Zen­ traleinlaß 21 bzw. der Zentralauslaß 22 als T-Stücke ausgeführt sind. Schließ­ lich gilt im hier dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel, daß die Einlässe 8 und die Auslässe 9 der Gehäuse 10 als druckdichte Steck­ fassungen für die Enden der als gerade Leitungsstücke ausgeführten Sammel­ leitungen 20 ausgeführt sind. Die zuvor erläuterte konstruktive Gestaltung der hydraulischen Verbindung der beiden Pumpeinheiten 3 führt dazu, daß die beiden Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3 ohne weiteres in ihrem Abstand vonein­ ander eingestellt werden können, ohne daß Undichtigkeiten auftreten. Die für die Sammelleitungen 20 als Schiebesitze ausgestalteten Einlässe 8 und Auslässe 9 erlauben es, den Abstand der Pumpeinheiten 3 über einen rela­ tiv großen Bereich zu verändern, ohne daß die relative Winkelstellung der Pumpeinheiten 3 verändert wird. Dabei dienen die Sammelleitungen 20 in den Steckfassungen der Einlässe 8 und Auslässe 9 zur Winkeljustierung der Gehäuse 10 der Pumpeinheiten 3.

Unter Umständen, beispielsweise bei einer einstückigen Ausführung der Ge­ häuse 10 mit der Tragplatte 13, aber auch aus Gründen der Säuberung und der Reparatur kann es zweckmäßig sein, wenn die Arbeitsräume in dem Ge­ häuse 10 der Pumpeinheiten 3 frei zugänglich sind. Dazu gilt für das hier vorgesehene Ausführungsbeispiel, daß das Gehäuse 10 jeder Pumpeinheit 3 auf der von der Durchführung 11 der Kolbenstange 12 abgewandten Seite des Arbeitsraums eine durch einen Gewindestopfen 23 verschlossene Öffnung 24 aufweist.

Fig. 1 macht im übrigen in Verbindung mit Fig. 2 deutlich, daß hier die Längsachsen des Zentraleinlasses 21 und des Zentralauslasses 22 parallel zueinander ausgerichtet sind. In Fig. 5 ist dabei zu erkennen, daß durch­ aus auch noch ein weiterer Auslaß 25 für entweder eine separate Anschluß­ leitung oder einen Pulsationsdämpfer vorhanden sein kann.

Fig. 2 zeigt, daß hier eine Bypassvorrichtung 26 nachgeschaltet ist, wie sie als solche aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Eine solche Bypassvorrichtung 26 ist hydraulisch zwischen den Auslaß 9 bzw. den Zentralauslaß 22 und den Einlaß 8 bzw. den Zentraleinlaß 21 geschaltet und weist ein dem Zentralauslaß 22 nachgeschaltetes Überdruckventil 27 sowie eine vom Überdruckventil 27 zum Zentraleinlaß 21 führende Rücklauf­ leitung 28 auf. Fig. 6 zeigt, die Bypassvorrichtung 26 etwas genauer. Da­ raus ergibt sich, daß die Bypassvorrichtung 26 als offene Konstruktion, also mit freiliegendem Überdruckventil 27, freiliegender Rücklaufleitung 28, Verbindungsleitungen 29 etc. ausgeführt ist. Dabei gilt, daß hier die By­ passvorrichtung 26 im wesentlichen aus Kunststoff, insbesondere aus Polyacetal, besteht und als Spritzgußteil ausgeführt ist. Fig. 6 zeigt dabei, daß einzelne Teile als Schraubeinsätze aus Metall ausgeführt sein können, wie das für sich bei vergleichbaren Konstruktionen bekannt ist. Im übrigen zeigt Fig. 6, daß die einzelnen Teile der Bypassvorrichtung 26 über Versteifungsstege 30 miteinander verbunden und versteift sind.

Fig. 2 läßt erkennen, wie die Bypassvorrichtung 26 an der Pumpe 1 ange­ setzt werden kann. Fig. 1 läßt in Verbindung mit Fig. 5 erkennen, daß hier der Zentraleinlaß 21 einen langgestreckten Stutzen 31 aufweist. Dieser langgestreckte Stutzen 31 kann dazu genutzt werden, in Verbindung mit einer entsprechenden Gestaltung des Zentralauslasses 22 zur Befestigung der Bypassvorrichtung 26 an der Pumpe 1 zu dienen. Dazu weist der lang­ gestreckte Stutzen 31 zunächst eine seitliche Bohrung 32 auf, so daß Flüssigkeit von außen in den Stutzen 31 eintreten kann. Die Bypassvorrich­ tung 26 weist, wie insbesondere Fig. 1 deutlich zeigt, eine langgestreckte Hülse 33 auf. Die Rücklaufleitung 28 vom Überdruckventil 27 mündet in die Hülse 33. Wird nun die Hülse 33 beim Ansetzen der Bypassvorrichtung 26 an die Pumpe 1 über den Stutzen 31 geschoben, so kann das so geschehen, daß die Bohrung 32 in etwa mit der Mündung der Rücklaufleitung 28 in die Hülse 33 fluchtet. Das stellt eine besonders einfache konstruktive Lö­ sung für eine wahlweise ansetzbare Bypassvorrichtung 26 dar.

Ganz generell gilt, daß die Gehäuse 10, Sammelleitungen 20 etc. aus ggf. gegossenem oder gepreßtem, Messing, Aluminium od. dgl. oder aus Kunst­ stoff, insbesondere aus Polyacetal, bestehen.

Mit der Erfindung ist es gelungen, durch ein grundlegend neues Konstruk­ tionskonzept eine extrem leichte, sehr einfach aufgebaute und außeror­ dentlich preisgünstige Pumpe 1 zu schaffen, die als echtes Massenprodukt im Hochdruckbereich einsetzbar ist. Es hat sich gezeigt, daß beispiels­ weise für einen Druckbereich von 60 bar bis 70 bar bei optimaler Ausnutzung aller Aspekte der Erfindung eine Kostenreduzierung um mehr als 50% gegen­ über bisher bekannten Pumpen für den Hochdruckbereich erreicht wird.

Claims (11)

1. Pumpe (1) für Flüssigkeiten oder Gase, insbesondere für Wasser, mit einer Antriebseinheit (2) und zwei gleichartigen Pumpeinheiten (3), wobei die An­ triebseinheit (2) über ein Antriebselement (4) und ein mit dem Antriebsele­ ment (4) in Eingriff stehendes Kraftübertragungselement (5) an eine von einem Motor (6) angetriebene Antriebswelle (7) ankuppelbar ist, wobei jede Pump­ einheit (3) ein eigenes, langgestreckt-blockartiges oder zylindrisches Ge­ häuse (10) mit einem Arbeitsraum, einem Einlaß (8), einem am Einlaß (8) an­ geordneten Saugventil, einem Auslaß (9), einem am Auslaß (9) angeordneten Druckventil, einem im Arbeitsraum druckdicht geführten, zum Pumpen hin und her verschiebbaren Pumpenkolben und eine an einer Längsseite des Gehäuses (10) angeordnete druckdichte Durchführung (11) für eine mit dem Pumpenkolben ver­ bundene bzw. den Pumpenkolben bildende Kolbenstange (12) der Antriebsein­ heit (2) aufweist, wobei die den beiden Pumpenkolben zugeordneten Kolben­ stangen (12) über das Kraftübertragungselement (5) der Antriebseinheit (2) miteinander verbunden sind, wobei die Antriebseinheit (2) gehäuselos ausge­ führt ist, nämlich nur aus Kolbenstangen (12), Kraftübertragungselement (5) und Antriebselement (4) besteht, wobei ein formstabiler Träger (13) vorge­ sehen ist und wobei die Gehäuse (10) der Pumpeinheiten (3) mit dem Trä­ ger (13) in genau bestimmter Lage fest verbunden und so die Pumpeinheiten (3) und die Antriebseinheit (2) in ihrer Relativlage zueinander fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der die Durchführung (11) aufweisenden Längsseite des Gehäuses (10) endseitig auch der Einlaß (8) bzw. der Auslaß (9) angeordnet und die Längsachsen von Einlaß (8) und Auslaß (9) parallel zur Längsachse der Durchführung (11) ausgerichtet sind und daß die Gehäuse (10) mit den die Durchführung (11), den Einlaß (8) und den Auslaß (9) aufweisenden Längsseiten aufeinanderzu gerichtet am Träger (13) angeordnet sind.

2. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführun­ gen (11), die Einlässe (8) und die Auslässe (9) zueinander fluchtend ausge­ richtet sind.

3. Pumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ lässe (8) und Auslässe (9) der Gehäuse (10) über eine Sammelleitung (20) je­ weils miteinander und mit einem Zentraleinlaß (21) bzw. einem Zentralaus­ laß (22) verbunden sind.

4. Pumpe (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitun­ gen (20) als gerade Leitungsstücke und, vorzugsweise, der Zentraleinlaß (21) bzw. Zentralauslaß (22) als T-Stücke ausgeführt sind.

5. Pumpe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlässe (8) und Auslässe (9) der Gehäuse (10) als druckdichte Steckfassungen für die Enden der als gerade Leitungsstücke ausgeführten Sammelleitungen (20) ausgeführt sind.

6. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen des Zentraleinlasses (21) und des Zentralauslasses (22) parallel zueinander ausgerichtet sind.

7. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) jeder Pumpeinheit (3) auf der von der Durchführung (11) der Kolbenstange (12) abgewandten Seite des Arbeitsraums eine durch einen Gewindestopfen (23) verschlossene Öffnung (24) aufweist.

8. Pumpe (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (13) massiv-plattenförmig ausgeführt ist.

9. Pumpe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der plattenförmige Träger (13) von dem entsprechend gestalteten Lagerschild des als Elektro­ motor ausgeführten Motors (6) gebildet ist.

10. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Träger (13) meh­ rere, insbesondere je Pumpeinheit (3) zwei Schraubbefestigungen (15) und die Gehäuse (10) der Pumpeinheiten (3) entsprechende Durchsteckbohrungen (17) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise als Gewindestutzen ausgeführten Schraubbefestigungen (15) und die Durchsteckbohrungen (17) zu­ einander korrespondierend ausgebildete Zentrierflächen (18) aufweisen.

11. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Träger (13) meh­ rere, insbesondere je Pumpeinheit (3) zwei Schraubbefestigungen (15) sowie exakt bemessene, verschleißfeste Justierflächen (19) aufweist und die Ge­ häuse der Pumpeinheiten (3) mittels der Schraubbefestigungen (15) gegen die Justierflächen (19) spannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Justier­ flächen (19) am Träger (13) von der Mitte des Trägers (13) aus gesehen ra­ dial jenseits der Schraubbefestigungen (15), vorzugsweise radial so weit außen wie möglich, angeordnet sind.