DE3727989A1

DE3727989A1 - Von fluid durchstroemte aggregate mit in achsialer richtung federbaren, kammern begrenzenden elementen fuer drucke bis zu mehreren tausend atmosphaeren

Info

Publication number: DE3727989A1
Application number: DE19873727989
Authority: DE
Inventors: Karl Eickmann
Original assignee: Individual
Current assignee: EICKMANN, KARL, 7180 CRAILSHEIM, DE
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1989-04-20

Description

In der Technik sind seit dem vorigen Jahrhundert Membran- Pumpen bekannt, die meistens für nieder Drücke eingesetzt sind. Gelegentlich wird aus Literatur über angeblich Hochdruck- Aggregate mit Tellerfedern gebracht, doch hat sich bei der Erprobung der Erfindung herausgestellt, daß diese schon bei wenigen hundert Atmosphären Druck versagen. Eine Hochdruckausführung wurde in der Europa-Offenlegungsschrift (E-OS genannt) 01 02 441 vorgeschlagen. Dieses Aggregat wurde im Rahmen der Vorbereitung zu der gegenwärtigen Erfindung in mehreren Exemplaren und Ausführungen gebaut und erprobt. Dabei bewährte es sich für Drücke beis etwa 1500 Bar gut, ließ auch höhere Drücke zu, wurde bei höheren Drücken aber zu präzise und teuer in der Fabrikation. Andererseits werden insbesondere Wasserpumpen für höhe Drücke von mehreren tausend Bar benötigt, z. B. beim Steinbohren, Wasserstrahlschneiden und dergleichen. Weil es keine Pumpen dafür gibt, wurden Axial-Booster verwendet, die teuer und voluminös sind. Es besteht daher ein dringender Bedarf an einer Pumpe für Wasser für mehrere tausend Bar, die es bis heute nicht gibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe auch für nicht schmierende Medien, wie z. B. Wasser, für Drücke bis zu mehreren tausen Bar, z. B. bis zu 4000 Bar zu schaffen, die billig in der Herstellung, betriebssicher und dauerhaft ist, sowie mit gutem Wirkungsgrade arbeitet. Weitere Ziele, Teilaufgaben oder Aufgaben werden anhand der Beschreibung der in den Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Erscheinung treten.

Die Erfindung ist anhand der Figuren noch näher beschrieben, in denen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Anordnung;

Fig. 2 einen Längsschnitt in schematischer Darstellung;

Fig. 3 einen Längsschnnitt durch eine Anordnung;

Fig. 4 ein Diagramm;

Fig. 5 ein Diagramm;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen konischen Ring;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Anordnung;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Pumpanordnung und die

Fig. 9 und Fig. 10 sind Längsschnitte durch alternative Ausbildungen zu einigen der genannten anderen Figuren.

Fig. 11 ist ein Längsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.

Fig. 12 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 ist auch ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel;

Fig. 14 ist ebenfalls ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 15 ist ein Diagramm mit technischen Daten.

Fig. 16 ist ein Diagramm mit weiteren technischen Daten;

Fig. 17 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, und:

Fig. 18 ist ein Schnitt durch einen Teil der Erfindung.

Fig. 19 bis 32 zeigen Längsschnitte durch 14 Ausführungsbeispiele der Erfindung oder durch ihre Teile.

Fig. 33 ist ein Längsschnitt durch die bekannte Technik.

Fig. 34 bis 37 sind Längsschnitte duch Teile von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung.

Fig. 38 ist eine technische Erklärung der Erfindungswirkung.

Fig. 39 bis 43 zeigen Längsschnitte durch erfindunsgemäße Teile oder Ausführungsbeispiele.

Fig. 44 bis zeigen Längsschnitte durch alternative Ausführungsbeispiele oder Formen der Erfindung.

Fig. 48 und 49 ziegen entsprechende Querschnitte durch Längsschnitte der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele.

Fig. 50 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 51 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 52 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 53 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 54 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 55 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 56 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 57 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 58 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 59 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 60 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 61 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 62 ist ein Querschnitt entlang der gepfeilten Linie durch Fig. 61.

Fig. 63 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 64 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 65 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 66 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 67 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 68 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 69 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 70 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 71 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 72 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 73 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 74 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 75 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 76 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 77 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 78 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 79 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 80 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 81 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 82 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 83 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 84 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 85 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 86 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 87 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 88 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 89 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 90 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 91 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 92 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 93 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 94 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 95 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 96 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 97 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 98 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 99 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 100 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 101 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 102 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 103 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 104 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 105 ist ein Querschnitt durch Fig. 103 entlang der Pfeillinie.

Fig. 106 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 107 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 108 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 109 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 110 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 111 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 112 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 113 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 114 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 115 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 116 ist ein Diagramm.

Fig. 117 ist ein Diagramm.

Fig. 118 ist ein Diagramm.

Fig. 119 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 120 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 121 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 122 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 123 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 124 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 125 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 126 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 127 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 128 ist ein Querschnitt durch Fig. 127.

Fig. 129 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 130 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 131 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 132 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 133 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 134 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 135 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 136 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 137 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 138 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 139 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 140 ist ein Querschnitt durch Fig. 139.

Fig. 141 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 142 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 143 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 144 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 145 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 146 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 147 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 148 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 149 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 150 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 151 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 152 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.

Fig. 153 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.

Fig. 154 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.

Fig. 155 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.

Fig. 156 ist eine mathematische Beweisfigur.

Fig. 157 ist eine Berechnungsfigur.

Fig. 158 ist eine Berechnungsfigur.

Fig. 159 ist ein Berechnungsbeispiel.

Fig. 160 ist ein Berechnungsformular.

Fig. 161 ist ein Berechnungsbeispiel.

Fig. 162 ist auch ein Berechnungsbeispiel.

Fig. 163 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 164 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 165 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 166 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 167 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 168 ist ein Querschnitt durch Fig. 167.

Fig. 169 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 170 ist ein Querschnitt durch Fig. 169.

Fig. 171 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 172 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 173 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 174 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 175 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 176 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 177 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 178 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 179 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 180 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 181 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 182 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 183 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 184 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 185 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 186 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 187 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 188 ist ein Querschnitt durch Fig. 187, entlang B-B.

Fig. 189 ist ein Querschnitt durch Fig. 187, entlang: A-A; und:

Fig. 190 ist ein Querschnitt durch Fig. 187, entlang: C-C.

Fig. 191 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 192 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 193 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 194 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 195 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 196 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 197 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 198 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 199 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 200 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 201 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 202 zeigt ein Diagramm.

Fig. 203 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 204 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 205 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 206 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 207 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 208 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 209 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 210 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Technik.

Fig. 211 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 212 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 213 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 214 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 215 bis 218 geben geometrische Grundlagen für die math. Analyse.

Fig. 219 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 220 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 221 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 222 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 223 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 224 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 225 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 226 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 227 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 228 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 229 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 230 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 231 ist ein Querschnitt durch die Fig. 230 entlang ihrer gepfeilten Linie.

Fig. 232 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 233 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 234 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 235 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.

Fig. 236 ist ein Längsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung, und:

Fig. 237 ist eine geometrische Linien-Figur.

Aus der EP-OS 01 02 441 ist die Berechnung der konischen Ringe oder Tellerfedern nach Almen und Lascio bekannt. Diese Schrift bringt auch die Berechnungen der Fördermenge unter dem konischen Ring und die Belastung des konischen Ringes durch Fluiddruck nach Eickmann, wenn der Tellerfeder ähnliche konische Ringe als Pumpelement benutzt wird. Auch sind in dieser Schrift Beispiele für die Verwendung der konischen Ringe als Pumpelemente, sowie Zusammen- Klamp-Ringteile für Ringpaare gezeigt.

Die Erfindung erkennt, daß die höchste Belastung des konischen Ringes in der Linie auftritt, mit der der konische Ring auf einer ebenen Fläche liegt. Denn die gesamte Last des Körpers des konischen Ringes bei seiner Zusammendrückung oder Entspannung plus der eventuellen Last auf die Querschnittsfläche des konischen Ringes durch eventuellen Fluid- Druck unter der Ringfläche fällt bei der Auflage auf der ebenen Platte in einer unendlich dünnen Linie zusammen. Die Belastung der Auflagelinie wird dabei unendlich hoch und so hoch, daß das Material, aus dem der Ring hergestellt ist, die Belastung nicht mehr tragen kann. Besonders hoch wird diese Belastung der Linie bei als Hochdruckpumpelementen verwendeten konischen Ringen. Mit der hohen Belastung der Linienauflage alleine aber ist es noch nicht abgetan, denn bei der Zusammendrückung oder Entspannung des konischen Ringens nimmt dessen Innendurchmesser Auflagelinie ab und die Außendurchmesser Auflagelinie nimmt zu. Es entsteht als eine radial bewegte Linienauflage sowohl am Innendurchmesser, als auch am Außendurchmesser des konischen Ringes oder der Tellerfeder. Diese Radialbewegung erfolgt unter der unendlich hohen Last. Zwar ist die Radialbewegung nur sehr klein, bei Ringen mit etwa 10 Millimeter Unterschied zwischen Innen- und Außen-Radius und einer Durchbiegung von etwa 0,3 Millimetern beträgt sie nur etwa 0,003 Millimeter radial nach innen und nach außen. Unter der unendlich hohen Last entsteht dabei besonders an als Hochdruckpumpelementen verwendeten konischen Ringen eine Reibung, zu deren Überwindung bis zu zehnmal mehr Kraft aufgewendet werden muß, als zur Zusammendrückung des betreffenden konischen Ringes. Das ist eine sehr hohe Kraftverschwendung, die die bisherige Technik nicht erkannt hat und für deren Überwindung sie keine Lehren gab.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Reibkräfte an den axialen Auflagen oder Halterungen der konischen Ringe zu verringern, dabei Kräfte und Reibungen einzusparen und gleichzeitig als Folge dessen die Betriebssicherheit der so verwendeten konischen Ringe zu erhöhen und die Zusammenklampringe für konische Ringelemente in der Herstellung zu verbilligen.

Diese Aufgabe wird an der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Membranen, Elementen oder an dem konischen Ringe nach dem kennzeichnendem Teile des Patentanspruchs 1 gelöst.

Hilfreiche Ausgestaltungen werden nach den Unteransprüchen 2 bis 261 erreicht.

Aus den Berechnungen von Almen und Lascio ist seit 50 Jahren genau bekannt, welche Spannungen an welchen Stellen in Tellerfedern auftreten. Diese Berechnungen zeigen aber die höchst belastete Stelle der Tellerfeder nicht. Nach den Erkenntniswerten der Erfindung ist die Belastung an den Auflagelinien viel höher, als innerhalb der Feder. Dadurch entsteht hohe Reibung in Radialrichtung bei auf der Ebene aufliegenden konischen Ringen. Zur Überwindung dieser Reibung, die bis zu zehnmal höhere Kräfte verzehren kann, als die zur Zusammendrückung der Tellerfeder erforderliche Kraft, werden in radialer Richtung nachgiebige Ringteile dem konischen Ringe oder der Tellerfeder zugeordnet. Auch werden Tellerfedernpaare durch Ringe zusammen gehalten, die solche radial nachgiebigen Ringstücke enthalten. Durch die Anordnung dieser radial nachgiebigen Ringteile oder Ringstücke werden hohe Reibungsverluste eingespart. Bei in Hochdruckpumpen als Pumpelemente verwendeten konischen Ringen wird die ursprünglich benötigte Kraft auf fast ein Zehntel gesenkt.

In den Figuren zeigen die Endziffern 1 einen konischen Ring bzw. was im Prinzip das gleiche ist, eine Tellerfeder besonderer Abmessungen; 2 einen radial nachgiebigen Ringteil; 3 ein aufliegendes axiales Ende eines konischen Ringes; 4 die axiale Innenfläche und 5 die axiale Außenfläche eines konischen Ringes. Auch die Tellerfeder ist ein konischer Ring, sodaß im Folgenden die Bezeichnung konischer Ring verwendet wird und das die Tellerfeder mit einschließt.

In Fig. 1 sind die konischen Ringe mit ihren hohlkonischen Innenflächen 4 einander zugekehrt axialgleich gerichtet angeordnet. Zwischen ihnen befindet sich die ebene Platte 8. Oberhalb des Ringes 1 ist die Oberplatte 6 und unter dem Ring 11 ist die untere Lagerplatte 7 angeordnet. Drückt man jetzt mit ausreichend hoher Kraft von oben auf die obere Platte 6, dann werden die konischen Ringe 1 und in axialer Richtung zusammengedrückt. Die gleiche Anordnung ist in Fig. 2 schematisch gezeigt und zwar derart, daß die konischen Ringe 1 und 11 als gerade, schräge Linien dargestellt sind.

Bei der Zusammendrückung, auch Kompression genannt, der konischen Ringe 1 und 11 biegen diese sich um ihre jeweilige Mitte, sodaß, da die Schräge jetzt eine Ebene wird, die radialen Außenenden der konischen Ringe 1 und 11 um die Abmessung 16 radial nach außen und die radial inneren Enden um die Abmessung 17 radial einwärts wandern. Dabei legen die radial äußeren und inneren Enden der konischen Ringe 1 und 11 die radial gerichteten Wege 16 und 17 auf der Platte 8, bzw. auf den Platten 6 und 7 zurück. Da beim Zusammendrücken der konischen Ringe 1 und 11 in diesen innere Spannungen entstehen, pressen die radial inneren und äußeren Enden der konischen Ringe auf die Platte 6 bis 8 und bei den Radialbewegungen 16 und 17 entsteht eine Reibung unter Last.

Diese Reibung ist nicht gering, denn die Last ruht auf den Ringlinien 9 und 10 der Fig. 2. Last auf einer Linie ist immer unendlich hoch, weil die Linie keine Fläche ist. Eine Flächenauflage entsteht aber nicht nur bei den Linien 1 und 11 der Fig. 2 nicht, sondern auch bei den aktuellen Ringen 1 und 11 der Fig. 1 nicht. Denn, zwar kann man die achsialen Enden der konischen Ringe 1 und 2 an den gewollten Auflagestellen 3 und 13 planschleifen, sodaß sie im ungespanntem Zustande, den die Fig. 1 zeigt, plane Flächenauflagen 3 und 13 bilden. Sobald aber die Zusammendrückung beginnt, biegen sich ja die konischen Ringe 1 und 11, sodaß sich der Anstellwinkel zu den Platten 6 bis 8 ändert. Wenn sich aber dieser Anstellwinkel ändert, weil die konischen Ringe 1 und 11 sich biegen, dann biegen sich auch die geschliffen gewesenen axialen Auflageflächen 3 und 13 etwa im gleichem Winkeländerungsumfange, wie die konischen Ringe 1 und 11 sich selber biegen. Es entsteht also ein Winkel zwischen den axialen Auflageflächen 3, 13 der konischen 1, 11 und den Platten 6 bis 8. Wenn dieser Winkel entsteht, der ja bereits bei der geringsten Zusammendrückung der konischen Ringe 1, 11 ensteht, wenn auch zunächst sehr klein entsteht, dann liegt der betreffende konische Ringe 1, 11 nicht mehr mit der Auflagefläche 3, 13 auf der betreffenden Platte 6 bis 8 auf, sondern nur noch mit der Ringlinie, die sich zwischen der eben geschliffenen Auflagefläche 3, 13 und dem dort beginnendem konischem Teil, der Außen- oder Innenfläche 4 oder 5 des betreffenden konischen Ringes 1, 11 bildet. In jedem Falle entsteht als eine Linienauflage statt einer Flächenauflage und die Belastung der Linie, die ja unendlich dünn ist, wird unendlich hoch.

Bei geringen Belastungen mag sich die Linie noch durch plastische Verformbarkeit des betreffenden Stückes des betreffenden konischen Ringes 1, 11 und der betreffenden Platte 6 bis 8 in eine Flächenauflage verwandeln. Bei starker Durchbiegung und auf jedem Falle bei Belastung des konischen Ringes durch Fluiddruck von der hohlkonischen axialen Innenfläche 4 her, kann das Material, aus dem Ringe 1, 11 und Platten 6 bis 8 hergestellt sind, nicht mehr ausreichend dehnend nachgeben und ensteht eine untragbar hohe örtliche, der Linienauflage ähnliche, Belastung.

In der herkömmlichen Tellerfederverwendung mag diese technische Wirklichkeit unbeachtet geblieben sein, weil entweder die Belastungen nicht sehr hoch waren, man die Belastung, Materialzerstörung und Reibung in Kauf nahm oder auch nicht beachtete und vor allem, weil meistens Federsäulen aus vielen Federn verwendet wurden, bei denen diese Probleme nicht auftreten, weil ja nur die jeweilig letzte Tellerfeder auf einem planem Ring oder auf einer Platte 6, 7 oder 8 aufliegt.

Bei dicken konischen Ringen aber werden die beschrriebenen Kräfte und Reibungen sehr hoch, insbesondere in den Hochdruckpumpen der eingangs erwähnten Europa-Offenlegungsschrift.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer in diesen Pumpen der EP-OS verwendeten konischen Ringe im Maßstabe 1 : 1 mit 60 Millimeter Innendurchmesser und 7 Millimeter Ringdicke. Die Nase 12 ist allerdings eine erfindungsgemäße und in den Ringen der genannten EP-OS nicht vorhanden. In den Fig. 6 bis 8 ist dieser konische Ring lediglich bezüglich des Winkels des Konus übertrieben groß gezeichnet, weil er in der Aktualität so klein ist, daß man ihn nicht maßstäblich zeichnen kann. Denn der Ring ist nur 0,3 Millimeter konisch. Er kann also nur 0,3 Millimeter zusammengedrückt werden, bis er völlig plan ist. Bei dieser Zusammendrückung von 0,3 Millimetern verkleinert sich der Innendurchmesser um das Maß 17, um etwas unter 0,003 Millimeter, als von 60,000 Millimeter auf 59,997 Millimeter und der Außendurchmesser erweitert sich von 87,000 Millimeter auf 87,003 Millimeter, also um das Maß 16, um etwas unter 0,003 Millimeter.

Die im Sinne von Almen Lascio berechnete Kraft, die benötigt wird, den konischen Ring der Fig. 6 bis 8 um den Betrag von 0,3 Millimeter zusammenzudrücken, liegt bei etwa 3200 Kilogramm. Bei einem Öldruck oder Wasserdruck von z. B. 1500 Atmosphären innerhalb des hohlkonischen Teils, also auf die Innenfläche 4 wirkend, ist die durch Fluiddruck auf den Ring ausgeübte Kraft etwa 22 000 Kilogramm. Die Gesamtlast auf der Ringlinie 9 ist also etwas höher, als 25 000 Kilogramm. Diese hohe Last liegt nicht auf einer ringförmigen Fläche, sondern auf einer Ringlinie, wie bisher ausgeführt wurde. Eine derartig hohe Last kann die Linie nie tragen. Einmal wird das Material zerstört und zum anderen entstehen bei dieser Last auch bereits bei einer Radialbewegung von nur 0,003 Millimetern schon ganz erhebliche Reibungskräfte, die nicht zurück zu gewinnende Verluste sind. In einem Pumpensatz konischer Ringe nach der EP-OS z. B. waren für den Ring der Größe der Fig. 8 bei 700 Atmosphären Wasserdruck in der Pumpkammer 50 bereits rund 30 000 Kilogramm Kraft zur Zusammendrückung der beiden konischen Ringe um je 0,3 Millimeter erforderlich, wie die gegenwärtige Erfindung erkannte.

Nach der Fig. 7 werden daher die ersten Maßnahmen der gegenwärtigen Erfindung getroffen. Einmal wird am konischen Ring der Fig. 6 bis 8 das axial erstreckte Ringteil 12 an der radialen Aussenkkante des konischen Ringes 1, 11 angeordnet und vom hohlkonischem Teil, also von der axialen Innenfläche 4 in Richtung des hohlkonischen Ringendes 4 erstreckt und am axialem Ende des zylindrischen Ringteils 12 die Auflage 13 angeordnet. Nach der Fig. 7 werden die beiden Auflageflächen 13 der konischen Ringe 1, 11 achsgleich aufeinandergelegt, sodaß sie die gemeinsame Auflage 23 bilden. Die konischen Ringe 1, 11 sind dabei entgegengesetzt gerichtet, um das konische Ringpaar 1, 11 zu bilden, wobei die hohlkonischen Innenflächen 4 einander zugekehrt gerichtet sind und zwischen ihnen der hohlkonische Raum 50 ausgebildet ist, der später, wenn gewollt, als Pumpraum oder als Motoren-Arbeitsraum benutzt werden kann. Bei der Auflage der Auflagen 13 aufeinander in der gemeinsamen Auflage 23 ist jede Reibung zwischen den Auflagen 13 vermieden, weil bei der Zusammendrückung und Entspannung beide konischen Ringelemente 1 und 11 die gleiche radiale Ausweitung oder Verengung gleichzeitig erfahren. Die Nase 12 hat in der Praxis am Ende des zylindrischen Teiles eine Abrundung, weil scharfe Kanten bei den hohen Kräften zu Rissen im Material führen, die die konischen Ringe zerbrechen würden; am axial äußeren Teil aber ist die Nase 12 als zylindrisches Ringteil ausgebildet mit zylindrischer Innenfläche, so daß radial in sie hinein der Zentrierungsring 20 eingelegt werden kann, der die Ringteile 12 aufeinander zentriert. Wegen der Abrundung an der Wurzel der Nasen 12 muß der Zentrierungsring 20 an seiner Außenfläche angepaßt geformt sein oder Abschrägen an den Enden eines zylindrischen Mittelteiles seiner Außenfläche haben. Radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 kann der plastische Dichtring 26 abgeordnet sein, um die Pumpkammer 50 abzudichten.

Damit die beschriebene Reibung auch an der radial inneren Auflage 3 verhindert wird, ist axial der axialen Enden des konischen Ringpaares 1, 11 jeweils ein radial stellenweise nachgiebiger oder federbarer, im wesentlichen zylindrischer, Ring 2 angeordnet; einer am konischem Ring 1 und der andere am konischen Ringe 11. Bei der Zusammendrückung der konischen Ringe 1, 11 wird infolge der radialen Einwärtsbewegung 17 der Fig. 2 der zylindrische Ring 2 am am konischen Ringe anliegenden Ende radial nach innen gedrückt, wie die Fig. 3 das durch strichliert gezeichnete Linien in übertriebenem Maße darstellt. Das andere axiale Ende des Ringes 2 bleibt ruhig auf der betreffenden Platte 6, 8 aufliegen. Die Verformung des Ringes 2 erfolgt im plastischem Materialbereich, sodaß der Ring gleichzeitig als axiale Stütze und als radiale Feder wirkt.

Die zur plastischen Verformung des betreffenden Teiles des federbaren, im Wesentlichen zylindrischen, Ringes 2 erforderlichen Kräfte sind geringer, als die für die Zusammendrückung der konischen Ringe 1, 11 erforderlichen und um ein Vielfaches geringer, als die zur Überwindung der Reibung der herkömmlichen Bauart in der Ringlinie 9 erforderlich gewesenen.

In der Fig. 5 zeigt die Kurve E die gemessenen Kräfte zur Zusammendrückung der konischen Ringe 1, 11 bei der Ringpaaranordnung nach der Fig. 17 der EP-OS 01 02 441, jedoch mit 7 Millimeter Dicke der konischen Ringe, wie in der Fig. 6. Die Kurve A, also die strichpunktiert gezeichnete Linie in der Fig. 5 zeigt die nach Almen und Lascio berechneten Kräfte zur Zusammendrückung des konischen Ringpaares. Die Linie C der Fig. 5 zeigt die gemessenen Kräfte für die Zusammendrückung des konischen Ringpaares nach Fig. 1, also mit einem planen Ring 8 zwischen den konischen Ringen 1 und 11. Die Kurve B der Fig. 5 zeigt die gemessenen Kräfte für die Zusammendrückung des konischen Ringpaares nach der erfindungsgemäßen Anordnung der Fig. 3 mit den Massen nach der Fig. 7 und mit zylindrischen Ringen 2 von 3,6 Millimeter Wanddicke und 20 Millimeter Länge. Man sieht, daß bei der Ausführung nach der gegenäwrtigen Erfindung nach Fig. 3 und 6, 7 bei voller Zusammendrückung des Ringpaares 1, 11 um zusammen, 0,6 Millimeter die zur Zusammendrückung erforderlich gewesenen Kräfte fast zehnmal geringer sind, als bei der Anordnung nach der genannten Fig. 17 der genannten EP-OS und sich nur um etwa 30 Prozent von denen theoretisch berechneten Werten nach Almen und Lascio unterscheiden. Diese etwa 30 Prozent Mehrkraft wird diejenige Kraft sein, die den betreffenden Teil des betreffenden zylindrischen Ringes 2 verformt. Von Bedeutung ist hier noch, daß diese Verformungskraft eine federnde ist, also so, wie die Verformungskraft für die konischen Ringe 1, 11 beim Betrieb als Pumpe im Sinne der Fig. 22 der genannten EP-OS mit Geberkolben und Folgekolben teilweise beim Betrieb der Anlage zurückgewonnen werden kann, weil die Spannung in den konischen Ringen und den zylindrischen Ringen 1, 11, 2 das Arbeitsfluid aus der Pumpkammer 50 auf den Hubantrieb des Geberkolbens der Kompressionspumpe pressen und so als Motor zum Antrieb der Geberstufe wirken, zum Antrieb des Hubringes 336, bzw. des Rotors 336 der Fig. 22 der genannten EP-OS. Die Kräfte nach Kurve B der Fig. 5 sind also nicht immer voll Verluste, während die Reibung, die zwischen der Kurve A und der Kurve E in Fig. 5 liegt, als die Ausführung der bisherigen Ringpaaranordnungen nach der EP-OS, voll verloren waren und nicht zurückgewonnen werden können.

Bekannt ist aus der genannten EP-OS bereits, daß für den superkritischen Bereich die radialen Außenenden der konischen Ringe zusammengeklemmt werden müssen. Im Rahmen dieser Erfindung wurde zunächst versucht, die erforderlichen Klampenringe so zu bemessen, daß die Zwischenringe 8 und die Klampringe gleiche Raddialausdehnung erleiden. Diese Gleichheit ist zwar herstellbar, sie hat aber keinen Sinn, weil die Fig. 4, die im Wesentlichem dem Prinzip der Fig. 25 der genannten EP-OS entspricht, zeigt, daß die Radialveränderungen nicht gleichzeitig erfolgen. Denn nach Fig. 4 zeigt die Kurve F den plötzlichen, frühen oder schnellen Druckanstieg in der Pumpkammer 50, der den Ring 8 ausdehnt und die Kurve G die sinusförmige allmähliche Zusammendrückung der konischen Ringe 1 und 11 über dem Umlaufwinkel alpha der Geberstufe. Das bedeutet, daß der Ring 8 sich schnell radial ausdehnt, während die Radialenden oder Auflagen 13 sich langsam ausdehnen im Vergleich zur Zeit der Ausdehnung des Ringes 8, (wenn die Platte 8 ein Ring 320 der Fig. 22 der genannten EP-OS ist). Wenn die gleiche radiale Ausdehnung aber nicht zur gleichen Zeit erfolgt, dann bleibt ja die Reibung an den Auflagen 13 vorhanden. Als müssen erfindungsgemäß andere Wege beschritten werden.

Die Fig. 8 zeigt daher weitere erfindunsgemäße Anordnungen am konischem Ringpaar 1, 11. Danach sind die Klampringe oder Spannringe, 27, 28, die durch die Schrauben 30 zusammengehalten sind - es können auch Nieten sein - mit radial federbaren im wesentlichen zylindrischen Ringteilen oder Ringstrecken 42 oder 32 und 42 versehen, die die Halterungen für die Auflagen 33 der konischen Ringe 1, 11 für den superkritischen Arbeitsbereich der Pumpe, des Motors, Kompressors oder Entspanners bilden. Diese Ringteile der Ringstücke 32 oder 32 und 42 sind in der gleichen Weise radial federbar, wie die Ringe 2 der Fig. 3, 7 und 8. Da die Kraft an den Auflagen 33 höher ist, als die zur radialen Federung oder Durchbiegung der Ringteile 32 oder 32, 42 erforderliche Kraft ist, folgen die Spitzen der Ringteile oder Ringstücke 32, die die Auflagen 33 betrühren, die Radialbewegung der Auflagen 33 und damit der radial äußeren Enden der konischen Ringe 1 und 11. Auch diese Federkraft ist teilweise im Geber-Folger-Betrieb der Fig. 22 der genannten EP-OS wieder zurück zu gewinnen, da sie als Motorantrieb auf die Geberstufe wirken kann. Zu beachten ist noch, daß die Kräfte auf die Auflagen 13 der gemeinsamen Auflage 23 nicht so hoch sind, wie die der Auflagen 3, weil der Fluiddruck in der Arbeitskammer 50 die Kompressionskräfte der Feder aufhebt. Auf die Auflagen 23 ist also nur der Vorspanndruck der konischen Ringe wirkend und die daraus wirksame Kraft auf die Auflagen 13 hebt sich schnell beim Pumpenbetriebe durch den schnell aufbauenden Fluiddruck in der Kammer 50 auf. Auf die Auflagen 33 wirkt der Fluiddruck aus der Kammer 50 vermindert um die Spannkraft der konischen Ringe 1 und 11. Also, im Zahlenbeispiel wirken 22 000 kg minus der betreffenden Teile der 3200 kg Spannkraft der konischen Ringe 1 und 11 plus der Spannkraft der Haltemittel 30, 27, 28, 32 und 42.

Um die federbaren Ringteile oder Ringstücke bzw. Zylinder oder Zylinderteile bzw. Zylinderstücke 32, 42 zu verwirklichen, ist es praktisch die Ringnuten 29 und eventuell die Ringnuten 36 und 37 in den Klampringen 27 und 28 anzuordnen. Das ist herstellungsmäßig einfach und billig, z. B. billiger, als das Teilen der Ringe in Segmente nach der genannten EP-OS. Praktischerweise wird auch die Ausnehmung 38 in mindestens einem der Spannringe 27, 28 angeordnet, um ein einfaches Spannen mittels der Schrauben 30 zu ermöglichen und um achsiale Toleranzen für billige Herstellung zulassen zu können. Radial innerhalb der Zylinder oder Ringe 2 der Fig. 8 ist vorteilhafterweise ein Raum oder eine Ausnehmung 47 anzuordnen, damit die Ringe 2 der radialen Einwärtsbewegung der Auflagen 3 auch folgen können und nicht durch solide Körper daran gehindert werden.

Erfindungsgemäß ist auch die Dichtungsanordnung 22, 49 innerhalb des konischen Ringpaares der Radialbewegung der zylindrischen Innenfläche 60 des betreffenden konischen Ringes 1 oder 11 anzupassen. Der plastische Dichtring 49 wird für diesen Zweck erfindungsgemäß in ein teilweise radial federbares Zylinderstück oder Ringteil 22 eingesetzt. Um dieses Ringteil in einem Körper herstellen zu können, ist es zweckdienlich, die Ausnehmungen 48 radial innerhalb der Lippen oder Ringteile 22 achsial erstreckt anzuordnen, damit die zylindrischen Ringteile 22 radial auch nach innen federn können, wenn die zylindrischen Innenflächen 60 der konischen Ringe radial einwärts federn. Diese Ausbildung hat außerdem den Vorteil, daß der Fluiddruck aus der Pumpkammer 50 radial von innen her aus den Ausnehmungen 48 heraus auf die Ringteile 22 wirken und diese an die Innenfläche 60 der konischen Ringe 1, 11 anpressen kann, denn die Dichtringe 49 verhindern ja das Eindringen von Druckfluid zwischen die Innenflächen 60 und die Ringteile 22. Zweckdienlich ist auch, die Leitung oder Bohrung 77 am oberem Ende der Ausnehmung(en) 48 anzuordnen und zur Lieferleitung 70 zu leiten, damit sich keine Luftpolster in der Nut 48 ausbilden können, bzw. die Luft durch die Leitung 77 und das Auslaßventil 70 entweicht. Ebenso wird im Rahmen der Erfindung eine Luftableitung 76 vom oberen Ende des Einlaßventils 69 zum Auslaßventil 70 angeordnet.

Um die Übersichtlichkeit der Figuren nicht einzuschränken sind in ihnen radial nach innen gerichtete Linien von Kanten nicht eingezeichnet, obwohl das in technischen Zeichnungen üblich ist. In den Patentzeichnungen würden sie die Übersichtlichkeit der Figuren stören. Aus dem gleichen Grunde sind auch die in Fliudräumen nach der genannten EP-OS erforderlichen Füllteile nicht eingezeichnet, in der praktischen Ausführung aber verwendet, wie das aus der genannten EP-OS bekannt ist. In Fig. 8 sieht man noch den Hubkolben 66 zum Antrieb der Zusammendrückung der konischen Ringe 1, 11 im Zylinder 67 angeordnet, dessen Druckkammer 68 ihr Druckfluid über die Leitung 46 erhält und durch sie abgibt von und zur Geberstufe der genannten EP-OS. Die Leitung 46 entspricht also der Verbindungsleitung 303 der EP-OS, z. B. derer Fig. 22.

Für noch besseren Wirkungsgrad einer Hochdruckpumpe ist es zweckmäßig, die Anordnung der Klampringe der Fig. 8 durch den Klampring 80 der Fig. 9 zu ersetzen. Denn dieser Ring 80 der Fig. 9 ist gewichtsmäßig leichter und setzt der Axialbewegung weniger Massenkräfte entgegen, die ja bei der Kompression und Expansion der konischen Ringe in axialer Richtung beschleunigt werden müssen. Außerdem ist die Ausführung nach der Fig. 9 in der Massenprodukten billiger. Die untere Halterung 86 des Klampringes 80 mag von anfang an an den Ring 80 angearbeitet werden. Die obere Halterung 87 bleibt aber zunächst zylindrisch gerade nach oben erstreckt. Das konische Ringpaar 1, 11 wird nach Einlegen den Zentrierringes 20 in es herein in den Klampring 80 eingeschoben bis es auf der Halterung 86 liegt. Das sollte maschinell gemacht werden, denn der Klampring 80 ist stark vorgewärmt. Nach dem sekundenschnellen automatischem Einlegen des konischen Ringpaares wird die obere Halterung 87 des gewärmten Klampringes 80 zu der umgreifenden Form der Halterung 87 der Fig. 9 schnell und automatische ungebördelt und danach wird der Zusammenbau automatisch ins Kühlfluid geworfen. Dabei zieht sich der Ring 80 axial zusammen und verklampt die konischen Ringe 1 und 11 fest miteinander. Da diese Arbeit in so kurzer Zeit erfolgen muß, daß die Hitze des Klampringes 80 sich nicht auf die vergüteten konischen Ringe 1 und 11 überträgt, ist es zweckmäßig für die Herstellung der Anordnung nach der Fig. 9 eine automatische Maschine zu bauen und, solange die nicht vorhanden ist, die Anordnung nach der Fig. 8 zu verwenden. Die Anordnung nach Fig. 9 ist nicht lösbar, ohne den Ring 80 zu zerstören. Sie muß aber auch nicht lösbar sein, weil man ja den plastischen Dichtring 26, der die Hitze des Ringes 80 nicht vertragen kann, nachträglich, nachdem das Aggregat gekühlt worden ist, radial von innen her in seinen Platz radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 einlegen kann.

In der Fig. 10 ist das Ringpaar 1, 11 durch einen einteiligen Federkörper 111 ersetzt, indem die konischen Ringe 1 und 11 Teile dieses einteiligen Federkörpers bilden. Die Ringteile 1 und 11 sind durch ihre Verbindung 112 miteinander verbunden, sodaß die Teile 1, 112 und 11 den gemeinsamen hohlen Federkörper 111 bilden. Im Federkörper 111 ist die Radialkammer 550 zwischen den konischen Innenflächen 4 der konischen Ringteile 1 und 111 ausgebildet, denn ohne diese Ringkammer könnte der Körper kein Federkörper sein. Die zylindrischen Ringteile 2 können ebenfalls mit dem Federkörper 111 einteilig ausgebildet sein oder sie können auf seine Auflagen 3 aufgelegt werden. Da die Verbindung 112 zwischen den konischen Teilen 1 und 11 elastisch ist und da die konischen Ringteile 1 und 11 ebenfalls elastisch, also federbar sind, kann der Federkörper 111 in axialer Richtung zusammengedrückt werden und danach wieder expandieren. Der Federkörper 111 kann also als eine die Pumpkammer 50 mit 550 enthaltende Pumpe, insbesondere Hochdruckpumpe verwendet werden. Bei dünneren Wänden oder plastischerem Material ist diese Ausführung auch als Niederdruck-Pumpe oder Motor geeignet. Dieser Federkörper kann auch aus festem Federstahl hergestellt werden, da man bei Pump- oder Motor-Anordnungen nach dieser Schrift und nach denen der genannten EP-OS relativ kurze Radialabmessungen im Vergleich zum Innendurchmesser hat. Es ist also leicht möglich, mit einem starkem Drehstahl von innen her an den Innenflächen 60 vorbei, die konischen Innenenden 4 und die radiale Ringnut 550 in den Federkörper 111 herein zu drehen. Bei Plastikausführung ist die Herstellung noch einfacher und bei Verwendung von Faser-Klebemittel-Material, wie Glasfieber, Kohlefaser Fieber, Carbon-Fiber usw. kann man einen noch weichen Zylinder in eine Außenform herein legen und das Material für den Federkörper mittels Fluiddruck oder Pressluftdruck in die Form herein drücken, wodurch dann die Form des Körpers 111 der Fig. 10 in einfacher und billiger Weise durch Trocknen des Werkstoffes entsteht.

Die Fig. 9 ist etwa maßstäblich für etwa 1500 Bar Fluiddruck in der Kammer 50 gezeichnet. Denn der Klampring 80 darf nicht zu dünn sein, damit er in axialer Richtung nicht zu weit dehnt, er darf aber auch nicht so dick sein, daß er radial nicht ausreichend federt, oder die Federungskraftsumme der Gesamtanordnung unnütz hoch macht. Denn, die Kräfte sind ja nicht voll, sondern nur teilweise als Motorantrieb der Pumpe der Geberstufe zurück zu gewinnen, sondern nur teilweise, weil ja Pumpe und Motoreffekt der Geberstufe auch einen Wirkungsgrad mit einigen Prozenten Verlusten haben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind teilweise in den Patentansprüchen beschrieben, sodaß die Patentansprüche, die ja Bezugszeichen enthalten, mit als zur Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung gehörend, angesehen werden sollen.

Die Zahlenangaben und Diagramme beziehen sich nur auf ein einzige Größe der Teile der Erfindung. Anhand der Zahlenbeispiele und Diagramme der einzigen Größenabmessung werden die Wirkungen der Erfindung deutlich sichtbar. Die Erfindung betrifft aber nicht nur diese einzige Abmessungsgröße und Formgebung, sondern alle anderen kleineren und größeren auch. Die Verwendung der Erfindung ist in dieser Schrift nicht weiter erläutert, weil die Verwendung in der industriellen Praxis aus der genannten EP-OS hinreichend bekannt ist, deren Anordnungen durch die gegenwärtige Erfindung teilweise verbessert werden.

Die Erfindung betrifft auch ein Hochdruck-Aggregat mit in axialer Richtung federbaren oder deformierbaren Elementen für besonders hohe Drücke von bis zu etwa 5000 Bar, wobei das gepumpte oder mit verwendete Fluid eine nicht schmierende Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, sein kann.

In den bisherigen Figuren sind konische Ringelemente durch Klampenringe zusammengehalten, die radial federnde Haltelippen haben. Diese Ringe und Elemente sind zwar für Drücke von über tausend Bar geeignet, doch erlauben sie keine unbegrenzt höheren Drücke. Daher werden die Ringanordnungen in einem starkem Gehäuse untergebracht und das Gehäuse zeitlich parallel zum Druck in der Arbeitskammer in der Ringanordnung gesteuert. Die Ringanordnung wird so von einem Fluiddruck umgeben, der etwa die halbe Höhe des Druckes in der Arbeitskammer hat. Folglich kann der Druck in der Anlage etwa verdoppelt werden und mehrere tausend Bar erreichen. Nach einem weiterem Ausführungsbeispiel wird eine Pumpe für z. B. Wasser mit unbegrenzter Lebensdauer und mehrere tausend Bar Druck geschaffen, indem der Pumpkolben in eine oberhalb des Wasser angeordnete Flüssigkeit mit schmierenden und nicht rostenden Eigenschaften pumpend eintaucht.

Aus den bisherigen Figuren und führeren Veröffentlichungen des Anmelders oder des Erfinders sind Pumpen mit konischen Ringelementen für hohe Drücke bekannt geworden. Derartige Aggregate sind mit Drücken von über tausend Bar gebaut worden und noch weiter in der Entwicklung für noch höhere Drücke. Doch kann man die Drücke nicht unbegrenzt hoch steigern, da auch die Ringelemente dabei immer dicker und die Pumphübe immer kleiner würden, je mehr der Druck gesteigert wird. Bei den bei so hohen Drücken naturgemäß kleinen Fördermengen der Pumpe bewirkt jede kleine Formveränderung bereits erhebliche Förderverluste.

Die bekannte Technik ist daher mit Grenzen belastet, die keine weiteren Drucksteigerungen bei ausreichendem Wirkungsgrade mehr zulassen, sodaß ein Bedarf an neuen Lösungen besteht, um den Druck der Hochdruck-Aggregate, insbesondere der Hochdruckpumpen für nicht schmierende Flüssigkeiten noch weiter erhöhen zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Druckbereich der Pumpen und Motoren über tausend Bar hinaus bei tragbar gutem Wirkungsgrade zu steigern und dabei den Betrieb des Aggregates auch für Wasser zu ermöglichen sowie nach Möglichkeit auch einen Pumpe oder einen Motor für nicht schmierende oder Rost verursachende Flüssigkeiten möglichst für unbegrenzte Lebensdauer mit einfachen und betriebssicheren technischen Mitteln zu schaffen.

Die genannten Ausführungsbeispiel sind Ausführunsbeispiele nach der Erfindung und die Schnitte sind im wesentlichen Längsschnitte durch die Aggregate, wobei jedoch stellenweise Teile, z. B. die Treibwellen, quer geschnitten sind, weil sie senkrecht zu der betreffenden Längsschnittebene stehen. Gelegentlich sind innere, runde Teile innerhalb der Schnitte auch von außen gesehen in Ansicht dargestellt, also mit Schattenlinien.

Fig. 11 zeigt im wesentlichen alle Teile der Fig. 8. Da diese aber bereits beschrieben sind, wird hier auf eine Widerholung der Beschreibung verzichtet. Siehe z. B. die Teile 1, 2, 27, 28, 29 und 32. Eine Verbesserung gegenüber der Fig. 8 besteht darin, daß die Nuten 29 tiefer und die Traglippen 32 länger ausgebildet sind, als in der Fig. 8. Dafür aber sind die Nuten radial außerhalb der Nut 29 fortgelassen. Erreicht wird dadurch, daß keine auf Zug beanspruchten dünnwandigen Teile verbleiben. Die Traglippen 32 sind lediglich auf Druck beansprucht. Damit trotzdem ausreichende radiale Federfähigkeit entsteht, sind sie entsprechend länger ausgebildet, was eine Vertiefung der Nuten 29 verlangt. Außerdem sind die Eindrehungen unter den Dichtlippen der Vorfigur 8 jetzt in der Fig. 11 der gegenwärtigen Anmeldung forgelassen. Denn sie sind schwer herstellbar, weil die Füllklötze 5 bei Wasseraggregaten ja aus nicht rostendem Material hergestellt werden müssen. Solches Material aber ist zähe und die Drehstähle brechen leicht beim Drehen schmaler tiefer Nuten in solchem Material. Stattdessen ist in der Fig. 11 erfindungsgemäß das Dichtringtragrohr 3 angeordnet. Es umgibt den Füllklotzt 5 derart, daß ein enger Spalt 4 von einigen hundertstel Millimetern zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Rohres 3 entsteht, der jedenfalls 0,1 bis 0,2 mm möglichst nicht überschreiten soll. Denn bei dieser Spaltweite dringen ausreichende Druckfluidmengen aus der Arbeitskammer in den Spalt ein, um ihn zu füllen und so das Tragrohr 3 radial von innen her zu belasten. Das betreffende Dichtringtragrohr 3 hat die Dichtringnut 93 zur Aufnahme des nicht eingezeichneten plastischen Dichtringes aus Gummi, Teflon oder dergleichen. Dieser Dichtring in Nut 93 dichtet zwischen dem Element 1 und dem Tragrohr 3. Radial außerhalb des Tragrohres 3 herrscht daher geringerer Druck, als radial innerhalb des Tragrohres 3. Außerdem ist das Tragrohr 3 radial dünner, als es die Pumpelemente 1, die konischen Ringteile 1, sind. Das Dichtringtragrohr 3 weitet sich daher unter dem Innendruck leichter radial nach außen auf, als die Elemente 1 es tun. Das sichert automatisch eine zu allen Zeiten wirkende gute Dichtung, gleichgültig, wie weit sich die Elemente 1 auch radial unter dem Arbeitsdruck in der Arbeitskammer ausdehnen mögen. Das ist sehr wichtig und eine neue Erkenntnis der Erfindung, denn nach japanischen Berechnungen dehnen sich die Elemente 1 weiter radial aus, als das nach der deutschen Fachliteratur zu erwarten wäre.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist in Fig. 11, daß die Anordnung in einem starken Gehäuse 6, z. B. in einem dickwandigen Rohre 6 angebracht wird und dieses Gehäuse 6 mit einer zeitlichen steuerbaren Druckfluidleitung 7 versehen wird. Das Gehäuse 6 wird völlig verschlossen und durch die Leitung 7 wird in den Innenraum im Gehäuse 6 zeitlich parallel zum Druckanstieg und Abstieg in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 1 ein im Vergleich zum Arbeitskammerdruck etwa halb hohen Fluiddruck gefüllt. Dadurch können die Elemente 1 und alle anderen Teile der Anordnung zwischen dem Kammerndruck der Arbeitskammer und dem Drucke innerhalb des Gehäuses 6 arbeiten. Die Teile der Anordnung sind dadurch nur halb so hoch belastet unter Arbeitskammer-Innendruck, als in der Ausführung der Hauptanmeldung. Folglich kann man, um gleich belastete Teile mit der Hauptanmeldung zu erhalten, im Vergleich zur Hauptanmeldung der Arbeitskammerndruck verdoppeln. Dadurch erreicht man eine Verdoppelung des Druckes, ohne eine Doppelstufenanordnung verwenden zu müssen. Allerdings muß das Gehäuserohr 6 entsprechend dickwandig sein, um nicht zu sehr radial aufzubiegen, wenn es mit dem Halbdruck gefüllt ist.

Fig. 12 zeigt den Längsschnitt durch das einfachste Aggregat. Die Arbeitskammer 17 befindet sich im Gehäuse 11 und hat ein Einlaß- und ein Auslaß-Ventil 20 und 21, wobei entsprechende Verbindungskanäle 22 und 23 angeordnet sein können. Wichtig ist, daß die Achse der Arbeitskammer senkrecht steht. Denn unten in der Kammer 17 soll das zu pumpende nicht schmierende oder rostverursachende Medium, z. B., das Wasser, gepumpt werden. Oberhalb des Kammernteiles 17 befindet sich der Kammernteil 16, der erfindungsgemäß mit einem schmierfähigen Fluid gefüllt ist, das im Vergleich zum Fluid in Kammernteil 17 eine geringere Dichte bzw. ein geringeres spezifisches Gewicht hat. Diese Flüssigkeit des geringeren spezifischen Gewichts wird die erste Flüssigkeit genannt und die Flüssigkeit in dem Kammernteil 17 mit dem höheren spezifischen Gewicht wird die zweite Flüssigkeit genannt. Die erste ist die schmierende, die zweite die nicht schmierende Flüssigkeit. Infolge des Unterschiedes der spezifischen Gewichte der Flüssigkeiten schwimmt die erste immer oben im Kammernteil 16 auf der zweiten darunter im Kammernteil 17. Die beiden unterschiedlichen Flüssigkeiten trennen sich also immer automatisch voneinander durch ihr unterschiedliches spezifisches Gewicht.

Daher kann der Betrieb des Motors oder der Pumpe in den Bereich der schmierenden, oberen, ersten Flüssigkeit im Kammernteile 16 verlagert werden. Teile 16 und 17 sind Teile einer einzigen, gemeinsamen Kammer in dieser Figur. Oberhalb des Kammernteiles 16 kann daher der Pumpkolben 15 angeordnet und reziprokiert werden. Seine Reziprokations- Bewegung mag man von Hand oder motorisch betreiben. Motorisch z. B. durch die Anordnung der Umlaufwelle 12 mit einem Exzenterhubteil 13, dessen Außenfläche dann über einen im Kolben schwenkbar gelagerten Kolbenschuh 14 den Kolben treiben kann. Man drückt nun das Wasser oder ein anderes Fluid unter leichtem Vordruck durch das Einlaßventil 20 in die Kammer 17, wodurch der Kolben 15 in seine Ausgangslage zurück gedrückt wird. Stattdessen könnte man den Kolben 15 auch durch eine Gleitführung oder durch ein Federmittel in seine Ursprungslage zurückziehen. Zweckdienlicherweise werden Einlässe oder Kontroll-Öffnungen 18 und 19 angeordnet, um sicherzustellen, daß sich die richtigen Fluidmengen des ersten und des zweiten Fluids in den Kammerteilen 16 und 17 befinden.

In der Fig. 13 ist das gleiche System gezeigt, doch wird durch die mehreren Hubexzenter 13, 23 und 24 angedeutet, daß mehrere Arbeitsaggregate hintereinander liegen und durch die Welle 12 mit ihren Hubteilen 13, 23 und 24 zeitlich nacheinander betrieben werden. Durch den Anschluß 27 kann auch der Hubexzenterraum 25 mit Vordruckfluid gefüllt werden, das dann zeitweilig, wenn die Steuernut 26 beim Umlauf der Welle 12 die Bohrung oder den Kanal 28 im Kolbenschuh trifft, durch Nut 26, Kanal 28 und den den Kolben 15 durchdringenden Kanal 30 in die Mitteilung 31 geleitet werden kann, um diese mit der richtigen Fluidmenge zu füllen.

Der Mittelkanal 30 führt von dem Zylinder, in dem der Kolben 15 läuft, und zwar von dessen Zylinderboden aus, zu der ebenfalls im Gehäuse 11 angeordneten Arbeitskammer 32. In ihrem Oberteil ist der Folgekolben 33 dichtend reziprokierbar gelagert. Der Kolben 15 ist der Erstkolben, während der Kolben 33 der Zweitkolben ist. Zwischen den beiden Kolben befindet sich die den Mittelkanal 31 füllende Fluidsäule 31, die die Bewegung des einen der Kolben auf den anderen Kolben überträgt. Im Beispiel der Fig. 3 ist, wenn das Aggregat als Pumpe verwendet wird, der Erstkolben 15 der Geberkolben und der Zweitkolben 33 der Folgekolben. Die Kolben können unterschiedlche Durchmesser zwecks Erzielung einer Kraftübersetzung haben. Der Erstkolben kleineren Durchmessers aber längeren Hubes bewirkt so eine größere Kraft kürzeren Hubes des Folgekolbens oder Zweitkolbens 33. Unterhalb des Folgekolbens 33 ist die Fluidkammer 33 ausgebildet, in die der Folgekolben 33 ggf. eintauchen kann und die den ersten Kammernteil bildet, der mit dem ersten Fluid gefüllt ist, also mit dem schmierendem Fluid gefüllt ist, damit der Kolben 33 und dessen Einpassung in Laufbuchse 45 nicht durch nichtschmierendes oder rostverursachendes Fluid beschädigt werden kann. Unterhalb des Kammernteils 33, das dem Kammerteil 16 der Fig. 2 entspricht befindet sich der Kammernteil 37, der dem Kammernteil 17 der Fig. 2 entpricht und das nicht schmierende zu pumpende zweite Fluid enthält. Der Kammernteil 37 ist entsprechend wieder mit Einlaßventil 38 und Auslaßventil 39 - ggf. federbelastet - versehen. Diese Ventile sind in dieser Figur zu Sammelleitungen 41 und 42 für den Einlaß und Auslaß aller Arbeitsaggregate verbunden. Als Besonderheit im Vergleich zur Grundfigur 2 ist in Fig. 3 ein Trennmittel 36 zwischen den Kammernteilen 35 und 37 angeordnet, um Vermischen durch Planschen der ersten und der zweiten Flüssigkeit zu vermeiden. Das Trennmittel 36, das eine Scheibe sein mag, kann mit Dichtringnutmitteln 43 zur Aufnahme nicht eingezeichneter plastischer Dichtringmittel versehen sein. Solche Dichtringe sind in den Figuren nicht schraffiert eingezeichnet, weil sie im Querschnitt klein sind und die Übersicht der Figuren beenträchtigen würden.

Da es bei den Ausführungen der Erfindung nach den Fig. 12 bis 14 sehr wichtig ist, daß die betreffenden Kammernteile 16, 17, 35, 37 und der Mittelkanal 31 immer genau die richtigen Fluidmengen enthalten, ist es zweckmäßig, die Öffnungen oder Anschlüsse 34, 44, 46 und/oder 47 oder einige oder einen derselben verschließbar anzuordnen. Zum Beispiel den Anschluß 34 zum Mittelkanal 31, dazu ebenfalls den Anschluß 44, den Anschluß 46 zum Erstfluid Kammernteil 33, 16 und den Anschluß 47 zum Zweitfluid Kammernteil 37, 17. Zweck dieser Anschlüsse ist es zweimal die betreffenden Kammernteile oder den Mittelkanal zu füllen, oder deren Inhalt an Fluidmenge zu kontrollieren oder zu berichtigen. Besonders zweckdienlich ist diese Kontrolle oder Füllung automatisch zu gestalten, z. B. mittels elektronischer Senser und entsprechend gesteuerter Füll- oder Kontroll- Aggregate. Die Anordnung der Teile 12, 13, 23, 24 bewirkt regulierte Förderung über den Umlaufwinkel der Welle 12, die Anordnung des Teiles 36 bewirkt Vermeidung der Mischung des ersten mit dem zweiten Fluid und die Anordnung des Teiles 33 ermöglicht eine entsprechende Kraftverstärkung.

In der Fig. 14 ist die Ausführung für höchste Drücke als Pumpe und für praktisch unbegrenzte Lebensdauer gezeigt. Die Kolbenantriebsteile 12, 13 usw. für den Geberteile können mit den Mitteln der hydrostatischen Aggregate des Anmelders für unbegrenzte Lebensdauer gebaut werden, weil sie kein nicht schmierendes oder Rosten verursachendes Fluid berühren. Der bereits aus der Fig. 13 bekannte Trennkörper 36 hat deshalb unbegrenzte Lebensdauer, weil er keinen Belastungen ausgesetzt ist. Er schwimmt ja nur zwischen zwei Fluiden gleichen Druckes. Die Ventile und Kanäle, wie die Kammernteile 35 und 37 sind angeordnet und wirken sinngemäß, wie in Fig. 13. Ebenso die Anschlüsse.

Der Geberkolben 15 hat einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zu dem von ihm über die Fluidsäule in dem Mittelkanal 31 angetriebenem Folgekolben 49. Dadurch wird erreicht, daß der Folgekolben 49 wegen seiner größeren Querschnittsfläche mit einer vielfachen Kraft relativ zur Kraft des Geberkolbens 15 bewegt wird und zwar in der Figur nach unten bewegt wird. Das vordere oder untere Ende des Folgekolbens 49 mündet in die bevorzugte drucklose Zwischenkammer 50. Sie mag drucklos gehalten sein durch den Anschluß 51, der mit der Atmosphäre oder besser mit einer druckarmen Kammer des Aggregates verbunden sein mag. Die Besonderheit der Fig. 14 im Vergleich zur Fig. 13 besteht darin, daß in der Fig. 14 der Folgekolben 49 auf einen Hochdruck-Pumpkolben 52 kleineren Durchmesser wirkt. Der Hochdruck-Pumpkolben 52 ist in der Figur achsgleich unter dem Folgekolben 49 angeordnet und in der Laufbuchse 45 aus nicht rostendem Material dicht reziprokierbar geführt. Er taucht mit seinem vorderen, unteren Ende in dem Kammernteil 35 mit dem ersten Fluid darin ein und sein rückwärtiges, oberes Ende lagert auf der Stirnfläche des Folgekolbens 49. Die übrigen Teile der Fig. 14 entsprechen im Prinzip denen der Fig. 13 und brauchen hier nicht noch einmal neu beschrieben werden. Durch die Anordnung des Hochdruck- Pumpkolbens 52 mit im Vergleich zum Folgekolben 49 kleinem Durchmesser wird erreicht, daß der Folgekolben 49 einen großen Querschnitt hat, während der Hochdruck-Pumpkolben 52 einen kleinen Querschnitt hat. Dadurch erreicht der Hochdruck- Pumpkolben 52 einen wesentlichen höheren Druck in der Kammer 35-37, als der Folgekolben darin erreichen könnte, weil ja infolge der Querschnittsunterschiede eine Kraftübersetzung zwischen dem Folgekolben 49 und dem Hochdruck-Pumpkolben 52 angeordnet ist. Die hydrostatische Geberstufe des Erstkolbens 15 arbeitet rationell, wenn die Aggregate und Teile nach Patentschriften des Erfinders eingebaut sind, mit 500 bis 1000 Bar Öldruck. Macht man nun den Querschnitt des Hochdruck- Pumpkolbens 52 etwa viermal kleiner, als den des Folgekolbens 49, dann hat man eine vierfache Druckübersetzung, was zur Folge hat, daß der Hochdruck-Pumpkolben 52 dann mit 2000 oder 4000 Bar arbeitet, also in den Kammerteilen 35 und 37 ein Druck von 2000 bzw. 4000 Bar erzeugt wird, wenn der Geberkolben 15 einen Druck von 500 bzw. 1000 Bar erzeugte. Andere Druckbereiche und Übersetzungen können beliebig gewählt werden, soweit die Anlage ausreichend stabil gebaut ist.

Die Figuren sind so gezeichnet, daß man die erforderlichen Teile gut erkennen kann, aber nicht immer maßstäblich. Etwa maßstäblich sind die Klampenringe und Elemente mit ihren Innenteilen, sowie das Gehäuserohr 6 der Fig. 11. Auch die Kolben und Wandstärken der rechten Seite der Fig. 14 kann man noch als grob maßstäblich ansehen. Demgegenüber sind die Wellen und Exzenter Hubteile der Fig. 12 bis 14 völlig unmaßstäblich gezeichnet. In der Praxis sind die Wellen 12 viel dicker und sie sind für die hohen Drücke wenn sie unbegrenzte Lebensdauer erreichen sollen, in Lagern nach dem USA Patent 43 10 203 des Erfinders gelagert. Die Laufbuchsen sind für Wasserbetrieb in dem Kammernteil 37 bevorzugterweise aus VEW-Edelstahl und in starkwandige Gehäuse eingesetzt, doch können auch die Gehäuse aus dem genannten Edelstahle sein.

In der Fig. 17 ist der Trennkörper 36 der Fig. 13 und 14 durch eine eingespannte Membrane 61 ersetzt. Diese ist mittels des Einsatzes 91 im Gehäuse 1 in Sitzen für ihren Bord 62 fest eingehalten, wobei die Schrauben 92 zur Befestigung des Halteeinsatzes 91 verwendet sein mögen. Zu beachten ist hier, daß es sich nicht um eine pumpende Membrane des herkömmlichen Einsatzes, sondern um eine Fluid- Trennmembrane handelt. Übliche Membranen würden als Pumpen bei den hohen Drücken, die die Erfindung verwenden will, längst brechen, bevor der Druck erreicht wäre. Als Trennmembrane für die Verhinderung der Vermischung des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid in dem Kammernteilen 35 und 37 aber ist die Membrane von beiden Enden her mit gleichen Drücken belastet. Sie trägt also keine Pumplast und ist keiner Pumpbelastung ausgesetzt. Doch ist ihr Durchmesser ausreichend groß zu wählen und ist ihre Dicke ausreichend dünn zu halten, damit sie ohne hohe innere Spannungen durchbiegen und den Auf- und Ab-Bewegungen der beiden Fluide in den Kammern 35 und 37 folgen kann. Man baut diese Membrane 61 vorteilhafterweise aus Stainless-Stahl oder Carbonfiber, wenn man mit Wasser in dem Kammernteile 37 fahren will. Carbonfiber hat den Vorteil, daß man durch Wahl der Hitzen bei der Herstellung des Fibers einen hohen Auswahlbereich für den Elastizitätsmodul der Membrane 61 zur Verfügung hat.

In der Fig. 18 ist gezeigt, daß der Trennkörper 36 der Fig. 3 und 4 durch einen Trennkörper 136 der Fig. 8 ersetzt werden kann. Die Besonderheit des Tennkörpers 136 ist, daß er zwei Nuten 82 und 83 für den Einsatz von plastischen Dichtringen hat, die achsial voneinander distanziert angeordnet sind. Zwischen ihnen befindet sich die Leckage Sammelnut 80 zur Sammlung von eventueller Leckage über undicht gewordene plastische Dichtringe der Nuten 82 oder 83. Zur Sammelkammer 80 ist die Leitung oder Mündung, bzw. der Anschluß 81 gesetzt, um eventuelle Leckage aus der Sammelkammer 80 ableiten zu können. Es ist empfehlenswert, zur Leitung 81 automatische, z. B., elektronische, Senser zu setzen, die die Aufgabe haben die betreffenden Menschen darauf hinzuweisen, daß Dichtringe undicht geworden sind und ausgetauscht werden sollen, oder die die Aufgabe haben, die Gesamtanlage automatisch still zu setzen, wenn Leckage auftritt, die eine Vermischung des ersten mit dem zweiten Fluide in den Kammernteilen 35 und 37 bewirken könnte.

In der Fig. 14 ist schließlich noch angedeutet, daß die Anlage dreiteilig aus Mittelgehäuse 11, Boden 111 und Deckel 1111 gebaut werden kann, um alle Einzelheiten sauber produzieren und montieren zu können.

Die Fig. 15 und 16 bringen für den Bau der Aggregate der Erfindung wichtiges "know-how".

In der Europa-Offenlegungsschrift EP 01 02 441 sind in den Fig. 23, 25 und 29-A genaue Berechnungen für die axialen Belastungen, Durchbiegungen und Spannungen der konischen Ringelemente 1 angegeben. Bei den späteren Bauten und Erprobungen wurde erkannt, daß die Schutzhauben darunter gelegentlich aufzuweiten und undicht zu werden scheinen. Vermutet wurde bei 1000 Bar eine Aufweitung um etwa 0,1 mm; doch kann das nicht genau gemessen werden. Die weiteren, jetzigen, neuen Untersuchungen aber zeigen, daß die Ursache dieser Unzuverlässigkeit wo anders zu liegen scheint. Es ist nämlich so, daß die radialen Aufweitungen der Innendurchmesser der Rohre unter Innendruck entsprechend der deutschen Literatur und nach den deutschen DIN-Normen aufgrund der von Professor E. Siebel angegebenen und im Buche von Jürgensonn "Elastizitität und Festigkeit im Rohrleitungsbau" veröffentlichten Formel sigma = pd/2s berechnet wurden. Das Buch gibt zwar keine Berechnung der radialen Aufweitungen, doch nimmt der Erfinder an, daß die radiale Aufweitung des Rohres sich durch Multiplikation der Spannung mit dem Innendurchmesser des Rohres und Teilung durch den Elastizitätsmodul E errechnet werden soll. Für die Aufweitung des Rohres wird in deutschsprachigen Hydraulikfachbüchern, z. B. in dem Buche "Ölhydraulik" von Dr. Jean Thoma, zur Zeit Professor an der Waterloo Universität in Canada, auf Seite 211 angegeben, daß die Aufweitung = pR/Es sein soll mit s = Wanddicke. Anscheinend sind die radialen Durchmes seraufweitungen des dickwandigen Rohres aber wesentlich größer. Bei einem Verhältnis Außendurchmesser D zu Innendurchmesser d von 2 z. B. scheint die radiale Aufweitung mehr als doppelt so hoch zu sein, als sie nach der Formel von Professor Dr. Jean Thoma sein würde. Das ergibt sich aus der Formel des Herrn H. Igarashi (Riken Seiki), die dieser aus der japanischsprachigen Literatur weiter entwickelt hat. Daher sind in der Fig. 5 diese Formeln verglichen worden. Dazu ist der Faktor "fR" eingeführt, der diejenige Formel gibt, die nach Pd/E zu folgen hat, um die radiale Aufweitung des Innendurchmessers des Rohres, des Pumpelementes 1, der Dichtringtragrohre 3 oder des Gehäuserohres 1 usw. zu berechnen. Man sieht aus Fig. 6, daß der "fR" Faktor nach Herrn Igarashi, nämlich

mit n = D/d = Außendurchmesser/Innendurchmesser bei n = 2 mehr als doppelt so hohe Aufweitungen gibt, als die einfache Formel nach J. Thoma. Die höheren Aufweitungen werden umso bedeutender, je dicker die Wand relativ zum Innendurchmesser wird. Da bei den hohen Drücken, die in dem Aggregat der Erfindung auftreten, Radialaufweitungen von einigen hundertsel oder zehntel Millimeter bereits Föderverluste der Pumpe von vielen Prozent bringen, kann es passieren, daß die Fördermenge null wird, wenn man nach den beiden Formeln oder einer der beiden Formeln der oben diskutierten deutschsprachigen Literatur rechnet. Um wirklich Förderung des Aggregates bei den angestrebten hohen Drücken zu erreichen, sollte also nach der Igarashi Formel gerechnet werden.

Ferner ist aus der Literatur kaum bekannt, wieviel die plastischen Dichtringe aus Gummi usw. unter Druck ihr Volumen komprimieren. Die umfangreichen Kataloge der vielen Fachfirmen geben den Elastizitätsmodul und viele andere Einzelheiten des Dichtringmaterials an, aber sie bringen nichts über die Volumenverminderung des Materials bei hohem Druck. Fragt man bei ihnen an, dann antworten sie oft, daß man das nicht wisse und auch nicht brauche, weil in der Praxis der Ölhydraulik die Dichtringe, z. B. die O-Ringe, sich etwa verhältnisgleich zum Öle verhielten. Wäre das aber so, dann würde jeder Dichtring z. B. den Nuten 93, 43 usw., ähnliche innere Kompression unter Druck erleiden, wie das Öl oder das Wasser. Da diese Nuten trotz ihrer Enge und Dünne erhebliche Volumen in der Gesamtanlage heben, würden durch diese plastischen Dichtungen, wie z. B. O-Ringe aus gummiähnlichen Stoffen Förderverluste des Aggregats von 5 bis 30% bei den hohen Drücken des Aggregats bringen. Nach langem Suchen ist es nun gelungen, die Kompressionsverhältnisse der gummiähnlichen Stoffe teilweise zu erfahren. Die Fig. 16 bringt diese und zwar in Kurve 1 die Volumenabnahnme des O-Ringes Code 90 nach der japanischen Normung JIS B 2401 nach Messungen von T. Makita; S. Matsuo und K. Inoue. Die Kurve 2 bringt die Volumenabnahme des Gummistoffes Duprene nach Messungen des Herrn Bridgman am Massashusetts Institute of Technology. Die Kurve soll andeuten, das der Stoff bei etwa 5000 Bar spröde und unstetig wird. Herr Bridman hat die Kompressionen (Volumenabnahmen) vieler Stoffe, einschließlich Metallen und vieler Gummi- Arten gemessen, jedoch nur in Intervallen von 5000, 10 000 Atmosphären usw. bis 25 000 Bar. Im für das Aggregat der Erfindung wichtigem Bereiche von 1000 bis 5000 Bar kann man vermuten, daß über 1000 Bar plastische Dichtstoffe etwa halb so viel an Volumen verlieren, wie Wasser oder Öl, wenn man die richtigen Stoffe auswählt und einsetzt. Die Dichtringnuten sollte man daher im Querschnitt so gering halten, daß sie noch gut dichtende Dichtringe halten können und die dünnen Dichtringe in der Fabrikation nicht zu dünn oder zu teuer werden.

Man erkennt aus den Betrachtungen, daß z. B. in der Fig. 11 unter dem hohem Druck im Aggregat praktisch alle Teile federn. Zum Beispiel radial ausdehnen und bei Entspannung zusammen ziehen. Es ist zweckdienlich, den Effekt der federnden radialen Zusammenziehung und der axialen Entspannung dem Wirkungsgrade des Aggregats nutzbar zu machen. Das erreicht man, indem man die Fluidsäule in dem Mittelkanal 31 auf den Geberkolben 15 wirken läßt, um diesen in seinem Rückhube gegen die Führungsfläche des Hubantriebes, z. B. 13, 23, 24 drücken zu lassen. Der Erstkolben 15 wirkt dann bei seinem Rückhube auf die Welle 12 als Hydromotor treibender Hydromotor-Druckkolben. Ohne diesen Effekt auszunutzen, wäre der Wirkungsgrad des Aggregates der Erfindung bei sehr hohen Drücken von über 1000 Bar sehr gering. Die Grundlagen der Fig. 15 und 16 geben dafür die Berechnungsmöglichkeiten. Um einen guten Hydromotorenwirkungsgrad des Kolbens 15 beim Rückhube zu verwirklichen, ist es zweckdienlich, die aus den Patentschriften des Erfinders bekannte Systeme zu verwenden.

Bezüglich der Fig. 12 ist zu bedenken, daß diese so gezeichnet ist, daß man das System aus der Figur leicht erkennen kann. Das soll aber nicht heißen, daß man sie einfach maßstäblich kopieren kann, um ein wirkungsgradhohes Aggregat zu erhalten. Nimmt man folgende Masse in Fig. 12 an: Kolbendurchmesser (15)=10 mm; Innendurchmesser des Gehäuses (11)=Durchmesser der Kammer (16, 17)=24 mm; Kolbenhub des Kolbens (15)=4 mm; Volumen der Leitungen 22, 23=4,25 cm³. Dann erhält man Volumen der Flüssigkeiten bei Atmosphärendruck=16 cm³; Förderung des Kolbens 15 =0,312 cm³. Das gibt 0.312/16=0,019; also 1,9% des Flüssigkeitsvolumens als Fördermenge durch den Kolben 15. Da Wasser, siehe Fig. 16, aber bereits bei 1000 Bar um mehr als 1,9% komprimiert, kann die Pumpe im Maßstabe der Fig. 12 nicht einmal 1000 Bar Druck erreichen. Sie würde nur bis etwa 700 Bar fördern und dann würde die Fördermenge zu null. In Wirklichkeit wird sie schon früher, bei noch geringerem Drucke zu null, weil die Wand des Gehäuses 1 sich unter dem Innendrucke radial nach außen aufweitet.

Folglich ist es so, daß die Kammern 16, 17; 35, 37 so klein bemessen werden müssen, daß beim Ende des Pumphubes fast kein Totraum mit Flüssigkeit darin verbleibt. Die Menge des ersten Fluids muß so klein gehalten werden, daß der betreffende Kolben gerade noch im ersten Fluid läuft, ohne das zweite Fluid zu berühren. Die Leitungen 22, 23 usw. bis zu den Einlaß und Auslaßventilen müssen so wenig wie möglich Volumen haben. In der Praxis sind die Ventile direkt an die Kammern 17, 37 angebaut, um Totraum zu vermeiden. Außerdem müssen die Wandstärken der Zylinder sehr dick sein. Kurzum, in der Praxis werden die Bauteile in hundertsel Millimetern toleriert, weil sonst die gewünschten Drücke nie mit ausreichendem Wirkungsgrade erreicht werden können.

Im folgenden werden neue konische Ringelemente vorgestellt, die axsial gerichtete Nasen an ihren radial inneren und äußeren Endteilen haben. Radial innerhalb und außerhalb der Nasen sind Dichtringbetten ausgebildet, in die plastische Dichtringe eingesetzt werden. Durch die Innendurchmesser und Außendurchmesser der Nasen wird eine Querschnittsfläche der Nasen geschaffen und die Radialabmessungen der Fluidkammern radial innerhalb und außerhalb der Nasen scharf begrenzt. Die Elemente werden in einer Bohrung eines Körpers eingesetzt, die oben durch einen Kopfdeckel verschlossen ist, der ein Einlaß- und ein Auslaß-Ventil enthält. Unterhalb der Bohrung ist ein Geberkolben angeordnet, der Fluid in die verschlossene Bohrung pumpt. Das obere Element einer Elementsäule liegt dichtend am Kopfdeckel an. Dadurch ist eine zu den Ventilen verbundene Innenkammer geschaffen und eine zu dem Geberkolben verbundene Außenkammer. Die Bauweise der Elemente garantiert, daß der Druck in den Kammern die Elemente der Elementensäule nicht voneinander abhebt, sondern sie selbstdichtend zusammendrückt. Dadurch gelingt es der Erfindung eine Pumpe für nicht schmierende Medien mit bis zu rund 4000 Bar wirkungsgradhoch und betriebssicher zu schaffen. Weitere Alternativbeispiele zeigen mögliche verwandte Ausführungsformen der Erfindung.

In den bisherigen Figuren ist ein Hochdruckfluid-Aggregat beschrieben, das zwei verschiedene Medien, von denen das eine ein nicht schmierendes Fluid sein kann, durch ein in axialer Richtung dehnbares Ringelemente trennt, das die beiden Medien voneinander getrennt hält, wenn das eine Fluid am einem Ende des Elementes einen Pumphub auf das Element ausübt und dadurch das andere Fluid am anderen Ende des Elementes aus seiner Pumpkammer herausgedrückt wird. Im Hauptpatent konnte das Element auch eine Membrane sein, weil die Drücke an beiden axialen Enden des Elements nach dem Hauptpatent im Prinzip gleich sind und sich nur durch den Widerstand des Elements bei dessen Verformung unterscheiden.

Die Ausführung des Elementes der bisherigen Figuren hat aber den Nachteil, daß der Hub des Elementes relativ kurz ist, weil die Membrane bei langem Hube infolge Überspannung reißen würden. Außerdem ist die Membrane des Hauptpatents eine schwache ohne besondere eigene Stärke und Widerstandsfähigkeit. Dadurch ist dem Aggregat des Hauptpatents eine Leistungsgrenze durch dessen Element, also durch dessen Membrane gegeben.

Die Erfindung hat daher auch die Aufgabe, ein wiederstandsfähiges Element und dazu zweckdienliche Teile eines Aggregates mit hoher Haltbarkeit und langem Axialhub des Elementes betriebssicher und mit einfachen Mitteln zu schaffen, um Lebensdauer und Leistung von Hochdruckaggregaten zu vergrößern.

Die Fig. 19 bis 32 zeigen Längsschnitte durch 14 verschiedene Ausführungsbeispiele eines Hochdruck-Aggregates nach der Erfindung oder durch Teile des Aggregates.

Fig. 19 zeigt in einem Deckel 1, 11 die zweite Pumpkammer 37 mit einem Einlaßventil 38 und einem Auslaßventil 39. Zu den Ventilen führen die Leitungen 41 und 42. Die Ventile können durch Federn 40 gespannt sein. In den Deckel 1 ist ein Einsatz 91 eingespannt und z. B. 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 Elemente 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. 19 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 Stirnfläche des Elements 61 und der Kopfanlage 100 ausgebildet, wobei die Kopfanlage 100 an dem Deckel 1 ausgeformt ist. In den Fig. 19 und 20 ist die Kopfanlage ein schwachwinkliger Hohlkegel, dessen axiale Tiefe nicht länger sein darf, als der maximal zulässige Hubweg des Elements 61 ist. Preßt der Hubkolben 52 nach oben, dann wird Fluid aus dem Zylinder 35 gegen den Boden des Elements 61 gedrückt und das Element hebt sich nach oben, dabei über Ventil 38 eingetretenes Fluid über Ventil 39 aus der zweiten Kammer 37 herauspumpend, bis die obere Stirnfläche des Elements 61 an der Kopfanlage 100 anliegt. In diesem Zustande ist unter dem Element 61 die erste Pumpkammer 37 voll ausgebildet. Der Hubkolben 52 hat seinen vollen Hubweg getan.

Während im bisherigen die Membrane frei zwischen den beiden Medien der Kammern 35 und 37 schwang, ohne mechanische Endauflagen zu berühren, hat das Element 61 der Erfindung jetzt Endanlagen 100 und 101 zwischen denen es sich axial bewegt. Das hat den Vorteil, daß die Anlagen 100 und 101 so plaziert werden können, daß der zulässige Hubweg des Elements 61 nie überschritten werden kann. Das Element 61 erhält so eine lange Lebensdauer und Betriebssicherheit. Die Formgebung der Anlagen 100 und 101 werden so bemessen, daß das Element in allen Teilen zulässige Spannungen behält. Die Kopfanlage ist daher radial in der Mitte weiter ausgebucht, 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 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003727989 00004 9988061 an die Kopfanlage 100 verhindert. Der Winkel des Hohlkonus unter der Kopfanlage 100 ist in den Figuren stark vergrößert 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, für Hochdruck Wasserpumpen von bis zu 5000 Bar, aber oft aus dem japanischen SUS 630 Stahl oder aus Edelstahl von VEW. In den Fig. 1 und 2 ist dabei ein Hubweg des Elements von 0, bis 0,4 mm zulässig, wenn die genannten Stähle verwendet sind.

Erwünscht ist aber oft ein noch größerer Hubweg des Elements.

Daher zeigt die Fig. 21 im Maßstab 1 : 1 ein Hochdruck- Aggregat für bis zu 5000 Bar Wasserdruck aus der zweiten Pumpkammer 37 für etwa 10 cm Fördermenge pro Hub. Das Element 61 macht dabei in der radialen Mitte etwa 4 mm Hub.

Der lange Hubweg des Elements 61 und damit die große Fördermenge der Kammer 37 bei dem hohen Druck ist nach der Fig. 21 dadurch erreicht, daß das Element 61 mit Ringwellen (161, 261, 361) geformt ist, die Wellen Täler und Berge bilden. Diese sind in der Figur sehr stark ausgeprägt und bilden zwischen den Wellenhöhen 161, 261 und den Wellentiefen 461 fast achsparallele oder nur schwach geneigte Elementstücke 361. In Radialrichtung ist durch diese Ausformung der Wellenteile eine Länge des Elements 61 geschaffen, die die Radialabmessung der Kammern 35, 37 bei weitem übersteigt. Das Element 61 ist daher besonders elastisch, obwohl es aus Teflon, anderen Werkstoffen oder aus Edelstahl besteht. Die Wellenhöhen und Wellentiefen gehen in guten Bögen in die Zwischenstücke 361 über. Die radial außeren Wellenberge und Wellentäler sind praktischerweise axial kürzer, als die radial inneren. So erreicht man eine automatische Entlüftung, indem man das Auslaßventil 39 an die höchste Stelle der zweiten Pumpkammer 37 setzt, wo sich der höchste Wellenberg 161 befindet. Die Figur ist etwa maßstäblich gezeichnet. Der Deckel 1 ist entsprechend mit der Kopfanlage 112 geformt, wobei diese den Hubweg des Elements 61 begrenzt und die obere Stirnfläche des Elements 61 nach Beendigung des Hubweges des Elements 61 an der Kopfanlage 112 anliegt. Die Kopfanlage hat also zum Element komplementäre Wellenformen, wobei diese sich jedoch um die betreffenden örtlichen Axialmasse von der ungespannten Lage des Elements 61 entfernen. Der Einsatz 91 hat an seinem oberen Ende die Bodenauflage 111, die komplementär zum Boden des Elementes 61 geformt ist, also auch die Wellen Täler und Berge 191 und 192 hat und auf der die Grundfläche des Elements 61 in dessen ungespannten Zustand aufliegt. Man sieht in der Figur deutlich, daß die Berge des Deckels 1 und die Berge des Einsatzes 91, z. B. die Teile 191 und 212 tief in die betreffenden Wellentäler des Elements 61 eintreten. Totraum ist dabei vermieden, um hohen Wirkungsgrad der Förderung zu erreichen. Die Ventile sind in der Figur so ausgebildet, daß nur wenig Totraum entsteht trotzdem gut wirken. Die Bohrungen 105 und 106 dienen zur Ableitung von Luft, die sich in den Höhen sonst sammeln und das Pumpen verhindern würde. Die Bohrungen 105 und 106 verbinden die Höhen der Kammer 37 mit dem Auslaßventil. Die Höhen um 191 unter dem Element 61, also in der Kammer 35, können durch die Entlüftungsbohrung 120, die dafür angeordnet ist, entlüftet werden. Sie soll an der höchsten Stelle unter dem Element 61 münden, wie gezeichnet, um ihre Entlüftungswirkung erfüllen zu können.

Die Positionen 461, 312, 291 zeigen weitere Täler, Höhen oder Auflageflächen im Zusammenhang mit der Formgebung des Elementes oder der Anlage- bzw. Auflage-Fläche. Die Federbarkeit des Elementes 61 ergibt sich auch durch die langen Axialstege 361, die in radialer Richtung federn können.

Der Deckel 1 und der Einsatz 91 sind durch die Verbindungen 92 zusammengehalten. Das Einlaßventil 38 kann mit den Federn 40 gespannt sein und die Anschlüsse 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. Für die Entlüftung der Wellen-Berge sorgen die Entlüftungsbohrungen 105 und 106. Die Ringnase 110 zeigt den tiefen Eingriff in das Wellental oberhalb des Talbodens 291.

Im Zylinder 35 der Hubdruck-Kammer 35 läuft der Kolben 52, der die Kammer 35 periodisch füllt und entleert. Der Antrieb des Kolbens 52 erfolgt z. B. nach der genannten Europa Offenlegungsschrift oder mittels einem Druckkolben 124 in einem Zylinder 125 mit Einlaß 123. Statt dem Druckkolben 124 zu benutzen kann man auch einen mechanisch angetriebenen Druckkolben 128 verwenden, der dazu einen Kolbenschuh 127 in Kolben 128 schwenkbar enthält, während der Kolbenschuh auf einer Lauffläche eines Exzenters 126 angetrieben ist. Der Kolbenschuh mag hydrostatische Lagertaschen 130 und Verbindungsleitungen 129 enthalten. Ein Maßstab ist links in der Figur eingezeichnet, um die Größe für die benannte Fördermenge in etwa zu zeigen. Wenn der Kolben 124 im Zylinder 125 angeordnet ist, wird am oberem Zylinderende eine Entlüftungsbohrung 122 angeordnet. Von besonderer Bedeutung für die Praxis ist die Füll-Kontroll-Bohrung 121, die sich in der unteren Totpunktlage des Kolbens 52 befindet und dort in den Zylinder 35 mündet. 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 gefüllt werden kann. Nach kurzem Hubweg verschließt der Kolben 52 die Bohrung 121 und beginnt damit die Hubförderung des betreffenden Druckfluids aus dem Zylinder 35 in die Kammer 35 unter das Element 61 hinein, um das Element 61 nach oben zu drücken und dadurch das andere Fluid aus der Kammer 37 durch das Auslaßventil 39 und den Auslaß 41 zu fördern. Das Element 61 hält dabei die beiden unterschiedlichen Fluiden in den Kammern 35 und 37 voneinander getrennt, damit sich nicht vermischen können.

Fig. 22 entspricht im Wesentlichen der Fig. 20, doch ist das Auslaßventil 39 nahe dem Einlaßventil 38 angeordnet, was eine einfache Herstellung bringt, aber wirkungsgradmäßig der Fig. 20 nachstehen kann, weil die Entlüftung in Fig. 22 nicht so gut automatisch erfolgt, wie in Fig. 20 denn der Anschluß des Ventils 39 liegt in Fig. 22 nicht an der oberen Stelle, an der sich die Luft sammelt. Verdreht man die Fig. 22 um 90 Grad nach links, dann ist die automatische Entlüftung jedoch wieder gesichert.

In Fig. 23 ist eines der effektivsten Ausführungsbeispiele der Erfindung für große Fördermenge gezeigt. Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels ist die Anordnung des Multi-Axial-Elementes der Fig. 24. Es ist in Fig. 24 separiert dargestellt. Mit dem Flansch 210, 284 ist das Element 210 zwischen den Dichtungen 209 und 211 zwischen dem Deckel 201 und dem Gehäuse 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 Ausführungsbeispiel aus einem einzigen Teil geformt. Zum Beispiel ist es aus dem japanischen Edelstahl SUS 630 oder aus einem VEW-Edelstahl gedreht. Die inneren und äußeren Bögen sind keine scharfen Spitzen, damit sie nicht brechen. Ein Boden 218 mag das andere Ende des Elementes bilden. Die Herstellung mittels Drehen aus dem einen Werkstück ist relativ einfach und kann auch automatisch erfolgen. Doch würde das Element hohe Förderverluste durch innere Kompression haben, denn die doppelkonischen Innenräume 282 lassen sich nicht mit nicht komprimierbaren Füllstoffen ausfüllen und bilden toten Raum, in dem das Fluid komprimieren und dadurch an Fördermenge verlieren würde. Dieser Nachteil ist jedoch durch die gegenwärtige Erfindung überwunden. Zum Beispiel gießt man danach das Element, bzw. die Elementsäule 210 voll mit Aluminium oder einem anderen geeigneten Stoff aus. Aluminium ist gut geeignet, weil es eine so geringe Schmelztemperatur hat, daß beim Ausgießen mit der Aluminium-Schmelztemperatur aus Edelstahl, aus dem das Element meistens besteht, noch nicht beschädigt wird und außerdem weil das Aluminium unter Druck (Zusammendrückung) wenig an Volumen verliert. Es verliert etwas weniger, als das 16tel des Volumens, das Wasser unter gleichem Druck verlieren würde. Wasser verliert bei 5000 Bar schon fast 20% an Volumen, Blei etwa 2,3%, Aluminium aber nur etwa 0,55%. Der Fördermengenverlust des Aggregats bei Ausfüllung der Innenräume mit Aluminium verringert also die Kompressionsverlust im Vergleich zu Wasser fast um das 30- bis 40fache. Nachdem die Innenräume des Elementes mit dem Blei oder Aluminium ausgegossen sind, wird aus dem Element der Füllstoff, also z. B. das Aluminium auf den Innendurchmesser der Innenbogen 281 ausgedreht. Dann wird das Element auf die Knettemperatur des Ausfüllstoffes erhitzt, nachdem auch die äußeren Zwischenräume 283 mit dem Füllstoff ausgegossen waren. Bei Erreichen der Knettemperatur wird das Element unter einer Presse auf die gewollte Hublänge axial zusammengedrückt, wobei sich der Füllstoff entsprechend auch zusammendrückt. Nach dem Erkalten wird erneut ausgedreht und zwar wieder auf den Innendurchmesser der Innenbögen 281 und radial nach außen auf den Außendurchmesser der Außenbögen 280. Dabei haben sich dann infolge der Zusammendrückung des Füllstoffes die Zwischenräume zwischen Füllstoff und konischen Teilen des Elementes gebildet, die nunmehr einen Teil der Arbeitskammer bilden. Das Element arbeitet dann zwischen dem entspannten Zustand der Fig. 5 und 6, und dem gespannten Zustand, in dem die genannten Zwischenräume verschwunden sind, weil Elementenwände und Füllstoffwände dann aneinander anliegen. Der Innenraum des Elementes erhält dann einen Innenraum-Füllklotz, z. B. 216 und die genannte Zwischenräume 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 nämlich den Vorteil, daß man dann den Hubkolben 227 in den Zylinderaum 220 des Füllkolbens 217, 219 eintauchen lassen kann, um eine kurze Baulänge des Aggregates zu bekommen. Der mittels der Befestigungsschrauben am Gehäuse 222 gehaltene Kopfdeckel enthält die Einlaß- und Auslaßventile 202, 204, 206 und 2087, die auch die Spannfedern 203 haben können. Die äußeren der Doppelventile sind aus Herstellungsgründen in Einsätzen 205, 207 im Kopfdeckel 201 untergebracht. Im Aggregat befinden sich die erste Arbeitskammer 212 für das zu pumpende, nicht schmierende Fluid, z. B. das Wasser und die zweite Arbeitskammer oder Hubkammer 213, wobei die letztere mit dem Zylinderaum 220 verbunden ist. Die Hubkammer wird mittels des Hubkolbens 227 mit dem Hubdruckfluid gefüllt was meistens eine schmierende Flüssigkeit ist, z. B.: Öl. Der Hubkolben 227 mag hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein, wie aus der Europa-Offenlegungsschrift bzw. aus anderen Figuren bekannt. Der Antrieb kann aber auch mechanisch über eine Kurbelwelle mit Pleueln oder über einen Kolben 226 mit Kolbenschuh 230 und einem Langhubexzenter 232 mit Hubfläche 233 an einer Welle 231 nach DE-OS 33 30 983, z. B. Fig. 30, erfolgen, wobei dem Kolbenschuh Druckfluidtaschen 228, 229 zugeordnet sein mögen. Der im Kolbenbett schwenkbare Kolbenschuh 230 läuft mit der Gleitfläche 234 an den Kolbenhub Führungsflächen 233 des Exzenters 232. Wichtig ist wieder die Füll-Kontroll-Bohrung 223, die auf die innerste Totpunktlage des Hubkolbens 227 münden soll, damit die Hubkammer 213 rationell ohne Störung und Verluste gefüllt werden kann. Beim Druckhub des Hubkolbens 227 wird die Elementanordnung 210 unter dem Fliuddruck in Hubkammer 213 nach oben zusammengedrückt, wodurch die erste Arbeitskammer 212 komprimiert und das nicht schmierende Fluid aus der Kammer 212 über die Auslaßventile 206 und 208 aus dem Aggregat heraus fördert. Des hohen Druckes in der Kammer 212 wegen hat der Hubkolben 227 im Vergleich zum Elementensatz 210 relativ kleinen Durchmesser, dafür aber langen Hub. Es ist daher gelegentlich zweckdienlich, dem Hubkolben einen Führungskolben 226 im Führungszylinder 224 zuzuordnen, der durch Federn 225 jeweils in der Mittel zwischen dem Kolben 226 und dem oberen Ende des Zylinders 224 gehalten wird. Der Kolben 226 hat meistens die Druckfluidtaschen 227 zum Lauf an der Zylinderwand des Zylinders 224. Dieses Aggregat ist in der Abmessung des Maßstabes ebenfalls für die Förderung von etwa 10 ccm bei etwa 4000 Bar. Man beachte des hohen Druckes wegen der Dicke der Wand des Gehäuses 222, damit es nicht radial ausdehnt, was Förderverluste bringen würde.

Die Fig. 24 ist zusammen mit der Fig. 23 bereits beschrieben worden.

In Fig. 25 ist eine Alternative zum Element der Fig. 6 dargestellt. In dieser Figur ist das Element aus faserverstärtem Kunststoff, z. B. aus Carbon-Fiber hergestellt. An den Flansch 250 schließt sich wieder ein konisches Ringelement an. Am radial inneren Ende ist dieses erste Element mit einem zweiten symmetrisch konischen Ringelement 252 zusammengeklebt, d. h., unter Druck zusammen gefügt, z. B. mit Epoxy Resin, dem Bindestoff im Carbon- Fiber. Am radial äußeren Ende ist bei 253 dem zweiten Element wieder ein erstes Element angeklebt usw., bis zum Boden 256. Von Bedeutung ist, daß die inneren Verbindestellten 254 leicht herstellbar sind, indem man jeweils ein Element 251 und ein Element 252 unter der Presse zusammengeklebt. Danach können 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 für das Zusammenpressen beim Verkleben der benachbarten Elemente 252 in der Verbindung 253.

In der Fig. 26 ist ein sinngemäßer 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 äußeren 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 äußeren Enden der konischen Ringe 260 und 266 sind mit Bordringen 264 bzw. 272 achsial umgriffen und zusammen gehalten. Dabei mögen die Bordringe radial kleiner oder größer 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 müssen. Die Dichtringe 271 und 264 müssen dabei jeweils einen Distanzring und zwei konische Ringelemente radial umgreifen, um die benötigte Dichtwirkung für das Aggregat zu erreichen.

Die Fig. 28 zeigt in großem Maßstabe ein entsprechendes konisches Ringelement der Erfindung und die ihm zugordneten wichtigen Teile dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung. Das Element 301 hat die Ausdehnung 371 zur Aufnahme des Zentrierungsringes und des Dichtringes der Fig. 27 oder einer der bisherigen Figuren. Radial nach innen erstreckt sich davon die konische Abschrägung 370, die den Pumpraum bildet und an die ich die zylindrische Innenfläche 379 anschließt, die am jenseitigen Ende im Ausführungsbeispiels den Konus 378 sehr kleinen Winkels hat. Diese Abschrägung (der Konus) ist deshalb wichtig, weil das Element axial zusammengedrückt wird und diese Axialdrückung eine Innendurchmesserverringerung bringt, die am rückwärtigen Ende stärker ist, als am vorderen Ende des Elementes. Nach der Zusammendrückung würde die Innenfläche daher nicht mehr zylindrisch sein. Als nächstes folgt die rückwärtige Auflagefläche, an die sich die Verstärkungsausbauchung 374 anschließt und schließlich hat das Element 301 noch die Haltefläche 373 zum Ansatz der Klampenringe der Hauptanmeldung und der Fig. 27 zum Zusammenbau zweier benachbarter, symmetrisch angeordneter Elemente 301 zu einem Elementenpaar. Die Elemente liegen auf den Stützringen 375 des Distanzstückes 376 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Distanzstück einteilig mit dem Dichtlippenträger 386 und zwar deshalb, damit die Dichtlippen 380 keine axiale Relativverschiebung relativ zum Element 301 erleiden können, weil solche Verschiebung die Dichtlippen 380 und die Dichtringe 387 beschädigen bzw. abnützen könnten.

Wichtiges Erfindungsmerkmal ist in diesem Ausführungsbeispiel noch der Dichtlippenträger 381 mit seinen Ergänzungsteilen. Der Dichtlippenträger hat die an der Innenfläche 379 des Elementes anliegende Dichtkante (den Dichtsteg) 380, vor dem, der Arbeitskammer zu gerichtet, der Dichtringsitz (die Dichtringnut) zur Aufnahme des plastischen Dichtrings 387 angeordnet ist. Die Dichtlippe 380 ist eng in die Innenfläche 379 des Elementes eingepaßt. Die Dichtringnut ist nahe der Arbeitskammer, als 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 beschränkt, dann auch die Dichtwirkung der Dichtlippe und des Dichtringes 387 unsicher macht und schließlich die Fördermenge des Pumpaggregates abnimmt, wenn das Element 301 radial aufweitet.

Aus den gleichen Gründen ist die Dichtringnut mit dem Dichtring 387 in axialer Richtung kurz gehalten, denn der plastisch verformbare Dichtring 387 würde den Druck radial von innen her auf die radiale Innenfläche 380 des Elementes 301 übertragen. 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 Füllklotz ausgebildet, denn der Dichtlippenträger 381 muß radial von innen her mit Druck beaufschlagt werden, damit die Dichtlippe 380 den Radialbewegungen der Innenfläche 380 des Elementes 301 folgen kann, indemn der Innendruck sie jeweils an die Innenfläche 380 andrückt und angepreßt hält, wenn das Element 301 sich radial im Durchmesser verändert. Der Dichtlippenträger 381 ist daher in diesem Ausführungsbeispiel ein vom Körper 386 aus axial erstrecktes dünnes rohrförmiges Teil 381, daß am Körper 386 dadurch ausgebildet ist, daß der Körper 386 die Ausnehmung 382 hat, in die der Füllklotz 383 eingelegt ist. Zwischen dem Füllklotz 383 und dem Dichtlippenträger 381 bleibt ein einger Ringspalt 382, zu dem die Bohrung(en) 388 durch die Haltefläche des Kotzes 383 führen, um die Arbeitskammer mit dem Ringspalt 382 verbunden zu halten, damit der Druck der Arbeitskammer auch allezeit in dem Ringspalt 382 wirkt. Rückwärtig der Dichtlippe 380 hat der Dichtlippenträger oft die Durchmesserverringerung 377, die dafür dient, das Anstoßen des rückwärtigen Teiles des Innendurchmesser 379 des Elementes 301 an den Dichtlippenträger 381, 386 zu verhindern. Die Dichtlippe 380 des Dichtlippenträgers 381 ist in axialer Richtung wieder sehr kurz, weil axiale Länge bei der Federung des Elementes 301, die die zylindrische Innenfläche 379 nach der Erfindungserkenntnis periodisch in eine konische verwandelt, die Dichtlippe 380 entweder am vorderen oder am hinteren axialen Ende periodisch um einige tausendmal oder hundertstel Millimeter von der Innenfläche 379 abhebt, was zu einem Spalt führt, 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 macht.

Die Dichtlippenausbildung, wie die Ausbildung des Elementes und der Umgebungsteile erfordert hohe Aufmerksamkeit, weil ohne Harmonie aller Einzelheiten das Aggregat keinen Wirkungsgrad oder keine Lebensdauer erreicht. Die Tiefe der Ringnut 382 bewirkt die Aneinanderpreßkraft zwischen der Dichtlippe 380 und der Innenfläche 379. Ist sie zu tief, also der Dichtlippenträger 381 zu lang, dann nutzt die Dichtlippe 380 infolge zu hoher Flächenpressung 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 Innenfläche 379 des Elementes 301 zu drücken. Der Füllklotz 383 kann z. B. mittels der Rohrniete 384 im und am Körper 386 gehalten werden, wobei die Rohrform der Niete die Bohrung 385 zur Verbindung mehrerer Arbeitskammern enthält.

In der Fig. 27 befinden sich unter dem nicht eingezeichnetem Kopfdeckel mit den Einlaß- und Auslaßventilen die Pumpenelemente 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 Spannflächen der Elemente 301 ausgebildet werden, damit die Elementenpaare 301 symmetrisch zueinander zusammengehalten sind, um die Pumpenkammer(n) zu bilden. Die Bolzen halten die Klampenringe zusammen. Die Totraum- Ausfüllklötze einschließlich der Klötze 359 sind angeordnet und so die Dichtringe 393, die Fluidnuten 361, die Dichtringträger 360 und die Distanzringe 302. Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung besteht darin, daß eine Beaufschlagung des Innenraumes 350 des Gehäuses automatisch und parallel zum Druckanstieg und Abfall in der Hauptpumpkammer (den Hauptkammern) zwischen den Elementen 301 mit einem geeignetem Druck erfolgt. Um dieses Erfindungsziel zu erreichen, durch das die Elemente 301 zwei Drücken federn und dadurch höhere Drücke in der Hauptarbeitskammer zwischen den Elementen zulassen, wird der Druck aus dem Hubzylinder 352 unter dem Hubkolben 354 durch die Verbindungsbohrung 351 in den Gehäuse Innenraum 350 geleitet. Diese Bohrung oder Fluidleitung 351 ist daher ein wichtiges Erfindungsmerkmal. Der Hubkolben 354 zum Zusammendrücken der Pumpenelemente 301 und damit zur Förderung aus der Hauptarbeitskammer, drückt auf den Boden der Arbeitskammernanlage, ist im Zylinder 352 achsial beweglich und drückt 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 Ausführungsbeispiel als Differentialkolen 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 Atmosphärendruck hält. Damit der Differentialkolben 354-357 montiert werden kann, ist das Gehäuse 306 mit einem abnehmbaren Boden 362 versehen, der mittels der Halterung 363 (z. B. Schrauben) am Gehäuse 306 gehalten ist. Der Unterschied der Durchmesser der Kolbenteile 354 zusammen mit dem Durchmesser der Arbeitskammer innerhalb der Elemente 301 und 357 bestimmt den Unterschied des Druckes in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 301 und dem Druck im Hubzylinder 352 und dem dazu gleichen Druck im Innenraum 350. Wird das Aggregat z. B. als Pumpe mit 3200 Bar in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 301 gefahren und ist der Kolbendurchmesserunterschied so, daß die Hälfte dieses Druckes in Zylinder 352 mit Raum 350 herrscht, dann halten die Elemente 301 bei 3200 Bar genau so lange, wie sie bei 1600 Bar halten würden, wenn kein Druck im Innenraum 350 wäre. 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 Arbeitskammer und Atmosphärendruck im Innenraum 350. Auf diese Weise, also mittels Anordnung des Differentialkolbens 354-357 und der Leitung 351 ist es also möglich geworden, das Aggregat mit höheren Drücken, z. B., mit doppeltem Druck zu fahren, als in den Aggregaten nach der genannten Europa-Offenlegungsschrift. Gleichzeitig ist bei dieser Ausführung 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 Durchmesserverhältnis 354-357 bestimmten Prozentsatz des Druckes in der Arbeitskammer hat. Ausfüllklötze 362 zwischen Teilen innerhalb 306 reduzieren den Totraum in Raum 350 auf ein Minimum. 363 ist ein Dichtring. In Fig. 29 ist eine andere Dichtlippenanordnung gezeigt. Die Dichtlippen 408 liegen hierbei nicht radial innerhalb der Innenfläche des betreffenden Elementes 401, sondern sie bilden eine achsiale Auflagedichtung an den achsial inneren Wänden der Elemente 401. Die Dichtlippenträger 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 Nuten 406 eingesetzt werden, angeordnet sein können. Bei dieser Ausbildung nach diesem Ausführungsbeispiel fällt die Radialaufweitung der Elemente 301 der Fig. 28 und damit dernen Problematik fort. Die Elemente 401 liegen mit Flächen 402 aneinander und sie sind durch den Zentrierring 403 zueinander zentriert. Mehrere Elementenpaare sind wieder durch die Distanzringe 405 aneinander gelegt. Die Dichtlippenträger 409 bilden also in diesem Ausführungsbeispiel Radialfortsätze 417 als Dichtlippenteile aus, die die Auflageflächen 415 bilden, die dann gleichzeitig die Dichtlippen sind und an den Radialplanflächen Innen-Teilflächen 416 der Elemente 401 anliegen und die Achsialauflage und Dichtung 408 bilden. Die Dichtlippenträger 409 können nicht einteilig für zwei Elemente 401 sein bei dieser Ausführung. Daher hat jedes Element 401 einen eigenen Dichtlippenträger 409 in Ringform. In zwei dieser ringförmigen Dichtlippenträger 409 ist ein Ausfüllklotz mit Fluidleitungsbohrung 412 eingesetzt. Die Träger 409 haben präzise zylindrische Innenflächen, damit Dichtringe in Dichtringnuten 411 zwischen Klotz 410 und Träger 409 die Abdichtung von einem Träger 409 zum benachbartem herstellen und somit die Arbeitskammern zwischen den Elementen 401 abdichten können. Die Elementenpaare 401 werden wieder durch die Klampenringe 327, 328 der Fig. 27 zusammen gehalten. Halteborde 413 können zwei benachbarte Dichtlippenträger 409 durch den Füllteil 410 zusammenhalten.

Fig. 30 zeigt ein U-Element. Es hat das Pumpelement aus zwei symmetrisch zueinander ausgebildeten konischen Ringteilen, die radial außem miteinander den Außenbogen 423 bilden. Radial innen haben sie die Auflagenansätze oder Anlageflächen 424, 425. Bei diesen Elementen bestand das Problem, daß der Innenraum 426 um U-Ring mit Fluid gefüllt war und einen Totraum bildete, in dem beim Pumpvorgang das Fluid unter Druck komprimierte, wodurch ein Fördermengenverlust entstand. Nach der Erfindung wird das Element jetzt mit einem Füllstoff, z. B. Aluminium, Blei, oder dergleichen ausgefüllt. Die Ausfüllung erfolgt dabei so, wie anhand der Fig. 24 beschrieben wurde. Durch Ausgießen, dann abdrehen, Erwärmen auf Knettemperatur und Zusammenpressen, bis der Hubraum 426 ausgebildet ist. Die Ausfüllung ist in der Figur mit 427 bezeichnet. Das U-Element kann zylindrische Innenflächen zum Einsatz von Dichtlippenträgern erhalten, oder die Planflächen 424 und 425 können aneinander abdichten, wenn mehree U-Elemente aneinander gelegt sind, so daß jeweils eine Auflagefläche 425 an der Auflagefläche 424 des benachbarten U-Elementes aufliegt und unter Druck durch Vorspannung des Elementes oder unter Hubkolbendruck dichtet.

In Fig. 31 ist gezeigt, daß die Pumpenelemente der Fig. 26 auch aus einem einzigen Stück zusammenhängend hergestellt werden können. Sie entsprechen dann etwa dem Elementensatz der Fig. 24, haben dann jedoch Kanten statt der Bögen zwischen den konischen Ringelementen. An den Flansch 250 schließt sich das erste konische Element 266 an, um in die innere Verbindung 270 zum nächsten, zum ersten symmetrischen konischen Ringelement 260 übergeht. Dieses verbindet mittels der Außenverbindung zum nächsten Element 266 und so fort.

Fig. 32 zeigt einen Ringelementensatz der Fig. 24 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 trägt darin einen Kolben 443, der zusammen mit dem Bolzen 441 in dem Zylinder 444 abgedichtet achsial beweglich ist. Zum Zylinder 444 führt die Druckfluidleitung 445. Das jenseits des Kolbens 443 ausgebildete Zylinderstück 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 Inneren 710, des Elementes 210, also aus der Arbeitskammer 710 gefordert war, wird Druckfluid durch Bohrung 445 in den Zylinder 444 geleitet und drückt 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 dünnwandigen Elementen zweckdienlich, weil diese keine so große Spannung haben, um mit Sicherheit neues Fluid schnell genug durch das Ansaugventil anzusaugen, weil ja das Herausdrücken des Fluids in der Kammer um das Element herum Kraft benötigt, 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 für andere gelten.

Schließlich werden im Rahmen der Erfindung besonders von Fluid durchströmte Aggregate für hohe Drücke von 400 bis 5000 Atmosphären untersucht. Der Vergleich der bekannten Technik und der mit dieser Erfindung zusammenhängenden Voranmeldung zeigt, daß die bekannte Technik so hohe Drücke nicht ohne erheblichen Aufwand und nicht ohne erhebliche Wirkungsgradverluste verwirklichen kann. Diese Mängel lassen sich teilweise überwinden, wenn bei der Mitverwendung konischer Ringelemente bei der Bildung der Arbeitskammer diese Ringelemente besonderer Formgebung unterworfen und ihnen weitere Mittel zugeordnet werden, die die Betriebssicherheit, den Druck und den Wirkungsgrad erhöhen oder das Aggregat so vereinfachen, daß es auch für niedere Drücke wirtschaftlich rationell wird.

Aus der EP-OS 01 02 441 des Anmelders und Erfinders ist bekannt, daß man konische Ringelemente zum Bilden von Pumpkammern verwenden kann. Diese Literaturstelle lehrt, daß die Elemente nur für den subkritischen Bereich geeignet sind, für den superkritischen Bereich aber Klampenringe angeordnet werden müssen, die die Außenkanten benachbarter Elementenpaare miteinander fest verbinden, weil die Elemente sonst im superkritischen Bereich voneinander abheben und Fluid aus der Kammer innerhalb der Elemente entweicht. Inzwischen wurde durch die Hauptanmeldung erkannt, daß die Element nur für Drücke bis etwa 1500 Bar rationell sind, weil sie bei noch höheren Drücken zu dick werden und zu kurze Hübe geben würden. Die Hauptanmeldung hat dann einen Weg gezeigt, einen doppelten Druck dadurch zu erhalten, daß man einen ersten Druck radial um die Elemente legt, der etwa halb so hoch, wie der Druck innerhalb der Elemente ist.

Beide Anordnungen nach den genannten Literaturstellen haben den Nachteil, daß sie hohen Bauaufwand erfordern und trotzdem im Druck auf einige tausend Bar beschränkt bleiben. Noch schwerwiegender ist der Nachteil der Ausführungen nach den genannten Patentanmeldungen, daß die Klampenringe schwer sind, weil sie haltbar sein müssen bei großen Kräften und daher der Achsialbewegung einen Widerstand bei der periodischen Achsialbeschleunigung entgegensetzen, der einen Wirkungsgrad Verlust bringt. Die Ausführungen der genannten Literaturstellen sind daher schwer, voluminös, kompliziert und zeitraubend aufwendig in der Farbrikation und noch mit Mängeln behaftet, die ihren Wirkungsgrad und ihre Betriebssicherheit bzw. ihre Lebensdauer beschränken. Die Technik der Hochdruckaggregate bedarf daher noch einer Vervollkommnung und Vereinfachung.

Der Erfindung liegt daher noch die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruckaggregat in einfacher und billiger Bauweise mit hohem Wirkungsgrad und hoher betrieblicher Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu schaffen.

In der Juni 1985 Ausgabe der US-Zeitschrift "Popular Science" ist der heutige Stand der Technik des "water jet cutting", also des Schneidens von Materialien mit dünnen Hochdruckwasserstrahlen beschrieben. Danach wird heute noch der sogenannte "booster" verwendet, um den hohen Wasserdruck von circa 400 Bar zu erzeugen. Mittels Elektromotoren werden eine Anzahl Hydropumpen getrieben, die Hochdrucköl von einigen hundert Bar in einen doppelrichtungswirkenden Zylinder großen Durchmessers leiten, worin dann ein Kolben großen Durchmessers unter dem Öldruck reziprokiert wird. An den Kolben schließen sich Kolbenstangen kleinen Durchmessers an, die dann in Zylindern kleinen Durchmessers das Wasser auf den hohen Druck bringen und fördern. Die Abdichtung der Axialbewegung der Kolbenstangen bei Wasser unter dem hohen Druck ist sehr schwierig und teuer. Zwar sind in den letzten Jahren Lösungen gefunden worden, doch können die Kolbenstangen nur langsam laufen, weil die Abdichtungen keine hohen Geschwindigkeiten zulassen. Daher bauen diese Anlagen noch sehr groß und sie sind sehr schwer und teuer. Folglich bleibt die Anwendung des Wasserstrahlschneidens auf die Industrie begrenzt, die sich so teure und schwere Anlagen leisten kann. Der Handwerker kann die Anlagen nicht verwenden, weil sie für ihn viel zu teuer sind. Die eingangs erwähnte Europa Offenlegungsschrift des Anmelders und Erfinders schafft daher einfache Pumpe für hohe Drücke mittels der Verwendung von konischen Ringelementen ohne Abdichtung der Wasserstufe unter Bewegung und Reibung. Die Abdichtung ist rein stationär. Dieser Vorteil ist aber mit dem Bauaufwand der Benutzung von Klampenringen verbunden, die die Elemente für den superkritischen Bereich verwendbar machen. Die starken Klampenringe setzen der Achsialbewegung einen Beschleunigungswiederstand entgegen und verringern damit den Wirkungsgrad. Außerdem sind sie teuer. Trotz aller Bemühungen und des Bedarfs von Wasserschneidanlagen für Handwerker, Fischer, Bäcker, Fleischer, Tischler usw. ist es also nicht nicht gelungen, ausreichend leichte, raumsparende und billige Wasserpumpen für Wasserstrahlschneiden mit etwa 4000 Bar zu schaffen. Der seit langem bestehende Bedarf, die lange ersehnte Hoffnung auf eine entsprechende Technik, konnte also bisher nicht erfüllt werden. Daher ist die Aufgabe der Erfindung die beschriebene, denn eine einfache, billige und betriebssichere Pumpe dieses Bedarfs gibt es bisher nicht.

Durch die jetzige Erfindung wird eine solche Pumpe aber geschaffen. Das wird verständlich anhand der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Techniken und Anordnungen.

In Fig. 33 trägt der Hubkolben 103 die Tellerfeder 101, die ein konisches Ringelement im Sinne dieser Patentanmeldung ist. Die Feder 101 liegt oben am Kopfdeckel 1 dichtend an. Der Deckel hat das Einlaßventil 38 und das Auslaßventil 39. Derartige Ventile haben auch die Ausführungsbeispiele der Erfindung mit der gleichen Nummer 38 bzw. 39. Auch der Kopfdeckel ist in den beiden Beispielen der Erfindung sowohl enthalten, wie auch der Körper oder das Gehäuse 91. Diese in allen Beispielen wiederkehrenden Teile werden daher im folgenden bei der Beschreibung der anderen Figuren nicht mehr erwähnt. Wird dem Zylinder 102 Druckfluid zugeleitet, dann drückt der Hubkolben 103 nach oben und drückt das Element 101 zusammen, sodaß aus der Kammer 37 innerhalb des Elements 101 Druckfluid aus dem Auslaßventil 39 gefördert wird. Diese Sache funktioniert gut im subkritischen Bereich. Sobald aber der Druck in der Kammer 37 so hoch wird, daß die Spannkraft der Feder 101 ihm nicht mehr unnachgiebig standhalten kann, drückt der hohe Druck das Element 101 in Richtung der Pfeile in Fig. 33 vom Kopfdeckel 1 weg. Das Fluid entweicht aus der Kammer 37 durch den dann enstehenden Spalt zwischen Deckel 1 und Element 101, statt durch das Auslaßventil 39 zu fördern. Das Aggregat fördert also nicht mehr. Was geschah, ist daß vom subkritischen Bereich zum superkritischen Bereich übergegangen wurde. Im superkritischen Bereich muß daher die Außenkante des Elements 101 am Deckel 1 befestigt werden. Wenn zwei Elemente 101 aneinander liegen, müssen Klampenringe der eingangs erwähnten Offenlegungsschrift verwendet werden, um die Elemente zusammenzuschrauben. Nachdem es eine der Aufgaben der Erfindung ist, die Klampenringe zu sparen, erhält man nach der Erfindung die Grundlösung der Erfindung nach Fig. 34.

In Fig. 34 hat das Element 501 der Erfindung die Ringnase 502 mit radial davon den Dichtringsitzen 503 und 504, sowie den verschlossenen Boden 505. Die Merkmale 502 bis 505 sind also entscheidende Erfindungsmerkmale der erfindungsgemäßen konischen Ring-Elements 501. Das Element 501 ist, wie in Fig. 33 der bekannten Technik, an den Kopfdeckel 1 angelegt. Das Gehäuse 91 bildet eine verschlossene erste Kammer 35 um das Element 501. Zu der ersten Kammer 35 führt die Fluidleitung 506. Zwischen dem Element 501 und dem Deckel 1 ist die zweite Kammer 37 ausgebildet, solange das Element 501 mit der Nase 502 an der Planfläche des Deckels 1 anliegt. Von Bedeutung ist nach der Erfindung, daß die Nase 502 den Innendurchmesser "d" = 519 und den Außendurchmesser "D" = 518 hat. Die Nase hat daher die Querschnittsfläche oder den Querschnitt 520. Dieser Querschnitt ist radial nach innen und nach außen durch die plastischen Dichtringe in den Dichtringsitzen 503 und 504 abgedichtet. Die Kammer 37 ist drucklos mit Fluid gefüllt. Leitet man jetzt Fluid unter Druck duch Leitung 506 ist die ersten Kammer 35, dann wird das Element 501 achsial zusammengedrückt, wodurch das Volumen der zweiten Kammer 37 abnimmt und die Kammer 37 jetzt Fluid aus der Kammer 37 über das Auslaßventil 39 nach außen fördert. Soweit geschieht das, wie im subkritischen Bereich der bekannten Technik nach Fig. 33. Die erfindungsgemäß auftretende Überraschung ist, daß beim Übergang zum Druck des superkritischen Bereichs, das Element der Fig. 33 der bekannten Technik abhob und die zweite Kammer öffnete, das erfindungsgemäße Element 501 der Fig. 34 bei diesem Drucke des superkritischen Bereiches aber nicht abhebt und nicht öffnet, also die zweite Kammer 37 verschlossen hält, weil es an der Lagefläche des Deckels 1 dichtend liegen bleibt, auch im superkritischen Druckbereich.

Die Erfindung bringt also das überraschende Ergebnis, daß das Element 501 der Erfindung auch im superkritischen Druckbereich nicht mehr am Kopfdeckel 1 festgeschraubt werden braucht. Das ist aber gerade das Ergebnis, nach dem man sich immer sehnte, es aber nicht erfüllen konnte, weil man die Lösungsmöglichkeit nicht kannte. Es ist daher zweckdienlich, nunmehr noch genau zu untersuchen, wodurch dieser überraschende Effekt der Erfindung erzielt wurde. Das geschieht anhand der nächsten Figuren.

Fig. 35 zeigt das bevorzugte Elemente 501 der Erfindung im Längsschnitt. Das Element hat das konische Ringteil 501 mit dem radial inneren und äußeren Endstück. Nach axial vorne ist das Element konisch hohl, nach axial hinten hat es radial der Mittel zu die konische Aufbauchung. Oben ist es also in Fig. 35 vorne, unten ist hinten. Das radial äußere Stück wird in Zukunft das Außenstück genannt und das radial innere das Innenstück. Am Außenstück ist nach vorne die Nase 502 ausgebildet und am Innenstück nach hinten die Nase 508. Diese Nasen bilden von dem Element axial erstreckte Zylinder. Sie werden willkürlich "Nasen" genannt, weil sie ja irgendwie benannt werden müssen. An die Wurzeln der Nasen schließen sich radial plane Flächenstücke an, die auch etwas konisch oder gewölbt sein können und die die Dichtringsitze 503, 504, 507 und 508 bilden.

In Fig. 36 sind mehrere solcher Elemente mit ihren Nasen aufeinander axial hintereinander gelegt, um um eine gemeinsame Achse eine Elementensäule zu bilden. Die Säule hat das Bezugszeichen 526. Zwei einander vorne zugekehrte Elemente bilden ein Elementenpaar. Das letzte Element der Säule trägt einen Verschluß 514, der ebenfalls eine Nase hat. Die Nasen 502 liegen mit der gemeinsamen Dichtung 509 aufeinander, während die inneren Nasen 508 mit der gemeinsamen Dichtung 511 aneinander liegen. Die bereits genannten Dichtsitze sind axial in der Säule zwischen benachbarten Elementen 501 so bemessen, daß sie zwischen zwei benachbarten Elementen gemeinsame Dichtsitze 510, 513 oder 512 und 612 bilden.

In Fig. 37 ist die linke Hälfte der Fig. 36 in Vergrößerung gezeigt, wobei ein Elementenpaar an dem Kopfdeckel 1 mit seinen Ventilen anliegt. In die Dichtsitze sind die Dichtringe 516, 517 und 524, 525 eingelegt. Die erstgenannten sind die kurzen Dichtringe für die Dichtung am Deckel, während die letztgenannten Dichtringe 524, 525 die axial längeren für die gemeinsamen Dichtsitze zwischen zwei jeweils benachbarten Elementen 501 sind. Diese Ausbildungen dienen der Erreichung des erfindungsgemäßen Effekts der Aufrechterhaltung der Dichtung der betreffenden Kammern im superkritischen Bereich ohne Bedarf an Halteringen oder Klampenringen. Warum dieser Effekt durch die Erfindung erzielt wird, ist anhand der Fig. 38 erklärt.

In Fig. 38 berührt das Element oben die innere oder zweite Pumpkammer 37 und unten die äußere oder erste Pumpkammer 35. Der Druck in der Innenkammer ist "Pi" genannt, der in der Außenkammer ist "Po" genannt. Die innere Nase hat den Innendurchmesser 521 und den Außendurchmesser 522 mit der dazwischenliegenden Querschnittsfläche 523. Die äußere Nase hat den Innendurchmesser 519, der auch die Momentanachse 515 bildet, den Außendurchmesser 518 und den dazwischenliegenden Querschnitt 520. Da die plastischen Dichtringe verformbar sind und folglich wie Fluid wirken (Siehe hierzu die Paral lelpatentanmeldung P-34 46 107.8) sind die Druckbereiche "Pi" und "Po" radial scharf begrenzt. "Po" geht von 522 bis 518 und "Pi" geht von 521 bis 515, 519. Die Durchmesser erhalten die Benennungen a, A, b und B nach der Figur. Der Querschnitt der "Po"-Druckzone ist dann:

Qo = (B²-A²)π/4

und der der "Pi"-Druckzone ist:

Qi = (b²-a²)π/4.

Da die Durchmesser der "Pi"-Zone kleiner, als die der "Po"-Zone sind, erhält man die Gleichung (1) der Figur, nämlich:

(B²-A²)π/4 = <(b²-a²)π/4. (1)

Zwischen "B" und "b" befindet sich die Differenzzone "F Δ B" und sie ist nach Gleichung 2 berechenbar, während man für die entsprechende innere Differenzzone "F Δ A" die Gleichung (3) erhält.

Aus der Gleichung (1) erkennt man bereits, daß infolge des Abstandes der Durchmesser der betreffenden Nasen die äußere Druckzone das Element zu allen Zeiten gegen den Deckel drückt, oder von außen her immer benachbarte Elemente gegeneinander drückt, auch dann, wenn die Drücke in der inneren und in der äußeren Kammer gleich sind, weil der Querschnitt, an dem der Druck angreift, in der Außenkammer größer ist, als in der Innenkammer.

Man erkennt also, daß in Fig. 37 der gleiche Druck in der Außenkammer zu allen Zeiten das obere Element gegen die Deckel 1 drückt und außerdem die beiden unteren Elemente in der Außenauflage (509 der Fig. 36) zusammendrückt.

Dadurch könnte aber der Eindruck entstehen, daß der gleiche Druck in der Außenkammer dann die innere Auflage (511 der Fig. 36) auseinanderdrücken würde, also die beiden unteren Elemente der Fig. 37 voneinander abheben und die innere Kammer öffnen würde.

Die Untersuchung zeigt, daß das nicht eintreten kann, denn betrachtet man bei gleichem Druck in der Außen- und der Innenkammer die Momente um die Momenten-Achse 515, dann erhält man das Moment der Innenkammer nach Gleichung (6) als: "M Pi (515) größer, als das Moment der Außenkammer" M Po (515). Das ist daraus erklärlich, daß das Element ja radial außerhalb von 515 fest aufliegt, also nicht entweichen kann. Folglich kann nur die Kraft Po × (b-A) pi/4 die innere Dichtung abzuheben versuchen, währen die Kraft: (b-a) pi/4 die innere Dichtung zwischen den benachbarten Elementen zusammendrückt. Da die Differenz (b-A) kleiner ist, als die Differenz (b-a) ist die die innere Dichtung zusammendrückende Kraft bei gleichen Drücken in der Innenkammer und in der Außenkammer größer, als die sie auseinanderzudrücken versuchende Kraft aus der Außenkammer. Folglich bleibt bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Elementes 501 die Innenkammer und auch die Außenkammer immer geschlossen, weil die inneren und die äußeren Auflagen der Elemente immer anliegend bleiben und nie öffnen, wenn die Drücke in der Innen- und in der Außenkammer gleich sind.

Die Kraft, mit der die Elemente in ihren Auflagen 509 und 511 aneinander gepreßt bleiben, ist bei gleichen Drücken in den Kammern abhängig von der Größe der Differenzquerschnitt "F Δ B" und "F Δ A". Je größer die Abstände B und b oder A und a voneinander sind, desto größer ist die Zusammenhaltekraft. Diesen Abständen ist aber eine bauliche Grenze gesetzt, weil radial zu weite Abstände beim Durchbiegen der Elemente, also bei deren axialer Kompression, zu konischen Spaltöffnungen führen, in die Teile der Dichtringe eintreten würden. Der periodische Öffnen und Schließen dieser konischen Spalte würde nach und nach mit der Zeit die Dichtringe abschaben und unbrauchbar machen.

Eine genaue Differentialgleichung der Momente um die Momentanachse 515 ist zur Zeit noch nicht aufgestellt. Sie wäre analog der Momentanberechnung nach der eingangs erwähnten EP OS erstellbar, doch ist sie zur Zeit nicht unbedingt erforderlich, weil die obigen Erklärungen bereits beweisen, daß sowohl die äußeren, als auch die inneren Auflagen 509 und 511 der Fig. 36 nach der Erfindung bei gleichen Drücken in den benachbarten Kammern immer selbstandrückend wirken und verschlossen bleiben, sodaß durch diese gegenwärtige Erfindung die Klampenringe überflüssig geworden sind.

Fig. 39 zeigt noch einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße "V-Element", bei dem zwei benachbarte Elemente einteilig aus einem Stück Material hergestellt sind, sodaß die Innenauflage 511 fortfällt. Der innere Rücken 529 trägt radial nach außen konisch und symmetrisch zueinander die beiden Elementteile, die an ihren äußeren Teilen wieder die Nasen 502 mit den Dichtringsitzen 503, 504 bilden. Das "V-Element" hat das Bezugszeichen 527 und zwischen den Schenkeln des Elementes befindet sich die äußere Ringkammer 528. Man kann sie mit einem Totraum reduzierenden Ausfüllklotz versehen, indem man einen in sie hereinpassenden, den Ringraum 528 im komprimierten Zustand des Elements 527 füllenden Füllring 530 herstellt und diesen in radialer Richtung aufsägt (teilt, so daß man die beiden Halbringe radial von außen her in die Ringnut 528 einlegen kann. Das V-Element der Erfindung ist besonders einfach, betriebssicher, spart die innere Auflage und die inneren Dichtringsitze mit den Dichtringen und mehrere dieser Elemente können zu einem V-Elementensatz axial gleichachsig hintereinander zu einem V-Elementensatz zusammengelegt werden, indem man die Nasen 502 aneinander legt und die Dichtringe 524 und 525 einsetzt. Schließlich kann ein innerer Füllklotz 548 in das V-Element eingeleitet werden. Die Grundlagen der Erfindung sind damit im wesentlichen beschrieben. Die Fig. 40 und 41 zeigen eine Alternativlösung. Fig. 41 zeigt ein Beispiel für die radiale Teilung eines Ringes. Es kann nun betrachtet werden, wie man die Elemente der Erfindung in einer Pumpe oder in einem Motor verwenden kann.

Fig. 42 zeigt daher einen Längsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung unter Verwendung der Elemente 501 der Erfindung, wobei der Elementensatz auch durch einen V-Elementensatz ersetzt werden kann, die Elementenanordnung der Fig. 40, 41 eingesetzt werden kann oder ein entsprechender Elementen- oder Membranensatz der Parallel- Anmeldung P-35 34 811.9 eingesetzt werden kann, wie er entsprechend bemessen ist. Das Gehäuse (die Platte, der Ring) 91 trägt durch Schrauben 539 mit ihm verbunden, den Kopfdeckel 1 mit seinen Ventilen und unten das Antriebsgehäuse 536. Im Gehäuse 91 befindet sich die Bohrung 534, die die Außenkammer oder erste Pumpkammer 35 bildet. Unten in der Bohrung 35 befindet sich der Hubkolben 549, der den Elementensatz trägt und schwach vorkomprimiert. Der Hubkolben ist in der Bohrung axial beweglich. In einem Erstzylinder 538 ist der Geberkolben 535 axial beweglich und dichtend angeordnet. Er ist mit einer Antriebsvorrichtung 540 bis 544 versehen, durch die er auf und ab reziprokiert wird. Durch die Füllnut (Kontrollbohrung) 544 wird die erste, die äußere Pumpkammer 35 in ihrem Zustande ihres größtem Volumens (äußere Totpunktlage oder nahe dazu) mit Fluid voll gefüllt. Eine Entlüftungsbohrung mit Anschluß, 550, 551, kann benutzt werden, um Luft aus der äußeren Kammer heraus zu lassen. Im äußeren Totpunkt haben die Elemente sich infolge ihrer inneren Spannung entspannt, der zweiten, der inneren Pumpkammer 37 ihr größtes Volumen gegeben und dabei Fluid durch das Einlaßventil 38 herein gelassen und die innere Kammer 37 voll mit Fluid gefüllt, wobei das zweite Fluid in der inneren Kammer 37 ein nicht schmierendes Fluid sein kann. Beginnt jetzt der Geberkolben 535 seinen Druckhub, dann drückt er den Hubkolben 549 gegen den Elementensatz und komprimiert die Elementensäule. Die Geschwindigkeit des Hubkolbens und des letzten, des unteren Elementes, sind aber nicht gleich, denn es wird bei der Komprimierung der Elemente Fluid aus den Räumen radial außerhalb der Elemente nach unten gedrückt und bildet zwischen dem Hubkolben und dem unteren, dem nach unten verschlossenen, letzten Element, dem End-Element, ein Fluidpolster das bei steigendem Hub in seiner Dicke zunimmt. Bei diesem Druckhub bis zu seinem Ende wird das zweite Fluid aus der zweiten, der inneren Kammer 37 über das Auslaßventil 39 heraus gedrückt und von der Pumpe geliefert.

In der Praxis hat das Gehäuse meistens nicht nur eine Bohrung 534, sondern mehrere z. B. 5, 7 oder 9 achsparallele Bohrungen 534, die in gleichen Winkeln um die Achse des Gehäuses 91 angeordnet sind. Das hat den Vorteil, daß an in dem Antriebsgehäuse 536 eine Schrägscheibe 542 rotieren lassen kann, die dann bei einem ihrer Umläufe nacheinander die der Bohrungszahl entsprechende Anzahl der Geberkolben 535 zum Druckhub und Rückhub antreigt bzw. steuert. Die Geberkolben 535 haben sehr kleiner Durchmesser und Querschnitte, wobei die Querschnitte bei 4000 Bar Anlagen 10 etwa zehnmal kleiner, als die der Außendurchmesser der Elemente sind, wenn man mit etwa 400 Bar Öldruck der Geberkolben fahren will. Die Führung der Geberkolben 535 ist lang, um die gute Abdichtung bei 4000 Bar zu sichern. Das Fluid in der ersen, der äußeren Kammer, ist bevorzugterweise Öl, um gute Schmier- und Laufeigenschaften zu haben. In der Praxis hat meistens jeder Geberkolben einen radial stark erweiterten Kolbenfluß 540, der schwenkbar in seinem Schwenkbette einen Kolbenschuh 541 trägt, der auf der Hubfläche der Schrägscheibe 542 gleitet. Da für 4000 Bar keine Laufflächen, die gut gedichtet sind und wenig Verluste haben, bekannt sind, werden die Kolbenfüße und Kolbenschuhe des großen Durchmessers verwendet, um mit Drücken von unter 1000 Bar in der Antriebsvorrichtung im Antriebsgehäuse 536 arbeiten zu können. Die Ausführung der Antriebsordnung ist aber nur beispielhaft und heute bevorzugt. Man könnte auch eine Radialkolben-Bauweise oder einen Kurbelwellen-Antrieb oder dergleichen verwenden. Die Schrägscheibe für den Geberkolbenhub mag an einem Antriebsschaft 553 ausgebildet und in Lagern 554, 555 umlauffähig gelagert sein. Schmiernuten oder hydrostatische Druckfluidtaschen mögen im Kolbenfuß und dem Kolbenschuh angeordnet sein. Wenn oberhalb des Kolbenfußes eine Führungskammer für ihn ausgebildet ist, wird man durch einen Kanal 543 verhindern, daß sich zu hoher Druck in diesem Raume aufbaut. Von besonderer Wichtigkeit ist, daß die Füll-Kontroll-Bohrung 544 den Geberzylinder 538 so trifft und in ihn mündet, daß der Geberkolben 535 ihre Mündung nur nahe seinem äußeren Totpunkt frei gibt, damit für den Kontroll-Füllvorgang kein zu hoher Prozentsatz des Geberkolbenhubes verbraucht wird. Ohne Füllbohrung (Kanal) 544 kann das Aggregat nicht dauerhaft zuverlässig sein, weil Ölmangel in Kammer 35 entstehen könnte.

Das beispielhafte Aggregat der Fig. 42 ist im wesentlichen maßstäblich gezeichnet und fördert pro Elementensäule etwa 2 ccm pro Hub, bei 5 Elementenansätzen in 5 Bohrungen 534 also pro Umdrehung der Welle 553 etwa 10 ccm pro Umdrehung. Bei 500 Upm also etwa 5 Liter aus den zweiten Kammern 37 oder 537 mit zum Beispiel 4000 Bar. Der Durchmesser des Aggregates ist dabei etwa 300 mm, die achsiale Baulänge etwa 4450 mm. Man beachte, daß eine große Anzahl dicker Schrauben (z. B. 15 Stück M 30) als Schrauben 539 erforderlich sind, um das Aggregat bei dem hohen Druck von 4000 Bar zusammen zu halten. Die Wandstärke des Gehäuseringes 91 ist dicker, als der Durchmesser der jeweiligen Bohrung 534 und damit als der Außendurchmesser der Elemente, um radiale Aufweitungen und Ausweitungen der ersten Kammer 35 zu verhindern, was zu Förder- und Wirkungsgrad-Verlusten führen würde. Von Wichtigkeit ist außerdem, daß der radiale Zwischenraum zwischen dem Außendurchmesser der Elemente und dem Innendurchmesser der Bohrung 534 (der Kammer 35) sehr eng ist, z. B. unter einem Millimeter, um Totraum mit innerer Kompression im Fluid zu vermeiden. Ebenso kann man beliebig mehr oder weniger Elemente in die Säulen einbauen, wenn man das Aggregat verlängert oder verkürzt, sodaß man bei gleichem Durchmesser und gleichen Abmessungen der Elemente der Erfindung auch andere Fördermengen und Leistungen erhalten kann. Ebenso muß man nicht unbedingt 4000 Bar fahren, sondern man kann das Aggregat auch für niedere Drücke rationell verwenden. Bei 4000 Bar benötigt es rund 50 PS Antrieb, z. B. durch Elektromotor und Keilriemen zur Welle 553, so daß das ganze Aggregat einschließlich elektromotorischem Antrieb in einem Gehäuse von etwa Schreibtischgröße untergebracht werden kann. Man beachte, daß bei 4000 bar und der beschriebenen Fördermenge sehr dicke Schrauben zum Zusammenhalten der Teile 1, 91 und 536 benötigt werden. Zum Beispiel 15 Stück M 30 Schrauben oder 5 Stück M 42 Schrauben. Die Wandstärke des Gehäuses 91 ist dicker, als der Durchmesser der Bohrung 534 und der Elemente, um radiale Aufweitungen des Gehäuses 91 zu vermeiden, was zu Förderverlusten und damit zu Wirkungsgradverlusten führen würde.

Die Außenkammer 35 wird durch Dichtringe 556 gegen den Kopfdeckel 1 und das Antriebsgehäuse 536 abgedichtet. Ebenso die Steuerleitung 544, wenn sie durch mehrere Teile gesetzt ist. Der Innenraum zwischen den Elementen 501 der Elementensäule 526 wird durch einen Füllklotz 557 von Totraum befreit. Die Leitung 106 bewirkt die automatische Entlüftung des Einlaßventilraumes, indem sie die Luft daraus zum Auslaßventil 39 leitet.

In der Fig. 43 ist ein Längsschnitt durch ein Aggregat mit größerer Fördermenge gezeigt. Diejenigen Bezugszeichen in der Figur, die denen der Fig. 42 gleich sind, zeigen gleiche oder sinngemäße Teile, so daß sie in der Beschreibung der Fig. 43 nicht wiederholt werden, weil sie aus der Beschreibung der Fig. 42 bereits bekannt sind. Der Unterschied zu Fig. 10 ist, daß die Elemente 501 in der Fig. 43 größere Durchmesser haben, was zu einem Gehäusedurchmesser von etwa 350 mm führt. Eingezeichnet sind in Fig. 43 oben jeweils ein Ausfüllring 532 für die Zwischenräume außen zwischen den benachbarten Elementen und ein Ausfüllring 531 in den Innenräumen zwischen benachbarten Elementen 501. Derartige Ausfüllringe sind überall in die betreffenden Zwischenräume in den Fig. 42 und 43 eingelegt, aber nicht eingezeichnet, weil die Figuren sonst zu unübersichtlich würden. Ebenso sind nur die Dichtringsitze in diesen Figuren eingezeichnet, aber keine eingelegten Dichtringe. Die Dichtringe sind aber in allen Dichtsitzen der Fig. 42 und 43 eingebaut. Sie sind aber nicht mit Bezugszeichen versehen und nicht schraffiert, weil dafür in den Fig. 42 und 43 kein Platz ist. Die Fig. 43 zeigt noch, daß der Schaft 553 auch durch das Gehäuse 91 erstreckt werden kann. Ferner zeigt die Fig. 43, daß es möglich ist, mehrere Geberkolben 535, 635 und 735 einer einzigen Außenkammer 35, 535 zuzuordnen. Diese erhalten dann entsprechende radial erweiterte Kolbenfüße 540, 640, 740 mit ihren darin schwenkbaren Kolbenschuhen 541 zum Lauf auf der Hubfläche der Schrägscheibe 542. Die Bohrung 543 zur Druckentleerung der Laufkammern der Kolbenfüße ist wieder eingezeichnet und ebenso die wichtige Füllungs-Steuerbohrung 544 zur richtigen Füllung der Außenkammer 35, 535. Gezeigt ist ferner ein Druckölanschluß 558 zur Förderung von Schmieröl unter Druck zu den Kolbenkanälen 560, 561, 562 zur Speisung von Druckfluidtaschen 563 und 562 in Kolbenfüßen und Kolbenschuhen, damit hydrostatische Lager gebildet werden, die die großen Axial- und Schräg-Kräfte tragen, die an den Kolbenschuhen und an den Kolben bzw. Kolbenfüßen auftreten. Die Anordnung mehrerer Hubkolben pro einzelner Außenkammer 35 hat den Vorteil, daß das Aggregat kürzer bauen kann, um bei Kolben kleinen Durchmessers trotzdem die benötigte Fördermenge zu erreichen. Darüber hinaus hat das den Vorteil, daß das Aggregat gleichmäßiger und leiser arbeitet, weil die Sinuskurvenförderung so angeordnet werden kann, daß einer der mehreren Hubkolben nach dem anderen zu arbeiten beginnt, so daß die fünfkammerige Maschine die Fördergleichheit der 15kammerigen Maschine erhalten kann und folglich mit nur ganz geringen Fluktuationen arbeitet, wenn jede der 5 Kammern drei Hubkolben erhält. Entsprechend erhält man 21 Hubkolben für die 7kammerige Maschine und so weiter. Von besonderer Wichtigkeit ist in Fig. 43, daß die Geberkolben 535, 635 und 735 direkt in die erste, die äußere Kammer 35 arbeiten, ohne daß ein Hubkolben 549, wie in Fig. 42, angeordnet ist. Es ist nämlich so, daß der Hubkolben 549 der Fig. 42 sowieso während dem Hube von dem Boden der Elemente abhebt, weil die Elementensäule schneller komprimiert, als der Hubkolben nachfolgt, weil das Fluid aus den äußeren Zwischenräumen zwischen den Elementen unter den Boden der Elementensäule strömt, wenn diese komprimiert. Die Fig. 43 zeigt also, daß man ohne den Hubkolben 549 der Fig. 42 auskommen kann. Das Aggregat der Fig. 43 macht etwa 8 Kubikzentimeter Förderung bei 4000 Bar Wasser, wenn 5 der Elementensäulen eingebaut sind, erhält man bei 500 UpM rund 8 mal 5 mal 500 = 20 Liter pro Minute oder 40 ccm pro Umdrehung. Die Baulänge ist etwa 450 mm und der Außendurchmesser etwa 350 Millimeter.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, daß Lösungen für die folgenden Aufgaben der Erfindung gebracht wurden, die zur beschriebenen Aufgabe der Erfindung gehören:

a) die Aufgabe, die schweren und teuren Axialbooster der Wasserstrahl- Schneidanlagen und deren schwere Druckspeicher durch kleine, leichte, billige Aggregate zu ersetzen;
b) eine Hochdruckwasserpumpe zu schaffen, die den Bau billiger, leichter und raumsparender Wasserstrahlschneider ermöglicht und die die Verwendung solcher Aggregate in anderen Techniken, zum Beispiel beim Steinbohren usw. ermöglicht;
c) eine Hochdruckpumpe zu schaffen, die die Wasserstrahlschneidanlagen so klein und billig macht, daß der Handwerker sie sich leisten kann;
d) die Klampenringe der genannten Europa-Patentanmeldung einzusparen;
e) die Wirkungsgradverluste durch Beschleunigungswiderstände der schweren Klampenringe zu sparen;
f) ein Aggregat zu schaffen, daß bei Verwendung einfacher Prinzipien die Niederdrucktechnik der plastischen Membranen der Ärzte, Niederdruck-Techniker usw. für hohe Drücke von mehreren tausend Bar wirkungsgradhoch und billig bei einfacher Fabrikationsweise betriebssicher zu verwirklichen;
g) diejenigen Aufgaben, deren Lösungen sich aus den Figuren und deren Beschreibung ergeben.

Die weiteren Figuren zeigen Alternativlösungen zu der Aufgabe (den Aufgaben) der Erfindung.

Fig. 40 ist ein Längsschnitt durch ein einteiliges Mehrkammern- Element der Erfindung. Anstatt die Elemente axial aneinander zu legen und abzudichten, sind sie in dieser Figur einteilig aus einem Stück Material hergestellt. Das kann Plastik oder Edelstahl bzw. Metall sein. Man sieht links den Flansch 583 zum Einspannen des Elements 582 zwischen Kopfdeckel 1 und Gehäuse 91. Am anderen Ende sieht man den die erste und zweite Kammer trennenden Boden 584. Diese Figur zeigt außerdem eine besondere Farbrikationsmethode für das Multikammern- Element. Anstatt einzelne Ringkammern radial von innen und außen einzudrehen, ist das Element wie ein Gewinde mit axialer Steigung ausgeführt, wobei die Gewindegänge jedoch nicht zylindrisch, sondern konisch sind. Das Element verengt sich nach hinten. Daher kann es mit einer Gewindedrehbank mit Konuseinrichtung hergestellt oder in entsprechenden konischen Gewindeformen geformt werden. Der besondere Vorteil davon ist, daß auch die Ausfüllringe für die radial inneren und äußeren Zwischenräume zwischen den konischen Ringteilen einteilig hergestellt werden können, wie das Element selbst. Man kann dann die Ausfüllringe von innen und von außen in das Element einschrauben. Entsprechende Teile der Innenfüllklötze sind durch 586 gezeigt, und 585 zeigt Außenfüllklötze. Die Füllklötze sind nur in eine der Zwischenkammern eingezeichnet, aber in allen eingebaut.

Fig. 41 zeigt, daß die einteiligen Ausfüllklötze 585 oder 586 durch radiale Schlitze 587 aufgeschnitten werden können, so daß sie zu mehreren passenden Ringteilen werden, die der axialen Kompressions- und Expansions-Bewegung des Elementes 582 der Fig. 40 mit ihren inneren und äußeren Zwischenräumen folgen können.

In Fig. 44 ist ein Teil einer Radialanordnung der Erfindung gezeigt. Der Kolben 568 fördert in den Zylinder 535. Im Bette des Kolbens ist schwenkbar der Kolbenschuh 567 gelagert, der mit seiner Lauffläche auf der Hubfläche des Exzenters 565 der Welle 564 gleitet. Durch den Kolben und den Kolbenschuh gehen die Kanäle 570 und 571 zur Füllung der Erstkammer 35. Mit diesem System kann man die Zylinder von Radialpumpen durch die Kanäle durch Kolben und Kolbenschuh mit Fluid füllen. Es ist dann in dem Exzenter 565 eine Nut angebracht, die etwa den halben Umfang des Exzenters, nämlich die Hälfte des Einlaßhubs erreicht. Daß hat sich auch gut bewährt, selbst bei 750-Bar-Pumpen. Als diese Nuten jedoch zum Antrieb der Außenkammer der Erfindung eingesetzt wurden, führte das dazu, daß die Elemente sehr plötzlich entspannten, sobald die Kanäle die Nut erreichten. Unter dieser plötzlichen Entspannung schießt das Fluid aus der Außenkammer wie aus einer Kanone heraus, und es bilden sich Blasen, so daß anschließend die Füllung der Erstkammer mit gutem Fluid nicht schnell genug gelingt. Daher ist es erforderlich, um eine gute Wirkung sicherzustellen, daß die Nut 566 im Exzenter 565, die Hubfläche durchbrechend in den Exzenter eintritt, und sie daher als kurze Kontroll-Füllnut auszubilden, die die äußere oder erste Kammer 35 über die entsprechenden Leitungen nur zur Zeit der Lage des Geberkolbens in seinem äußeren Totpunkt oder in dessen Nähe erreicht. Das ist in der Figur im Prinzip gezeigt.

Fig. 45 zeigt, daß mehrere Geberkolben 569, 669 und 769 auf eine einzige Außenkammer 35 arbeiten können, auch in Radialkolbenpumpen oder Motoren. Sie arbeiten dann zeitlich nacheinander, indem sie über ihre Kolbenschuhe 567, die an der Hubfläche des Exzenters 565 laufen, zeitlich nacheinander angetrieben werden und so die Fördergleichheit des Aggregates bewirken und die kurzen Kolbenhube ermöglichen.

Fig. 46 zeigt eine Zugvorrichtung zum Zurückziehen des Trennkolbens 572 zwischen der Erstkammer 35 und der Zweitkammer 37. Dadurch kann Fluid durch das Einlaßventil 38 eingesaugt werden. Der Trennkolben 572 hat den Dichtring 588 zur Trennung des Fluids in der Erstkammer von dem in der Zweitkammer. Wichtig ist dabei, daß der Druck in der Erstkammer gleich zu dem in der Zweitkammer ist, um Vermischung der unterschiedlichen Fluide zu vermeiden. Wenn man nun aber eine Kolbenstange anordnet, um den Kolben nach unten zu ziehen, sind die Querschnitte der ersten und der zweiten Kammer nicht mehr gleich, so daß Druckdifferenzen auftreten müßten oder könnten. Daher ist in dieser Erfindungsfigur der Trennkolben 572 mit der Kolbenstange 573 derartig versehen, daß sie im Zugzylinder 574 den Zugkolben 575 hat, aber davon erstreckt die Kolbenstangenfortsetzung 578 in die Zusatzkammer 579 eintaucht. Zur Bewirkung des Zugs des Kolbens wird Druckfluid durch Kanal 576 in den Zugzylinder 574 geleitet, und entsprechend wird die andere Kammer jenseits des Zugkolbens 575 durch den Entlastungskanal 577 vom Druck entleert. Erfindungsgemäß wird die Fülleitung 580 zur Füllung der Erstkammer jetzt nicht nur zur Erstkammer 35 verbunden, sondern durch Leitung 581 auch zur Zusatzkammer 579. Die Summe der Querschnitte der Erstkammer 35 plus der Zusatzkammer 579 ist dann gleich zum Querschnitt der Zweitkammer 37, und die gewünschte Druckgleichheit und die gewünschte Querschnittsgleichheit der Erstkammer und der Zweitkammer diesseits und jenseits des Trennkolbens 572 ist dann gegeben.

Fig. 47 und 48, wobei Fig. 48 ein Querschnitt entlang XVI-XVI durch Fig. 47 ist, zeigt eine bevorzugte Plazierung von drei Geberkolben zur gemeinsamen Erstkammer 35 einer Radialkolbenmaschine. Je nach Drehrichtung der Welle im Sinne des Pfeiles in Fig. 16 oder entgegengesetzt gerichtet dazu, wirken dann zwei Kolben zuerst oder einer zuerst.

Fig. 49, die ein Querschnitt zum Beispiel durch das Gehäuse der Fig. 42 oder 43 sein kann, zeigt die entsprechende Plazierung von drei Geberkolben zu jeweils einer gemeinsamen Erstkammer. Die Bezugszeichen sind dabei wie in den Fig. 47 und 48. Die Anordnung von mehreren Geberkolben hat im Vergleich zu einem einzigen Geberkolben pro Erstkammer 35 noch den Vorteil, daß die Achsen der Geberkolben außermittig liegen und folglich mehr Platz für größere Kolbenschuhe geschaffen ist. Denn für die hohen Drücke in der Erst- und der Zweit-Kammer von mehreren tausend Bar benötigt man große Laufflächen der Kolbenschuhe, um in der Schmierung der Laufflächen mit einigen hundert Bar Druck auskommen zu können, oder, um überhaupt hydrodynamisch die Lauffläche der Kolbenschuhe zu tragen und dadurch die hydrostatischen Druckfluid-Aggregate für hydrostatische Lager hydrostatischen Tragens der Laufflächen der Kolbenschuhe zu sparen.

Im übrigen zeigt die Fig. 49 noch die Lager der mehreren Erstkammern 35 um Gehäuse 91 um dessen Achse 545 winkelmäßig gleichmäßig plaziert. Gezeigt ist, daß eine Welle 553 durch das Gehäuse 91 erstreckt sein kann.

Für die praktische Verwendung der Erfindung mag noch folgendes von Interesse sein:
Für die Berechnung der Wandstärken der Gehäuse 91 sollte man nicht die üblichen bekannten Formeln verwenden, weil diese für dickwandige Rohre nicht voll gültig sind, sondern die von Herrn Igarashi von Riken Seiki erhaltene der DE-Patentanmeldung P-34 46 107.8.

Der Druck "Pi" in der zweiten oder der inneren Kammer 37 entsteht durch das Komprimieren der Elemente infolge des Druckanstiegs in der äußeren, der Erstkammer 35. Da die Elemente 501, die etwa 10 Prozent oder mehr vorgespannt eingebaut sind, der Kompression einen Widerstand entgegensetzen, der sich aus der inneren Spannung der Elemente ergibt (nachlesen in der eingangs erwähnten EP-OS), bleibt der Zweitdruck "Pi" in der Innenkammer 37 etwas kleiner als der Druck "Po" in der Außenkammer 35. Der Druck "Pi" in der Innenkammer ist also der Druck der Außenkammer vermindert um die Widerstandskraft der Elemente 501 unter deren innerer Spannung. Es gilt also: Pi = (Po minus Fsigma) mit Fsigma gleich der Widerstandskraft der Elemente gegen axiale Zusammendrückung. Diese nimmt mit dem Ausmaß der Zusammendrückung zu. In der Praxis ist diese Kraft viel geringer als die beiden Drücke sind, so daß der Innendruck Pi in der Praxis fast immer über 90 Prozent des Außendruckes Po ist. Man muß diese Tatsache beachten, um Abheben der Innennasen 508 voneinander zu verhindern.

Da die Drücke Po und Pi um über 90 Prozent gleich sind, in der Praxis, kann man dünnwandige Elemente 501 in der Erifndung benutzen und somit die dickwandigen Elementen der eingangs erwähnten EP- OS im Rahmen dieser gegenwärtigen Erfindung einsparen.

Die Verdünnung der Wandstärken der Elemente der Erfindung im Vergleich zu den dicken der EP-OS hat außerdem den Vorteil, daß die Elemente jetzt nach der gegenwärtigen Erfindung bei gleichen inneren Spannungen längere Hübe machen können. Außerdem sind die Elemente der Erfindung wesentlich einfacher als die Elemente der EP-OS. Insbesondere fällt das schwierige Problem der Verhinderung der Abnutzung der Dichtringe fort.

Durch die Erfindung ist also auch noch die weitere Aufgabe gelöst worden, die teuren und präzisen dickwandigen Elemente der EP-OS durch dünnwandige mit größerem Hube zu ersetzen.

Wenn die Elemente 501 zu dickwandig werden, besteht Gefahr, daß die inneren Nasen 508 voneinander abheben, weil dann die Druckdifferenz zwischen Po und Pi so groß werden kann, dann die Selbstdichtung der inneren Nasen 508 zweier benachbarter Elemente fortfällt. Dann muß man das V-Element der Fig. 39 verwenden.

Die Aggregate der Erfindung werden meistens für Pumpen verwendet. Nach Motoren für 4000 Bar hat bisher noch niemand gefragt, denn die arbeiten in der Hydraulik meistens unter 400 Bar. Doch ist es möglich, die Aggregate dieser Erfindung auch als Motoren einzusetzen, sie mit bis zu 4000 Bar zu betreiben und das auch mit nicht schmierenden Flüssigkeiten, zum Beispiel mit Wasser. Beim Motorbetrieb müssen die Einlaß- und Auslaß-Ventile 38 und 39 jedoch gesteuert werden, weil sie beim Motorbetriebe nicht automatisch öffnen und schließen. Es wird bevorzugt, daß mit mechanischen Mitteln, wie zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren, zu bewirken. Das nicht schmierende oder das Treibfluid wird so beim Motorbetrieb in die zweite, die innere Kammer 37 geleitet durch Öffnung eines der Ventile und Schließen des anderen und wieder herausgeleitet durch Öffnen mindestens eines der Ventile 38 oder 39.

An der Entwicklung von Hochdruckboostern haben mehrere Dutzend Firmen in der Welt gearbeitet. Die EP-OS ist schon seit einigen Jahren öffentlich bekannt. Die Entwicklung der Pumpen mit den konischen Elementen nach der EP-OS hat bisher etwa 30 000 Arbeits- und Maschinen-Stunden verschlungen.

Membran-Pumpen für Arznei, zum Spritzen und so weiter, mit niederen Drücken sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und im Prinzip anscheinend schon seit Jahrhunderten. Trotz des Einsatzes von Dutzenden von Industriefirmen und trotz des Wunsches des Marktes ist es aber nicht gelungen, die gegenwärtige Erfindung zu machen, die theoretischen technischen Grundlagen zu erkennen, oder auch nur zu ahnen, mit wie einfachen Mitteln die Hochdruck-Technik für nicht schmierende Medien verwirklicht werden kann, wenn eine erfinderische Tätigkeit erfolgt.

Durch die Erfindung ist auch noch die weitere Aufgabe gelöst worden, einen selbsttätigen Ansaughub zu verwirklichen, so daß im Falle der Verwendung ausreichend starker Elemente oder V-Elemente der Rückzug der Kolben und eine erzwungene Erweiterung des Volumens der inneren Kammer überflüssig werden, weil die innere Spannung der starken Elemente diese Arbeit automatisch besorgt. Die bei der Kompression verlorene Spannungsarbeit wird in den Aggregaten der Fig. 42 und 43 beim Ansaughub teilweise zurückgewonnen, indem sie teilweise auf die Schrägscheibe übertragen wird und somit die Welle mit antreibt. Überwunden ist durch die Erfindung auch der mögliche Irrtum, daß man einen Folgekolben oder Geberkolben mit einer Membrane oder einem Elementsatze verbinden könnte, denn die Erfindung lehrt, daß der Boden der Elementsäule oder des Elementes schneller bewegt wird, als der Kolben folgen würde, weil das Fluid aus den Zwischenräumen radial außerhalb der Elemente sich in der Außenkammer von den Zwischenräumen unter den Boden des Elementes oder der Elementensäule hin bewegt.

Die Verwendung von Faltenbälgen und Tellerfedern zur Schaffung einer ihr Volumen veränderden Kammer innerhalb der Bälge, Membranen oder Tellerfedern bei der axialen Kompression und Expansion dieser Mittel ist seit langem bekannt. Die Bälge und Membranen sind dabei oft aus plastisch verformbaren Materialien, wie Gummi oder dergleichen, während die Tellerfedern aus Metall sind. Oft sind auch dünnwandige Metallteile als Membranen oder Bälge verwendet. Diese Aggregate sind jedoch meistens für Niederdruckpumpen oder für Kompressoren relativ niederen Druckes gebaut worden und meistens auch nur für niedere Drücke verwendbar gewesen, weil es ihnen vom Prinzip und von der Konstruktion her an der Fähigkeit, hohe Drücke zu beherrschen, mangelte. Derartige Aggregate sind zum Beispiel aus Patent- Dokumenten, Patenten, Offenlegungsschriften oder Auslegeschriften bekannt.

Soweit die genannten Literaturstellen nicht direkt die Bälge, Membranen oder Tellerfedern zeigen, beinhalten sie in Pumpen verwendbare Teile, wie z. B. Kolben und Kolbenschuhe. Die genannten Literaturstellen sind jedoch für nur niedere bis mittlere Drücke, weil ihnen die Mittel fehlen, bei hohen Drücken von 400 bis 5000 Bar noch Fluid mit gutem Wirkungsgrade zu liefern oder weil ihnen die Mittel fehlen, nicht schmierende Mittel, wie zum Beispiel Wasser, fördern zu können. Es ist auch bereits versucht worden, eine Ölsäule zu verwenden, um ggf. über ein Trennmittel eine andere Flüssigkeit zu fördern. Solche Technologien findet man zum Beispiel in den US-PS 14 73 924; 22 07 226; der Europa-OS 00 36 945 oder der DE-OS 22 58 819. Für niedere Drücke wurde auch bereits Fluid in eine die Tellerfedern umgebende Kammer geleitet, um die Tellerfedernsäule zusammenzudrücken.

Jedoch ist auch das nur für niedrige Drücke gedacht, nämlich für die Kompression von Luft, und für hohe Fluiddrücke von 400 bis 5000 Bar kann es nicht verwendet werden, weil die Mittel fehlen, derartig hohe Drücke zu verwirklichen. Auch wurde bereits Öl zwischen einen Kolben und eine Membrane gefüllt, wobei jenseits der Membrane Luft verdichtet wird. Dabei ist die Membrane aber mit dem Kolben verbunden, schafft keine große Fördermenge und ist für die genannten hohen Drücke betrieblich nicht einsetzbar, weil der Kolben dafür von der Membrane getrennt sein muß.

Für sehr hohe Drücke geeignete Pumpen mit tellerfedernähnlichen konischen Ringteilen, Elemente genannt, findet man zum ersten Male in der Europa-Offenlegungsschrift E-OS 01 02 441 des Anmelders oder des Erfinders, der das DDR-Patent 2 07 403 entspricht und in den analogen DE-OS, sowie in Nachfolge-Offenlegungsschriften des Anmelders oder Erfinders in der BRD oder Japan, die, soweit sie noch nicht offengelegt sind, voraussichtlich in den Jahren 1986 oder 1987 offengelegt werden.

Aus der E-OS (dem DDR- Patent) ergeben sich konische Ringelemente als für hohe Drücke in der Innenkammer geeignet, wenn die Elemente mindestens etwa halb so dick sind, wie ihre Querschnitt in radialer Richtung ausgedehnt ist. Die zu erwartenden Veröffentlichungen des Anmelders oder des Erfinders werden dazu die Erkenntnis bringen, daß bei Drücken von über 2000 Bar der Hub solcher Elemente so kurz wird, daß dem Betrieb durch den dann gering werdenden Wirkungsgrad und den Bauaufwand durch die Kosten ökonomische Anwendungsgrenzen gesetzt sind. Daher werden die genannten zu erwartenden Veröffentlichungen auch lehren, daß die Drücke auf etwa 4000 Bar rationell gesteigert werden können, wenn man Druck in eine Kammer leitet, die die konischen Ringelemente umgibt.

Alle diese Lösungen aber haben noch technische Schwierigkeiten, die aus dem bekanntem Stand der Technik nicht überwindbar sind. Zum Beispiel bewirken die bekannten Dichtungen erhebliche Wirkungsgrad- Verluste durch innere Kompression des plastischen Dichtringmaterials, durch immer noch verbleibende, nicht füllbare Toträume mit Fluid, die dann innere Kompressions-Verluste im Fluid bringen, die den Wirkungsgrad verringern, und vor allem entstehen winzige, sich öffnende und schließende Spalte in der Größenordnung um 0,01 Millimeter oder weniger, die nach kurzer Zeit das Material der Dichtringe abschaben und das Aggregat unbrauchbar machen. Die bekannten Mittel, Tellerfedern an ihren radial inneren oder äußeren Enden zusammenzukleben, -löten oder -schweißen, lösen sich bei den benötigten hohen Hubzahlen von etwa 10 Millionen Hüben pro erforderlicher Lebensdauer des Aggregates, oder sie brechen. Die Membranen aus plastischem Material sind ungeeignet, Wasser anzusaugen oder mit ausreichend geringem Vordruck in der Innenkammer schnell genug axial zu entspannen, und das tritt auch für die dünnen konischen Ringteile aus Metallen für den Niederdruck-Betrieb zu. Die Innenkammer innerhalb der Elemente muß mit geringem Vordruck füllbar oder selbstansaugend wirkbar sein, weil das Aggregat zu teuer wird, wenn eine Vordruckpumpe hoher Kosten für die Füllung der inneren Förderkammer verwendet werden muß. Es besteht daher ein dringender Bedarf an einer Hochdruckpumpe für 400 bis 4000 oder 5000 Bar, die einfach herstellbar ist, im Preis nicht zu teuer wird, nicht zu voluminös baut und die im Betrieb für mehrere Millionen Hübe mit ausreichend gutem Wirkungsgrade betriebssicher arbeiten kann.

Der Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, im Gattungsbegriff der Hochdruckpumpen mit in axialer Richtung federbaren Elementen ein von Fluid durchströmtes Aggregat zu schaffen, das auch mit hohen Drücken von über 400 Bar und bis zu etwa 4000 Bar bei geringem Bauaufwand und mit einfach herstellbaren Mitteln für mindestens etwa 1000 Stunden oder mindestens etwa 30 Millionen Hübe betriebssicher mit ausreichend hohem Wirkungsgrade arbeiten kann, oder daß das Aggregat von so einfacher und billiger Ausführung mit so einfachen Mitteln herstellbar ist, daß es auch für niedere Drücke zu einem ausreichend niedrigem Preise erhältlich und verwendbar wird.

Technische Grundlagen

In Fig. 50 ist im Zylinder 601 ein Stoff 602 gelagert. Von oben ist er mit der Belastung "O" belastet. Die Höhe des Volumens des Stoffes ist dann: "L". In Fig. 51 ist der Stoff im gleichen Zylinder mit der Last "P" belastet. Diese Last drückt den Stoff zusammen, so daß er im Zylinder an Höhe verliert und um die Höhendifferenz "Delta L" auf die Höhe "l" zusammenschrumpft. Der Stoff hat unter der Last "P" eine innere Kompression erhalten. Diese ist bei Metallen gering, bei Gasen sehr hoch und bei Flüssigkeiten bis zu einigen hundert Bar zwar nur gering, doch von sehr hoher Bedeutung bei hohen Drücken um über 400 Bar. Auch plastische Dichtstoffe unterliegen dieser Zusammendrückung durch innere Kompression. Für Gummi ist diese in der Literatur des Erfinders gegeben. Für Öl und Wasser ist sie aus der allgemeinen Literatur entnehmbar. Im Folgen werden die Koeffizienten "Fcw" für Wasser oder ein anderes zu förderndes Fluid "Fco" für Öl oder ein anderes Fluid; "Fcg" für Gummi oder einen anderen plastischen Dichtstoff und "Fcm" für Füllmetall oder ein anderes Metall oder einen anderen Stoff eingeführt. Für die genaue Berechnung müssen diese Werte durch Umrechnung aus den genannten Literaturstellen entnommen werden, wobei die Abhängigkeit von Druck und Temperatur mit zu berücksichtigen ist. Um jedoch grobe Überblicke über die Technik gewinnen zu können, werden folgende abgerundeten Koeffizienten für sehr grobe Berechnung zugrunde gelegt:

Fcw=
0,004
Fco=	0,0055
Fcg=	0,0040
Fcm=	0,00005

Bei der Zusammendrückung des Stoffes erleidet dieser eine Volumenverminderung um V = Ausgangsvolumen mal dem Koeffizienten Fc (mit Index für den Stoff). Dieses Volumen ist ein Verlustvolumen, das bei Pumpen nicht gefördert werden kann, sondern als Teil des Restvolumens oder des Totraum-Volumens in der Pumpe verbleibt. Dieses Verlust- Volumen durch innere Kompression ist das Volumen des Querschnitts des Zylinderaumes mal der Höhe "Delta L" der Fig. 51; nämlich:
Δ V = Querschnitt × Druck × Koeffizient "Fe".

In der Fig. 52 oben ist der Zylinder mit dem Innenradius "r" mit einem Stoffe mit dem Druck "O" gefüllt. Im unteren Teile der Fig. 52 hat der Stoff den Druck "P", wodurch sich die Zylinderwand um den Differenzbetrag "Delta R" radial nach außen zum größeren Radius "Rp" aufweitet. Die Radiendifferenz " Δ Rp" wird auch " w " genannt und nach der Formel (5) der Fig. 59 berechnet.

Diese technischen Grundlagen sind einfaches Schulmädchen-Wissen das jeder Fachingenieur täglich benutzt.

Trotzdem aber ist keine einzige Hochdruckpumpe mit ausreichend hohem Wirkungsgrade und baulicher Einfachheit auf dem Markt und daher nicht käuflich erhältlich. Daraus ergibt sich, daß es bisher nicht voll erkannt worden ist, wo diese Grundlagen in der obigen direkten oder in abgewandelten Formen in der Technik auftreten und richtig angewendet werden müssen. Es wird wohl so sein, daß man sie anwenden kann, wenn einmal erkannt worden ist, wo sie in Erscheinung treten. Das Nichterkennen dessen, wo sie in der Technik für hochdruckfähige, von Fluid durchströmte, Aggregate unerwartet und unerkannt in Erscheinung treten, wird wohl die Ursache dafür sein, daß es heute noch keine Hochdruck- Pumpe mit gutem Wirkungsgrade für 2000 bis 4000 Bar Druck gibt.

Verbreitet eingesetzt sind Kolbenpumpen, deren meistens drei Kolben durch Pleuel und exzentrische Kurbelwellenteile getrieben sind, betriebssicher für Wasser bis 800 Bar. Einige Sonderausführungen erreichen 1500 Bar und ganz hochgezüchtete erreichen 2100 Bar. Teilweise sind Saphier-Kolben oder Hartkeramik-Kolben eingesetzt. Prinzipiell ist der Drucksteigerung dieses Systems jedoch schon dadurch eine Grenze gesetzt, daß die hydrostatische Kurbelwellen-Lager der Eickmannschen Patentanmeldungen und die Tangentialbalancierung der Kolben nicht eingesetzt ist.

Für die hohen Drücke bis zu etwa 4000 Bar werden im allgemeinen Axial-Booster der Fig. 54 eingesetzt. Im Gehäuse 603 läuft der Hydraulik-Kolben 605 im Geberzylinder 604 und ist mit den Hubkolbenstangen kleineren Durchmessers versehen, die als Hubkolben in die Wasserzylinder 606 eingreifen, in ihnen laufen und Wasser über die Einlaßventile 38 einlassen und über die Auslaßventile 39 abliefern. Ein Motor "M" treibt eine Pumpe "PV", die entweder selber umsteuert, daher PV mit dem Regelpfeil über der Pumpe für die Umsteuerung, oder die über ein Umsteuerventil das Druckfluid (Drucköl) abwechselnd über die Leitungen 607 und 608 in die betreffende Kammer des Zylinders 604 und dadurch wechselseitig auf den Kolben 605 leitet und anscheinend aus der betreffenden Kammer des Zylinders 604 wieder zurückleiten. Obwohl diese Anlagen anfangs erhebliche Schwierigkeiten bei der Abdichtung der Hochdruck-Wasserstoffe hatten, wurden sie in dem letzten Jahrzehnt relativ betriebssicher und sind heute als betriebssicher anerkannt. Trotzdem haben diese Anlagen aber einen erheblichen prinzipiellen Nachteil, der nicht überwindbar ist, weil er sich aus dem Prinzip ergibt. Dieser Nachteil ist, daß das Druckfluid im Zylinder 604 komprimiert, also der anhand der Fig. 1 und 2 erklärten Erscheinung unterworfen ist. Selbst wenn das Drucköl in der betreffenden Kammer des Zylinders 604 nur 305 Bar hat, erhält man bereits 350 Bar mal Fco (= 0,0055) = 1,952 Prozent Zusammendrückung des Fluidvolumens in der vom Druck beaufschlagten Kammer des Zylinders 604. Da der Druck in der Wasserstufe aber 4000 Bar sein soll, muß der Querschnitt durch den Zylinder 606 = 4000/350 = mindestens 11mal größer sein, als der Querschnitt durch den Zylinder 606 der Hochdruckstufe. Das bedeutet, daß das Ölvolumen in der betreffenden Zylinderkammer 604 mindestens 11mal größer sein muß, als das geförderte oder maximal förderbare Hochdruckvolumen des Zylinders 606. Der Verlust in der betreffenden Kammer des Zylinders 604 ist dann bereits die obigen 1,925 Prozent mal mindestens 11 = mindestens etwa 21 Prozent umgerechnet auf die aktuelle Hochdruckförderung aus dem Zylinder 606. Diese Art Hochdruck-Anlagen haben also bedeutende und hohe, nicht rückgewinnbare Verluste durch innere Kompression im Treibfluid im Geberzylinder 604. Dazu kommen noch die Verluste durch innere Kompression im Fluid in den relativ langen Leitungen von der Pumpe PV zum Geberzylinder 604. Selbst dann, wenn man die Verluste durch Reibung unberücksichtigt läßt und auch die Verluste durch Totraum infolge der Ventilanordnung im Folgezylinder 606 auch unberücksichtigt läßt, muß jede dieser Anlagen also mindestens Verluste an Leistung infolge des Prinzips der Anordnung ergeben, so daß der Wirkungsgrad bei 4000 Bar niemals etwa 80 Prozent übersteigen kann, in Wirklichkeit aber wegen der weiteren Verluste auf etwa 75 Prozent oder auf einen noch geringeren Wirkungsgrad absinkt.

In der Fig. 55 ist ein Tellerfedernpaar axial entgegengesetzt gerichtet, zusammengelegt, dessen radial äußere Form plangeschliffen sind. Die Feder 609 liegt in der Planfläche 610 auf der Feder 611. Der Anstellwinkel der Tellerfeder ist "alpha". In dieser Figur ist die Tellerfeder in ihrer Originalform ungespannt.

Fig. 56 zeigt das gleiche Teil der Tellerfeder, wie die Fig. 55, jedoch ist die Tellerfeder jetzt in axialer Richtung vollkommen zusammengedrückt, so daß die bisher konischen Innenflächen sich in der Fläche 618 berühren. Die bisherigen Flächen 610 der Fig. 55 bilden jetzt eine Gabel mit dem gleichen Winkel alpha, so daß ein konischer Ringspalt mit dem Winkel 2 mal alpha zwischen den Flächenteilen 610 entsteht. Diese Tatsache ist eine wichtige Erkenntnis der Erfindung.

In Fig. 57 ist in die radialen Außenteile der Federn 609 und 611 die gemeinsame Ringnut 613 zur Aufnahme eines plastischen Dichtringes eingearbeitet, die wiederum ein Merkmal der gegenwärtigen Erfindung ist. In Fig. 8 sind die Tellerfedern wieder umgespannt, so daß ein Teil der Flaschenteile 610 wieder aneinanderliegt.

In Fig. 58 ist das Tellerfedernpaar der Fig. 57 in axialer Richtung voll zusammengedrückt, so daß die vorher konischen Innenflächen 618 wieder aneinanderliegen. Zwischen den Flächenteilen 610 öffnet sich daher wieder der konische Ringspalt 612. Der in die Ausnehmung 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003727989 00004 99880613 eingelegte plastische Dichtring tritt dabei unter dem Fluiddruck von außen teilweise in den Ringspalt 612 ein. Beim Entspannen der Federn 609, 611 klemmt dieser Spalt 612 sich aber wieder zusammen und frißt dabei einen Teil des Materials von dem plastischem Dichtringe in der Ausnehmung 613 weg. Das weggeklemmte Dichtringmaterial liegt später als meistens schwarzes Pulver (O- Ring-Pulver) in der Anlage, und der plastische Dichtring ist meistens schon nach einer Stunde Betrieb der Federn völlig weggeschabt und in Pulver umgewandelt. Das Aggregat ist schon nach einer oder nach wenigen Stunden unbrauchbar. Daher wird nach der gegenwertigen Erfindung ein "Back-up"-Ring = Stützring 616 oder 617 in die Ausnehmung 613 eingelegt. Dieser Stützring, der der Stützung des Dichtringes dient und der das Eindringen von plastischen Dichtringteilen in die Ringnut 612 verhindert, ist in Hochdruckanlagen der Erfindung für 4000 Bar aus Metall hergestellt, wobei das Metall eine Festigkeit von über 45 kg Quadratmillimeter hat, meistens um 60 bis 80 kg pro Quadratmillimeter liegt. Bei der perfekten Ausführung hat der Stützring 616 oder 617 innen der Radius "R" der Fig. 58 um die Wurzel des Spaltes 612 und außen der Radius "r" um seine radial innere Mitte der radial inneren Ausflagefläche. In der Praxis mag der Stützring die kantige Querschnittsform des Ringes 617 haben, wenn die ideale Form des Stützringes 616 aus Preisgründen nicht verwirklicht werden kann. Der plastische Dichtring, der in die Ausnehmung 613 eingelegt ist, paßt sich unter dem Fluiddruck von radial außen her der jetzt vorhandenen Form der Ringteil-Lage 614 an und füllt die jetzige Raumform 615 der Ausnehmung 613 aus, ohne in den Spalt 612 eintreten zu können, weil dieer Spalt durch den Stützring 616 oder 617 verschlossen ist. Die so beschriebene Formgebung des Stützringes 616 mit den Radien "R" und "r" verhindert das Eintreten von Teilen des plastischen Dichtringes (in den Figuren nicht eingezeichnet) in Spalte zwischen den Federn und dem Stützring, weil die Formgebung des Stützringes 616 das Entstehen solcher Spalte verhindert. Der Stützring der Type 617 formt sich unter den Bewegungen und Drücken nach und nach zu dem Radius "R" angenähert aus und ist daher eine Behelfslösung billigerer Ausführung für die Praxis des Maschinenbaues. Die Stützringe sind eine wichtige Ausführungsart der gegenwärtigen Erfindung.

In den Fig. 59 und 60 sind die mathematischen Grundlagen für die Berechnung und Änderung der Abmessungen der Tellerfedern dargestellt, während man die Festigkeit und die Förderung derartiger konischer Ringelemente aus den Fig. 23, 25 und 29a der Europa-Offenlegungsschrift 01 02 441 des Anmelders und Erfinders entnimmt. Fig. 59 zeigt die Berechnung der Maße "S", "Delta R" und "LR" des betreffenden Halbteils der als Linie dargestellten Tellerfeder. Fig. 11 zeigt die Berechnung der Radialaufweitung der Tellerfeder oder eines Rohres unter Druck von radial innen her. Beim Flachdrücken der Feder der Fig. 59 erhöht sich der Außendurchmesser der Tellerfeder, dann, wenn der Innendurchmesser unverändert bleibt, um die Differenz LR minus Delta R. Bei Innendruck und sonst gleichen Bedingungen überlagern sich die Radialänderungen, so daß maximal die Differenz " δ " = "Delta D" zum Ursprungs-Außendurchmesser "D" hinzuzuzählen ist plus der Differenz "LR" minus "Delta R" der Fig. 59. Die Gleichung (5) zur Berechnung der Radialaufweitung " δ " unter Innendruck ist noch an anderer Stelle der Eickmannschen Patentliteratur näher erläutert.

Die weiteren Ausführungsbeispiele

Nachdem in der Beschreibung der Grundlagen der Erfindung nachgewiesen wurde, daß die bisherigen Systeme unüberwindbare Wirkungsgrad- und damit Leistungs-Mängel haben, ergibt sich insbesondere unter Berücksichtigung der Beschreibung der Fig. 54, daß die Ausführung nach der Fig. 17 der genannten Offenlegungsschrift (das genannte DDR-Patent) die wirkungsgradbeste Lösung für eine 4000-Bar-Hochdruck- Pumpe bringen müßte, wenn sie vollendbar wäre. Um sie vollendbar zu machen, müßte der Kolben 52 präzise geführt sein, und außerdem müßte seine Querschnittsfläche etwa 5mal größer sein, als die Querschnittsfläche durch die Kammer zwischen den konischen Ringelementen 1. Dieser Querschnittsunterschied deshalb, weil die hydraulischen hydrostatischen Lager, die unumgänglich sind, bis etwa 750 oder 100 Bar betriebssicher sind, während der Druck in der Wasser fördernden Kammer 4000 Bar sein soll. Da die hydrostatische Lagerung des Hubkolbens und des Kolbens nur wenige Prozent Wirkungsgrad verschlingt und der Totraum in der Wasserstufe ein Minimum ist, sind in dieser Ausführung nach der Grundfigur 17 der Europa-OS bis zu 90 Prozent Wirkungsgrad erzielbar, wenn man ihr zur Vervollkommnung und zu ihrer Verwirklichung die betreffenden Merkmale der gegenwärtigen Erfindung zuordnet. Diese Mittel sind vor allem die Abdichtung der sich öffnenden Spalte, also die Verhinderung des Wegschabens der plastischen Dichtringe und die Anordnung der Fig. 61 mit Fig. 62. Es ist nämlich so, daß die Kräfte bei dem Exzenterantrieb nach der Fig. 17 der Europa- OS derartig hoch werden, daß die Wälzlager sie nicht mehr tragen können, ohne eine riesig voluminöse Bauweise zu ergeben. Außerdem sind so starke Lager meistens nicht auf Lager und müßten speziell gebaut werden. Sie sind auch zu teuer. Nicht nur für die Fig. 1 der E-OS, sondern auch generell für die gegenwärtige Erfindung ist wichtig, daß ein Teil der inneren Kompressionsverluste der Gesamt- Anlage wieder zurückgewonnen wird. Das wird möglich durch den Exzenter Langhubantrieb der Fig. 61 und 62, bei denen die Exzenter- Hubflaschen unter der Entspannung von Fluid unter innerer Kompression als Hydromotor wirken. Eine Anordnung, die die hohen Radialkräfte auf die Welle aufnehmen kann, ist daher in Fig. 61 und 62 gezeigt. Dabei ist Fig. 62 ein Schnitt durch Fig. 61 entlang der gepfeilten, strichpunktierten Linie durch Fig. 61. Die Welle 619 ist in den Lagern 634 umlauffähig gelagert, wobei das rechte Lager nur strichliert angedeutet ist, um die Schnittlinie deutlicher zu zeigen. Die Lager 634 können mit hydrostatischen Druckfluidtaschen 635 versehen sein. Die Welle hat zwei axial äußere Exzenterscheiben 620, 621 und dazwischen zwei axial innere Exzenterscheiben 622, 623, die in Radialrichtung gegenüber den äußeren um 180 Grad verdreht sind. Jede Exzenterscheibe ist mit der mittleren Nut 628 zum Eintritt der Führungsstange 628 für die Führung der Kolben 631 daran versehen. Die Führungsstege sind am Gehäuse oder an den Zylindern ausgebildet, die die Kolben 631 für die Kompression der konischen Elemente in Radialrichtung führen. Durch den Eintritt der Kolbenführungen 628 in die Ringnuten 629 zwischen den Teilen der betreffenden Exzenterscheibe wird der lange Kolbenhub erzielt, der wichtig ist, um das Aggregat zeitweise als Hydromotor zur Rückgewinnung von innerer Kompression aus dem Fluid und in den konischen Ringelementen, Dichtlippen usw. ausnutzen zu können. Die Exzenterscheiben bilden so die Hubflächen 624 und 625 für den Kolbenhub, an denen die Laufflächen der Kolbenschuhe 630 laufen. Die Kolbenschuhe 630 sind in den Kolben 631 schwenkbar, und sie sind mit Druckfluidtaschen und Kanälen 632 und 633 zur hydrostatischen Lagerung versehen. Die Speisung dieser Lager ergibt sich im Prinzip aus der Fig. 17 der genannten Europa-OS, die Welle mit den Exzentern, der Kolbenführung usw. ergibt sich im Prinzip aus den DE-OS 35 02 220 und 33 30 589.

Die Anwendung dieser Langhubexzenter in der gegenwärtigen Erfindung ist deshalb zweckdientlich, weil ohne langen Kolbenhub bei kleinem Durchmesser der Kolbenhubführungsflächen eine Benutzung als Hydromotor zum Antrieb der Welle 619 bei der Entspannung der inneren Kompressionen nicht rationell möglich ist. Aus diesem Grunde sind zum Beispiel Schrägscheiben-Axialkolben-Aggregate nicht geeignet, weil sie zu kleine Anstellwinkel und zu kurzen Kolbenhub haben, um als Motor rationell zu sein. Bei solchen Schrägscheiben der Axialkolben-Ausführungen ist eine lange Kolbenführung, wie durch die Stege 629 bei Radialkolbenaggregaten (Fig. 61 und 62) bisher nicht möglich und folglich bei hohen Drücken, wie sie hier erforderlich sind, keine ausreichend langen Kolbenhübe möglich, um rationellen Motorbetrieb zur Rückgewinnung von Energie, die für die innere Kompression verbraucht wurde, zu ermöglichen. Die Hochdruckfähigkeit für 4000 Bar der Fig. 61 und 62 ergibt sich daraus, daß die benachbarten Kolbenhubflächen radial diametral gegenüberliegen, also die Hubflächen 624 die Radiallasten der Hubflächen 625 und, vice versa, so aufheben, daß die Welle 619 keine radiale Durchbiegung erfährt und die Radiallager 634 unter keiner oder unter nur geringer Last zeitweilig laufen. Jede der Exzenter- Scheiben 620 bis 623 treibt mehrere Kolben, zum Beispiel 3 oder 5 in radialer Richtung an und führt sie beim Rückhub, bei dem sie zeitweilig die Expansionsarbeit aus der beschriebenen inneren Kompression als Hydromotor aufnimmt und als Drehantrieb an die Welle 619 deshalb mit gutem Wirkungsgrade abgibt, weil die Anstellwinkel der Kolbenschuhe an den Hubflächen 624, 625 infolge der Hubflächenform mit langen Radien 626 um die Exzenterachsen 636 und 637 groß werden.

Fig. 63 zeigt, daß im Vergleich zu der betreffenden früheren Fig. 12 der Innendurchmesser des Zylinders 638 nur wenig größer, als der Außendurchmesser des Kolbens 639 sein darf, um die geringste Ölmenge möglich zu machen, die den geringsten inneren Kompressions- Verlust bringt, um das Erfindungsziel zu verwirklichen. Außerdem zeigt diese Figur, daß die Einlaß- und Auslaßventile 38 und 39 so nahe an der Wasserförderkammer angeordnet sein müssen, daß der sich mit Fluid füllende Totraum ein Minimum wird, um die inneren Kompressions-Verluste bei einem Minimum zu halten.

Fig. 64 zeigt dafür noch bessere Einlaß- und Auslaß-Ventile 38 und 39, die noch weniger Totraum bilden, weil die Ventilflächen direkt an der Zylinderwandfläche liegen und den Totraum auf fast Null reduzieren. Außerdem zeigt diese Figur, daß außer den hydrostatischen Druckfluidtaschen 632 und den Leitungen 633 im Kolbenschuh 630 und Kolben 631 auch noch die Tangential-Balancierungs-Durckfluid- Taschen 640 mit den Leitungen 641 angeordnet sein müssen, wenn ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Betriebssicherheit erreicht werden sollen. Im übrigen arbeiten die Fig. 14 und 15 wie die Fig. 12 und 13.

Fig. 65 zeigt einen Längsschnitt durch ein W-Element der Erfindung eingebaut in ein Aggregat mit den Klampenringen nach den Fig. 8 oder 11. Aus den Fig. 8, 11 ergab sich, daß die Abdichtung der konischen Ringelemente gegenüber der Innenkammer zur Förderung des Wassers oder Fluids deshalb Schwierigkeiten macht, weil sich kleine konische Ringspalte periodisch beim Komprimieren und Expandieren der konischen Ringelemente bilden, die das Material der plastischen Dichtringe abschaben, wie auch anhand der Fig. 55 bis 58 erläutert wurde. Durch das W-Element der Erfindung nach der Fig. 65 wird dieser Nachteil vollkommen überwunden, und zwar dadurch, daß das Element 646 im Querschnitt etwa die Form eines "W" bildet. Das Element 646 der Erfindung hat daher ein Front-Element 643 der Fig. 6 und ein Rückelement 644 der Fig. 6 einteilig zusammen mit den radial flexiblen Ringteilen 646 der Fig. 3, 7, 9 und der mittleren Radialverstärkung 645, worin die Figuren früher in dieser Anmeldung oder in einer oder mehreren der Voranmeldungen erscheinen und die genannten Teile darin andere Bezugszeichen haben. Die Front- und Rückteile, also die eigentlichen konischen Ringteile 1, 643 und 644 haben die axial vorstehenden Ringnasen 647, die denen der Bezugszeichen 13 der genannten Fig. 3, 7, 9 entsprechen und die wichtige Merkmale der in der Erfindung offenbarten Technik sind. Die Teile 646 ermöglichen die radiale Deformation, das radiale Atmen beim Komprimieren und Expandieren der eigentlichen konischen Ringelemente 643 und 644. Die mittlere Radialstütze 645 verhindert zu starkes radiales Aufweiten unter Innendruck und dadurch Lieferverluste.

Da das W-Element 642 ein einteiliges Element ist, ist es unmöglich, die Klampenringe, die zum Zusammenhalten benachbarter konischer Ringteile erforderlich sind, einzubauen.

Daher zeigt Fig. 66, die ein Schnitt durch Fig. 65 entlang der strichpunktierten und gepfeilten Linie durch Fig. 65 ist, daß die Klampenringe dann doch verwendet und montiert werden können, wenn man sie erfindungsgemäß durch Radialschlitze 647 in mindestens zwei Teile zerlegt. Dabei ist es zweckdienlich, den oberen Klampenring 27 um 90 Grad gegenüber dem unteren Klampenring 28 zu verdrehen und eine gerade Zahl für die Anzahl der Schraubensitze und Gewinde unter gleichen Winkeln in den oberen und unteren Klampenringen 27 und 28 einzuarbeiten. Auf diese Weise ist es möglich, zwei axial benachbarte W-Elemente der Erfindung zusammenzuschrauben, wie die Figur zeigt und so die Arbeitskammern zwischen zwei benachbarten konischen Ringteilen 1, 643, 644 zu bilden. Ein Ausfüllschaft 648 ist wieder eingebaut. Die Zentrierringe und Dichtringe 20 und 26 der Fig. 66 müssen in die Kammer 50 eingepaßt werden, doch sind sie der Übersichtlichkeit halber in die Fig. 65 nicht eingezeichnet.

Durch die Erfindung des W-Elementes wird es möglich, ein Aggregat ohne sich öffnende und schließende konische Ringspalte zu bauen, also das Wegschaben der plastischen Dichtringe zu verhindern, wie die Fig. 67 zeigt.

In Fig. 67 ist ein Längsschnitt durch ein Gehäuse 91 mit eingebautem Folgehubkolben und einigen eingezeichneten W-Elementen der Erfindung gezeigt. Der Kopfdeckel 1001 enthält die Einlaß- und Auslaß-Ventile 38 und 39 und ist mit dem Gehäuserohr, auch Außenrohr genannt, 91 fest verschraubt oder einteilig. Im Boden des Gehäuses oder in dessen Bodenplatte oder Bodendeckel befindet sich der Folgezylinder 650, 651 mit dem darin reziprokierbaren Folgekolben oder Hubkolben 649, 652. Diese Zylinder und Hubkolben sind in der Figur als Differentialzylinder und als Differentialkolben ausgebildet, um eine Führung des Kolbens 649 durch seine Kolbenstange 652 zu erhalten, damit er nicht kantet. Beide Zylinderkammern 650 und 651 sind aber durch einen Kanal 660 miteinander verbunden, so daß sie als ein einziger Zylinder mit gleichem Druck wirken. Das Treibfluid vom Geberkolben wird durch die Leitung 659 in den Hubzylinder 650 geleitet, um den Folgekolben hochzudrücken und so den W-Elementsatz zusammenzudrücken. Da die Elemente eventuell nach langem Betrieb ermüden, wird erfindungsgemäß eine Rückzugsvorrichtung in Fig. 18 vorgesehen. Diese besteht aus dem Kolbenfortsatz 655 des Hubkolbens 649, wobei der Fortsatz 655 durch eine Abdichtung in den Rückzugszylinder 656 hereinragt und darin den Rückzugkolben 657 trägt. Wird Drucköl geringen Druckes durch die Leitung 658 in den Zugzylinder 656 geleitet, dann zieht der Kolben 657 den Kolben 649 in seine Ausgangslage, in der er eingezeichnet ist, zurück. Als weitere besondere Erfindungsmerkmale sind die W-Elemente mittels Klampenringen zusammengeschraubt, wie in den Fig. 65 und 66. Nur die oberen und unteren W-Elemente sind in Fig. 67 eingezeichnet. Als Besonderheit sind diese mittels der Bolzen 50 am Hubkolben 649 beziehungsweise am Kopfdeckel 1001 angeschraubt. Um die Montage zu ermöglichen, wird der obere Klampenring 28 mittels durch den Kopfdeckel erstreckter Schraubenbolzen 30 am Kopfdeckel 1001 festgeschraubt. Da alle W-Elemente so fest gehalten sind, können sie sich nicht voneinander lösen, so daß die Elementensäule Hub- und Zug-fest miteinander verbunden ist.

Da die Anlageflächen beim Zusammendrücken konische Ringöffnungen mit dem Winkel "alpha" wie in der Fig. 56 bilden würden, sind metallische Stützringe mit Abschrägungen von etwa 45 Grad in die Kammern 50 eingebaut und mit 653 bezeichnet, um die plastischen Dichtringe 645 dagegen zu schützen, daß sie in die sich öffnenden konischen Ringspalte an den Ringnasen 13 bzw. zwischen diesen und dem Kopfdeckel 1001 oder dem Kolben 649 teilweise eintreten können und dort abschaben. Die sich öffnenden konischen Ringspalte sind so eng, daß man sie mit dem Auge nicht sehen kann und sie nur durch die geometrisch-mathematischen Überlegungen der Erfindung erkannt werden konnten. Die plastischen Dichtringe in den Kammern 50 drücken unter dem Fluiddruck von innen her radial nach außen gegen die Stützringe 653, und infolge der Abschrägung der Stützringe werden diese dabei gleichzeitig axial nach oben oder unten zum dichten Anliegen an der Grundfläche des Kopfdeckels 1001 oder der Kopffläche des Hubkolbens 649 gezwungen, um an ihnen eine wirksame Abdichtung gegen Einquetschen von plastischen Dichtringteilen zu bilden. In die Bohrungen in den W-Ringen sind wieder in der Figur nicht eingezeichnete Ausfüllklötze eingesetzt.

In den Figurenbeschreibungen werden Teile, Wirkungen und Aufgaben, die bereits anhand einer früheren Figur besprochen wurden, in dieser Anmeldung nicht wiederholt besprochen, von einigen Ausnahmen abgesehen, weil sie bereits aus der voraufgegangenen Beschreibung der voraufgegangenen Figur verstanden sind.

In Fig. 68 wird gezeigt, daß, insbesondere bei Aggregaten mit Beaufschlagung der Außenkammer 35 und bei weichen konischen Ringelementen oder bei ermüdenden konischen Ringelementen, eine Zugstange durch den Hubkolben gesetzt werden kann oder muß. Die Zugstange 661 mag mit dem Kopf 670 einteilig sein, mit dem Kopf ein durch Dichtring 681 abgedichtetes Grund-Element oder ein Bodenelement 501 halten bzw. an ihm befestigt sein. Der Zugstangenkopf oder das Bodenelement 501 mag nach oben ein zentrales Gewinde 671 haben, um den mittleren Ausfüllklotz in Kammer 37 daran zu befestigen, oder um den ganzen Elementensatz mittels einer Schraube zusammenzuhalten. Die Zugstange 661 erstreckt sich durch die Kammer 735, durch eine passende Bohrung 662 im Kolben 652, durch eine passende Bohrung 1062 im Kolben 649, durch die Kammer 651, durch die Abdichtung und Führung 664 und durch die Zugkammer 666, um in der Zugkammer am Ende der Zugstange den Zugkolben 668 zu halten. Ein Federmittel 669 mag zwischen der Halterung 664 und dem Zugkolben 668 angeordnet sein, um den Zugkolben zurückzudrücken und über die Kolbenstange 662 den Elementensatz 501 in die Ausgangslage zurückzuziehen. Außerdem oder alleine mag die Zuleitung 667 angeordnet sein, um Druckfluid niederen Druckes in die Zugkammer 666 zu leiten und zur gegebenen Zeit dadurch den Zugkolben 668 zu beaufschlagen und die Kolbenstange mit den an ihr befestigten Elementen in die Ausgangslage der Elemente zurückzudrücken.

In Fig. 69 ist eine vorteilhafte Ausbildung für das obere, an der Stirnfläche des Kopfdeckels 1001 anliegende Element gezeigt. Das obere Element 527 ist hier erfindungsgemäß mit einer Ringnase 684 versehen, deren Durchmesser unterschiedlich zu den anderen Elementen ist, um den Zweck der Auflage, Halterung und Abdichtung relativ zum Kopfdeckel 1001 zu erfüllen. Das Gehäuse hat eine Ringausnehmung, in die der Ringflansch 684 des Elements 527 hereinragt und darin paßt und darin fest eingeklemmt ist. Eine Ringnut 683 für die Aufnahme eines Dichtringes ist außerdem angeordnet. Gezeigt ist in dieser Figur auch der Ringraum 820 zwischen dem Außendurchmesser des betreffenden Elementes 527 oder dessen Umgreifung 682. Diese Ringnut 820 ist erfindungsgemäß von hoher Bedeutung für den Wirkungsgrad des Aggregates. Sie muß nach der Erfindung radial so eng sein, daß beim Spannen des Elements kaum noch ein Abstand zwischen dem Außendurchmesser der Elementenanordnung und dem Innendurchmesser des Gehäuses 91 verbleibt, weil dieser Ringspalt Totraum ist, in dem das Fluid zu innerer Kompression komprimiert und Verluste erheblichen Ausmaßes verursacht. Eine Zehntel Millimeter soll das Radialmaß der Ringnut 820 aber trotzdem haben, damit etwas Fluid hindurchfließen kann.

Fig. 69 wiederholt im Prinzip ein Beispiel für den Antrieb der Hubkolben und zeigt außerdem die Anordnung einer kurzen zentralen Rückzugvorrichtung. Die Zugstange 1003 hat wieder den Kopf 670 mit dem Dichtringsitz 681, um das Grundelement 514 dichtend zu halten bzw. an ihm befestigt zu sein. Die Zugstange 1003 erstreckt sich dann um die zentrale Achse 1002 herum durch einen Teil des Gehäuses 91 oder dessen Bodendeckel 91, um in die Zugkammer 672 einzutreten und in ihr am Zugstangenende den Zugkolben 673 zu halten. Das Federmittel 699 zwischen dem Teile des Gehäuses 91 und dem Zugkolben 673 drückt die Zugstange und damit die Elemente 527, 501, 1 usw. in die Ausgangslage zurück. Die Bohrung 1004 dient der Entleerung der Kammer 672 von Druck. Da die Rückzugsanordnung in dieser Figur zentrisch um die Kammernachse 1002 angeordnet ist und das meistens so sein muß, weil die Elemente ja zentrisch in der Kammer 35 angeordnet sind, sind in dieser Figur die Hubkolben 535, 735 radial relativ zur Achse 1002 versetzt angeordnet und laufen mit enger Passung in entsprechenden Bohrungen im Grunddeckel oder im Gehäuse 91. Da es schwierig ist für so hohe Drücke die Kolben direkt anzutreiben, ohne sie als Differentialkolben 535, 735 auszubilden, werden meistens besondere Treibkolben 540, 740 angeordnet, die auf die Böden der Hubkolben 535, 735 wirken. Die Treibkolben haben im Vergleich zu den Hubkolben größere Durchmesser, um eine Kraftübersetzung zwischen dem Schmierfluid von unter 1000 Bar und dem Hubfluid in der Außenkammer von mehreren 1000 Bar zu erreichen. Die Treibkolben haben in der Figur die Kolbenschuhe 741 mit hydrostatischen Lagertaschen 632, 678 und Druckfluid Leitungen 633, während sie durch einen Hubantrieb 677, 542 angetrieben und zurück gelassen werden. Der Hubantrieb mag mit dem zentralen Schaft 553 um die Zentralachse 674 verbunden oder zusammenwirkend sein und auf eine Anzahl von Kammer 35 wirken, die um die Zentralachse verteilt angeordnet sein können. Lager oder Druckfluid-Mittel 676, 554, 675, 1005, 555, 685 oder dergleichen mögen angeordnet sein.

Fig. 70 und 71 zeigen sehr wichtige Merkmale der Erfindung, nämlich Abdichtanordnungen radial der Auflagen der Elemente aneinander. Wie bereits beschrieben, öffnen sich beim Komprimieren und Expandieren der konischen Ringelemente enge konische Ringspalte, die zwar nur Abmessungen von wenigen hundertstel oder unter einem hundertstel Millimeter maximale Öffnungsweite erreichen, aber die plastischen Dichtringe schnell abschaben. Die Figur zeigt daher eine Außenabdichtung und die Fig. 22 eine Innenabdichtung zum Einsatz in die entsprechenden Dichtringsitze 615, 50, 3, 4, 503, 504 usw. der betreffenden Elemente 1, 501, 527 usw. Die Außenabdichtung der Fig. 70 hat einen festen Stützring 686, der für 4000 Bar aus festem Metall von über 45 kg pro Quadratmillimeter Festigkeit, sonst aber weicher ist und einen ihn radial nach innen und axial nach beiden Richtungen umgebenden plastischen Dichtring 687, dessen Teile 688 und 689 die axiale Umgreifung des Stützringes 686 bilden. In radialer Richtung umgekehrt hat die Anordnung der Fig. 71 den festen Stützring 690 mit dem plastischen Dichtring 691 und dessen Axialumgreifteilen 692 und 693. Die Dichtringteile dehnen sich radial aus und ziehen sich radial zussammen parallel zur Radialänderung der Elemente beim Komprimieren und Expandieren der Elemente. Die axialen Umgreifteile 688, 689, 692 und 693 sind erfindungsgemäß wichtig, weil ohne sie die Abdichtung nicht so gut ist, wie sie für die Anwendung in Aggregaten der Erfindung sein muß. Herkömmliche zylindrische Dichtringe sind nicht geeignet, weil sich an deren Axialenden wiederum konische Spalte, mit dem Auge nicht sichtbar, öffnen und schließen und den plastischen Dichtring abschaben würden. Das ist durch die Ausbildung nach den Fig. 70, 71 und den nachfolgenden verwandten Figuren verhindert, weil nun das plastische Dichtringmaterial der Ringe 686 und 691 keine sich öffnenden konischen Spalte mehr berühren kann. Der Druck radial innerhalb oder radial außerhalb der Ringe drückt diese Dichtanordnungsringe jeweils fest an die radialen Endteile des betreffenden Elementes und die metallischen Ringe, die fester sind, als der Druck im Fluid, verschließen die sich öffnenden konischen Ringspalte zwischen den Elementen oder zwischen einem Element und einem Nachbarteile.

Die Fig. 72 zeigt wichtige Anordnungen für die Betriebssicherheit und das Wirken des betreffenden Aggregates der Erfindung.

Damit die Außenkammer 35 effektiv wirken kann, ist es außerordentlich wichtig, daß die immer mit der richtigen Menge an Öl (Fluid) gefüllt und frei von Luftblasen ist. Daher wird eine Fluidzuleitung 709 zur Kammer 35 geleitet, in die, nahe der Kammer 35, ein Rückschlagventil (Einwegventil) 706 eingeschaltet ist. Dazu kann man aus konstruktiven und aus Baugründen die Bohrung 705 im Gehäuse 91 anordnen und in sie den Ventilhalter 707 mit Dichtungen 708 einsetzen, wobei man diese Teile mit dem Anschluß 710 im Gehäuse 91 halten kann. Die Druckleitung 709 wird von außen her oder aus dem Aggregat heraus mit Druckfluid gespeist. Ferner wird an einer Stelle im Kopfdeckel 1001, die durch die Abdichtungen 694, 696 freigelassen ist und über dem Spalt 697 liegen mag, die Auslaßbohrung 795 angeordnet und zu einem bei einem bestimmten Druck selbstschließenden Ventil geleitet. Das selbstschließende Ventil sitzt in der Ausnehmung 1006 und besteht zum Beispiel aus einer Hülse 1012 und einem Ventilkörper 696 mit einer Belastung, zum Beispiel einer Feder 701. Der Ventilkörper 703 hat außerdem den dickeren Kopf 696 und das dünnere Ende 703. Beide Teile sind axial beweglich in den sie umgebenden zylindrischen Wänden eingepaßt, und die Belastung 701 drückt den Ventilkörper in der Figur nach unten. Bei Druckanstieg in der Außenkammer 35 über die Belastung 701 hinaus hebt der Fluiddruck das Ventil nach oben. Ist der Druck in der Kammer 35 noch geringer, dann fließt Fluid durch die Drosselbohrung 1013 geringen Durchmessers über Bohrungen 699 und 702 sowie 704 aus der Kammer 35 ab. Die Drosselung mittels geringen Querschnitts der Bohrungen verhindert Abfluß einer zu großen Fluidmenge aus der Kammer 35 heraus. Jedenfalls wird dadurch die Kammer 35 von Luftblasen entleert, da die Anordnung sich am oberen Ende der Kammer 35 befindet. Bei stärkerem Druckanstieg in der Kammer 35 kann nicht mehr viel mehr Fluid entweichen, infolge der Drosselwirkung, so daß der Ventilkörper 703 sich gegen die Belastung 701 nach oben hebt, wobei die Bohrung 702 in die zylindrische Wand der Hülse 1012 eintritt und durch diese verschlossen wird, so daß kein Fluid mehr entweichen kann. Diese Anordnung hält also die Kammer bei geringem Druck offen und verschließt sie bei hohem Druck. Das bedeutet, daß beim Rückhub der Elemente, bei dem niederer Druck in der Außenkammer 35 ist, die Kammer mit etwas Frischfluid aus der Leitung 709 gefüllt wird, Luft und übermäßige Fluidmengen bei diesem Zustand durch das Ventil 703 entweichen, die Kammer 35 aber solide verschlossen ist, sobald der Druckhub zum Komprimieren der Elemente zu wirken beginnt. Es wird bevorzugt, die Drücke so einzustellen, daß die Innenkammer 37 nie höheren Druck als die Außenkammer 35 hat, damit die Elemente sich selber ohne Klampenringe zusammendrücken können. Meistens werden die Ventile so eingestellt, daß der Druck in der Innenkammer beim Rückhub der Elemente 2 Bar (plusminus 5 Bar) unter dem der Außenkammer 35 liegt. Um die Bohrung 795 so anordnen zu können, daß sie die Kammer 35 trifft, erhält das obere Element 527 oft eine Ringnase 695 mit etwas kleinerem Durchmesser, als die Ringnase 502 der übrigen Elemente 501, 527 ist. Das ist erwünscht, damit der Dichtringsitz 696 außen ausreichend geringen Durchmesser hat, um die Bohrung 696 nicht durch den Dichtring zu verschließen.

Die Fig. 73 zeigt eine Rückzugvorrichtung für die Elementensäule in der Kammer 35. Der Hubkolben 712, der eng in der Zylinderwand 711 eingepaßt, abgedichtet, in axialer Richtung läuft und vom Treibkolben 649 zum Druckhube angetrieben ist, hat in axialer Richtung die Kolbenstange 713 eng eingepaßt in die Zylinderwand der 1007 der Bohrung im Treibkolben 649. Die Kolbenstange erstreckt sich also durch den Treibkolben 649 hindurch und außerdem durch eine Abdichtung 715 hindurch in die Zugkammer 716 hinein, innerhalb der sie an ihrem Ende den Zugkolben 717 trägt. Wird Druckfluid geringeren Druckes durch Bohrung 718 in die Zugkammer 716 geleitet, wenn die Außenkammer 35 unter Niederdruck steht, zieht der Zugkolben 717 über die Kolbenstange 713 die Elemente in ihre Ausgangslage zurück. Die Bohrungen 665 und 659 sind Zufluß- und Abflußbohrungen für die Kammern 663 und 650, 651, wobei die Kammer 650, 651 die Druckkammer für den Antrieb des auf den Hubkolben 712 drückenden Treibkolbens 649 ist.

In Fig. 74 ist das V-Element der Fig. 33, 34 gezeigt, jedoch mit einer erfindungsgemäßen Modifikation. Das BV- Element hat in Fig. 74 am einen axialen Ende eine Nase mit radial planer Fläche 723 und am anderen axialen Ende eine gewölbte Fläche mit einer Ringlinienspitze 719. Dadurch liegt beim axialen Aufeinanderlegen zweier V-Elemente eine metallische Linie auf einer metallischen Ebene, und wenn die Linie unter Last auf der Ebene liegt, bildet sie eine metallische Dichtung, so daß plastische Dichtringe vermeidbar werden. Diese Art Dichtung funktioniert aber bei den hohen Drücken nur dann, wenn die Linie und die Fläche einwandfrei beschaffen sind, so daß zwischen ihnen keine Lücke entsteht.

In Fig. 75 ist die Nase durch eine radial sehr kurze Planfläche 720 gebildet, von der aus konische Flächenteile nach radial außen und innen verlaufen, die durch 721 und 722 gezeigt sind. Die Nase 719 besteht also in Fig. 75 aus mehreren, winkelmäßig zueinander angestellten Flächenteilen, während die Nase 719 in Fig. 74 mit einer Fläche mit konstantem Radius um die Nasenmitte gebildet ist, so daß der Querschnitt der Nase eine Halbkreisfläche bildet.

In Fig. 76 ist eine der elegantesten Lösungen der Auflage der benachbarten Elemente aufeinander gezeigt, die aber nur dann angenehm ist, wenn man einen metallischen Ring, der die Form eines handelsüblichen Rundschnurringes hat, zur Verfügung gestellt bekommt oder den billig kaufen kann. Denn der Ring muß einwandfrei runden Querschnitt oder mindestens einen Querschnitt mit gleichem Radius um die Rundachse des Ringes haben; zumindstens in dem Bereich, indem er zur Auflage der benachbarten Elemente herangezogen ist. Außerdem muß er aus so festem Metall oder Material sein, daß er die auftretenden Kräfte, die bei 4000 Bar weit über 50 Kilogramm pro Quadratmillimeter liegen, tragen kann, ohne seine Figur des gleichen Radius um die Ringachse zu verformen. Das Problem heutzutage ist, daß derartige Rundringe 727 nicht wie Sand am Meer zu finden sind und auch nicht billig am Markte käuflich erhältlich zu sein scheinen. Sie sind aber prinzipiell präzise herstellbar, insbesondere dann, wenn man sie radial innerhalb und außerhalb der Masse b ⌀ und B ⌀ zylindrisch ausbildet, weil man dann den verbleibenden Ringrest einspannen und mit Schleifmaschinen mit Schwenkanordnungen präzise schleifen kann. Die Durchmesser "b ⌀" und "B ⌀" mit deren Abstand "delta B" bewirken dann das Selbstzusammenpressen der Elemente nach den Fig. 33, 34 und so weiter. Die Abdichtung, obwohl eine rein metallische, sollte dann präzise und absolut sein, weil eine ausreichend ausgedehnte Flächenauflage gebildet ist, vorausgesetzt, daß spiegelbildliche Ringnuten mit Radien um die gemeinsame Ringachse 1016 des Ringes 727 in die benachbarten Elemente 724 und 725 eingearbeitet sind. Da sich bei dieser Ausführung keinerlei konische Ringspalte öffnen, ist diese Ausführung die Ideal-Ausführung, wenn sie präzise und fest genug hergestellt ist. Trotzdem kann man hier plastische Dichtringe radial außen und innen in die Spalte 1014 und 1015 einlegen. Dabei besteht keine Gefahr, daß diese plastischen Dichtringe abschaben würde, weil sich bei dieser Ausbildung keine sich öffnenden und schließenden Spalte bilden.

Die Ringachse ist durch die Linie 1016 gezeigt. Zu bemerken ist noch, daß bei der Ausführung nach den Fig. 74 bis 76 mit metallischer Dichtung immer gesichert sein muß, daß der Druck in der Innenkammer 37 plus der Spannkraft der Elemente niemals den Druck in der Außenkammer 35 erreicht oder diesen überschreitet.

Fig. 77 zeigt einmal benachbarte Elemente 501, 527 in das Gehäuse 91 eingebaut, wobei diese Elemente in ihren Dichtringsitzen die Dichtanordnung der Fig. 71 eingebaut zeigen. Die Anordnung nach Fig. 70 ist hier fortgelassen, weil statt dessen die Nasen 502 mit konischen Abschrägungen 738 radial nach innen versehen sind, so daß eine metallische Auflage geringer Radialabmessung, im Extremfalle einer kreisrunden Linie, ausgebildet ist, die dann selber dichtet, wenn der Druck in der Außenkammer 35 immer den Innendruck in der Innenkammer 37 zuzüglich dem Spanndruck der Elemente überschreitet. Die Innenabdichtung ist unter diesen Umständen in der Fig. 77 fortgelassen, also eingespart.

Da es wichtig ist, daß der Druck in der Außenkammer 35 immer die Summe des Druckes in der Innenkammer 37 plus dem Spanndruck der Elemente überschreitet, ist ein entsprechendes selbstregelndes Differenzdruckventil in der Fig. 77 eingebaut, das sich im Regelzylinder 729 axial beweglich befindet und mit 731 bezeichnet ist. Von der Innenkammer 37 führt die Leitung (Bohrung) 728 zum Beispiel durch den Kopfdeckel 1001 zum einen Ende des Zylinders 729, während vom anderen Ende des Zylinders 729 die Leitung (Bohrung) 730 zur Außenkammer 35 führt. Der Regelkolben 731 ist also von oben mit dem Druck der Innenkammer 37 und von unten mit dem Druck der Außenkammer 35 beaufschlagt. Er hat ein oberes dünneres Kolbenteil 735 und ein unten dickeres Kolbenteil 734 in entsprechende Bemessung der Durchmesserteile des Zylinders 729 eingepaßt, worin er axial beweglich ist und wobei die Durchmesser-Differenz der Teile 734 und 735 die Höhe der Differenz des Druckunterschiedes in der Innenkammer 37 und in der Außenkammer 35 bestimmt. Wird der Druck in der Innenkammer 37 so groß, daß die Drucksumme aus Innenkammerdruck plus Spanndruck der Elemente sich dem Druck in der Außenkammer 35 zu sehr nähert, dann wir das Ventil 731 nach unten gedrückt und gibt die Überlaufschlitze 736 zur Ablaufbohrung 733 und der Ringkammer 732 frei. Dann entweicht Fluid aus der Innenkammer 37 durch die Ringkammer 732 und den Abfluß 733, bis der Druck in der Innenkammer ausreichend abgesunken ist. Ist das erreicht, dann drückt der Druck in der Außenkammer 35 den Kolben 731 wieder nach oben und schließt das Ventil, so daß die Anlage betriebssicher weiterarbeiten kann.

Fig. 78 zeigt einen Querschnitt durch die gleichen Elemente wie die, die in Fig. 76 eingebaut sind, jedoch mit dem Unterschied, daß Umklampungsringe 739 zum Zusammenhalten benachbarter Elemente eingebaut sind. Dabei sind die radial äußeren Enden der Elemente verdünnt, damit die Ringumgreifung in die durch die Verdünnung entstandenen Ausnehmungen der Elemente eingreifen kann. Dies ist erwünscht deshalb, daß die äußeren Ausfüllklötze plane Ringe werden können und der Totraum radial außerhalb der konischen Ringteile der Elemente einwandfrei ausgefüllt werden kann. Das ist nach dieser Erfindungsfigur auch möglich, da die volle Spannkraft der Elemente zur radial nach außen bis zur Auflagen-Nase 502 benötigt wird. Die der Dichtringnut benachbarten Teile, in der die Ringanordnung 690, 691 eingebaut ist, kann also in axialer Richtung dünner als die sonstige Wandstärke der Elemente gehalten werden, um die Umgreifung mittels der betreffenden Teile des Umgreifringes 739 verwirklichen zu können.

Fig. 79 zeigt im Längsschnitt die bevorzugte Ausbildung der Anlage des oberen Elementes 501, 527 an die radial plane Stirnfläche des Kopfdeckels 1001. Die Elemente 1, 501, 527, 642 usw. haben die Ringnase 502, 695. Der Kopfdeckel hat wieder die Bohrung 795, und die Dichtung 694 ist zwischen dem Kopfdeckel und dem Gehäuse 91 eingebaut. Der Durchmesser der Kammer 35 ist wieder so klein, daß der Spalt 762, 780 zwischen den Elementen und dem Gehäuse so eng ist, daß jeder unerwünschte Totraum vermieden wird. Da auch hier an den Planflächen der Nasen sich öffnende und schließende konische Ringspalte entstehen, wenn die Elemente komprimieren und expandieren, muß eine geeignete Dichtung vorgesehen werden, um das Abschaben der plastischen Dichtringe 654 und 761 zu vermeiden. Dabei ist die Dichtung nach den Fig. 21 und 22 aber hier nicht geeignet. Statt dessen müssen metallische Dichtringe 760, 653 eingebaut werden, die etwa 45gradige Abschrägungen gegen die plastischen Dichtringe haben, damit die plastischen Dichtringe unter dem Fluiddruck die metallischen Dichtringe 653 und 760 einmal gegen die Nase 502, 695 und zum anderen auch gegen die Stirnfläche des Kopfdeckels 1001 pressen, um die volle Abdichtung und das Verschließen der sich öffnenden und schließenden konischen Ringspalte zwischen der Nase 502, 695 und dem Kopfdeckel 1001 zu sichern bzw. zu verhindern.

Fig. 80 zeigt eine Ausführung von Elementen Radialenden, in die wieder ein Rundring 763 oder eine radiale Hälfte desselben eingelegt ist, wobei die Hälfte durch die Linie 764 gebildet ist. Man erhält so die Dichtauflagen 766 des Elements mit den Dichtflanschenteilen 769 zwischen dem Element und dem Rundring 763, 764, die die Radialabmessung der Durchmesser "b ⌀" und "B ⌀" mit deren Differenz "delta B" nach der Erfindung bilden. Radial außerhalb dieser befinden sich die Radialenden 768 der Elemente, die in der Fläche 770 aneinanderliegen und dort auch verklebt oder verschweißt sein können.

Fig. 81 zeigt die entsprechende Ausführung für die radial inneren Enden der Elemente mit den Teilen 771, 772, 773, 774, 775 und 776, die den entsprechenden der Fig. 80 in radial umgekehrter Richtung entsprechen und so die Radialabdichtungs-Abmessungen "a ⌀" und "A ⌀" mit der Durchmesser-Differenz "delta A" der Erfindung bilden. Dadurch wird der Nachteil der Vortechnik überwunden, daß die zusammengeklebten oder verschweißten Elementenenden unter dem Innendruck lösen oder brechen. Denn die scharfen Öffnungen zwischen benachbarten Elementen der Vortechnik sind durch die Ausführungen nach diesen Figuren vermieden, und die Auflageflächen sind vergrößert. Diese Ausführung eignet sich daher auch zum Verkleben oder Verschweißen der benachbarten Elemente für höhere Drücke, als das in der Vortechnik des Niederdruckes möglich war.

Fig. 82 vereinigt die Fig. 80 und 81, setzt aber zusätzlich den Umgreifring 784 mit den Axial-Umgreifungen 785 um die Außenteile 783 der Elemente. In die Räume 782 und 779 können plastische Dichtringe eingelegt werden, doch ist das dann nicht erforderlich, wenn die Teile 727, 1780 und 1781 einwandfrei und dauerhaft in der Ausführung sind. Auch am Innendurchmesser können Umgreifringe eingesetzt werden, die aber in dieser Figur nicht eingezeichnet sind.

Fig. 83 zeigt die Ausbildung benachbarter Elementenenden in vergrößerter Darstellung, um die Einzelheiten deutlicher als in den bisherigen Figuren sichtbar zu machen. Man sieht die radial verkürzte Auflage der Nasen, die Abschrägungen 794 und 795 für den hier gewollt erzeugten konischen Ringspalt 612 radial nach innen erweitert, die eingesetzten metallischen und plastischen Dichtanordnungsringe 690, 790, 691, 791, 692, 792, 693, 793 und die Umgreifanordnung 783, 784 und 785. Dabei ist hier noch die wichtige Bohrung 796 ausgebildet, die Fluid und dessen Druck aus der Außenkammer 35 gegen die Dichtungsanordnung leitet, wobei die Bohrung durch die Umgreifung 784 gesetzt ist. Radial umgekehrte Anordnungen sind auch an den radial inneren Enden der Elemente zweckdienlich, der erforderlich in radial umgekehrter Richtung, doch sind diese in der Figur nicht eingezeichnet, weil sie in radial umgekehrter Richtung nach der gezeichneten Ausführung für die radialen Außenenden der Elemente auch für die radialen Innenenden der Elemente gebaut werden können.

Fig. 84 zeigt die bevorzugte Ausführung benachbarter Elemente aus faserverstärkter Plastik, zum Beispiel aus Carbon-Fiber, also aus Kohlenfaser-Werkstoff. Der Rundring oder Halbrundring 801 ist dabei bevorzugterweise aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Die Ausformung entpricht im wesentlichen der der Fig. 80 und 81 für die Außen- und die Innenenden der Elemente, wobei in Fig. 84 nur die Außenenden gezeichnet sind. Die Faserschichten werden übereinander mit dem Klebstoff, zum Beispiel Epoxy-Resin, versehen und zusammengeklebt und getrocknet. Dabei ist es so, daß Stoffteile 812 und 815 oder 802 bis 805 nicht an gleichen Stellen aufhören, sondern radial voneinander versetzt, in 806 bis 809 enden, damit immer unabgeschnittene Fasern in benachbarten Faserschichten übereinanderliegen und verklebt sind. Die Schichten 816 bis 819 zeigen die Verklebnähte zwischen den Fasern, wobei die gesamte Klebstoffmasse, zum Beispiel das Epoxy-Resin nach dem Erkalten einen einteiligen festen Plastikstoff bildet, der dann die festen und starken Kohlefasern enthält.

Fig. 85 verdeutlicht die Ausbildung der Abschrägungen an den Nasen. Die Nase ginge nach den Fig. 33 bis 37 vom Durchmesser "d 1" bis zum Durchmesser "d 3". In der Fig. 85 der Erfindung hat sie aber von "d 1" bis "d 2" die konischen Abschrägungen 794 und 795, so daß die plane Auflage nur vom Durchmesser "d 2" bis zum Durchmesser "d 3" geht. Durch diese Auflagenverkürzung in Radialrichtung wird die Öffnungsweite des konischen Spaltes bei "d 3" geringer als in den Fig. 33 bis 37. Die Abdichtung wird dadurch erleichtert. In der Figur ist der zylindrische Spalt 820 zwischen dem Außendurchmesser der Elemente und dem Innendurchmesser der Kammer 35 im Gehäuse 91 so eng, daß die Elementenaußenflächen im zusammengedrückten Zustand der Elemente die Wand des Gehäuses 91 fast berühren, um jeden schädlichen Totraum zu vermeiden. Daher ist noch die Fig. 86 zusammen mit der Fig. 85 zu lesen, wobei Fig. 86 einen Querschnitt durch das Gehäuse 91 der Fig. 85 zeigt. Man sieht in Fig. 86 den Durchmesser D = 821 des Gehäuses 91, und durch den Vergleich der Figuren erkennt man, daß erfindungsgemäß die Längsnuten 822 geringen Querschnitts radial von innen her in das Gehäuse 91 eingearbeitet sind, um den Fluidstrom axial entlang der Elemente in der Außenkammer 35 mit dem geringsten Totraum in der Außenkammer 35 zu verwirklichen.

Fig. 88 zeigt, daß der abgeschrägte metallische Stützring 838 am Axialende eine konische Abschrägung 841 haben soll, um mit der Kante zwischen den konischen Flächen 840 und 841 an einer radialen Planfläche zu dichten, wenn die Planfläche einer Durchbiegung beim Komprimieren und Expandieren unterworfen ist, wobei die zylindrische Fläche 839 an einer benachbarten zylindrischen Fläche liegt, jedoch dann auch konisch ausgebildet ist, wenn die benachbarte Fläche des benachbarten Teiles entsprechenden Verformungen beim Betrieb der Anlage unterliegt.

Fig. 87 zeigt eine Tellerfeder als Element, wobei das betreffende Axialende der Tellerfeder 830 plan geschliffen ist, um die radial plane Auflagefläche 831 zu bilden. Bei zwei benachbarten solcher Elemente, die herstellungsmäßig besonders einfach und billig sind, wird bei etwa gleichen Drücken in der Außenkammer 35 und der Innenkammer 37, die nach dem entsprechenden Ausführungsbeispiel der Erfindung nur um wenige Bar unterschiedlich sind, auch bei hohen Drücken in beiden Kammern von mehreren tausend Bar, der Ring 832 mit radial planen Flächen oder konischen Flächen an die Planflächen 831 der Elemente gelegt. Dann müssen die abgeschrägten metallischen Ringe, zum Beispiel der Fig. 39, eingelegt werden, und zwar je einer in die vier Radial-Axialkanten zwischen dem Ring 832 und den Elementen 830, wie in der Figur gezeigt. Radial innerhalb und außerhalb bilden sich dann die Dichtringsitze 839 und 845 für das Einlegen der plastischen Dichtringe, die dann die angeschrägten Stützringe 833, 834 und 843, 844 gegen den Ring 832 und das betreffende der Elemente 830 bzw. dessen Planfläche 831 drücken und so die sich beim Komprimieren und Expandieren öffnenden konischen Ringspalte axial des Ringes 832 in Radialrichtung verschließen.

Fig. 89 zeigt, wie die Anordnung für rostende Flüssigkeit in der Innenkammer 37 betriebssicher gemacht werden kann. Zu dem Zwecke ist unter (über) das Element 830 aus Tellerfederstahl ein weiteres, zum Beispiel dünneres Element 846 oder 847, aus von der Flüssigkeit oder dem Gas in der Innenkammer 37 nicht ergreifbarem Material gelegt. Es mag zum Beispiel aus dem japanischen Nichtroststahl SUS 630 oder aus VEW-Edelstahl bzw. aus einem anderen geeigneten Material bestehen. Dabei soll das Element 842 radial bis an den Ring 832 heranreichen, und die konisch abgeschrägten Stützringe 843, 844 sollen dann an dem betreffenden dieser Elemente 842 anliegen und den bekannten sich öffnenden und schließenden konischen Spalt zusammen mit den plastischen Dichtringen abdichten.

Fig. 90 zeigt einen Längsschnitt durch eine alternative Ausführung zur Fig. 89. Die Schutzelemente 848 und 847 an den Tellerfederelementen 830 mit deren Planflächen 831 gehen hier radial so weit ausgedehnt, daß sie die Nasen der 33 bis 37 Figuren ersetzen und direkt aneinanderliegen. Dadurch bilden sie die Dichtringkammer 839, in die der Stützring 690 mit dem plastischen Dichtring 691, wie auch im rechten Alternativteil der Fig. 89, einsetzbar, einlegbar ist. Die radiale Innenabdichtung erfolgt durch Zwischenlegen des Ringes 849 zwischen Planflächen benachbarter Elemente 830. Ein Stützring 851 aus Metall umgreift radial von innen her den Ring 849 und einen Teil der zylindrischen Innenflächen 855 der benachbarten Elemente 830. Die radialen Planflächen der benachbarten Elemente an deren radial inneren Endteilen sind mit 850 gezeigt. Die Schutzelemente 847, 846 umgreifen als Zylinderteile 848 ausgebildet einen Teil der zylindrischen oder schwach konischen Innenflächen 855 der Elemente 830. Die Elementen-Enden 848 sind durch die Enden 864 des Innenumgreifringes 853 axial umbördelt, also in axialer Richtung zusammengeklemmt. Zwischen den Teilen 830, 848, 851 und 853 bildet sich dadurch die Dichtringkammer 852, in die ein plastischer Richtring eingelegt bzw. eingespannt ist. Die beiden unteren Elemente 830, die daher aus Tellerfeder- Stahl sein können, sind auf diese Weise zu einem V-Element der Erfindung bzw. der Fig. 33 bis 37 verbunden, wobei die Schutzelemente 847, 846 gegen angreifende Stoffe aus der Innenkammer 37 fest in das so entstandene V-Element der gegenwärtigen Erfindung eingeschlossen sind.

Fig. 91 zeigt eine Anordnung der Erfindung mit Tellerfeder- Elementen mit radial plan geschliffenen axialen Endflächen der Elemente. Diese Teile, die hier eingebaut sind, sind im wesentlichen alle schon in den voraufgegangenen Figuren beschrieben. Diese Figur dient daher der Darstellung des gesamten Zusammenbaues benachbarter Elemente. Die Planflächen 831 und 876 sind ausgebildet, die Ringe 832 und 849 sind dazwischengelegt und so die Kammern 860, 861, 862 und 863 für das Einlegen oder Einbauen der Abdicht-Anordnung gebildet. Die Umgreifringe 784 mit ihren Bohrungen 796 und 875 sowie mit ihren Umgreifringen 785 und 874 sind, die Elementenenden umgreifend, angeordnet. Um die gewünschte Wirkung der Erfindung zu erzielen, nämlich um die Anlage für 4000 Bar betriebssicher bei ausreichendem Wirkungsgrade zu machen, muß nach dieser Figur noch acht auf die Abmessungen der Umbördelungen und der Füllringe gegeben werden. Die Umbördelungen erhalten daher die zylindrischen Endflächen 869 und 872, während die Füllringe 865 und 904 die zylindrischen Radialenden, zum Beispiel 871 erhalten, so daß die Radialenden gerade in die Klampenenden 870, 872 hereinpassen, wenn die Elemente zusammengedrückt sind, ohne daß zwischen ihnen nennenswerter schädlicher Totraum verbleibt. Die Dicke der Füllklötze 865 und 905 entspricht prinzipiell der Dicke der Ringe 832 und 849, damit kein Totraum zwischen den Füllringen und den Elementen verbleibt, wenn die Elemente zusammengedrückt sind. Die Füllringe 865, 904 werden jedoch konisch ausgebildet, wenn die Elemente aus Lebensdauer-Gründen ihrer inneren Spannung wegen nicht voll komprimiert werden. Siehe zu den Spannungen die eingangs genannte Europa-OS oder das genannte DDR-Patent. Der Zwischenraum 820 muß eng gehalten werden, wie schon früher beschrieben und zweckdienlicherweise werden die Längsnuten 822 in das Gehäuse 91 eingearbeitet.

In der Fig. 92 sind die konischen Ringelemente durch axial relativ zueinander verschiebbare, radial ineinandergeschachtelte im Prinzip zylindrische Rohre 1882, 883, 884, 885, 886 und 887 ersetzt. Das ist an sich bekannt, jedoch sind die bekannten Ausführungen nicht betriebssicher, da sie auseinanderfallen. Daher ist erfindungsgemäß das obere Ringelement 1882 mit einem Radialflansch 880 in eine Ausnehmung 881 zwischen den Kopfdeckel 1001 und das Gehäuse 91 eingespannt. Alle weiteren Ringelemente haben einen Kopf 894, bevorzugterweise mit einer Dichtringkammer mit Dichtring 895, darin. Außerdem haben alle Elemente eine äußere Ausnehmung 892 und eine innere Ausnehmung 889 mit Hubbegrenzungsringen 893 bzw. 890 darin. Die Köpfe und die Begrenzungs- Ringe begrenzen den Axialhub der Elemente relativ gegeneinander und verhindern das axiale Auseinanderfallen der Elemente. Außerdem können Zusatzführungen 900 angeordnet sein, um gute Führung benachbarter Ringelemente durch die Köpfe 894 an Innenflächen 882 und durch die Innenflächen 901 der Zusatzführung 900 an zylindrischen Außenflächen 899 zu erhalten. Die Begrenzungsringe können rund oder radial plan sein. Dieses Aggregat nach der Fig. 43 ist auch für geringere und mittlere Drücke mit großen Fördermengen in der Innenkammer 37 geeignet. Erfindungsgemäß wird es entweder durch auf das untere Element 887 wirkenden Hubkolben angetrieben oder durch Druckbeaufschlagung der Außenkammer 35 mit Druckfluid. Eine Rückzugsanordnung 902, 656, 657 und Hubkolben 52 mögen im Rahmen der Erfindung angeordnet sein. Ein Füllklotz 903 oder mehrere Füllklötze können in die Anlage zur Totraumfüllung eingebaut sein. Da die innere Kammer 37 hier zu praktisch Null verkleinert werden kann, sind solche Füllklötze für die Kammer 35 zweckdienlich, wenn sie eine Anordnung zulassen.

Bei den Fig. 74 bis 76 ist noch zu beachten, daß die Elemente zu allen Zeiten zusammengedrückt bleiben müssen. Das kann durch alle Zeiten höheren Druck in der Außenkammer 35 erreicht werden oder durch die Vorspannung der Elemente.

In Fig. 72 ist von wichtiger Bedeutung, wie auch in den anderen einschlägigen Figuren, daß der untere Verschlußdeckel der Elementensäule oder der inneren Kammer 37 vom Hubkolben in axialer Richtung getrennt sein muß, dabei mit axial unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen. Das Fluid wird aus den Räumen außen zwischen den Elementen radial außen um die Elemente herum in den Raumteil unterhalb der Elemente gedrückt, wenn die Elemente komprimiert werden.

Die Elemente, zum Beispiel auch die der Fig. 82 bis 86, sollen im heißen Zustande radial gewalzt werden, und die der Innenkammer 37 zugekehrten Flächenteile sollen mit einer Schutzschicht gegen angreifendes Fluid in der Innenkammer versehen sein. Die Elemente sollen kugelgestrahlt sein, um lange haltbar zu werden.

Fig. 93 zeigt ds aus der Tellerfeder oder wie die Tellerfeder hergestellte Element in separierter Darstellung. Es hat die Dichtring- Ausnehmung 503 und die radial planen Auflageflächen 831 und 850 an dem Element 830.

Fig. 94 zeigt ein ebenfalls aus der Tellerfeder oder wie die Tellerfeder hergestellte Element mit einer Ausbildung der Halterung für die Umgreifringe in solcher Weise, daß der Umgreifring axial außen das Element axial der Auflage des Elementes auf dem benachbarten Element zum Angreifen am Element kommt. Diese Anordnung kann auch an anderen der Elemente ausgeführt werden und hat den Zweck, die axiale Lockerung des Umgreifringes zu verhindern. In den vorauf beschriebenen Figuren können die Umgreifringe axial auseinandergezogen werden, weil beim Zusammendrücken der Elemente die konischen Winkel entstehen, die auch dort das Element axial gegen den Teil des Umgreifringes drücken und das Teil wegdrücken, wo der Umgreifring am Element angreift. Das wird durch die Ausbildung nach Fig. 45 verhindert. Das Element 947 erhält daher die Ausnehmung 926 und oder 26 an solcher Stelle, daß sich genau axial jenseits der Auflage des Elements auf dem Nachbarelement eine Erhöhung 929 oder 927 bildet.

In Fig. 95 sind mehrere der Elemente 947 zusammengebaut und von den betreffenden inneren und äußeren Umgreifringen 936 und 937 umgriffen. Diese berühren die Elemente jetzt in den Erhöhungen 927 bzw. 929 der Fig. 94. Da diese Erhöhungen in axialer Richtung genau über der Auflage des einen Elements am anderen liegen, verschieben sich die Erhöhungen 927 und 927 bei der Zusammendrückung und Expansion der Elemente nur in radialer Richtung, während sie in axialer Richtung praktisch die gleiche Höhe behalten, so daß die Erhöhungen 927, 929 an den zugekehrten Innenflächen der Umgreifringe 936 und 937 nur gleiten, die Umbördelungsteile der Umgreifringe aber nicht axial wegdrücken oder verformen.

In Fig. 96 ist ein Alternativ-Ventil für die Fig. 77 gezeigt. Es dient der Geringerhaltung des Druckes in der Innenkammer 37 relativ zur Außenkammer 35. Zwei Bohrungen, zum Beispiel unterschiedlichen Durchmessers, 938 und 938 sind durch mittels der Federn 942, 943 belasteten Ventile 941 bzw. 942 verschlossen. Den Federn ist ein Druckkörper 944 zugeordnet, der durch einen im Zylinder 946 gleitfähigen Kolben 945 in Richtung auf die Ventile und in Richtung von ihnen fort bewegt werden kann. In den Zylinder 946 leitet man einen der Drücke, um den Kolben 945 entsprechend stark zu beaufschlagen. Eine der Bohrungen 938, 939 wird mit der Innenkammer 37 und die andere mit der Außenkammer 35 verbunden. Infolge der unterschiedlichen Durchmesser der Bohrungen 938, 939 öffnet sich das Ventil für die Innenkammer bei geringerem Druck als das der Außenkammer. Statt unterschiedliche Durchmesser der Bohrungen zu verwenden, kann man auch verschieden starke Federn oder Ventile nehmen bzw. andere Mittel benutzen, um zu sichern, daß das Ventil der Innenkammer bei geringerem Drücke öffnet, als das Ventil der Außenkammer.

Fig. 97 zeigt, daß das Problem der Verluste der Druckübersetzer der Fig. 54, die bisher im Einsatz sind, durch die gegenwärtige Erfindung überwunden werden kann. Die Umsteuerung des Hubkolbens 605 erfolgt nun durch das Umsteuerventil 918. Die Pumpe 921 fördert jetzt in nur einer Richtung. Erfindungsgemäß wird die Rückleitung 922 von den Zylinderäumen (über das Umsteuerventil) zu der Zulaufleitung zur Pumpe verbunden. Jedoch wird vor dem Anschluß der Rücklaufleitung an die Zulaufleitung zur Pumpe, also zwischen diesem Anschluß und dem Tank 920 ein Rückschlagventil (Einwegventil) 919 eingebaut. Dadurch wird erreicht, daß das hoch komprimierte Fluid mit seiner hohen inneren Kompression nicht in den Tank entweichen kann, sondern gezwungen wird, in die Einlaßseite der Pumpe 921 zu drücken, so daß deren Rotor als Hydromotor durch das komprimierte Fluid aus der Druckkammer 604 angetrieben wird, bis dieses Fluid voll entspannt ist.

Um die Energie des hoch komprimierten Fluids aus der Kammer 604 oder aus der Außenkammer 35 der Erfindung teilweise für den Antrieb der Pumpe als Hydromotor zu gewinnen und so den Wirkungsgrad des Aggregates zu steigern, sind Langhubantriebe zweckdienlich, weil Kurzhubanordnungen zu viel Reibung dabei verbrauchen.

Die Fig. 98 zeigt daher ein Langhubaggregat. Das Langhub- Aggregat der Radialkolbenbauweise war bereits in Fig. 61 gezeigt. In Fig. 98 ist der Langhub in das Gehäuse 91 der Erfindung eingebaut, doch kann das Prinzip der Fig. 98 auch in der Pumpe 921 der Fig. 97 verwendet werden. Die Treibkolben 949 sind nach dieser Erfindung nicht mit Kolbenschuhen, sondern mit Pleueln 904 versehen, die in einer nicht umlaufenden Taumelscheibe 907 gegengelagert sind. Solche Pleuel und die Schrägstellung der Pfannen in einer unter einem Winkel angestellten Scheibe oder einem Triebflansch sind aus den Schrägachsen- Aggregaten der Axialkolben-Maschinen bekannt. Erfindungsgemäß läuft die Schrägscheibe 907 aber nicht um, sondern sie ist am Umlauf durch eine Halterung 914, 915, 916, deren Laufkörper 916 oder 915 in einer Nut 917 im Gehäuse 91 beweglich ist, gehindert. Wenn der Schaft 910 des Aggregats umläuft, drückt der Schrägstellteil 908 der Welle 910 die Schrägscheibe bei einem Winkel nach oben und läßt so beim gegenüberliegenden Winkel nach unten laufen. Wenn der Schaft einmal umläuft bewegt sich die Halterung 915, 916 in der Haltenut 917 einmal nach oben und einmal nach unten. So werden die Treibkolben 949 pro Umlauf der Welle periodisch nacheinander einmal nach oben gepreßt und einmal nach unten zurückgelassen. Die Schrägscheibe 907 mit der Haltescheibe 913 läuft also nicht um, sondern sie schwingt um ihre Mitte 925. Die Kolben 949 laufen in den Zylindern 905. Druckfluidleitungen und hydrostatische Druckfluid-Taschen (Lagertaschen) 908, 912 können angeordnet sein. Infolge des großen Anstellwinkels des Hubteils 909 zur Achse der Welle 910 entsteht der lange Kolbenhub der Kolben 949. Dieser ist deshalb wichtig, weil das hoch komprimierte Fluid aus der Außenkammer 35 oder aus der Kammer 604 der Fig. 97 nur bei einem Teil des Umlaufs der Welle 910 wirkt. Wäre der Kolbenweg bei diesem Umlaufteil sehr kurz, dann ständen die Kolben fast senkrecht zur Kolbenhubführung, die Reibung wäre hoch und die innere Energie des hoch gespannten Fluids würde zum großen Teil durch Reibung verbraucht, wie bei Kurzhub-Aggregaten der Radialkolben- Aggregate und der Schrägscheiben-Axialkolben-Aggregate, die handelsüblich auf dem Markte sind. Demgegenüber erreichen die Fig. 61 und 98 dieser Erfindung eine bessere Ausnutzung der inneren Energie des hoch gespannten Fluids mit besserem Wirkungsgrad infolge ihres langen Kolbenhubs.

In Fig. 58 sind die Stützringe 616, 617, also die Alternativ-Ausführungen nicht schraffiert gezeichnet, damit man sie besser erkennen kann.

In der Fig. 90 und entsprechenden Figuren oder Ausführungen ist wichtig, daß in den Dichtringsitz drei Stützringe eingelegt sind, weil drei sich öffnende und schließende konische Ringspalte entstehen. Diese Stützringe 690, 833 und 834 sind aber bereits beschrieben, so daß man jetzt weiß, wie sie anzuordnen sind. Dabei können z. B. die äußeren Stützringe 833, 834 so geformt sein, daß sie den mittleren Stützring 690 berühren oder überlagern.

Die Füllringe werden teilweise präzise gegossen, weil auch die Radien und die Abschrägungen der V-Elemente oder sonstiger Elemente der Erfindung mit ausgefüllt werden müssen, um hohen Wirkungsgrad bei den hohen Drücken zu erreichen. Diese Form mechanisch zu bearbeiten, ist oft schwierig oder zu teuer. Die Schutzschichten gegen Angriff durch Fluid in der Innenkammer 37 sollten nur dort angebracht werden, wo das Fluid das Element zerstörend berühren kann.

Vergleicht man die Ausführungsbeispiele oder diese mit der bekannten Technik, dann erkennt man leicht, daß eine Hochdruck-Pumpe für nicht schmierende Flüssigkeiten für mehrere tausend Bar nicht mit einem einzigen Erfindungsgegenstande verwirklicht werden kann, sondern eine Anzahl von neuen oder von bekannten Merkmalen in jeweils einer bestimmten, die Aufgabe der Erfindung lösenden Kombination angewendet werden müssen. Diese Kombination (diese Kombinationen), die die Aufgabe der Erfindung, eine einfache betriebssichere Hochdruck- Pumpe für mehrere tausend Bar zu schaffen, ist (sind) in der bekannten Technik nicht zu finden, und das ist der Grund dafür, daß eine Pumpe, wie die Erfindungsaufgabe sie schafft, bisher nicht auf dem Markte erhältlich ist. Es hat also an der Erfindung und Kenntnis der richtigen Kombinationen bisher gemangelt, so daß die gegenwärtige Erfindung für den Fortschritt der Technik sehr notwendig war.

Pumpen mit Beaufschlagung der Außenkammer und mit Tellerfedern können die Aufgabe der Erfindung nicht lösen, wenn die Außenkammer nicht frei von schädlichem Totraum ist und wenn die Gehäusewand nicht entsprechend dick im Vergleich zum Radius der Außenkammer ist. Niederdruck-Elemente können die Außenkammer nicht schnell genug vom Druckfluid leeren, um den nächsten Druckhub folgen lassen zu können, wenn keine Rückzugsvorrichtung angebracht ist. Parallel zusammengeklebte Elemente brechen unter dem außerordentlich hohen Innendruck. Die Axialbooster der Fig. 54 haben unumgängliche Verluste, die erst durch die gegenwärtige Erfindung überwindbar sind. Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, daß Restenergie gespannten nicht geförderten Fluids aus Toträumen in der Innenkammer auf die Elemente drückt und diese diese Energie auf das Fluid der Außenkammer übertragen, von wo die innere Energie dann zusammen mit der Außenkammer erfindungsgemäß mindestens teilweise für den Motorantrieb der Pumpe zurückgewonnen werden kann. Erfindungsgemäß fördern nicht nur die konischen Teile der Elemente, sondern auch die Kammerteilausbildung radial innerhalb der Elemente. Dieser Teilraum aber ist in der Erfindung praktisch totraumlos, also ohne verbleibende innere Kompressions-Energie im Fluid ausnutzbar. Die Raumsumme in der Außenkammer ist daher erfindungsgemäß kleiner als die Raumsumme der Innenkammer, was den Wirkungsgrad und die Leistung entsprechend erhöht. Großer Innendurchmesser der Elemente erhöht also den Wirkungsgrad. Entsprechend hält man den Radialquerschnitt der Elemente klein, um den hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Alle diese Mittel sind in der bekannten Technik nicht zu finden. Ausfüllklötze können in die komprimierten Elementensäulen heiß eingegossen werden, zum Beispiel aus Aluminium, Zink, Zinn usw., wenn man die stählernen, gehärteten Elemente sofort danach oder dabei von der anderen Seite her, zum Beispiel mittels Wasser, kühlt. Verklebte oder verschweißte bzw. verlötete Elemente brechen beim Versagen von Sicherheits-Ventilen und auch schon bei Mitteldruck. Die Kompression der plastischen Dichtringe ist in der bekannten Technik nicht berücksichtigt, und es sind keine Lehren für deren Anwendung zu finden. Die sich öffnenden und schließenden konischen Dichtspalte wurden von der bisherigen Technik nicht erkannt und nicht verschlossen. Die Niederdruckanlagen, von denen es viele mit Membranen oder mit schwachen Tellerfedern gibt, komprimieren oft nur Luft und nur für geringe Drücke. Sie lehren keine Rückgewinnung der inneren Energien, die bei den hohen Drücken wichtig ist, wenn der Totraum nicht völlig abgeschafft ist. Die Tellerfedern oder Elementenausführung nach den Fig. 85, 86 kann ohne Totraum- Füllklötze (Scheiben) zwischen den Elementen auskommen, weil die Elemente nach ihrem axialen Zusammendrücken keine Toträume zwischen den Elementen belassen. Diese Anordnung kann aber nur durch die gegenwärtige Erfindung funktionieren, weil nur diese, zum Beispiel auch durch die Ausbildung der Auflagendifferenzen "Delta A" und "Delta B" oder die Durchmesser-Differenz "d 3 minus d 2" das Zusammenliegen der Elemente und damit die Abdichtung der Innenkammer 37 von der Außenkammer 35 garantieren. Die Aggregate der Erfindung bringen im Vergleich zur bekannten Technik leichtere und billigere Aggregate, die einfacher herstellbar sind und die höheren Wirkungsgrad bieten können.

Die Ausführung mit höherem Druck in der Außenkammer ist die billigste Ausführung mit der geringsten Außenabmessung. Sie vermag auch höheren Wirkungsgrad zu erzielen, als die bekannten, heute verwendeten, axialen Booster der Fig. 54.

Leitet man halben Druck in die Außenkammer und verwendet die W-Elemente oder die Elemente der V-Figuren, dann kann man noch höhere Wirkungsgrade erreichen. Verwendet man das Aggregat der Fig. 65 bis 67 ohne Druck in der Außenkammer, dann erhält man für den Druckbereich bis mindestens 1500 Bar den höchsten Wirkungsgrad, den man aber mit Bauaufwand, Gewicht, Abmessungsgröße und Bauaufwand bezahlen muß. Das gleiche erreicht man durch die Elemente der V-Figuren.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, die daher Teil der Beschreibung der Erfindung sind.

Fig. 99 schafft weitere Betriebssicherheit für die Elemente 1 der Fig. 8 und 11. Hier sind die Planflächen 952 an den Ringnasen 12 deutlich gezeigt, die in die Bögen 954 übergehen, bevor die zunächst radial plane Fläche in die konisch verlaufende Innenfläche 4 übergeht. Deutlich gezeigt ist auch, daß der Zentrierungsring (meistens aus hartem Stainless-Stahl) 20 eng in die Zylinderteilflächen 952 eingepaßt ist, und zwar mit seiner in diesem Bereich zylindrischen Teilfläche 953, wodurch er auch die Auflage 23 der beiden Elemente 1 und 11 verschließt. Damit der Zentrierungsring 20 nirgendwo anstoßen kann, insbesondere nicht an die Bogenflächen 954 anstoßen kann, hat er eine bevorzugterweise 45gradige Abschrägfläche 955. Damit der plastische Dichtring bei dem eventuellen Öffnen sehr enger konischer Spalte nicht verletzt werden kann, sind radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 die doppelt konischen Stützringe 959 mit ihren konischen Flächen 958 und 960 eingelegt, die in ihrer prinzipiellen Form denen der Fig. 88 entsprechen. Radial innerhalb dieser und des Zentrierringes 20 liegt der plastische Dichtring 26 und drückt die Stützringe, der Bewegung der Teile des Elementes 1, 11 folgend dicht gegen den Zentrierungsring 26 und gegen die Innenwände 4 der Elemente 1 und 11. Durch diese Anpressung unter Fluiddruck von innen werden alle Spalte zu allen Zeiten geschlossen, und die Anordnung ist dicht für die geforderten hohen Drücke. In der rechten Hälfte der Figur ist als Alternative ein Zentrierungsring 961 mit federbaren Dichtlippen eingezeichnet, die neben der 45gradigen Abschrägung am seitlichen Rücken noch die spitzere Abschrägung 963 haben sollen, damit die Spitze als angepreßte Liniendichtung mit Flächenstütze an den Innenwänden 4 der Elemente so fest angepreßt liegen kann, daß keine plastischen Dichtringteile in Spalte gequetscht werden können.

Die Fig. 100 zeigt ein stark federndes U-Element mit hoher federnder Spannkraft, das nur eine einzige Dichtung zum benachbarten U-Element benötigt. Seine federnde Spannkraft wird dadurch erreicht, daß der Nacken 12 des U-Elements 111 verstärkt wird, indem seine Außenfläche nicht mit Radius um die gleiche Mitte gebildet wird, wie der Innenradius "Ri", sondern den Außenradius "Ro" um einen Kreis erhält, dessen Mittellinie um die Radiendifferenz "Delta R" radial nach außen verlegt ist, so daß sie den Abstand R 2 von der Achse hat, während der innere Radienkreis den Abstand R 1 von der Achse des Elements hat. Dabei werden sich radial nach innen verjüngende konische Ringteile 966 zwischen den Flächen 964 und 965 erzeugt, die in etwa diejenige Form bringen, die gut federt, gleiche Belastungen an allen Stellen hat und herstellungsmäßig einfach ist, wobei man kleine Abweichungen von der besten elastischen Linie aus Preisgründen in Kauf nimmt. Zum Zwecke der Abdichtung dem benachbarten Element gegenüber erhält das U-Element an seinen radial inneren Außenkanten die Ausnehmungen 967 mit den zylindrischen Flächen 970 und den Planflächen 969.

Fig. 101 zeigt mehrere dieser Elemente zu einer Elementensäule zusammengesetzt und mit den Stützringen 790 und den plastischen Dichtringen 791 versehen. Man sieht hier eine sehr einfache Bauweise eines auf automatischen Drehbänken herstellbaren Doppel-Elements mit einfachsten Sitzen für die Abdichtung. Man beachte dabei, daß der Innenraum 50 teilweise ausgefüllt sein muß, wie in Fig. 30 beschrieben wurde. Dieser Elementensatz ist einer der einfachsten und betriebssichersten, wenn man sich einmal an die Abdichtungsweise, das Ausdrehen des Innenraumes von innen her und die Methodik des Hereinbringens des Totraum-Füllklotzes gewöhnt hat.

Fig. 102 zeigt, daß dieses U-Element auch einfach gegen die Außenkammer abgedichtet werden kann, wenn man die Mittel der Erfindung einsetzt, nämlich die Dichtmittel 616, 617, 690, 691 einsetzt. Meistens aber wird man dieses Element für Aggregate mit reiner Innenkammer-Förderung verwenden, so daß man die Außendichtung nach Fig. 102 dann nicht benötigt.

Fig. 103 zeigt das baumäßig einfache, aber trotzdem hoch federbare V-Element mit großer Spannkraft in Annäherung an die elastische Linie mit gleicher Spannung in allen Teilen. Daher hat das V-Element dieser Figur den Innenradius 976 um die Ringlinie 975 im Abstand R 1 von der Achse des Elementes, während der Nacken des Elements seine Außenfläche mit dem größeren Radius 978 um die Kreislinie 977 mit geringerem Abstande R 1 von der Achse des Elements bildet. Der Nacken 972 ist dadurch verstärkt und erhöht die Spannkraft des Elements. Rechts sieht man die Innen- und Außen-Radien "Ri" und "Ro" eingezeichnet, und den Radialabstand "Delta R" findet man zwischen den Radien R 1 und R 2. Im übrigen ist das Element aus den voraufbeschriebenen Figuren bekannt. Zu beachten ist noch, daß beim axialen Komprimieren der Außendurchmesser von 981 um die Differenz 983 auf 982 wächst. Das Element muß so berechnet werden, daß es bei dieser Durchmesser-Änderung nicht an der Wand der Bohrung, in die es eingebaut ist, festklemmt. Infolge der Radienausbildung des Nackens 529 muß zwischen zwei benachbarte V-Elemente dieser Figur ein spezieller Ausfüllklotz eingesetzt werden.

Die Fig. 104 mit 105 zeigt diese Ausbildung des Zusammenbaues zweier V-Elemente zu einer Elementensäule. Der Füllklotz erhält hier zur perfekten Totraum-Ausfüllung radial innen vom Planteil 740 die Verdickung mit den Radien 985 um die Kreislinien 986. Für präzise Totraum- Ausfüllung mag der Außenfüllklotz 1530 mit seinen Wänden 987, 988 entlang der Planfläche 991 (Fig. 105) radial plan geteilt sein. Mittels der Halterung 989 mag er zusammengesetzt und gehalten sein. Für perfekte Totraumfüllung erhält der Füllklotz 1530 den Außendurchmesser 983 der Fig. 104, so daß er beim ungespannten Zustande des Elements um die Radial-Distanz 990 radial über den Durchmesser des Elements hinausragt.

Die Fig. 106 zeigt im Prinzip eine Wiederholung der Fig. 12 und 63, jedoch soll anhand dieser Figur gezeigt werden, daß für die hohen Drücke der Erfindung dieses System das Ziel der Erfindung nur dann voll erfüllen kann, wenn es folgende Bedingung erfüllt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ölvolumen auf einen Bruchteil des Verdrängungs- Volumens des Kolbens 15 begrenzt ist,
daß, falls ein Trennklotz zwischen dem Wasser und dem Öl angeordnet ist, das Material des Trennkolbens auf etwa das Dreifache des spezifischen Gewichts des Wassers in seinem spezifischen Gewicht begrenzt ist,
daß die Ventile 38, 39 konische Sitze entgegengesetzt gerichteter Konen relativ zur Achse des Kolbens 15 haben und ihre Stirnflächen im verschlossenen Zustand in der Bodenebene des Zylinders 11 liegen,
daß die schwerere Flüssigkeit senkrecht unter der leichteren liegt und Bögen, Schrägen oder Beschleunigungsverluste verursachendes Fluid in Leitungen zwischen dem Kolben 15 und den Ventilen 38, 39 vermieden sind,
und die Wandstärke des Gehäuses 11 dicker als der Durchmesser des Kolbens 11 ist,
wobei ferner noch erwünscht ist, daß gerade an dem unteren Niveau des Öls im unkomprimierten Zustand die Leitungen 709 und 795, zum Beispiel der Fig. 72, mit den diesen Leitungen zugeordneten Ventilmitteln angeordnet sind.

Die Fig. 107 zeigt eine weitere Alternative für ein Ventil zur Kontrolle der Entlüftung und Füllung der Außenkammer 35. Es ist im Zylinder 993 angeordnet, mit 994 bezeichnet und im Zylinder axial beweglich, wobei es durch die Feder 701 in die gezeichnete rechte Endlage gedrückt wird. In dieser Lage strömt Fluid aus der Außenkammer 35 durch Bohrung 795 über die Steuernut 796 des Kolbens 994 in die Ausströmleitung 1020 mit der Durchflußdrossel 704. Nimmt der Druck in Kammer 35 zu, dann drückt der Druck durch Bohrung 992 auf das rechte Kolbenende und dadurch den Steuerkolben 994 gegen die Feder 701 bis die Steuernut 796 die Auslaß-Steuernut 1020 überlaufen hat und der Kolben 994 den Durchfluß von der Bohrung 795 zum Auslaß 704 absperrt und die Kammer 35 verschließt.

Fig. 108 zeigt, daß an manchen Stellen in Aggregaten der Erfindung der Distanzring 832 nicht ganz plan sein darf, sondern angrenzend an die planen Endflächen 1024 konische Abschrägungen 1022 und 1023 zweckdienlich sind, um die Öffnungen konischer Ringspalte zu verringern. Die Konusrichtung wird umgekehrt, wenn an entsprechend anderer Stelle in der Erfindung eingebaut.

Fig. 109 und 110 zeigen stellenweise plan geschliffene Tellerfedern im geöffneten und im gespannten Zustande. Man sieht dabei deutlich die sich öffnenden konischen Ringspalte, weil die Anstellwinkel stark übertrieben vergrößert gezeichnet sind. Man sieht auch, daß die Schrägen 1025 entstehen, die bei der Totraumverhinderung berücksichtigt werden müssen.

Fig. 110 zeigt die Ausbildung der im ungespannten Zustand planen Flächen 1026 und die Dichtringsitze 613.

Fig. 112 zeigt die Lage dieser Teile nach dem Zusammendrücken der Elemente. Die Dichtringsitze sind jetzt durch die Lagen der Flächen 1027 und 1028 gekennzeichnet. Dabei bilden sich die axial äußeren Spitzen 129, die sich jetzt gut für die Umgreifung durch einen Haltering 1030 eignen.

Fig. 113 zeigt diesen einfach auf der Drehbank (auch automatisch) herstellbaren Haltering 1030, wobei die Figur zeigt, daß man ihn entweder entlang der Linie 1033 radial plan teilt oder durch den Schlitz 1034 radial teilt, so daß er radial von außen her um die Kanten 1029 der Fig. 112 gelegt werden und mit seinem Außendurchmesser an der Wand der Bohrung, in die die Anordnung eingebaut ist, also an der Wand der Außenkammer 35 gehalten und an ihr gleiten kann.

In Fig. 114 ist ein solcher Umgreifring nicht radial plan geteilt, sondern er bleibt rund, erhält ein Gewinde und darin eingeschraubt das andere Endteil 1036.

Fig. 115 zeigt einen Elementensatz aus Tellerfedern im gespannten Zustand mit Außenabdichtungen zur Außenkammer 35 und mit Innenabdichtungen zur Innenkammer 37. Dabei haben diese Tellerfedern dieses Erfindungsbeispiels keine Dichtringsitz- Ausnehmungen, sondern die Dichtungen sind um die normale Tellerfeder herum gebaut. Man sieht entsprechend wieder die erfindungsgemäßen Stützringe 690 und 1043, 1044, die plastischen Dichtringe 691 und 1040 sowie den Distanzring 849 mit Dichtring (plastisch) 861 und Totraumfüllklotz 865. Zu beachten ist hier, daß radial innen zwei Stützringe vorgesehen sein müssen, nämlich die Stützringe 1043 und 1044. Der innere Haltering ist dabei leicht herstellbar, weil er keine Elemente umgreift. Die Dicht- und Stützringe 1040, 1042 und 1043 sind lediglich von außen her in die Nut zwischen den Borden 1041, 1046 des Innenhalteringes 1045 eingelegt. Als Außenhaltering kann einer der bisher beschriebenen Ausführungen angeordnet werden oder der Fig. 115 angeordnet sein. Dieser hat hier einen dicken Teil 1037 unter dem Umgreifflansch, der zur oberen Halterung der Dichtungsanordnung dient. Von unten her ist der untere Begrenzungsring 1038 in den Ring 1037 eingesetzt, hat eine rückwärtige Abschrägung und wird dort vom unteren Ende 1039 des Ringes 1037 fest umbördelt.

Fig. 116 zeigt den Druckverlauf des Aggregates mit Beaufschlagung der Außenkammer 35 und der Innenkammer 37 über der Zeit "t". Der Druck ist mit "P" bezeichnet. Man sieht den ersten Lieferverlauf G, den Druckabfall F, die Füllung der Außenkammer 35 durch die beschriebenen Ventile, wozu auch deren Entleerung von Luft gehört, wie beschrieben und den Druckanstieg zum nächsten Förderhub G, wobei der Druckanstieg H der in der Außenkammer und K der in der Innenkammer ist. M ist der Verschluß des Sicherheitsventils 795 mit Zubehör nach den Fig. 72, 107 usw. Die Winkeldifferenz zwischen H und K ergibt sich aus dem automatischen Steuerventil der Fig. 77, 96 oder dergleichen.

Fig. 117 zeigt den volumetrischen Wirkungsgrad von Aggregaten mit den U-Elementen, W-Elementen oder denen der Fig. 8, 11 usw., wie bei den Erprobungen gemessen. Die Linie D zeigt den gemessenen volumetrischen Wirkungsgrad über dem Druck. Die strichlierte Linie E zeigt den nicht gemessenen, aber erwarteten Wirkungsgrad, wenn die Elemente und sonstigen Anordnungen für 2000 Bar statt für 1500 Bar ausgelegt würden.

Fig. 118 zeigt den volumetrischen Wirkungsgrad von Aggregaten mit Öldruck in der Außenkammer 35 zur Komprimierung der Elemente und Förderung von Wasser aus der Innenkammer. Dabei zeigt die Kurve "C" die gemessenen Resultate, die etwa dem Stande der Technik entsprechen, weil das Versuchs- Aggregat nur einen Teil der Erkenntnisse der Erfindung zur Verfügung hatte. Die Kurve "B" zeigt die bisher besten gemessenen volumetrischen Wirkungsgrade mit Aggregaten, die nach dieser Erfindung gebaut wurden. Die Kurve "A" ist die erwartete Kurve, wenn das Aggregat noch weiter vervollkommnet oder 100prozentig exakt nach den Lehren dieser Erfindung gebaut würde.

Fig. 119 ist ein Längsschnitt durch einen Teil des Gehäuserohres 6, in das ein Satz von Elementen der Fig. 8, 11 axial übereinander eingebaut ist. Die Teile dieser Figur werden hier nicht beschrieben, weil einmal eine genaue Beschreibung in Bälde vom japanischen Patentamt veröffentlicht wird, in der man die Teile nachlesen kann und weil es zum anderen aus der eingangs erwähnten Europa-OS bereits bekannt ist, daß man die Elemente durch Drucköl zum Druckhub zusammenpreßt. Daher sei hier nur erwähnt, daß die bisher gebauten Aggregate mit Beaufschlagung der Innenkammer und Elemente 1, 11 mit einem Grundblock auf dem Hubkolben 1051 aufgesetzt sind, der im Hubzylinder 1050 gegen die Elemente gedrückt wird, wenn durch die Zuleitung 1052 Drucköl in den Zylinder gedrückt wird. Wird die Zuleitung frei gegeben, drücken die Elemente das Öl wieder aus dem Zylinder heraus und den Hubkolben in die Ausgangslage zurück. Das obere Element ist unter dem Kopfdeckel (nicht eingezeichnet) des Gehäuses 6 befestigt. Die übrigen Teile innerhalb des Gehäuses 6 zeigen erprobte oder geplant gewesene Steuerungsmittel.

Die Fig. 120 und 121 zeigen Ansichten, teilweise in Schnitten, Geber-Aggregate zum Antrieb der Steuerungen im Gehäuse 6 der Fig. 119. Diese sind aber durch die gegenwärtige Erfindung teilweise überholt und nur gebracht, um die Entwicklungsarbeiten einigermaßen vollständig anzudeuten.

Blickt man auf die beschriebene Erfindung zurück, dann sind noch folgende Merkmale wesentlich für die Erfindung:
daß die konischen Spalte zwischen Elementen in Richtung zur Außenkammer öffnen, aber gegen die Innenkammer 37 eine Auflage zur Begrenzung der Radialabmessung der Innenkammer mit dem radialen Differenzabstand "Delta A" vom Außenende des betreffenden konischen Spaltes bildet und die an den radial plan geschliffenen axialen Außenflächen der radial inneren Enden der Tellerfedern-Elemente eine benachbarte radial plane Fläche (eines Ringes, einer Wand) berühren, so daß dort beim Komprimieren der Tellerfeder (des Elements) eine Auflagenlinie "B" zur radialen Begrenzung der Außenkammer besteht und die sich dabei öffnenden konischen Spalte zwischen dem Element und der benachbarten Planfläche der Innenkammer zu öffnen;
und/oder dadurch gekennzeichnet,
daß die konischen Spalte durch Stützringe (bevorzugterweise metallischer Stützringe) überdeckt und mit plastischen Dichtringen jenseits der Stützringe abgedichtet sind, und/oder
ein Körper (Rohr) mit Dichtringnuten und plastischen Dichtringen radial innerhalb der Innendurchmesser der Elemente angeordnet sind.

Ferner dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenkammer zur Außenkammer und die Außenkammer zur Innenkammer relativ zu den Radialdurchmesser-Begrenzungen, den Stützringen, den Dichtringen wird, wenn Einlaß- und Auslaß- Ventile der Außenkammer verbunden sind,
und dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen der Außenkammer im unkomprimierten Zustande kleiner als das der Innenkammer ist.

Bei einem wesentlichen Teile der Erfindung ist noch wesentlich, daß das betreffende Aggregat der Erfindung raumsparend und preisgünstig ist. Dazu betrachte man zum Beispiel die Fig. 69, 35 und so weiter. Denn es ist nicht alleine damit getan, daß man 4000 Bar machen kann, weil das bei erheblichem Aufwande mit den Axial-Boostern auch geht. Das Prinzip der Fig. 12, 63, 106 läuft zu langsam, wenn es keine leichten, haltbaren Trennkolben hat. Die schwachen Elemente der bekannten Technik können die Kolben nicht schnell genug zurückdrücken. Die Elemente mit Bögen innen und außen können oft keine schnellen Hubfolgen zulassen, ohne zu brechen. Die richtigen Elemente, die im Rahmen der Erfindung offenbart werden, aber können mit 400 bis 1200 UpM, je nach Fall, laufen. Das ist sehr wichtig, um klein bauende, billige Aggregate zu bekommen. Die Aggregate sollen heute etwa 30 Millionen Hübe aushalten und mit mindestens 400 Hüben pro Minute arbeiten, um abmessungsmäßig und gewichtsmäßig klein und leicht genug zu bauen und um die Kosten der Herstellung ausreichend zu senken.

Da die Teile der Ausführungsbeispiele auch in den Patentansprüchen mindestens teilweise umfangreich beschrieben sind, sollen die Patentansprüche mit als Teil der Offenbarung und der Beschreibung der Erfindung gelten.

Soweit in der Fig. 119 erscheinende Bezugszeichen hier nicht besprochen würden, sind ihre Bedeutungen in den Vor-Figuren beschrieben, so daß es keinen Sinn hat die Beschreibungen hier zu wiederholen. 1192 zeigt eine Entlüftung unter dem Dichtring 2021. 2022 ist der Schaft des Hubkolbens 1051. 1193 ist ein Bohrungsverschluß, 1194 der Raum für die Anordnung zwischen den Elementen 1 und 11. 1095 ist der Totraum füllende Innenring, der gelegentlich Verdünnungen 1196 und 1197 erhält für den Eintritt von Teilen 383. Die Positionsnummern 1198 bis 2009 zeigen Teile, die in das Gehäuse für Steuerungszwecke eingebaut werden können, aber oft nicht eingebaut werden. 2010 und 2011 zeigen Wellen und Exzenter für den Antrieb von Kolben oder Schäften der Fig. 22 bis 23. 2013 bis 2015 zeigen Kolben oder Ventile, die mit dem Exzenter der Fig. 22 zusammenwirken und dem Betrieb oder der Beeinflussung der Teile 1189 bis 2009 der Fig. 21 dienen können. 2016 bis 2020 der Fig. 23 zeigen Schaft, Federungen, Halterungen, die ähnlich der Beeinflussung oder Steuerung von entsprechenden der Teile 1189 bis 2010 der Fig. 21 dienen können.

Die wichtige Fig. 122 zeigt ein Hubelement für innen beaufschlagte Kammern nach der ersten Europa-Anmeldung im Maßstabe 1 : 1 jedoch in derjenigen Form, wie sie sich durch fünf Jahre Entwicklung und Erprobung herausgebildet hat. Die Durchmesser und Dicke sind in Zahlenwerten eingetragen. Die Ringnase 12 mit Auflage 13, die Rückhalterung 3 mit Auflage 3 und die Innen- und Außenflächen 4 und 5 sind in den betreffenden Voranmeldungen, deren baldige Veröffentlichung bevorsteht, eingehend beschrieben. Damit sind aber die Probleme nicht gelöst, die auch diese Elemente nach den langen Erforschungen betreffen. Daher ist das gleiche Element in der Fig. 123 zehn zu eins vergrößert gezeichnet, und zwar nur sein Querschnitt am einen Halbteil. Fig. 26 zeigt einen Ausschnitt daraus um das Fünfzigfache vergrößert, denn ohne solche Vergrößerungen wären diejenigen Erscheinungen, die man mit dem Auge nicht mehr sehen kann, nicht auf einem Blatte Papier in einer Figur zeichnerisch darstellbar.

Bei der axialen Zusammendrückung des Elements 1 um 0,3 mm schwenkt der Innenteil des Elements um den Punkt "P". (Das sei hier mal angenommen, ob es wirklich so ist, steht in den Sternen.) Dabei bewegt sich der Punkt M zur Lage N, und der Punkt E bewegt sich zur Lage F. Wenn die Annahme richtig sein sollte, bildet sich zwischen M und N der Spalt Delta von 0,046 Millimetern, und zwischen E und F bildet sich ein Spalt Delta von 0,169 Millimetern. Wenn es so einfach wäre, dann ginge es ja noch. Anscheinend aber dehnt sich nach den Theorien der Voranmeldungen das gesamte Ringelemententeil um den Betrag theta = 0,067 Millimeter radial nach außen aus. Wie soll man das dicht halten, wenn dem 4000 Bar Druck im Fluid entgegenstehen, die alles versuchen, in den kleinsten Spalt einzudringen und durch ihn hindurch als Leckage wegzufließen? Man muß hier einsehen, daß es bisher ja nicht einmal erkannt ist, daß ein solches Element überhaupt solche Längenänderungen trifft und dabei gegen Nachbarteile Spalte öffnen könne. Entsprechend der Erfindung wird daher die Abdichtung axial so kurz wie möglich gehalten, so daß sie die Länge B nicht überschreitet. Denn die Länge B ist von hohem Einfluß auf die radiale Aufweitung des Elementes 1 unter dem radialen Innendruck. Die Radialaufweitung ist deshalb auf 0,067 begrenzt, weil B so kurz und jetzt "B/L" als Zusatzfaktor in die Berechnung der radialen Aufweitung nach den Formeln der BRD-Anmeldung P 34 46 107.8, Fig. 5, eingehen. Entsprechend ist der plastische Dichtring 1071 entsprechend axial kurz gehalten. Aber auch das genügt nicht, denn nach den der Erfindung zugrunde liegenden vielen Testen frißt der Dichtring bei "Z" weg, wie wenn Mäusezähne ihn zu Pulver zerbissen hätten. Dieses schwarze Pulver liegt dann nach den Testen jenseits des Elements in der Pumpe herum. Der Dichtring 1071 ist nach 30 Stunden Betrieb bei 1500 Bar zerstört, selbst dann, wenn man weltberühmte, teure, aus den USA verwendet. Daher ist es nach der gegenwärtigen Erfindung wichtig, den Stützring 1070 anzuordnen und ihn etwa 45 Grad abzuschrägen, so daß der plastische Dichtring den härteren, festeren oder metallischen Stützring 1070 sowohl axial nach hinten als auch radial nach außen drückt, damit ein eventueller konischer Spalt bei "Z" verschlossen bleibt und der plastische Dichtring 1071 dort nicht abgeschabt werden kann.

Das erfindungsgemäße Erkennen dieses kindsköpfigen Gedankenguts, wegen dem es kaum durchschnittlich fachmännischer Fähigkeiten zu bedürfen scheint, ist immerhin mit Jahren an Erprobungen und riesigem Zeit- und Geldaufwand bezahlt worden. Es ist nämlich so, daß der Ingenieur auch annehmen kann oder annehmen muß, daß die Abdichtung bei V zwischen dem Element 1 und der radial nachgiebigen, federnden Dichtlippe 381, als 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003727989 00004 99880o die Abdichtung bei 380, wo sich die besten und festesten nicht rostenden Edelstähle mit Festigkeiten von Inbus-Schrauben gegenüberliegen, müßten eigentlich zuverlässiger als jeder Stützring sein, besonders, wenn der Stützring nur einen Querschnitt von einem mm² hat. Zwar ist schon die Abschrägung 378 angeordnet und der konische Freiraum 377 ausgebildet, damit die federnde Dichtlippe 381 sehr schön der Bewegung der Innenfläche 378 des Elements 1 folgen kann, doch scheinen sich die Überlegungen, die der Ingenieur anstellen müßte, nicht zu erfüllen, denn trotzdem ist bisher jedenfalls die Abdichtung nicht gesichert, und die Dichtringe 1071 schabten so lange weiter bei "V" ab, bis der bei den Testen metallische Stützring 1070 eingebaut wurde. Auch Stützringe aus Teflon, Kupfer-Teflon, Julicon und so weiter schafften bisher die Dichtung nicht.

Die Aufklärung könnte die fünfzigfache Vergrößerung geben, die in Fig. 124 dargestellt ist. Danach öffnet sich nämlich bei "V" ein konischer Spalt von 0,023 Millimetern dem Dichtsitz zu, und es ist dieser sich ständig öffnende und schließende Spalt, den abzudichten Aufgabe des Stützrings 1070 der Erfindung ist. Ob der Spalt in Fig. 124 wirklich 0,023 Millimeter weit wird, ist wieder eine andere Frage, die noch bei den Sternen zur Antwort ansteht, denn es mag ja auch sein, daß die benachbarten Materialien 1, 381 sich etwas zusammendrücken. Wie weit sie sich zusammendrücken, scheint man heute noch nicht zu wissen, denn es scheint an Fachliteratur darüber zu mangeln, wie sich aus der Fig. 44 noch ergeben wird. Man kann sich bemühen, den Teil 380, die Dichtlippenkante, axial kurz zu halten, um den Spalt der Fig. 124 eng zu halten, doch sind dem Grenzen gesetzt. Denn damit die Dichtlippe genug radial federn kann, muß sie lang und dünn sein, was dann zu so hohen Belastungen der Dichtlippenkante 380 führen würde, daß diese unter zu hoher Flächenbelastung schmilzt. Würde alles so einfach und gut funktionieren, wie die Theorie es darzustellen scheint, dann bräuchte man überhaupt keine Dichtungen 1070, 1071, denn die Dichtlippenkante würde, durch ihren Innendruck angepreßt, eine absolute metallische Abdichtung an der Innenfläche des Elements 1 bilden. "Q" zeigt die Abschrägung des plastischen Dichtrings 1071 für den komfortablen Zusammenbau, also das Einschieben des Dichtlippenträgers 381 in das Element 1.

Eine ähnlich positive Auswirkung hatten die etwa 45 Grad abgeschrägten, metallischen Stützringe 958 in der Fig. 1. Seitdem diese eingebaut sind, treten zwischen den benachbarten Elementen 1 und 11 keine Undichtheiten mehr auf und werden die plastischen Dichtringe 26 nicht mehr beschädigt. Die Verwendung der metallischen Stützringe lehrt natürlich nicht, daß es nicht später doch noch möglich werden könnte, mit billigeren Materialien, die einfacher zu formen sind, auszukommen, oder durch Verbesserung der Grundformen der Elemente und Abdichtungen weitere Vereinfachungen oder Verbilligungen zu erzielen. Zur Zeit geht man eben den sicheren Weg, die sicheren Stützringe zu benutzen.

Durch die Fig. 125 wird ein Versuch beschrieben, eine zuverlässige Pumpe (oder Motor) für hohe Drücke aus faserverstärkten Kunststoffen zu schaffen, zum Beispiel aus Kohlefaserplastic, Carbon-Fiber. In der Literatur findet man Beschreibung der Zusammenfügung von Tellerfedern durch Verschweißen, Verkleben oder einfach durch "Verbinden". Diesen Behauptungen können Anmelder und Erfinder keinen ausreichenden Glauben schenken. Denn, wie soll eine Tellerfedernkante, die ja gehärtet ist, verschweißt werden, oder wie soll sie gegen mehrere tausend Bar Drücke haltbar verklebt werden? Mag es da nicht so sein, daß die Behauptung "verbunden" einfach eine Beschreibung von etwas ist, das man sich zwar erwünscht, es aber nicht verwirklichen kann und deshalb einfach so tut, als würde man haltbar verbinden, als sei es selbstverständlich, daß man das könne, eben deshalb weil man es nicht kann? Die Fig. 125 schafft daher eine Möglichkeit, faserverstärkte Hubsätze zu schaffen. Würde man versuchen, benachbarte Schichten radial innen oder außen zusammenzukleben, könnte das dazu führen, daß die Begrenzungen der Verklebungen ungenau werden und auch die Mittelteile der benachbarten Schichten mit kleben. Daher werden innere und äußere Ausfüllscheiben 1072 und 1073 geschaffen und mit Oberflächenbehandlung zur Verhinderung des Anklebens von Epoxy-Resin oder anderen Stoffen der Plastik versehen. Deren entsprechende radial inneren oder äußeren Kanten werden abgerundet. Dann kann man Faserschichten radial innen oder außen um sie herumlegen und die zu formenden Faserstoffschichten auflegen, so daß sich nach Bestreichen mit dem Klebstoff die Formen nach der Figur herausbilden mit radialen Innenschichten 1076, 1079, radialen Außenschichten 1077 und mit den Elementenschichten 1074, 1078 usw. Eine der Endschichten kann man, wie 1075 zeigt, radial weiter ausdehnen um einen Flansch zum Einspannen zwischen dem Deckel 1001 und dem Gehäuse 91 zu bilden. Den anderendigen Teil kann man so formen, daß er, zum Beispiel, als Flansch 1080 in den Hubkolben-Zugkolben 1081, 1082 fest eingespannt werden kann. Der Hubsatz befindet sich dann in der Außenkammer 35 und dichtet diese gegen die Innenkammer 37 ab, die mit den Einlaß- und Auslaß-Mitteln 38 und 39 verbunden ist. Der Zugkolben 1081, 1082 kann dann den Flansch 1080 vom Flansch 1075 wegziehen, so daß sich die Elementenschichten 1074, 1078 usw. zu konischen Ringelementen verformen und das Fluid in die Innenkammer 37 einnehmen. Es wird daraus dann wieder abgegeben und unter Druck geliefert, wenn die Außenkammer 35 mit Druck gefüllt wird.

Fig. 126 illustriert, daß man das W-Element der Vorfiguren auch durch ein "WY"-Element der Fig. 126 ersetzen kann. Der radial nach außen vorstehende Verstärkungsteil am mittleren Teil des W-Elements der Voranmeldung ist dann durch den radial nach innen gerichteten Teil 1083 der Fig. 126 ersetzt. Die Bohrung 1084 für die Leitung des Fluids ist wieder angeordnet, weil auch die untere Kammer fördert. Ausfüllklötze können eingesetzt werden. Doch bedürfen diese der Abdichtung, wenn man radiale Belastung oder Aufweitung des WY-Elements vermeiden will. Abdichtringsitze 1085 und 1087 sowie die Entlastungsbohrung 1086 sind daher im unteren Teil als Alternativen eingezeichnet, wobei der Füllklotz wieder eine Bohrung 1088 haben müßte. Die übrigen Teile sind vom W-Element der Vorfiguren her beschrieben.

Die Fig. 127 und 128 zeigen Möglichkeiten, das U-Element auch mit mechanisch bearbeiteten Ausfüllklötzen im Innenraum zu versehen. Man schafft dazu die Teilstücke 1091, 1092 und 1089, 1090 so, daß sie zueinander passen und keine oder nur geringe Zwischenräume lassen. Die Teile 1091 und 1092 kann man dann von innen her in den Innenraum einlegen und danach dazwischen radial nach außen bewegend, die Füllklotzteile 1089 und 1090 dazwischenschieben. Es bleiben dann lediglich kleine, unausgefüllte Ecken 1093, die nicht gefüllt sind. Die Formgebung ergibt sich daraus, daß keines der Stücke radial den Innendurchmesser überschreiten darf, weil man es sonst nicht in das U- Element hereinbringen kann. Axial müssen die Füllklötze so bemessen sein, daß im Element 112 die Förderäume 1094 und 1095 diesseits und jenseits der Füllklötze 1089 bis 1092 verbleiben. Ansonsten ist das U-Element in den Voranmeldungen bereits beschrieben. Die beiden Figuren sind Schnitte durch ihre Mitte relativ zueinander.

In den Fig. 129 und 130, die wieder Schnitte durch ihre Mitte relativ zueinander sind, wird gezeigt, wie man zwei benachbarte konische Ringe, Elemente, Tellerfedern oder V-Elemente durch spannende und zusammenhaltende Tellerfedern und Zuordnungen miteinander verbinden kann. Der Umgreifring 1096 hat die Axialborde 1100 und die Elemente 1, 11 haben die Halteborde 1101 und 1102. Die Tellerfedern zur Halterung, die durch 1097 und 1098 gezeigt sind, sind nach Fig. 32 beispielsweise radial mehr geschnitten und formen so die Teilringe oder Teilfedernteile 1097 A bis 1097 C. Durch diese Radial-Teilung kann man sie in die Bordringe 1096, 1100 einsetzen und den Satz so zusammenhalten. Dabei kann man die Dichtring-Kammer 1099 radial außerhalb der Elemente 1, 11 ausbilden, um dort die Stützringe und Dichtringe einzusetzen. Man beachte, daß hier die Dichtung radial außen um die Elemente 1, 11 herumgelegt ist, um die radiale Verkürzung durch Einsatz von Dichtungen innerhalb des Radialbereichs der Elemente zu sparen und so den Elementen ihren vollen Hub, ohne Hubverkürzung durch radiale Ausnehmungen für den Einsatz von Dichtungsmitteln, zu belassen.

Die Fig. 131 zeigt, wie man Ringelemente oder Tellerfedern radial innen fest verbinden kann. Die Elemente 1, 11 haben die Haltesitze 1108, 1109. Die könnte man auch fortlassen, doch hat man dann keine geraden Flächen für das Einsetzen von einfachen Totraumfüllscheiben mehr zur Verfügung. Zwei Ringe 1103 und 1104 sind mit Umgreifborden 1110, 1111 versehen, mit denen sie die benachbarten Elemente 1, 11 zusammenhalten, indem sie deren Borde 1108, 1109 umgreifen. Die beiden Innenringe 1103 und 1104 sind ihrerseits durch Nieten oder rohrförmige Nieten 1105 mit Bohrungen 1106 zusammengehalten. Das Assembly ist dann komplett, und die Elemente sind fest miteinander axial unnachgiebig verbunden. Zweckdienlich ist, in den Innenringen 1103, 1104, den Dichtringsitz 1107 mit den Axialborden 1112, 1113 auszubilden, damit man dort die Dichtringanordnung, wie Stützring und Dichtring einlegen kann.

Fig. 132 zeigt einen Teil der Fig. 131 in einer Vergrößerung, um deutlicher zu zeigen, daß man in den Dichtringsitz vorteilhafterweise den Stützring 1116, den halbweichen Dichtring 1115 (zum Beispiel aus Teflon) und den weichen Dichtring 1114 (zum Beispiel aus gummiähnlichem Material unter 92 Shore-Härte) einlegen kann.

Fig. 133 hat ähnlichen Zweck wie die Fig. 131, jedoch ist hier zwischen die Elemente 1 und 11 der Distanzring 849 eingelegt und der Dichtringraum 1849 darin ausgebildet. Zwischen den haltenden Innenringen 1118 und 1119 ist ein Zwischenring 1120 angeordnet. Die haltenden und spannenden Tellerfedern 1121, 1122 sind im Prinzip wie die der Fig. 131 angeordnet. Die inneren Ringe sind durch die mehreren Rohrnieten 1105 miteinander verbunden.

In der Fig. 134 ist der Distanzring 2849 so weit radial nach innen verlagert, daß seine Innenfläche mit den Innenflächen der Elemente 1, 11 fluchtet. Der Zweck dieser Ausbildung ist, daß man den Hub der Elemente 1, 11 voll ausnutzen kann, ohne radial innen Dichtsitze auszuarbeiten, die den Hub verkürzen würden. Gezeigt ist ferner, daß der Stützring 1125 dann den Distanzring 2849 und Teile der Elemente 1, 11 radial innen überdecken soll, um die Spalte zu schließen. Entsprechend axial lang sind dann auch der halbweiche Zwischendichtring 1124 und der weiche Dichtring 1123 ausgedehnt.

Die wieder sehr wichtige Fig. 136 zeigt, wie das Ringnasen- V-Element so ausgebildet werden kann, daß auch dieses ohne Hubverkürzung durch eingearbeitete Dichtringsitze seinen langmöglichsten Hub erhalten kann. Die Ringnasen 1502 sind daher am radial äußeren Ende des jeweiligen konischen Ringeteils 1527 ausgebildet. Man bedenke, daß die V-Elemente 527 der Voranmeldung sowohl, wie die V-Elemente 1527 der Fig. 38 innen einteilig sind, also keine Dichtungen benötigen und daß der Innenkammer 35 zu, also der das Wasser beinhaltenden Kammer zu, die radialen Innenkanten der Nasen 502, 1502 immer verschlossen aneinander liegen bleiben und keine Spalte öffnen, gleichgültig, ob das Element gespannt oder umgespannt ist. Hierin liegt ein besonderer Wert der Erfindung des V-Elements für Hochdruck-Aggregate für mehrere tausend Bar. Lediglich nach radial außen, also der Öl beinhaltenden Außenkammer 35 zu, öffnen sich beim Spannen dieser Elemente enge Spalte. Die Nasen sind radial sehr kurz, z. B. 1,5 bis 2 mm, so daß die sich öffnenden Spalte sehr eng bleiben, denn die axiale Länge der Nasen kann 0,7 mm kurz sein, um ARP-O-Ringe mit 1,78 mm Dicke einsetzen zu können. Diese sind im Handel leicht erhältlich, und sie sind billig.

Fig. 137 und 138 zeigen die Anordnung der Abdichtung für die Elemente der Fig. 136.

Bei Elementen nach den Fig. 129, 130 oder 136, die keinen eingearbeiteten Dichtringsitz in dem radialen Außenteile des Elementes haben, muß die Abdichtung des sich beim Zusammendrücken der benachbarten Elemente der Außenkammer zu öffnenden konischen Spaltes durch außen um die Elemente herumgelegte Dichtmittel abgedichtet werden. Theoretisch braucht man natürlich überhaupt keine Dichtung, denn benachbarte Elemente der hier genannten Figuren bilden ja durch die radial inneren Kanten der Nasen 502, 1502 usw. aneinanderliegende, nie öffnende metallische Dichtungen zwischen den benachbarten Elementen. Da aber Verletzungen auftreten können und außerdem eine absolut plane Fläche mit absolut kreisrunder Kante heute noch nicht herstellbar ist, weil selbst beim Feinschleifen die Flächen noch Hügel und Täler haben, ist es angebracht, trotzdem Dichtmittel einzubauen. Das ist in den Fig. 137 und 138 gezeigt.

Der Stützring 616, 690 ist daher in der Fig. 137 radial außen um die Außenflächen der Elemente 1527, 2527, zum Beispiel um entsprechende Elemente 1 oder Tellerfedern oder V- bzw. W- oder WY-Elemente so herumgelegt, daß er Teile der radialen Außenflächen benachbarter Elemente in axialer Richtung überragt. Darum außen herum ist der plastische Dichtring 691 so gelegt und axial so weit ausgedehnt, daß er mit seinen axialen Enden 1126 den Stützring axial umgreift und die betreffenden Reste der radialen Außenflächen der benachbarten Elemente berührt. In der Fig. 40 sind an den radialen und axialen Außenflächen der Elemente 1527, 2527 kleine Radial- Fortsätze 1127, 1128 ausgebildet, die die Aufgabe haben, den Stützring und den Dichtring, also 616, 690, 691 so zu halten, daß diese nicht in axialer Richtung von den Elementen herunterrutschen können. Der Dichtring 691 hat dann radial nach innen gerichtete Ringteile 1129, 1130, die in die Ringnuten zwischen den axialen Enden des Stützringes 616, 690 und die Haltefortsätze 1127, 1128 eingreifen und dort die Abdichtung bewirken.

In den Fig. 139 und 140, die Schnitte durch die Mitte der Figuren relativ zueinander sind, ist ein besonders festes Haltemittel für die in axialer Richtung unnachgiebige Verbindung der radialen Außenteile zweier benachbarter Elemente 1527, 2527 gezeigt. Man sieht hier den in radialer Richtung entlang der Flächen 1135 zweigeteilten Umgreifring 1131 mit seinen beiden Teilen 1133 und 1134 (Fig. 140), die in den Flächen 1135 zusammengelegt sind. Damit die beiden Teile des radial geteilten und dann wieder zusammengesetzten Umgreifringes 1131 nicht voneinander wegfallen können, sind dessen Teile 1133 und 1134 radial außen von einem Umgreifring 1132 umgeben, der beide Teile 1133 und 1134 zusammenhält. Der Umgreifring 1131 hat radial von innen her die Ringnut 2133 zwischen den axialen radial nach innen vorstehenden Endborden 2134 und 2135, wobei die Außenteile der Elemente 1527 und 2527 in die Ringnut 2133 hereinragen und in axialer Richtung von den sie umgreifenden Borden 2134 und 2135 zusammengehalten sind. Die Ringnut 2133 wird so bemessen oder kann so bemessen sein, daß sich zwischen den entsprechenden Teilen der Elemente 1527, 2527, den Borden 2134, 2135 und dem geteilten Ringe 1131 der Dichtringraum 1126 zum Einlegen der Dichtmittel ausgebildet ist.

Manche der beschriebenen Figuren machen auf den ersten Blick den Eindruck, als seien sie ganz einfache Ringmittel, mit denen jeder Dreher oder jeder Ingenieur jeden Tag arbeitet, und die daher mit einer Erfindung nichts zu tun hätten. Ist das aber so? Die Anmeldebestimmungen für Patente schreiben, daß eine Erfindung eine Aufgabe und eine Lösung der Aufgabe haben müsse. Das ist aber nur das, was die Regeln für Patentanmeldungen schreiben. Das ist meistens aber keine Erfindung. Denn eine Erfindung besteht normalerweise nicht darin, daß man sich eine Aufgabe stellt und eine Lösung dafür bringt, sondern darin, daß man in der vorhandenen Technik etwas erkennt, was noch nicht voll funktioniert oder noch nicht voll ausgereift ist. Das ist der Kern jeder Erfindung. Daraus dann die Aufgabe zu machen, den erkrankten Mangel zu verbessern und aus dieser Aufgabe dann die Lösung für die Verbesserung zu schaffen, daß sind meistens nur relativ einfache Folgen, nachdem die Erfindung, einen Mangel oder eine Unvollkommenheit erkannt zu haben, einmal gemacht worden ist. Man hört oder liest dann oft weiter, daß Dimensionierungen die tägliche Arbeit des Fachmannes oder Ingenieurs seien und folglich keine Erfindungen sein könnten. Diese verbreitete Auffassung ist aber durch das oberste Gericht der Vereinigten Staaten, den Supreme Court der USA widerlegt. Denn, als Edison die elektrische Glühbirne erfand, war es bereits bekannt, daß der Glühdraht des elektrischen Heizofens leuchtet. Den Glühdraht des elektrischen Heizofens so zu verdünnen, also so zu dimensionieren, daß er weißglühend leuchte, sei deshalb keine patentwürdige Erfindung. Demgegenüber entschied dieses oberste Gericht aber, daß die Verdünnung des Glühdrahts in eine solche Dimension, daß er helles weißes Licht gäbe, gerade das sei, wonach die Menschheit sich schon ewig gesehnt hätte, was aber die Techniker mit ihrem Wissen über Dimensionierungen von glühenden Drähten nie geschaffen hatten. Die Erfindung der Glühbirne sei deshalb eine ganz bedeutende, patentwürdige Erfindung, obwohl sie auf einer Dimensionierung beruhe.

Sieht man zum Beispiel das V-Element an, dann sieht doch jeder sofort, daß zwischen zwei benachbarten V-Elementen, wenn man sie zusammendrückt, eine Förderkammer verkleinert wird, aus der dann Fluid herausgedrückt wird. Bei 5 oder 10 Atmosphären Druck ist das tatsächlich auch so und ganz einfach. Sieht man zum Beispiel die Fig. 20 der Voranmeldung an, dann sieht doch jeder sofort, daß dann, wenn deren Hubkolben 535, 735 nach oben gedrückt werden, Fluid in die Außenkammer 35 gedrückt wird und dieses Fluid dann gar keine andere Wahl hat, als die V-Elemente zusammenzudrücken und Fluid aus der Innenkammer 37 zwischen den Elementen herauszufördern. Aber ist das wirklich so?

Bei kleinen Drücken von einigen Bar ist es schon so, aber es ist nicht so bei den hohen Drücken von mehreren tausend Bar, die die Erfindung verwirklicht. Denn V-Element und Hubkolben alleine können zwar niederen Druck fördern, aber sie können alleine noch lange keine Hochdruck-Pumpe für mehrere tausend Bar schaffen. Um diese Hochdruck-Pumpe der gegenwärtigen Erfindung verwirklichen zu können, müssen V-Element und Hubkolben zusammen mit der Gesamtheit der Erfindung und ihren Regeln angeordnet werden. Das wird zum Beispiel durch die Fig. 141 noch näher erklärt.

Fig. 141 zeigt einen Längsschnitt durch die Mittelteile einer Hochdruckpumpe nach der Erfindung. Man sieht das Gehäuse 91, den Kopfdeckel mit den Einlaß- und Auslaßmitteln 38 und 39, die Außenkammer 35, die Innenkammer 37 und einen Teil des eingebauten V-Elementen-Hubsatzes. Außerdem sieht man, strichliert eingezeichnet, den in den Vorfiguren beschriebenen Hubkolben 535 kleinen Durchmessers mit dem Durchmesser "Dsp". Wie die spätere Berechnung in der Fig. 156 zeigen wird, können aber 20 oder mehr Prozent Förderverluste eintreten, wenn man alle beschriebenen Regeln der gegenwärtigen Erfindung und der der Voranmeldungen befolgt. Befolgt man sie nicht und verwendet nur den vorher bekannt gewesenen Stand der Technik aus vielen Dutzenden von Patentschriften mit Pumpen mit Tellerfedern oder Membranen, dann erhält man bei 1000 oder mehr Bar Druck überhaupt keine Förderung. Die Fig. 141 erklärt nun, daß man die 20 oder mehr Prozent Förderverlust weiter reduzieren kann und dann etwa das bessere Ergebnis der späteren Berechnungs- Figur erhalten kann. Das geschieht nach Fig. 141 dadurch, daß man den Hubkolben 535 des kleinen Durchmessers durch einen Hubkolben 1136 mit dem größeren, etwa dem Durchmesser der Außenkammer 35 entsprechenden großen Durchmesser "Dp" ersetzt. Ob man das in der Praxis immer tut, ist eine andere Frage, denn ein so großer Kolbendurchmesser erfordert dann auch einen Antrieb vom Boden her mit dem Äquivalent für die 2000 oder 4000 Bar am oberen Ende des Hubkolbens 1136. Jedenfalls aber kann man durch einen Hubkolben mit solch großem Durchmesser den Wirkungsgrad des Aggregates, insbesondere dessen Förderwirkungsgrad, also dessen volumetrischen Wirkungsgrad, ganz beträchtlich erhöhen. Siehe dazu auch die Berechnung nach der späteren Berechnungsfigur. Die obere Fläche, das obere Ende des Hubkolbens 1136 erhält in der Nullage, bevor der Hub beginnt, den Abstand "Sb" vom Boden des Elementensatzes in der Außenkammer 35. Der Durchmesser Dp quadriert mal pi/4 mal der Länge (dem Abstand) Sb gibt dann dasjenige Volumen, das benötigt wird, um die Summe des Fluids in toten Räumen in den Kammern 35 und 37 auf den gewollten Förderdruck zu verdichten. Ist der Hubweg Sb durchlaufen, also das Fluid (Wasser und Öl in der Innen- bzw. Außen-Kammer 35, 37) auf den gewollten Förderdruck verdichtet, dann macht der Hubkolben 1136 nur noch den weiteren Hub "Sp" = Hub des Pistons, also Förderhub des Hubkolbens 1136. Der Boden des Elementensatzes aber legt noch den weiteren Weg "Se" minus "Sp" nach oben zurück, so daß der Boden des Elementensatzes nachdem der Hubkolben den oberen Punkt des Hubes Sp erreicht hat, die obere Lage des Weges "Se" = Weg des Elementenbodens, erreicht.

Der Boden des Elementensatzes legt also einen längeren Hubweg zurück als der Hubkolben 1136. Das kommt daher, weil beim Zusammendrücken der Elemente das Fluid aus den Außenteilen zwischen den Elementen herausgedrückt und in denjenigen Teil der Außenkammer gedrückt wird, der sich unter dem Elementensatz befindet. Das Volumen in der Außenkammer 35 zwischen den Hubwegen Se und Sp ist also diejenige Fluidmenge, die radial außen der Elemente des Elementensatzes weg und unter den Boden des Elementensatzes beim Druckhube strömt.

Der Raum oberhalb des Kleinkolbens 535 mit dem Durchmesser dsp ist nämlich Totraum-Volumen, dessen Zusammendrückung die Fördermenge der Pumpe verringert. Durch den Großdurchmesserkolben 1136 ist dieser Totraum oberhalb des Kleinkolbens 535 abgeschafft und folglich der Förderwirkungsgrad des Aggregates merklich gehoben worden. Weil der Kleindurchmesser-Kolben insofern leichter zu verwirklichen ist, weil sein Antrieb für die mehreren tausend Bar leichter beherrschbar ist, kann man in der Praxis den Förderverlust durch Langhubantriebe der Voranmeldungen teilweise wieder zurückgewinnen, oder aber das Aggregat einfach mit dem geringerem Förderwirkungsgrade arbeiten lassen, weil es dann trotzdem bei 1000 Stunden Betrieb immer noch billiger ist, das einfache, billige V-Elementen-Aggregat zu benutzen, als ein teures nach der Fig. 5 der Voranmeldung zu verwenden, weil dessen Anschaffungspreis das Mehrfache des Aggregates der Erfindung beträgt. Der Stromverbrauch durch einige Prozent weniger Wirkungsgrad verschlingt weniger Geld als die Anschaffung eines teureren Aggregates des Standes der Technik.

Fig. 142 legt eines der Probleme von heute offen. Es ist nämlich so, daß man genau berechnen kann, welche Spannungen wo in der Tellerfeder auftreten, aber man findet keine Literatur darüber, wie der Spannungsverlauf in der Auflagefläche um 1138 ist. Daher nimmt die Erfindung an, daß die Spannung in der Nähe der Auflagelinie hoch ist und nach dem Inneren zu abnimmt, wie Liniierung 1139 darzustellen versucht. Dabei sollte dann im Sinne der gegenwärtigen Patentanmeldung eine plastische Verformung des Elementes 1, 830 um die in ihrer Abmessung unbekannte Axiallänge 1140 auftreten, die das Element nicht beschädigt, weil zulässige plastische Verformung. Jede höhere Zusammendrückung des Elements in der Auflage aber müßte eine Beschädigung des Elements verursachen. Man nehme vorläufig einmal an, daß die Länge 1140 um ein Hunderstel der Dicke des Elements oder weniger liegt, bis später einmal die Fachliteratur etwas genaueres darüber bringen mag. Hier liegt eine erstrebenswerte Aufgabe für die Mathematiker und Professoren, denn es wäre wertvoll, wenn man diesen Teil der Tellerfeder- Technik kennenlernen würde. Dann könnte man auch die Pumpe der gegenwärtigen Erfindung noch genauer berechnen und ihre Technik noch besser beherrschen.

Fig. 143 zeigt einen Abdichtkolben, der zum Beispiel zwischen dem Öl und dem Wasser der Pumpe einer der Voranmeldungen oder auch in der Fig. 49 eingesetzt werden kann. Der Kolben ist mit dem Hohlraum 1144 zwischen seinen nach außen gewölbten, axial federbaren Wänden 1141, 1143 versehen, während die Enden durch das mittlere Ringteil miteinander verbunden sind. Im Ringteil kann zwischen den zylindrischen Dichtflächenteilen 1145 der Dichtringsitz (die Dichtring-Nut) 1142 ausgebildet sein. Wird dieser Kolben in einem Zylinder passend eingebaut und oberhalb und unterhalb des Kolbens Druck ausgebildet, dann drücken sich die Wände 1141 und 1143 axial einander zu, nähern sich also, und das führt zu einer radialen Ausdehnung des Durchmessers der zylindrischen Dichtfläche 1145. Bei richtiger Bemessung dieses Kolbens läuft er bei geringem Drucke leicht und ohne hohe Reibung im Zylinder, während er bei hohen Drücken gegen die Wände 1141 und 1143, also bei hohen Drücken im Zylinder, in dem er eingesetzt ist, gut dichtet, weil seine Dichtfläche 1145 dann unter dem Druck dicht an die Innenfläche des betreffenden Zylinders gedrückt wird.

Durch Fig. 144 wird ein weiteres Problem angedeutet. Es ist nämlich anscheinend so, daß angenommen wird, daß die Tellerfeder sich gerade durchdrückt, also bei der Zusammendrückung der Querschnitt ein Körper mit geraden axialen Endflächen bleibt. Demgegenüber hat die Erfindung Bedenken, denn nach der Erfindung könnte es evtl. auch so sein, daß das Element oder die Tellerfeder beim Zusammendrücken aus der ungespannten Lage 1146 zur voll gespannten Lage 1147 eine etwa elastische Linie 1149 zwischen den radialen Endteilen 1148 und 1150 bildet oder annimmt. Ob das so ist, wissen Anmelder und Erfinder heute noch nicht, aber man sollte mit der Möglichkeit rechnen, daß es so sein könnte.

Fig. 145 zeigt, daß es in der Praxis nicht immer richtig ist, konische Innenkammern 37 oberhalb von Membranen auszubilden, wie in einer der Voranmeldungen beschrieben wurde. Die Figuren der Voranmeldungen sind insofern Vereinfachungen. In der Fig. 47 hat der Kopfdeckel 1001 daher eine nach einer elastischen Linie geformte, gewölbte Anlagewand 1151, an die sich die Membrane 61 mit der Kurve 1152 ohne zu hohe örtliche Spannungen innerhalb der Membrane gut anlegen kann. Auf diese Figur wird aber kein Patentanspruch gestellt, weil angenommen wird, daß diese Ausführung bekannt ist. Zur Vollständigkeit der Beschreibung der Technik ist diese Figur in der Anmeldung aber zweckdienlich, zumal man sonst annehmen könnte, daß die Anlageflächen der Fig. 48, die dort als Konen gezeichnet sind, in der Praxis Konen wären. In Wirklichkeit wird man die Anlageflächen, wie in der Fig. 47 auch in der Fig. 48 ausbilden, doch kann man das schlecht zeichnen, so daß in der Fig. 48 gerade Konen gezeichnet sind.

Fig. 146 überwindet ein Problem der Hochdruckpumpen mit elastischen Membranen. Es ist nämlich so, daß die einteilige Membrane das einfachst herstellbare Element ist. Dadurch alleine kann man daraus aber noch keine rationelle Hochdruck-Pumpe für mehrere tausend Bar bauen. Denn es müssen ja für eine ausreichende Fördergleichmäßigkeit mit akkumulatorlosem (druckspeicherlosem) Betrieb mehrere solcher Anlagen um eine Welle herum gebaut werden. Man erhält dann Elemente mit großen Durchmessern und geringer Fördermenge, bei denen viele dicke Schrauben benötigt werden. Das Problem wird durch die Fig. 48 gelöst, indem man mehrere Membransätze axial voneinander oder hintereinander setzt, um mit der gleichen Anzahl dicker Schrauben eine größere Fördermenge zu erzielen. Entsprechend sind unter Winkeln radial um die Welle 1154 Membranpumpensätze angeordnet, von denen die Fig. 48 einen im Längsschnitt oberhalb der Welle zeigt. Auf die Kolbenschuhe 541 der Geberkolben 540 wirken hier die Exzenterhubscheiben 1153, während die Exzenterhubscheiben 13, 23 die Kolbenschuhe eines anderen der drei, fünf oder sieben (oder mehr) um die Welle 1154 andeuten, aber nicht maßgenau und auch nicht lagengenau gezeichnet sind. Die Leitung 1156 liefert von außen her Druckfluid unter ausreichend hohem Druck, um die hydrostatischen Lager der Kolbenschuhe und oder des Geberkolbens mit Druckfluid zu versorgen, was durch die Leitungen 1157 in die Druckfluidtaschen gelangen kann. Die Geberkolben 540 treiben die Hubkolben 52 zum Druckhube an. In der Figur sind jedem Hubkolben 52 zwei gegenüberliegende Membranpumpen mit Membranen 61 zwischen der jeweiligen Außenkammer 35 und der Innenkammer 37 zugeordnet. Man hat auch eine gemeinsame Fluidzuleitung 1155 mit den Einlaßventilen 38. Man sieht und hat auch eine gemeinsame Auslaßleitung 1157 hinter den Auslaßventilen 39. Teile, wie die Kopfdeckel 1001 entsprechen im Prinzip denen aus den Voranmeldungen bekannten. Wichtig ist erfindungsgemäß noch, daß den mehreren Membranpumpen 61 des Mehrfachmembranpumpensatzes der Figur die gemeinsamen Verbindungsschrauben 1161 bis 1164 zugeordnet sind, die am jenseitigen Ende in entsprechende Gewinde in Muttern 1165 oder einen Deckel eingreifen. Durch die Ausbildung eines Mehrfachsatzes mit gemeinsamen Schrauben wird so eine Pumpe mit großer Fördermenge und geringem Platzbedarf für die verhältnismäßig große Fördermenge geschaffen.

Fig. 147 ist ein Längsschnitt in vereinfachter Darstellung durch eine weiter vervollkommnete Pumpe mit zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten in einer Kammer. Im Gehäuse 1195 ist die Welle 12 mit ihren Exzenterhubscheiben 13, 23 gezeigt, von der die Hubscheibe 13 den im Schnitt gezeigten Pumpensatz betreibt. An ihr laufen die Kolbenschuhe 14, die die Hubkolben 15 zum Geberhube antreiben. Der Hubkolben 33 befindet sich im entsprechenden Zylinder darin axial beweglich und drückt mit Kraftübersetzung auf den Pumpkolben 1164 oder ist mit ihm einteilig ausgebildet. Da nach der Erfindung jeder tote Raum bei dem hohen Drucke von mehreren tausend Bar sehr schädlich ist, sind erfindungsgemäß in die Leitungen zwischen den Zylinderteilen oder in die Zylinder Ausfüllklötze 1167, 1168 eingebaut, die mit der Fluidsäule reziprokieren. Dadurch wird der schädliche tote Raum verringert und die komprimierbare Flüssigkeitsmenge verringert, so daß der volumetrische Wirkungsgrad des Aggregates erhöht ist. Aus dem Tank 1171 fördert die Wasserpumpe 1172 das Wasser durch das Einlaßventil 1238 in die Förderkammer 1173 hinein, das beim Pumphub durch das Auslaßventil 1239 über die Auslaßleitung 1339 geliefert wird. Wichtig ist hier wieder, daß die Ventilenden Flächen bilden, die in der Ebene des Bodens liegen, damit jeder Totraum in den Ventilen vermieden ist. Die Figur zeigt die praktische Ausbildung solcher Ventile 1238 und 1239. Der Hochdruckpumpenkolben ist mit der Führung und Halterung 1182 bis 1185 versehen, um am Pumpkolben 1164 den Trennkolben 1180 zu halten, der das Öl oder die Hilfsflüssigkeit bzw. Kolben- Schmierflüssigkeit vom Wasser oder dem nicht schmierenden Fluid in der Kammer 1173 trennt. Der Trennkolben ist hier erfindungsgemäß hohl ausgebildet, damit er leicht ist und bei den schnellen Bewegungen keinen hohen Beschleunigungsverlust erzeugt und zum anderen, damit er durch die Leitung 1191 mit der Ölkammer 1190 verbunden und für gute Abdichtung an der Zylinderwand mit Drucköl gefüllt werden kann. Um die Verkantungen des Trennkolbens zu verhindern, die in der Vortechnik auftreten, hat der Trennkolben einen Kolbenschaft 1185, der in der zylindrischen Halterung 1185-C im Hubkolben 1164 eng eingepaßt sicher geführt und darin axial beweglich eingepaßt ist. Im Hubkolben befindet sich die Ringnut 1182 mit dem Halteborde "B", während sich im Kolbenschaft des Trennkolbens die Ringnut (Ausnehmung) 1183 befindet. Eingesetzt in die Ausnehmungen 1182 und 1183 ist das konische Halteelement TF, das den Trennkolben im Hubkolben so befestigt, daß der Trennkolben im Hubkolben gehalten ist, aber darin axial beweglich bleibt. Das Element TF mag ein konisches Ringelement sein, daß in axialer Richtung mehrgeteilt sein kann, oder es ist so weich, daß es in die Nut 1182 einschnappt, wie ein Sicherungs- oder Spannring und sich dann am Borde B und am Nacken 1184 des Trennkolbenschaftes 1185 hält. Diese Anordnung ist auch deshalb getroffen, um die Ölkammer 1190 auf das geringstmögliche Volumen zu beschränken, um ihren schädlichen toten Raum klein zu halten. Aus dem Tank 1169 fördert die Schmierfluidpumpe 1170 das Schmierfluid (Öl) über die Leitungen 1166 in die Geberkammern 31 und über den Einlaß 1174 in die Schmierfluidkammer 1190. Übergefördertes Schmierfluid wird über den Auslaß 1175 der Kammer 1190 dem Kontroll- Organ 1176 zugeleitet, das die Füllmenge und den Druck in der Kammer 1190 regelt, wie das entsprechende Ventil in der Voranmeldung. Das übergefüllte Schmierfluid in den Kammern 31, in denen die Geberkolben 15 laufen, wird, wie in den Figuren der Voranmeldung betreffend der Außenkammer 35 über die Kontrollorgane 1193 zwischen den Leitungen 1191, 1192 und der Ausleitung 1194 geregelt. In der gezeichneten oberen Lage, etwa der Nullage des Hubkolbens 1164, gibt der Hubkolben 1164 die Ableitungen 1188 frei, damit der Schmierfluidraum 1190 mit der richtigen Schmierfluidmenge gefüllt wird und übergefördertes Schmierfluid abgeleitet wird. Die obere der Leitungen 1188 leitet eventuelle Luft aus der Kammer 1190 und dem Raum 1185-C im Hubkolben 1164 ab, wozu auch die Ringnut 1168 dient. Die Leitung 118 kann daher auch zur Ableitung von Mischfluid, das durch Undichtheit des Trennkolbens 1180 im Zylinder entstanden sein mag, in den Mischfluid oder Schmutzfluidtank 1189 dienen. In der Figur sonst noch erscheinende Bezugszeichenteile sind in den Voranmeldungen bereits beschrieben. Die erfindungsgemäße und technische Bedeutung des Aggregates der Figur besteht darin, daß die Schmierfluid enthaltenden Räume auf ein solches Minimum an Volumen beschränkt wurden, daß das Aggregat mehrere tausend Bar statt der einigen hundert Bar der bekannten Technik erreichen kann und ferner darin, daß der Ölraum 1190 ein kleinstes Volumen erhalten hat, der Trennkolben nicht kippen kann, leicht ist, mit dem Hubkolben zusammen zwangsbewegt ist und daß eine automatische und zuverlässige Bemessung der Schmierfluidmengen sowohl in den Kammern 31, also auch in der Kammer 1190 erfolgt und ferner für einen automatischen Abfluß von nicht erwünschtem Mischfluid gesorgt ist.

In Fig. 123 zeigt "W" die etwa 45gradige und "Z" die schwache zusätzliche Abschrägung des Stützringes 1070, damit dieser nicht bei Fehlen der Abschrägung "Z" einen neuen konischen Spalt öffnet.

Fig. 125 zeigt noch den wichtigen engen Ringspalt mit der Radiendifferenz "Delta D" (oder Durchmesser-Differenz), die sehr eng bleiben soll, um schädlichen toten Raum zu vermeiden. Schließlich ist in die Innenkammer 37 wieder ein Ausfüllschaft einzusetzen, der nicht eingezeichnet ist. Zu beachten ist bei dieser Figur noch, daß der obige Schaft 1081, 1082 nicht als Druck-Kolben oder Hubkolben benutzt werden soll, sondern lediglich ein Zugkolben ist mit der ausschließlichen Aufgabe, den Federnbalg nach oben zu ziehen, also zu öffnen. Beim Druckhub der Elemente dieser Figur muß der Schaft 1081, 1082 frei von axial gerichteten Kräften bleiben. Zur Fig. 125 gehört daher noch die Fig. 151, die den Oberteil der Fig. 125 zeigt.

Fig. 148 zeigt, wie man die Außenkammer zwischen den Schenkeln des V-Elementes in einzelne Raumteile "Qom", "Qoe" und "Qob′" zerlegen und diese berechnen kann. Außerdem zeigt diese Figur die wichtige Auflage-Linie "W", mit der diese an einer gleichen Auflagelinie eines benachbarten Elementes eine automatische Abdichtung bilden kann.

Fig. 149 zeigt zwei solcher benachbarter V-Elemente axial hintereinander gleichachsig zusammengelegt und voll zusammengedrückt, so daß man die gemeinsame Auflagelinie "W" gut erkennen kann. Außerdem zeigt diese Figur die Kraftpfeile der angreifenden Drücke im Fluid in der Innenkammer und in der Außenkammer, aus denen hervorgeht, daß die Kraftsumme aus der Außenkammer größer als die aus der Innenkammer ist, so daß die benachbarten V-Elemente in der gemeinsamen Auflage "W" immer unter Druck automatisch zusammengepreßt bleiben.

Fig. 150 zeigt daher einen Teil der Fig. 149 in vergrößerter Darstellung, um die wichtige gemeinsame Auflage "W" deutlich zu zeigen.

Daraus ergibt sich, daß das Ringnasen-V-Element ein geeignetes Mittel ist, in Pumpen für mehrere tausend Bar verwendet zu werden, weil es einmal eine sichere automatische Abdichtung bietet, die durch eingesetzte Stützringe und plastische Dichtringe noch unterstützt wird und zusätzlich ausreichende Spannkraft in den konischen Ringteilen durch entsprechende Bemessung der Wandstärken haben kann, so daß es für lange Zeit automatisch durch eigene innere Spannung die Elemente zum Einlaßhube öffnen kann. Dem V-Element kommt daher besondere Bedeutung zu, zumal es mit einfachen Mitteln präzise hergestellt werden kann, was bei einteiligen Faltenbälgen aus Metall nicht ganz so einfach ist.

Fig. 151 zeigt den Oberteil der Fig. 125 und soll erklären, daß der Schaft 1082 lediglich durch seinen Kolben 1212 im Zugzylinder 1211 das obere Element der Fig. 125 nach oben ziehen, also den Elementensatz zum Einlaßhube öffnen soll. Entsprechend ist das Umsteuerventil 1213 angeordnet, um abwechselnd den Zugzylinder 1211 mit Druck aus Leitung 1215 zu versehen und dann abwechselnd mit der Druckableitung oder Freidruckleitung 1214 zu verbinden. Den Druckhub zum Hereinpressen von Fluid in die Außenkammer 35 besorgt der Hubkolben 52 im Außenkammer- Zylinder 1235.

Die Fig. 152 bis 155 zeigen Draufsichten von oben auf Teile der Elemente der Fig. 125. Sie soll zeigen, daß man die Kohlefaser (oder solche aus entsprechendem Material) aus handelsüblichem "Carbon-Fiber-Cloth" als Ringe ausschneiden kann. Das Ausschneiden kann man zum Beispiel mit Wasserstrahlschneid- Anlagen mit Pumpen nach der gegenwärtigen Erfindung besorgen. Die Elemententeile 1078 erhalten dann Ringformen zwischen den Durchmessern 1217 und 1216. Die Faserstoffringe 1079 werden Ringe zwischen den Durchmessern 1217 und 1218, während die Ringe 1077 solche zwischen den Durchmessern 1216 und 1219 werden. Die beiden Fig. 56 und 57 zeigen solche Faserstoffringe ebenfalls als Elemententeile, und zwar das Teil 1220 zwischen den Durchmessern 1218 und 1219 sowie das Teil 1221 zwischen den Durchmessern 1217 und seinem äußeren Durchmesser. Die strichlierten Linien 1222 in den Figuren deuten an, daß man aus Rationalitätsgründen, um Abfall zu sparen, statt Ringen auch Ringsektoren ausscheiden und gegenseitig die Trennfugen überdeckend übereinanderlegen kann. Die Doppeltschräg-Schraffierung der Fig. 152 bis 155 deutet die Richtung der Fasern des Faser- oder Visker-Werkstoffes an, wobei die Richtung nicht mit den Linien der Schraffierung identisch sein muß und die Fasern oder Viskern nicht gerade sein müssen, wie in den Figuren dargestellt ist. Schneidet man solche Ringe oder Ringsektoren aus, dann kann man sie übereinanderlegen um die Ausfüllscheiben der Fig. 27 herum bzw. darüber oder darunter mit dem Epoxy-Resin oder dem ihm verwandtem Bindemittel versorgen, zum Beispiel bepinseln, zusammenpressen und ggf. im Ofen trocknen, und man erhält so auf zuverlässige und einfache Weise betriebssichere Elemente der Fig. 123, bei denen die Elemente nicht an den Ausfüllscheiben kleben und bei denen klare Abgrenzungen der zusammenverbundenen Faserstoffteile entstehen, die nicht brechen und sich nicht beim Hub und Zug der Elemente lösen.

Es tritt bereits sichtbar hervor, daß eine Hochdruck- Anlage für nicht schmierendes Fluid für mehrere tausend Bar nur durch eine Kombination von mehreren Merkmalen erreicht werden kann, wobei die Ausbildung der Dichtungen, die genaue Beherrschung der Formgebung der Füllkörper für Toträume und die genaue Bemessung der Kammern und Kolben eine ebenso wichtige Rolle spielen, wie die Anordnung und Ausbildung der bestens geeigneten Pump-Elemente. Daher ist eine genaue Berechnung der Pump-Elemente, insbesondere der Tellerfedern und der Ringnasen-V-Elemente sowie der V-Elemente, erforderlich. Hierbei erkennt die Erfindung zunächst, daß die Berechnung nach der Fig. 29A der Europa-Offenlegungsschrift 01 02 441 nicht genau genug ist. Denn sie berücksichtigt die integralen Mittelwerte über die konischen Teile unter und über der Tellerfeder nicht.

Die Fig. 156 der Erfindung bringt daher die Grundlagen für eine genauere Berechnung der Elemente. Hierin werden die Ableitungen für neue Berechnungsformeln geschaffen, und zwar auf zweierlei verschiedenen mathematischen Wegen, die sich gegenseitig kontrollieren. Einmal über die Bildung integraler Mittelwerte und zum anderen über den um eine Achse umlaufenden Rotationskörper. Beide mathematischen Methoden führen zu gleichen Rechenergebnissen.

Die Fig. 157 mit der Fig. 158 zeigt daher das Ringnasen- V-Element einmal ungespannt und einmal voll gespannt mit den betreffenden, für die Berechnung der Elemente der Erfindung wichtigen Radien und darunter zusammengefaßt die betreffenden Berechnungsformeln, die in dieser Erfindung entwickelt wurden.

Fig. 159 bringt ein Berechnungsbeispiel für ein Ringnasen- V-Element mit bestimmten Radialabmessungen. Darin sind alle Formeln der Fig. 156 bis 158 einmal praktisch benutzt, damit man sie besser verwerten kann.

Fig. 160 ist ein Berechnungsformular für die Berechnung oder Einschätzung der toten Räume, die die hohen Förderverluste bringen, wenn man sie nicht füllt oder ausschaltet.

Die Fig. 161 benutzt die Berechnungsfigur 62, um die Toträume und Leckagen für ein Aggregat mit V-Elementen von 61 mm Außendurchmesser für 2000 Bar zu berechnen. Dabei ist dieses Aggregat so bemessen, daß es noch billig ohne zu enge Toleranzen hergestellt werden kann. Das ist aber für ein 4000- Bar-Aggregat nicht mehr ausreichend. Das 4000-Bar-Aggregat benötigt enge Herstellungstoleranzen für alle Teile, insbesondere auch für die Dichtungen und Ausfüllklötze, so daß es teurer als das Aggregat für etwa 2000 oder 3000 Bar wird.

Fig. 162 zeigt dann die Berechnung für ein solches, teureres 4000-Bar-Aggregat mit Ringnasen-V-Elementen von 51 Millimetern Außendurchmesser.

Die folgenden Seiten bringen Bilanzen des Aggregates nach der Fig. 161.

Fig. 135 zeigt, wie man die dünnen metallischen Stützringe 616, 690 um benachbarte Elemente 1, 11, 609, 611 usw. an den Enden in der Praxis abschrägen kann. Man läßt sie um die Elemente gesetzt auf der Drehbank umlaufen und hält schräg gerichtet eine umlaufende Schleifscheibe 1117 gegen sie, bis die Enden schräg abgeschliffen sind.

Strömungsbilanz für Pumpe mit 11 V-Ringnasen

Elemente mit Ro=30,5; ro=26,5 und Ri=ri=15,5 mm.:

Davon fördert Qit das Wasser aus der Pumpe=15.588 ccm. Qca drängt 16.644 ccm aus den Außennuten der V-Elemente in die Außenkammer herein unter die Elementen Hubsäule.

Der Hubkolben fördert nach Abzug der Verdrängungsverluste durch innere Kompression und durch Leckage die Liefermenge der Pumpe an Wasser in die Außenkammer herein, nämlich 15.588 ccm.

Der Boden der Elementensäule machte bei 11 V-Elementen, also bei 22 konischen Ringteilen einen Hub von 22×0.5 mm= von 11 Millimetern. Diese 11 mm nehmen beim Durchmesser der Außenkammer von 61 mm ein Volumen von 61×61×pi/4×11 also ein Volumen von 32.147 ccm ein. Zieht man davon die Qoa Strömung von 16.644 ccm, die aus den Nuten der Elemente in den Kammernboden verdrängt wurde, dann müßte als Rest ein Volumen an Öl verbleiben, das der Förderung an Wasser ent spricht, also etwa 15.588 ccm sein.

Die Nachrechnung bringt: 32.147 ccm minus 16.644 ccm= 15.503 ccm, was zwar nicht gleich ist, aber nur einen geringen Unterschied zeigt, sodaß man die Strömungsbilanz als stimmend annehmen kann.

Leistungsbilanz und Wirkungsgrad

Der vom Hubkolben zu liefernde Druck in der Außenkammer ist gleich dem Drucke der Lieferung an Wasser plus dem Widerstand der Elemente durch innere Spannung. Diesen kann man durch Wand- Dicke der Elemente willkürlich wählen. Er wird um 5% liegen, wobei er sich über den Hubweg ändert. In den Rechenformularen sind sicherheitshalber 10% Mittelwert angesetzt. Mit Pi=Druck in der Innenkammer und Po=Öldruck in der Außenkammer wird Preq.=der erforderliche Druck in der Außenkammer=Pi+ Fcompr. (Federdruck)=Po.

Was der Hubkolben zu fördern hat, sei Qpl und wird dann Qpl=Qit+(Po/180) Vdso+Ql+(Pi/250) Vdsi+Vexp. Darin sind die Werte aus dem vorauf vorgetragenen bekannt, und der Wert Vexp ist die Volumenzunahme der Innenkammer durch Radial-Ausdehnung des Gehäuses unter dem Innendruck. Das Gehäuse ist daher so stark ausgebildet, etwa dreimal dickere Wand, als der Radius des Durchmessers der Innenkammer, damit dieser Verlust vernachlässigbar klein wird. Für die Pumpe mit 11 Elementen mit 61 mm Durchmesser Ro erhielten wir 4.5 ccm Verlust durch innere Kompression bei einer theoretischen Liefermenge von 15.588 ccm einer der fünf oder 7 Hubsäulen der Pumpe. 15.588 ccm minus 4.5 ccm Förderverlust durch innere Leckage und minus 0.9/10 ccm Leckage (10 Hübe pro Sekunde) gibt einen gesamten Lieferverlust von 4.5 plus 0.09=etwa 4.6 ccm pro Hub. Diese von den 15.588 ccm abgezogen, gibt rund 11 ccm Förderung pro Hub. 11/15.6 gibt 0.705=70.5 Prozent Wirkungsgrad der Wasserstufe bei 2000 Bar Druck. Von den 4.5 ccm Förderverlusten durch innere Kompression können 60 bis 86 Prozent zurückgewon nen werden, wenn man diese Spannungsenergie zum Motorantrieb der gegenüberliegenden Seite des Antriebs des Hubkolbens verwen det. Der Wirkungsgrad käme dann auf über 85 Prozent. Eine weitere Wirkungsgradsteigerung kann man durch engere Bautoleranzen erhalten, wie in der Fig. 162 für 4000 Bar dargestellt ist. Das verteuert aber den Herstellungspreis und damit den Lieferpreis der Pumpe.

In Fig. 163 ist das in der Praxis erprobte Ringelement der Erfindung auf das doppelte vergrößert im Längsschnitt darge stellt und zeigt das aus der Voranmeldung bekannte Element 501 jetzt dargestellt durch 1301, mit der aus der Voranmeldung bekannten Ringnase 12 mit Auflagefläche 3, dem Dichtringsitz 503 und den entsprechenden Teilen 1512, 508, 509 am anderen radia len und axial gegenüberliegenden und entgegengesetzt gerichteten Ende des konischen Ringelements. Neu und erfindungsgemäß ist, daß die Dichtringut 1302 lediglich in das Element eingeformt ist, ohne daß diese Nut sich in radialer Richtung einwegig durch das ganze Element erstreckt, oder daß nicht nur die Ringut 1302 angeordnet ist, sondern auch noch die weitere, aber sinnge mäße Ringnut 1304 am anderen Ende des Elements. Diese erfin dungsgemäße Anordnung ist noch deutlicher in der Fig. 166 sicht bar, die eine Vergrößerung des linken Teiles der Fig. 163 ist und in der der Anstellwinkel des konischen Ringteiles etwa fünf fach vergrößert dargestellt ist. In Fig. 165 sind zwei solcher Ringelemente spiegelbildlich achsgleich aneinandergelegt. Dabei sieht man deutlich, daß die Dichtringnuten 1302 und 1304 jeweils zur Hälfte in das eine und zur anderen Hälfte in das benachbarte Ringelement eingeformt sind und, erfindungsgemäß wichtig, daß die Dichtringnuten in radialer Richtung so kurz ausgebildet sind, daß zwar ein plastischer Dichtring (Rundschnur-Ring, O-Ring) in die aus den benachbarten Ringnutteilen gebildeten Dichtringsitze 1302 und 1304 der Fig. 165 und 166 hereinpaßt, aber an den benachbarten Elementen die axialen Endflächenteile 1315 bis 1318 verbleiben, also nicht abgearbeitet sind wie bei den Elemen ten der Voranmeldung. Das hat den bedeutenden erfindungsge mäßen Vorteil, daß zwischen zwei benachbarten Elementen keine Ausfüllklötze eingelegt werden müssen, sondern die benachbarten Elemente 1301, 1307 den Totraum, der im entspanntem Ringzustande der Fig. 166 vorhanden ist, selber füllen und somit Totraum zwischen den benachbarten Elementen verhindern, wenn die Elemente, wie in Fig. 166 dargestellt ist, axial zusammen gedrückt (komprimiert) sind. Denn in diesem Zustande berühren sich die benachbarten Endflächenteile 1315, 1316 oder 1317, 1318 zwei benachbarter Elemente einander und bilden die gemeinsamen Berührungsflächen 1319 bzw. 1320 ohne Totraum zwischen diesen Flächen.

Weiter ist erfindungsgemäß wichtig, daß die Dichtringeinsatz-Ringnutenhalbteile 1302 und/oder 1304 direkt an den betreffenden Radialenden der Auflageflächen 520, 508 der Ringnasen 12, 1512 beginnen. Vorteilhafterweise sind die Nuten 1302, 1304 mit einem teilweise konstantem Radius um eine zentrische Ringlinie geformt, sodaß sie ein gutes Bett für einen Rundschnur- oder O-Ring bilden. Dabei entstehen Ringlinien 1303, 1305, in denen sich die Auflageflächen 520, 508 und die Ringnuten 1302, 1304 berühren und damit zwei benachbarte Elemente 1301, 1307 berüh ren. Im ungespannten Zustande, wie in Fig. 4, liegen die Auflage flächen 3 bzw. 508 der Ringnasen 12, 1512 dabei aneinander und bilden die Radiendifferenz 520 der Hauptanmeldung, die zur Aus wirkung hat, daß die benachbarten Elemente sich nach der Lehre der Hauptanmeldung unter dem Fluiddruck in der Innenkammer 37 und der Außenkammer 35 automatisch aneinanderdrücken, wenn die radialen Enden der Radialdifferenzen 520 und damit der Ringnasen in radialer Richtung abgedichtet werden. In der Fig. 166, die die Elemente der Fig. 165 im zusammengedrückten Zustande zeigt, erkennt man nun den weiteren wichtigen Vorteil der Erfindung, nämlich den, daß die Kanten (Ringlinien) zwischen den Auflageflächen und den Dichtringnuten, also die Kanten (Ring linien) 1303 oder 1305 aneinanderliegen bleiben und aneinander schließen und dichten. Die Öffnung konischer Ringspalte bei dem Zusammendrücken der Elemente kann also erfindungsgemäß nicht in Richtung auf die Dichtringnuten 1302, 1304 zu erfolgen. Folglich braucht in dieser Radialrichtung kein metallischer oder fester Stützring mehr eingebaut werden, sondern es genügt das Einlegen eines plastisch verformbaren weichen Dichtringes (O- Ringes) in die Dichtringnuten 1302, 1304 der Fig. 165 und 166. Wenn die Kanten (Ringlinien) 1303 oder 1305 ganz genau ausgebildet sind, bilden sie eine metallische Selbstdichtung. Da absolute Genauigkeit durch Schleifen usw. noch nicht herstellbar ist, wird zweckmäßigerweise ein plastisch verformbarer Dichtring in die Dichtringnuten 1302 oder 1304 eingelegt. Es sei noch darauf hingewiesen, daß jedes der Elemente 1301, 1307 nur eine Hälfte des Dichtringsitzes 1302 bzw. 1304 bildet, weshalb die Halbteile der Sitze in den Ansprüchen und bei den Figuren Dichtringnuten genannt sind, während die aus zwei benachbarten Dichtringnuten gebildeten Betten für das Einlegen der Dichtringe Dichtringsitze genannt sind. In Fig. 163 und 165 sieht man also Dichtringnuten 1302, 1304, während man in Fig. 166 und teilweise in Fig. 165, Dichtringsitze 1302 und 1304 sieht.

Da sich in der den Dichtringnuten abgekehrten Radialrichtung zwischen den Auflageflächen der Ringnasen öffnende konische Ringspalte bilden, wenn die Elemente zusammengedrückt werden, ist es zweckdienlich, jenseits der Ringnasen die Stützringe 1306 bzw. 1307 anzuordnen und mit ihnen die konischen Ringspalte zwischen den Auflageflächen der Ringnasen zu verdecken. Um die Stützringe können dann plastische Dichtringe gelegt werden, um perfekte Abdichtungen zu erreichen, wobei die plastischen Dichtringe durch die Stützringe gegen Abnutzung durch die Kanten der Auflageflächen der Ringnasen geschützt werden. Die Stützringe sind zweckdienlicherweise dem benachbarten konischen Ringspalt zu mit einem Hohlringraum 1313 oder 1314 versehen, damit die Stützringe gut und eng an den entsprechenden Ringflä chen der Dichtringsitze 503, 509 anliegen können. Die Stützringe 1306, 1307 sind aus federbarem Material, für Wasserpumpen von mehreren tausend Bar zum Beispiel aus dem japanischen, gehärte ten Stainless Stahl SUS 630, der dem USA-Stahl 17-4 PH_C.H. entspricht.

In Fig. 164 sind die Elemente der Erfindung in ein Hochdruckaggregat eingebaut und bilden darin eine Elementen säule aus mehreren Elementen 1301. Das obere Element 1301 liegt am Kopfdeckel 1001 an und das untere Element 1301 bildet den Bodenverschluß 514, wie aus dem Hauptpatent bekannt. Die Elemen te des Elementensatzes trennen die mit dem Einlaß und Auslaß- Ventil 38 und 39 verbundene Innenkammer 37 von der mit dem Hubkolben 535 kommunizierenden Außenkammer 35 im Gehäuse 91. Der Körper 557 füllt den Totraum der Innenkammer, wie aus dem Hauptpatent bekannt und die abgeschrägten Stützringe 1308 bis 1310 stützen die plastischen Dichtringe, die in die Dichtringnut 1307, bzw. die Dichtringnuten 1311, 1312 eingelegt werden, um die Abdichtung der Außen- und Innen-Kammern 35 und 37 zum Kopfdeckel zu sichern.

Der Hubkolben 535 drückt Fluid in die Außenkammer 35, wobei die Elemente komprimiert (zusammengedrückt) werden und dabei das Fluid aus der Innenkammer 37 durch das Auslaßventil 39 aus der Innenkammer herausliefern. Das Fluid in der Außenkammer ist ein schmierendes Fluid, z. B. Öl, während das Fluid in der Innenkammer 37 auch ein nicht schmierendes Fluid, wie zum Beispiel Wasser, sein kann. Die Elemente 1301, 1307 sind dann aus nicht rostendem Material, zum Beispiel aus VEW-Edelstahl oder aus Federstahl mit Schutzschichten gegen Korrosion durch korrierendes Fluid. Das Aggregat kann bei entsprechender Ausbil dung mit mehreren tausend Bar Druck betrieben werden und wird in den Testanlagen mit so hohen Drücken bei guten Wirkungsgraden betrieben. Die guten Wirkungsgrade werden aber nur dann erreicht, wenn die Lehren der Hauptanmeldung und/oder der Europa-Patentan meldung 8 51 16 394.9 befolgt werden, insbesondere, wenn Totraum in den Kammern vermieden oder auf ein Minimum beschränkt ist, denn schließlich ist es ja eine der Aufgaben der Erfindung totraumarme Aggregate mit einfachen Mitteln zu schaffen und Tot raumfüllkörper zwischen benachbarten Elementen zu sparen.

Die Dichtringnuten 1302 sind von der Ringnase 12 und der Kante 1303 aus der Innenkammer 37 zu gerichtet, während die Dichtringnuten 1304 von der Ringnase 1512 und der Kante 1305 aus der Außenkammer 35 zu gerichtet sind.

In Fig. 167 und 168 ist ein Hochdruck-Element 1 für die Druckbeaufschlagung der Innenkammer und Lieferung des Fluids aus der Innenkammer gezeigt, wobei die konischen Innenräume zwischen den konischen Ringteilen des Elements mit Totraum-Füll- Stücken versehen sind. Da das Element 1,1111 für Hochdruck in der Innenkammer ist, während der Druck in der Außenumge bung des Elements gering oder null sein kann, hat es in seinen Außenbögen 1111 relativ starke Wanddicken, die sich in den konischen Ringteilen 966 verjüngen mögen. Neu in diesem Element ist erfindungsgemäß ferner, daß die einzelnen U-Elemententeile radial innen durch Stege 1321 verbunden sind, sodaß das Element ein einteiliges Element 1320 mit mehreren U-Teilen oder Faltenber gen bilden kann. Die radial inneren Verbindungsteile 1321 sind radial relativ dünn, aus Gründen, die sich später in dieser Erfindung herausstellen werden. Es ist nämlich so, daß die Außenbögen 1111 infolge des hohen Druckes radial innerhalb der Ringbögen 1111 im wesentlichen durch Zugspannungen bean sprucht sind, während die radial inneren Verbindungsteile 1321 im wesentlichem auf Druck beansprucht sind. Daher können sie radial dünn sein, also relativ dünne Wandstärken haben. Ge mäß der voraufgegangenen Patentanmeldungen des Anmelders müssen die Innenräume zwischen den konischen Ringschenkeln der Elemen tenteile 1111 mit Totraum-Füllstücken ausgefüllt sein, damit ausreichend guter Wirkungsgrad bei dem hohen Druck von über 1000 Bar verwirklicht werden kann. Falls diese Ausfüllstücke spanabhebend geformt oder so hergestellt sind, daß sie radial von innen her in das Element eingelegt werden können, sind sie mehrteilig, zum Beispiel aus den Stücken 1089 bis 1092, gebil det. Das sind sie auch schon in einer der genannten Voranmeldun gen, doch ist bisher keine Maßnahme getroffen worden, diese Ausfüll-Teilstücke 1089 bis 1092 zu allen Teilen des Pumphubes (des Hubes des Elements) sicher in ihren Plätzen zu halten, in denen sie verbleiben sollen. Zwar waren sie teilweise durch einen mittleren Schaft gegen Herausfallen aus ihren Räumen gesi chert, doch wirkte das nicht für alle Füllstücke,weil der mittlere Schaft kürzer als die Elementensäule war, denn sonst wäre kein Platz für den Hub verblieben.

Erfindungsgemäß sind daher in den Mittelraum des Elementes zwei Füllstücke 1323 und 1322 eingesetzt, von denen das eine mit Schlitzen 1325 und das andere mit in die Schlitze 1325 eingrei fenden Fingern 1324 versehen ist. Die Füllstücke 1322 und 1323 haben zylindrische Außendurchmesser, die in die mittlere Bohrung der Elemente passen, so daß die Außenflächen der Füllstücke 1322 und 1323 die Füllstücke 1089 bis 1092 in den konischen Ringkammern halten. Beim axialen Zusammenpressen und Entspan nen des Elementes 1320 laufen die Finger 1324 in axialer Rich tung in den Schlitzen 1325, sodaß die Füllstücke 1322 und 1323 sich mit ihren axial äußeren Enden der Länge des Elemen tes 1320 anpassen können, wenn es komprimiert und expandiert. Dabei sind einige der Füllstücke 1098 bis 1092 auch durch die radialen Außenflächen der Finger 1324 in ihren Plätzen gehalten. Außerdem kann das Element 1320 den Boden 1330 haben, um den Innenraum innerhalb des Elements zu verschließen und die Innenkammer 37 zu bilden. Am anderen Ende mag das Element einen Auflageflansch 1327 ausbilden, der mit Dichtringsitzen 1328 versehen sein kann. Eine Platte 1329 mag eingelegt werden und die Leitungen 38 und 39 zu den Einlaß- und Auslaß-Ventilen 38 und 39 enthalten. Die Ausfüllstücke 1322 oder 1323 können mit Leitungen 1326 für die Zuleitung und Ableitung des Fluids versehen sein. Ohne die beschriebene erfindungsgemäße Anord nung der Fig. 1 und 2 kann ein einteiliges Hochdruck-S- Element mit mehreren konischen Ringteilpaaren 966 usw. nicht für hohe Drucke betriebssicher und mit hohem Wirkungsgrad arbeiten, weil innere Kompressionsverluste im Fluid entstehen oder das Verbleiben der Ausfüllstücke 1089 bis 1092 in ihren für sie bestimmten konischen Ringkammern nicht gesichert ist, ihre Verlagerungen aber zur Zerstörung oder Blockierung des Aggregates führen könnten.

Die Fig. 169 und 170 zeigen eine entsprechende Anordnung in einem S-Element für Druckbeaufschlagung der Außenkammer, die das Element umgibt und Förderung aus der Innenkammer 1337. Da in diesem Falle auch Hochdruck in der das Element umgebenden Außenkammer 35 herrscht, ist der Druckunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Elementes 281 nur gering. Das Element 281 kann daher als Faltenbalg mit konischen Ringteilen 510, 610 ausgebildet sein, wobei die unterschiedlichen Wanddicken des Hochdruck S-Elements der Fig. 167 und 168 wegfallen können, sodaß die Wandstärken des S-Elements 281 der Fig. 169 und 170 etwa überall gleich dick bleiben können. Da aber auch dieses Element für hohe Drücke von über tausend Bar betriebssicher mit hohem Wirkungsgrad arbeiten soll, müssen die konischen Innenräume auch dieses Elements mit Ausfüllstücken versehen werden. Wenn sie von innen her eingelegt werden sollen, müssen sie erfindungsgemäß wieder mehrteilig ausgeführt und durch mittlere Ausfüllklötze in ihren konischen Ringkammern gehalten werden. Sinngemäß wie in den Fig. 167 und 168. Entsprechend sind auch in dieses Element 281 die Ausfüllstücke 1089 bis 1092 in die inneren konischen Ringkammern eingelegt und die diese haltenden mittleren, mit Schlitzen 1325 und Fingern 1324 versehe nen Füllstücken 1322 und 1323 ausgerüstet. Diese erfüllen die gleichen Aufgaben, wie in den Fig. 167 und 168. Doch sind in die Ecken zwischen den Füllstücken 1089 bis 1092 in dieser Ausführung noch die Ecken-Füllstücke 1338 bis 1341 eingesetzt. Zuerst werden radial von innen her die Eckenstücke 1338 bis 1341 in die inneren Ringnuten eingelegt, danach ebenfalls radial von innen her die Füllstücke 1091, 1092 und zuletzt die Füllstü cke 1089, 1091 in die inneren konischen Ringkammern eingelegt. Danach wird das mittlere Füllstück 1322, das die Schlitze 1325 hat, eingelegt und zuletzt das mittlere Füllstück 1323 mit seinen Fingern 1324 in die Schlitze 1325 geschoben und die Montage ist dann komplett. Die Mittelstücke 1322 und 1323 halten jetzt die Füllstücke 1089 bis 1041 und 1338 bis 1341 in ihren Plätzen in den inneren konischen Ringkammern des Elements 281, 510, 610. Das Element mag wieder den Boden 1330 und den Kopfflansch 1333 mit der Ringnase 1335 und den Dichtringsitzen 1334 und 1336 haben, wobei der Flansch 1333 radial innen einen Teil 1337 der Innenkammer 37 bildet. Beim Komprimieren und Expandieren der konischen Ringteile 510, 610 des Elements der Fig. 169 und 170 oder des Elements der Fig. 167 und 168 laufen die Finger 1324 tiefer und weniger tief in den Schlitzen 1325. Die Erfindung be steht nicht darin, Schlitze und Finger erfunden zu haben, sondern darin, erkannt zu haben, daß die inneren konischen Ringkammern in faltenbergähnlichen oder U-Element ähnlichen Elementen für hohe Drucke mit Ausfüllstücken versehen sein und diese durch innere mittlere Ausfüllklötze gehalten werden müssen, die axial ineinander greifend, eine äußere zylindrische Führung für die radial inneren zylindrischen Innenflächen der Füllstü cke in den konischen Ringkammern zwischen den konischen Ring schenkeln des Elements halten und gegen Herausfallen sichern und zwar sichern während der ganzen Länge des Kompressions- und des Expansions-Hubes des Elements 281 oder 1111.

Die Fig. 171 bis 173 zeigen eine andere Ausführungsart der mittleren Füllstücke, die einmal gleichen Zwecken wie die Füllstücke 1322 und 1323 der Fig. 167 bis 170 dienen, aber außerdem noch eine zusätzliche Aufgabe erfüllen. Es ist nämlich so, daß bei den V-Elementen, bei den Ringnasen-Elementen oder bei den Elementen mit Dichtringsitzen der Voranmeldungen die plastischen Dichtringe (O-Ringe usw.), die eingesetzt werden, dicker sind, als die Ausnehmungen der Dichtsitze. Denn sonst könnten sie nicht sicher bei allen Drücken dichten. Das aber kann bei der Montage, das heißt bei dem Einsetzen in die Pump kammer oder in die Außenkammer 35, die Elemente voneinander abheben und dann plastische Dichtringe zwischen Auflageflächen eingequetscht werden. Dann aber ist die Montage unbrauchbar. Die gegenwärtige Erfindung erkennt, daß das verhindert werden kann, wenn man ein in sich fest verschlossenes Elementensatz-Einbau- Arrangement verwendet, bei dem die einzelnen Elemente bei der Montage nicht voneinander abheben können. Entsprechend findet man in den Fig. 171 bis 172 wieder zwei mittlere Füllstücke 1356 und 1343 von denen eines mit axial gerichteten Schlitzen und das andere mit in die Schlitze eingreiffähigen axial gerich teten Fingern versehen ist. Fig. 171 zeigt das Assembly im Zusam menbau, während die Fig. 172 und 173 die beiden mittleren Füll stücke separiert illustrieren. Das Füllstück 1356 hat den Boden 1457 zur Auflage des untersten Elements und außerdem die Längs schlitze 1351, in die Finger 1352 des oberen Füllstücks 1343 hereinpassen und darin axial laufen können. Außerdem hat das untere Füllstück 1356 aber noch die Schulter 1353 von der aus axial erstreckt die Verlängerung 1347 mit dünnerem Durch messer und der zylindrischen Außenfläche 1358 angeordnet ist. Das zweite Füllstück 1343 hat die Ausnehmung 1349 zur Aufnahme des Halteringes 1344, den radial nach innen erstreckten Ringbord 1348 und von diesem aus in der anderen Axialrichtung erstreckt die Finger 1352, sowie den oberen radial nach außen erstreckten Halteflansch 1350. Zur Montage werden die einzelnen konischen Ringelemente, V-Elemente oder U-Elemente, bzw. auch S-Elemente mit ihren plastischen Dichtringen in ihren Dichtringsitzen über den Schaft des Füllstückes 1356 gelegt (montiert). Danach wird das Füllstück 1334 von oben her in die mittleren Ausnehmungen der Elemente eingesetzt, wobei die Finger 1352 in die Schlitze 1351 eingerichtet und eingeschoben werden. Danach wird der Halte ring 1344 in die Ausnehmung 1349 eingelegt und die Schraube 1345 durch den Haltering hindurch in das Gewinde 1346 im Schaft 1347 des Teiles 1356 eingeschraubt. Dabei spannt der obere Halte flansch 1350 des Stückes 1343 das obere montierte Element und zentriert den Innendurchmesser des Bordes 1348 des Stückes 1343 auf der Außenfläche 1358 des Schaftteiles 1347 des Stückes 1356, während der Boden des Halteringes 1344 nach fester Ver schraubung auf der Schulter 1353 der Stückes 1356 zum Aufliegen kommt.

Der Fig. 174 kommt hohe Bedeutung im Rahmen der Erfindung und im Rahmen der Entwicklung der konischen Ringelemente und der Tellerfedern zu. In den voraufgegangenen Patentanmeldungen und sonstiger Literatur des Anmelders wird oft darüber geklagt, daß Almen und Laszcio zwar vor schon über fünfzig Jahren die inneren Spannungen in den Tellerfedern genau berechnet und anwendbare Formeln geschaffen haben, daß aber keine Literatur darüber auffindbar ist, wie die Belastung in der Auflage der Tellerfeder ist. Auch in den Katalogen der Tellerfedern-Fabrikan ten findet man darüber keine Angaben und keine Berechnungsgrund lagen. Es wurde erwartet, daß darüber eine Dissertation erschei nen würde, doch ist anscheinend bisher keine erschienen und auch nicht bekannt geworden, was sie enthalten könnte. Der Anmelder berichtete bisher, daß die Auflage der Kante eines konischen Ringelements eine unendlich dünne (mathematisch-geome trisch betrachtet) Linie der Form eines Kreises ist. Wenn die Linienauflage auf einer Fläche oder auf einer anderen, gleichen, aber spiegelbildlichen, Linie eine unendlich dünne Linie ist, dann muß die Belastung unendlich hoch sein, auch dann, wenn die Tellerfeder oder das Ringelement mit nur wenigen Kilogramm Last oder Druck belastet ist. Eine unendlich hohe Belastung aber muß jede Auflage zerstören, gleichgültig, aus welchem Material sie auch hergestellt sein mag.

Dagegen schafft die Erfindung Abhilfe, indem sie die Lager fläche eines der konischen Ringelemente als radial plane Ebene ausbildet und die benachbarte, auf ihr aufliegende Lagerfläche des benachbarten, aufliegenden konischen Ringelements als eine gewölbte Fläche mit einem Radius im eine Kreislinie rückwärtig der Auflage ausbildet. Die Fig. 8 zeigt den Radius "R" um die Kreislinie mit dem Durchmesser "dtf". Die Auflage der beiden koni schen Ringelemente aufeinander ist auch hier wieder eine Linie und zwar eine Kreislinie von der Länge "dtf" mal pi=B.

Für die Auflage der mit einem Radius versehenen gekurvten Fläche auf der ebenen Fläche aber kann man die Eindrückung nach den Hertzschen Pressungen berechnen und die Berechnung wird sehr einfach, wenn man die Kreiskrümmung der Linie vernach lässigt und durch eine gerade Linie mit der Länge B=dtf×pi ersetzt. Die Abweichungen durch die Kreisform von dieser geraden Linie sind relativ unbedeutend, da sie nur geringen Ein fluß haben und es sowieso nur um eine angenäherte Erfassung der Eindrücktiefe, der Eindrückbreite und der Spannungen inner halb der Elemente geht. Unter diesen vereinfachten Annahmen kann man die Formeln aus Niemann "Maschinenelemente", Band 1, Seite 205 verwenden. Darin wird zwar nicht die Auflage einer Walze auf einer Ebene, sondern eine Walze auf einer Walze be schrieben. Doch ist der Wert π=1/1+(D1/D2) genannt, worin D1 und D2 die Durchmesser der Walzen sind. Da die zweite Walze jetzt durch eine Ebene ersetzt wird, ist deren Durchmesser unend lich, wodurch der Wert (D1/D2)=D1/unendlich wird, also zu null wird. Dann aber wird π=1/(1+0)=1; wird also für den gegenwärtigen Fall zu 1. So erhält man die in der Fig. 174 gezeigten Formeln für die Berechnung der Spannungen im Element und die Eindrücktiefe, wie die Eindrückbreite in der Auflage der beiden aneinander liegenden Elemente unter der Belastung "Po". Man sieht daraus, daß die Eindrückbreite wesentlich geringer ist, als die angenommen gewesene Auflagen-Radialweite 2g. Das hat wichtige Auswirkungen auf die Konstruktion der Auflageflächen und der Ringnasen der Elemente der Erfindung und der voraufgegangenen Patentanmeldungen des Anmelders.

Fig. 175 erklärt den Verlauf der inneren Spannun gen innerhalb der Elemente in der Umgebung derer Auflagen im Prinzip.

Die Auswirkung dieser jetzt gefun denen Berechnungsmöglichkeiten der Eindrückbreiten, Eindrücktie fen und inneren Spannungen in den Elementen und an den Elementen in der gemeinsamen Auflage zweier benachbarter Ringelemente ist, daß die Ringnasen in radialer Richtung sehr kurz gehalten werden können. Sie können kürzer werden, als in den bisherigen Voranmeldungen des Anmelders angenommen wurde. Wenn sich aber die Radialabstände der radial inneren und äußeren Dichtungen der Ringnasen verringern, verringern sich auch die konischen Ringspalte bei der axialen Kompression und Expansion. Die Stützringe haben weniger weite Ringspalte abzudecken, sodaß die Abdichtung einfacher und betriebssicherer wird.

Fig. 176 illustriert einen weiteren Vorteil der sich aus den Berechnungsmöglichkeiten der Fig. 174 ergibt. Das Ringnasen- Hochdruck-Element 1 von 60 mm Innendurchmesser, 90 mm Außen durchmesser und 5 bis 9 mm Dicke der Pumpen für 1500 Bar kann nämlich dadurch mit einer Axialabdichtung statt der bisherigen Abdichtung des Innendurchmessers mittels Dichtlippen versehen werden. Das trifft nicht nur für das Element mit den angegebenen Durchmessern zu, sondern ist generell auch für andere Durchmesser anwendbar, wenn der Radialquerschnitt dafür ausrei chend bemessen ist. Das Ringnasen-Hochdruck-Element 1 der Fig. 176 hat daher nicht nur die eine aus den Voranmeldungen bekannte Ringnase 12 mit ihrer Auflage 1360 und dem Dichtringbett 1361, sondern auf dem gegenüberliegenden axialen Ende eine radial innere, zweite Ringnase 1362 im Sinne der Erfindung. Diese Ringna se hat die Auflagefläche 1364 und radial innerhalb der Ring nase 1362 das Dichtringbett (die Dichtringnut) 1363.

In Fig. 177 sind mehrere dieser Elemente zusammengebaut dargestellt. Zu beachten ist, daß es sich um ein Aggregat mit Beaufschlagung der Innenkammer ohne Druckbeaufschlagung der Außenkammer handelt, oder die Außenkammer mit geringerem Druck als die Innenkammer beaufschlagt ist, sodaß die Klampen ringe 27, 28 einer der Voranmeldungen eingesetzt sind, um jeweils ein spiegelbildlich (symmetrisch) zusammengesetztes Ringnasen- Elementenpaar 1, 11 zusammenzuklemmen und zusammenzuhalten, damit die Elemente 1, 11 sich nicht unter dem Druck zwischen ihnen voneinander lösen oder undicht machen können. Zwischen zwei Elementenpaaren sind wieder Distanzringe 1365 angeordnet, wie aus einer der Voranmeldungen bekannt. Die Ringnasen 1362 der gegenwärtigen Erfindung nach Fig. 10 liegen nun jeweils auf der Endfläche eines Distanzringes 1365 auf und die plastischen Dichtringe, die in die Dichtringbetten 1363 eingelegt werden, liegen jetzt zwischen der Fläche 2363 des Elements 1, 11 und der Fläche 3363 des Distanzringes 1365. Zur Ausfüllung des Innenraumes kann jetzt eine einfache zylindrische Welle 1366 als Totraum-Ausfüllklotz eingelegt werden. Von Nachteil ist, daß jetzt das ganze Element 1, 11 radial von innen her mit Druck beaufschlagt ist und (nach den Formeln einer der Voranmeldungen) eine größere radiale Aufweitung unter dem Innendruck erfährt, als die Ringnasen-Elemente der bisherigen Voranmeldungen des Anmelders. Dafür ist die erfindungsgemäße Ausbildung aber einmal sehr dicht und sicher dicht und außerdem ist sie einfacher und billiger in der Herstellung. Will man die radiale Aufweitung des Elementes 1 oder 11 unter Innendruck auf die geringere Radialaufweitung der Elemente der Voranmeldungen redu zieren, dann kann man die Dichtlippenträger 1367 mit den Dicht ringbetten 1368, 1369 der Fig. 11 anordnen. Ebenso kann man Bohrungen, Nuten oder andere Kanäle für die Leitung des Fluids anordnen.

Fig. 178 zeigt eine der bevorzugten Ausführungen der erfindungsgemäßen Ringnase 1352 des Elements 1 der Fig. 176 in vergrößertem Maßstabe. Die Auflagefläche 720, 1364 hat hier den Radius "R 1" um eine Kreislinie "M", die um einen kleineren Abstand "e" von dem Dichtringbett 1363 entfernt ist, als der Abstand "a" zum Außendurchmesser der Ringnase 1362 ist. Die Radialweite der Ringnase 1362 ist also "a+b=f". Durch die unterschiedlichen Abstände "a" und "e" kann man erreichen, daß die Eindrückbreite "2b" der Fig. 8 so gelegt wird, daß dort, wo abgedichtet werden muß, nämlich an der radialen Innendurch messerfläche der Ringnase, die Auflagefläche 720, 1364 gerade so weit eingedrückt wird, die Kurve mit dem Radius R 1 also gerade so planiert (abgeflacht) wird, daß an der Kante zwischen der Innenfläche der Ringnase und der Fläche 720, 1364 keine konische Spaltöffnung mehr auftritt, also die Dichtung perfekt ist und der Dichtring aus dem Bette 1363 beim vollem Druck und voll komprimiertem Element nicht in einen Spalt zwischen benachbarten Flächen einquetschen kann, weil dann ein solcher Spalt nicht vorhanden ist, durch die Erfindung nach Fig. 178, abgeschafft ist. Zwecks Verringerung der Zugspannungen kann das Element 1 außerdem die rückwärtige innere Abrundung mit dem Radius "R 2" um die Ringlinie "N" erhalten. Die Zugspannungen im Element 1 werden dadurch verringert. Die Lebensdauer oder Belast barkeit des Elements 1 wird erhöht. Doch entsteht dann ein schädlicher Totraum, in dem Fluid komprimiert und Förderver luste verursacht. Diese kann man jedoch dadurch verhindern, daß man die benachbarten Ausfüllkoltzteile mit komplementären Radien, komplementär zu Radius R 2, formt und so die Toträume ausfüllt, wie das im Prinzip in einer der Voranmeldungen gelehrt wurde. Symmetrisch umgekehrt kann die Ausbildung des Radius "R 1" auch der Ringnase 12 des Elements 1 der Fig. 176 zugeordnet werden.

Die rückwärtige bisherige scharfe Kante des Elements 1 erhält so die gekurvte Fläche 1388 mit dem Radius "R 2" um die Ringlinie "N", wobei die Ringlinien "M" und "N" in der Fig. 178 als Punkte erscheinen, weil Fig. 178 ein Querschnitt durch einen Teil eines konischen Ringelementes ist.

In Fig. 179 ist gezeigt, wie man mittels der gegenwärtigen Erfindung die heute handelsüblichen Dreiplunger- Pumpen für meistens 10 bis 700 Bar Wasserdruck in einfacher Weise auf einen höheren Druck von mehreren tausend, zum Bei spiel auch 2000 bis 4000, Bar bringen kann. Das geschieht, indem man den Ventilkopf 1384 der handelsüblichen Pumpen von den handelsüblichen Niederdruckpumpen abschraubt, den bisher ver wendeten Niederdruck-Kolben größeren Durchmessers 1381 heraus nimmt, eine Buchse mit Außendurchmesser 1381 und Innendurch messer 535 einsetzt und in diese Buchse den Hochdruckkolben 535 kleineren Durchmessers passend in die Buchse einsetzt. Danach wird eine Platte 91 der Voranmeldungen und der gegenwärtigen Erfindung vor die bisherige handelsübliche Pumpe gelegt, der Hubelementensatz 281 oder andere Hubelemente der Voranmeldungen oder der gegenwärtigen Erfindung in die Außenkammer 37 in der Vorsatzplatte 91 (Gehäuse 91) eingelegt, die plastischen Dichtringe in die Dichtringsitze 1363, 1334 und 1380 eingelegt und der abgenommen gewesene Ventildeckel 1384 wieder ange schraubt. Die Pumpe der herkömmlichen Bauweise für Drücke bis meistens 700 Bar hat also alle ihre Antriebselelemente behalten, ist aber durch das Anschrauben der Gehäuseplatte 91 und das Austauschen des Durchmessers des Kolbens zu einer Hochdruck- Pumpe für bis zu 4000 Bar geworden, je nachdem welchen Durchme sser man für den Kolben 535 gewählt hat. Denn der Kolben 535 pumpt jetzt Öl oder anderes Fluid in die Außenkammer 37 und komprimiert dadurch den Hubsatz 281 und fördert jetzt das Wasser bei der Kompression des Elementensatzes, z. B 281, aus der Innenkammer, wobei die Einlaß- und Auslaßventile 1382, 1383 ihre bisherige Funktion beibehalten. Nachdem man zum Bei spiel eine Ölzufuhr zur Außenkammer 35 gesetzt hat, braucht der Koben 535 nicht mehr im nicht schmierenden Wasser zu laufen, sondern er kann in schmierendem und dichtendem Öl laufen, so daß die Probleme der bisherigen handelsüblichen Dreiplunger- Wasserpumpen durch einfachen Umbau überwunden sind und die Pumpe außerdem mehrfach höheren Wasserdruck liefern kann. Zweckdienlich ist es auch gleichzeitig noch den Wirkungsgrad der handelsüblichen Pumpe zu steigern. Das erreicht man erfin dungsgemäß dadurch, daß man die Totraum-Ausfüllbuchse 1385 mit Kanälen 1386 in den bisherigen Hohlraum zwischen den Venti len 1382, 1383 der handelsüblichen Pumpe einsetzt. Die Buchse 1385 kann dabei gleichzeitig zur Zentrierung des Kopfdeckels 1384 auf dem Gehäusedeckel 91 dienen.

In Fig. 180 ist gezeigt, wie man erfindungsgemäß langen Kolbenhub einsetzen kann, ohne die Pumpe besonders lang zu bauen und außerdem, wie man genügend Platz für die Anordnung einer Rückzugsvorrichtung schaffen kann. Die Außenkammer 35, in die der Hubsatz unter den Kopfdeckel 1001 mit seinen Ventilen 38, 39 einzusetzen ist, um die Innenkammer 37 zu bilden, ist wieder im Gehäuse 91 angeordnet. Doch muß sie nicht axial ganz durch das Gehäuse 91 hindurchgehen, sondern sie kann, um eine zweite Abdichtung zu sparen, hier eine Sackbohrung 35 im Gehäuse 91 sein. Die Bohrung 1331 kann dann zu dem Zugzylin der 663 gesetzt werden, der in einer der Voranmeldungen beschrie ben ist, sodaß vom Elementensatz in der Kammer 35 aus eine Kolbenstange durch die Bohrung 1331 geführt und mit dem Zugkol ben im Zugzylinder 663 verbunden werden kann, um den Elementen hubsatz in der Kammer 35 zum Ansaughub unter Zug zu entspannen. Dabei sind diese in den Voranmeldungen beschriebenen Teile, wie Hubsatz, Kolbenstange und Zugkolben in der Fig. 14 nicht eingezeichnet. Eingezeichnet ist aber, daß man, um den Langhub der Hubkolben 535, 735 zu erreichen und den Platz für den Zylin der 663 zu schaffen, die Achsen der Hubzylinder 1035 und damit die Achsen der darin laufenden Hubkolben 535, 735 radial außen um die Außenkammer 35 herum anordnen kann. Dann bringt man an den inneren Enden der Hubzylinder 1035 Kanäle 1332 an, die die betreffenden Hubzylinder mit der Außenkammer 35 verbinden und durch die dann das Fluid in die Zylinder 1035 herein und aus ihnen heraus in die Außenkammer 35 geleitet oder gepreßt wird.

Fig. 181 illustriert eine erfindungsgemäße, sich selbst zentrierende Elementenpaarart für den subkritischen Druckbereich. Das Elementenpaar hat ein erstes oder oberes koni sches Ringelement 1390 und ein zweites oder unteres konisches Ringelement 1391. Beide sind symmetrisch gegeneinander gerichtet achsgleich zueinander gelegt, jedoch ist zwischen ihnen ein Distanz ring 1400 angeordnet, um radial innerhalb dieses Distanzringes ein Dichtringbett für das Einsetzen eines plastischen Dichtringes zu bilden. Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht darin, daß das erste (obere) Ringelement eine Ringnase 1398 axial vorstehend erhält und in der anderen Axialrichtung radial außen das Zentrierungszylinderteil 1392 mit dem Bette 1391 und der Planauflage 1393 erhält, während das zweite (untere) Ele ment 1391 die Planfläche 1399 am einen Axialende radial außen und die Bettnut 1403 mit der Planfläche 1401 und der Zylinder fläche 1403 am anderen Axialende radial innen erhält. Die Ringnase 1398 des ersten Elements 1390 muß so ausgebildet sein, daß sie in das Bett 1402 des zweiten Elementes des Elementenpaa res paßt und der Außendurchmesser des zweiten Elementes 1391 sowie der Außendurchmesser des Distanzringes 1400 müssen so bemessen sein, daß sie in den Sitz (das Bett) 1391 innerhalb des zylindrischen Teiles 1392 des ersten Elementes 1390 passen. Dann bilden sich die Dichtringbetten 2090 und 3090 zwischen zwei benachbarten konischen Ringelementen aus, in die man plasti sche Weichdichtungen einlegen kann, wenn man die Elemente, wie im oberen Teil der Fig. 181 dargestellt, zusammensetzt. Dieser Elementensatz aus mehreren Elementenpaaren oder das Elementen paar konzentriert sich dann von selbst auf gleiche Achse und ist nach innen, der Innenkammer 37 zu, die sich dann innerhalb der konischen Ringelemente ausbildet, betriebssicher abgedichtet. Das Elementenpaar ist billig herstellbar, von hoher betrieblicher Zuverlässigkeit, selbst zentrierend und zuverlässig dicht, wenn man es für den subkritischen Druckbereich verwendet. Es kommt dann meistens ohne weitere Halte- oder Zusammenhaltemittel aus, wenn man es etwas vorkomprimiert in ein entsprechendes Aggregat einbaut.

In den Fig. 182 bis 186 sind weitere Vorteile gezeigt, die sich durch die Berechnungen der Fig. 174 für die Elemente der Erfindung ergeben.

Entsprechend ist in Fig. 187 das Element mit der ersten Ringnase 1412 ausgebildet, die radial nach innen in eine kurze Auflagefläche übergeht, die durch die Ausnehmung 1419 mit dem Radius 1418 und die Ringlinie 1417 ausgebildet sein kann. Diese Ausnehmung ist lediglich deshalb angeordnet, um die radiale Ausdehnung der Auflagefläche im Sinne der Fig. 8 kurz zu halten und um ihr eine klare Begrenzung radial nach innen zu geben. Am anderen axialen Ende hat sie am radial inneren die zweite Ringnase 1413, deren Auflagefläche durch die Abschrägung 1425 radial nach innen begrenzt ist, nach außen begrenzt ist durch die Ausnehmung 1414, die bevorzugterweise mit dem Radius 1415 um die Ringlinie 1416 geformt ist. Radial außen hat das Element 1411 dieser Figur noch das Dichtringbett 1420, das die Ringnase 1412 radial nach außen begrenzt.

In Fig. 183 sind mehrere dieser Elemente der Fig. 182 so zusammengelegt, daß jeweils ein spiegelbildlich (symmetrisch) angeordnetes zweites Element 2411 zusammen mit dem ersten Ele ment 1411 ein Elementenpaar bildet. Man sieht jetzt deutlich, wie die Ausnehmungen 1419 die Ringnasen 1412 zwischen zwei Elementen eines Elementenpaares radial nach innen begrenzen und wie die Ausnehmungen 1414 zweier benachbarter Elemente 2411 und 1411 einen klaren O-Ring-Sitz, also ein gutes Dichtbett zwi schen diesen beiden Elementen bilden, in das man einen O-Ring als Dichtung einlegen kann. Die weitere Dichtung wird in das durch die beiden benachbarten Elemente 1411 und 2411 gebildete Dichtbett 1420 eingelegt. Man hat also zwei Weichdichtungen an den Elementen zur Abdichtung zur Außenkammer. Nach innen hin zur Innenkammer 37 sind bei diesen Elementen keine Weichdichtun gen vorgesehen, weil die Abdichtung zur Außenkammer 35 mit dem höheren Druck hier als ausreichend angesehen ist. Der Vorteil dieser Ausbildung, der sich aus den Berechnungen der Fig. 8 ergibt, ist, daß die Ringnasen-Auflagefächen der Ringnasen 1412 und 1413 in radialer Richtung so kurz sind, daß sich keine weiten konischen Ringspalte beim Komprimieren und Expandieren der Elemente bilden. Die Abdichtung ist also durch die Berechnungen nach Fig. 174 und die dadurch entstandene Radial- Verkürzung der Ringnasen einfacher und betriebssicherer geworden.

In Fig. 184 ist ein Elementenpaar dadurch gebildet, daß das eine Element 1421 eine plane Auflagefläche hat, während das zweite Element 1423 mit einer Ringnase 1422 versehen ist, deren Auflagefläche auf der planen Auflagefläche des ersten Elementes 1421 aufliegt. Radial innerhalb und außerhalb bilden sich dabei Dichtbetten aus, von denen das äußere 1424 in der Figur eingezeichnet ist.

In Fig. 185 haben beide Elemente, das erste Element 1431 und das zweite Element 1432, je eine Ringnase 1434 bzw. 1432, die radial ineinander geschachtelt sind. Deren Auflageflächen berühren jeweils die entsprechende radial plane Auflagefläche des benachbarten Elements. Die Ringnase 1432 ist also radial innen in die Ringnase 1434 eingesetzt oder eingepaßt. Entsprechen de Dichtringbetten, von denen das äußere, 1424 in der Figur eingezeichnet ist, können dabei ausgebildet werden.

In Fig. 186 haben beide Elemente 1441 und 1442 eines Ele mentenpaares radial plane Auflageflächen. Die Dichtringbetten sind durch einen zwischen die Planflächen gelegten Distanzring 1443 gebildet. Radial diesem sind in der Figur Stützringe 1444 und 1445 eingezeichnet, die an ihren axialen Enden anschmiegsa me Dichtlippen radial vorstehend ausbilden, damit sie gut an den benachbarten Planflächen dichten können. Die Elemente der Fig. 182 bis 186 sind aber nur für Aggregate, die im subkriti schen Druckbereich arbeiten, oder für solche, bei denen die Elemente in eine mit Druck beaufschlagte Außenkammer 35 einge baut sind und der Druck in dieser die Kompression der Elemente und der Innenkammer 37 bestimmt.

In den Fig. 187 bis 190 ist ein Einlaßventil der Erfindung gezeigt, das auch als Auslaßventil benutzt werden könnte, wobei Fig. 188 den Schnitt entlang der gepfeilten Linie B-B; Fig. 189 den Schnitt entlang der gepfeilten Linie A-A und Fig. 190 den Schnitt entlang der gepfeilten Linie C-C der Fig. 187 darstellen. Bei den Aggrega ten der Voranmeldungen sind die Einlaßventile meistens unterhalb ihrer Sitze angeordnet, sodaß sie durch eine Feder nach oben in ihre Ventilsitze gedrückt werden müssen. Da einmal Federn nicht gleichmäßig arbeiten, wenn sie kurz sind und anderer seits um Förderung und Wirkungsgrad verringernden Totraum zu sparen, die Federn nicht lang ausgeführt werden können, ist es zweckdienlich einmal die Federn überhaupt abzuschaffen und zum anderen den Totraum um das Ventil noch weiter zu ver ringern. Dieser Aufgabe dient das Ventil der Fig. 187 bis 190 der Erfindung. Es hat der Innenkammer 37 zu gerichtet den Ventil kopf 1450, der auf seinem Ventilsitz 1452 aufliegen kann. Der Ventilsitz mag radial plan, konisch oder sphärisch sein, ist in der Fig. 21 aber konisch gezeichnet, weil diese Art den gering sten Totraum bietet und auch strömungsgünstig ist. Rückwärtig des Sitzes 1452 ist der Ventilschaft 1454 in einer zylindrischen Bohrung geführt, damit der Kopf nicht verkanten kann und einwand freies Öffnen und Schließen des Ventilsitzes 1452 gewährleistet ist. In den Ventilschaft sind die Kanäle 1453, siehe besonders Fig. 24, eingearbeitet, so daß Teile des Ventilschaftes die Füh rungsstege 1454 innerhalb der zylindrischen Bohrung im Gehäuse deckel (Kopfdeckel) 1001 bilden. Am radial oberen Ende der Bohrung ist radial etwas nach außen versetzt der Auflageringteil, oder die Lagerung 1456 ausgebildet, radial außerhalb derer die Ausnehmung < ;B 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003727989 00004 99880OL<1437 in den Kopfdeckel 1001 eingeformt ist. Am rück wärtigen Ende hat der Ventilschaft 1454 die radial nach außen ausgedehnte Halterung 1460. In die Ausnehmung 1437, auf die Ring nase 1456 herauf sind als Ringsektoren geformte (oder anders zweckdienlich geformte) Schwinghebel 1458 so eingelegt, daß deren Finger 1459 unter die Halterung 1460 greifen. An ihren radial äußeren Teilen haben die Schwinghebel 1458 die Gewichte 1457, die in ihrer Summe das Gewicht des Ventilkörpers 1450, 1454 1454, 1460 etwas überwiegt. Die Schwinghebel 1458 können so auf der Ringnase (oder anderen Auflageteilen) 1456 im Raum 1437 schwingen. Sie ziehen so durch die größere Gewichtssumme der Gewichtsteile 1457 den Ventilkörper 1450, 1454, 1460 nach oben in den Ventilsitz 1452 hinein und verschließen dabei das Einlaßventil. Entsteht Unterdruck in der Innenkammer 37 oder bei Überdruck in der Einlaßkammer 1437, öffnet sich das Ein laßventil, indem es durch den Druckunterschied an seinen axialen Enden nach unten gedrückt wird. Ein Einsatz 2001 mag auf einem Sitz 1462 im Kopfdeckel 1001 angeordnet werden, um in ihm ein zweites Ventil 2450 enzubauen, wodurch die Betriebssicher heit des Aggregates erhöht werden kann.

In Fig. 191, 192 ist der Kopfdeckel 1 auf dem Gehäuse 91 des Aggregates befestigt. Direkt oder indirekt ist die Membrane zwischen dem Gehäuse 91 und dem Kopfdeckel 1 angeordnet, wobei einerends der Membrane 1506 oder 1520 die erste Kammer 35, auch Außenkam mer genannt, ausgebildet und andernends der Membrane die zweite Kammer 37, auch Innenkammer genannt, angeordnet ist. Zur ersten Kammer 35 führt der Zylinder (die Zylinder) 1535 mit dem (den) darin reziprokierbaren Hubkolben 52. Zur zweiten Kammer 37 führt der Einlaßkanal mit dem Einlaßventil 38 und von der zweiten Kammer fort ist der Auslaßkanal mit dem Auslaßventil 39 angeordnet.

Durch das Einlaßventil wird Fluid in die zweite Kammer gedrückt und diese gefüllt. Danach wird der Kolben 52 im Zylinder auf die erste Kammer zu bewegt und liefert dabei Fluid unter Druck in die erste Kammer. Der Antrieb des Kolbens 52 kann zum Beispiel wie in meinen parallelen Patentanmeldungen oder wie in meinen veröf fentlichten Patentanmeldungen oder in anderer zweckdienlicher und geeigneter Weise erfolgen. Sobald das Fluid im Zylinder ausreichend komprimiert ist und in die erste Kammer eintrat, übersteigt es den Druck in der zweiten Kammer und drückt die Membrane in Richtung der zweiten Kammer, wobei sich das Volumen der zweiten Kammer 37 verkleinert und aus ihr Fluid über das Auslaßventil 39 geliefert wird. Dieses Fluid ist dann Druckfluid und kann aus einem nicht gezeichneten Anschluß des Aggregates entnommen werden, um die gewünschte Fluid-Druckarbeit zu leisten. Soweit ist das Aggregat aus der Technik bekannt.

Erfindungsgemäß sind eine Anzahl von weiteren Ventilen in bestimmter Weise angeordnet, wie besonders anhand der Fig. 191 gezeigt. In Fig. 192 können diese auch angeordnet sein und sind meistens angeordnet, doch in Fig. 192 nicht alle eingezeichnet, weil sie aus Fig. 191 bekannt werden. So ist das Druckbegrenzungsventil 1503 als Einweg-Rückschlagventil der zweiten Kammer und das entsprechende Ventil 1504 der ersten Kammer zugeordnet. Davon kann das Ventil 1503 ggf. dann fortgelassen werden, wenn entspre chendes Fluid über das Ventil 38 zu der betreffenden Zeit einströ men kann. Durch den Drucklieferanten (Pumpe, Kolben) 1501 wird Fluid zum Ventil 1503 und zu bestimmten Zeiten über dieses Ventil in die zweite Kammer 37 geleitet. Aus dem Drucklieferanten (Pumpe, Kolben) 1502 wird Fluid zu dem Ventil 1504 und zu bestimmten Zeiten über dieses Ventil in die erste Kammer 35 geleitet.

Zwischen den Drucklieferanten 1501, 1502 und den beschriebenen Ventilen 1503 und 1504 sind die Vordruck-Überström-Ventile 1505 und 1556 angeordnet. Von diesen beiden Ventilen ist das zur zweiten Kammer 37 gehörige Ventil 1505 auf einen höheren Druck eingestellt, als das zur ersten Kammer 35 gehörende Ventil 1556. Zu Zeiten, wenn der Hubkolben (die Hubkolben) in der äußeren Totpunktlage oder in der Nähe dieser Lage sind, also nach Beendi gung des Einlaßhubes und vor Beginn des Druck- oder Liefer-Hubes, ist durch die beschriebene Anordnung sichergestellt, daß der Druck in der zweiten Kammer etwas höher als der in der ersten Kammer ist. Dieses Druckverhältnis ist dadurch eine Umkehrung des Druckverhältnisses meiner älteren Patentanmeldungen. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung erreicht der Druck in der zwei ten Kammer die Durchdrückung der Membrane 1506, 1520 in Richtung zur ersten Kammer, zum Beispiel bis die Membrane an der Anlage fläche 1514 zum Anliegen kommt. Der etwas geringere Druck in der ersten Kammer entleert zu dieser Zeit die erste Kammer von Luft (falls welche vorhanden ist) und zwar über das Entlüftungs ventil 696, das in einer meiner älteren Patentanmeldungen im Detail beschrieben ist. Dieses Ventil bewirkt auch zusammen mit dem Ventil 1504 die Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes in der ersten Kammer und dessen volle Füllung mit Fluid zu der beschriebenen Zeit der äußeren Totpunktlage des Hubkolbens oder in deren Nähe.

Beginnt der Hubkolben 52 seinen Druckhub, dann komprimiert das Fluid im Zylinder 1535 so lange, bis der Druck in der ersten Kammer gleich zu dem in der zweiten Kammer ist. Beim weiteren Fortschritt des Druckhubs komprimieren die Fluide in der ersten und in der zweiten Kammer 35 und 37 so lange weiter, bis bei geschlossenem Einlaßventil 38 der Druck den Druck jenseits des Auslaßventils 39 übersteigt. Bei Übersteigen dieses Druckes öffnet sich das Auslaßventil 39 und das Fluid aus der zweiten Kammer wird über das Auslaßventil 39 abgeliefert, bis die zweite Kammer entleert ist, alles Fluid gefördert ist und die Membrane 1506 oder 1520 zum Beispiel an der Auflagefläche 1513 zum Anliegen kommt.

Die Lage, die Form und der Abstand der Anla geflächen 1513 bis 1514 von der in den Figuren dargestellten Neutral lage der Membrane sind so bemessen und angeordnet, daß die bei der Deformation der Membrane entstehenden Spannungen so gering bleiben, daß Dauerfestigkeit der Membrane von zum Beispiel mehr als 6 Millionen Hüben erreicht wird. Als Erfindungsziel soll das nicht nur bei Membranen mit gummiähnlicher Elastizität, sondern auch bei Membranen aus Federstahl oder aus nicht rostendem Edel stahl erreicht werden. Das ist dann möglich, wenn bei dem Maßstab der Figuren die Edelstahlmembrane etwa 1 mm dick oder dünner ist und der Maximalabstand der Anlageflächen 1513 bis 1514 etwa dreimal kürzer in Axialrichtung ist, als in den Figuren darge stellt. In den Figuren ist der beschriebene Axialabstand über trieben groß gezeichnet, damit man die beiden Kammern 35 und 37 in den Figuren gut erkennen kann. Bei 60 mm Durchmesser der radialen Innenkante der äußeren Einspannung der Membrane werden bei Edelstahl von etwa 1 mm Dicke etwa 1,5 mm Hub in Richtung zur Fläche 1513 und die gleiche Hublänge zur Fläche 1514 von der Neutrallage der Membrane aus gefahren, wenn man ausreichend lange Lebensdauer erhalten will.

Um diese Dauerfestigkeit der Membra ne erhalten zu können, wird erfindungsgemäß radial außerhalb der Membrane 1506 der Freiraum 1515 und radial außerhalb der Membrane 1520 der Freiraum 1522 angeordnet, damit die Membrane in diesem Freiraum mit ihrem radial äußeren Teil beweglich ist und sich darin radial ausdehnen und zusammenziehen kann. Außer dem ist die Membrane mit ihren radial äußeren Teilen zwischen planen Flächen gehalten und zwischen ihnen radial beweglich, in die Ringnuten für das Einsetzen der Dichtringe (plastische Dicht ringe) 1528, 1529, 1511, 1512 eingearbeitet sind. Diese Planflächen 1538, 1539 zum Halten der Membrane befinden sich am Kopfdeckel 1 und dem Gehäuse 91 oder an den Einlagen 1507 und 1508.

Da die betreffende, meistens dünne, Membrane in den Aggrega ten der bekannten Technik bei den hohen Drücken in die Räume der Ventile 38, 39 oder in den Zylinder 1552 gedrückt und dabei die Lebensdauer der Membrane stark verringert würde, sind in der Erfindung vorteilhafterweise die engen Kanäle 1509 mit geringen Querschnitten angeordnet. Ihre Querschnitte sind vorteilhaf terweise so eng, daß die Membranteile nicht in sie hereingequetscht werden können. Man kann die Querschnitte durch die Kanäle so eng halten, daß ihr Querschnitt nicht größer ist als die Querschnitts fläche oberhalb oder unterhalb der Kanäle zu diesen quer ge richtet durch die Membrane. Um trotzdem ausreichenden Durchfluß- Querschnitt durch die Kanäle zu haben, ordnet man eine entspre chende Vielzahl von Kanälen, z. B. in Teilen 1507 und 1508 an.

Noch geringere innere Spannungen und damit längere Lebensdauer der Membrane erhält man, wenn man die Membrane nach der Fig. 192 als Ring mit einer inneren Bohrung ausbildet. Die Membrane folgt dann den Regeln des nach beiden Enden durchdrückbaren Ringes für den, wenn "R" der Außenradius und "r" der Innenradius des Membranringes (der Membranfeder, Ringfeder) 1520 ist, die fol genden Berechnungen verwendbar sind:

σ=K₃ P/t³ (1)

δ=PR²/K, Et³ (2)

K₃=0,3343+1,242 α² lnα/(a²-1) (3)

und:

K₁=[{0,5514(α²-1)/α²}+{1,614(lnα)²/(a²-1)]^-1 (4)

mit:

α=R/r (5)

t = Dicke des Ringes 1520;
w = Größte Durchbiegung;
σ = Innere (größte Spannung;
E = Elastizitätsmodul; und
P = Belastung (max.) in Kg.

Für die übrigen Maße sind mm verwendbar, also Kg/mm usw.

Verwendet man den Japanstahl SUS 630, den US-Stahl 17-4 PH (c. H.) oder den VEW-Stahl E-N 701, Cond. 925, und bleibt mit der maximalen Spannung unter 60 bis 80 kg/mm² hat man meistens Dauerfestigkeit zu erwarten.

Von Wichtigkeit ist, daß der Ring 520 radial außen und radial innen von Freiräumen 1521 und 1522 radial umgeben und zwischen planen Flächen 1538, 1539 mit Dichtringen in 1526 bis 1529 gehalten, gedichtet und radial beweglich angeordnet ist. Die radial inneren Planflächen und Ringnuten können dann an den Halteplatten 1523, 1524, mit Planflächen 1538, 1539, die je eine an einem axialen Ende des inneren Teils des Membranrings 1520 anliegen, ausgebildet sein und die Platten 1523 und 1524 kann man selbstsichern durch den Halter 1525 mit Halteumbör delungen 1531 oder mit anderen Haltemitteln zusammenhalten.

Ausnehmungen 1532, 1533 sind vorteilhafterweise in den Teilen 1 und 91 oder 1507, 1508 ausgearbeitet, damit die Teile 1523 bis 1525 zeitweilig in sie eintreten können. Bei Ende des Lieferhubes soll die zweite Kammer 37 möglichst ohne toten Raum sein, also voll durch die Teile 1523, 1525 ausgefüllt werden und die betreffende Endfläche der Membrane 1520 soll dann möglichst nahe oder ganz an der Anlagefläche 1513 anliegen.

In der Fig. 191 sind zwischen dem Kopfdeckel 1 und dem Gehäu se 91 die Einlegstücke 1507 und 1508 angeordnet und bilden die erste und die zweite Kammer 35, 37 mit den Anlageflächen 1513 und 1514. Sie enthalten auch die engen Kanäle 1509 und zwar in der Figur in beiden Teilen 1507 und 1508. An diesen Teilen 1507 und 1508 sind in Fig. 191 auch die planen Flächen 1538, 1539 und die Ringnuten mit den Dichtringen 1511, 1512 ausgebildet. Zwischen ihnen befindet sich auch der Freiraum 1515 radial außerhalb der Membrane 1506. Zwischen den Ventilen 38 und 1503 befindet sich die Verbindungsleitung 1516.

In Fig. 192 sind noch die Distanzringe 1530 und 1537 angeordnet und von der Dicke der Membrane 1520. Der kleine Dickenunterschied zwischen den Ringen 1630, 1537 und 1520 bestimmt das Bewegungsspiel und die wirksame Abdichtung der Membrane 1520. Diese Ringe können bei dieser Konstruktionsweise präzise plan geschliffen werden. Zwischen der Membrane 1520 und den Distanzringen 1530 und 1537 befinden sich die Freiräume 1522 und 1521. Außerdem kann der Dichtring 1536 radial außerhalb des Freiraumes 1522 und radial innerhalb des Distanzringes 1537 angeordnet sein. Entsprechend kann man auch einen nicht eingezeichneten Dichtring zwischen dem Freiraum 1521 und dem Distanzring 1530 anordnen.

In Fig. 191 ist die Verbindungsleitung 1517 zwischen den Ventilen 1504 und dem Zylinder 1535 gezeigt. Die Bezugszeichen 1526 bis 1529 zeigen in Fig. 192 die bevorzugterweise plastischen Dichtringe in ihren Dichtring-Ringnuten.

Durch die Erfindung wird gesichert, daß die betreffende Membrane um die in den Figuren gezeigte Mittel-Lage oder neutrale Lage in beiden axialen Richtun gen ausbiegt. Bei Biegung um die mittlere Neutral-Lage nach beiden axialen Richtungen bleibt die innere Spannung gering und wird die Lebensdauer entsprechend hoch. Beschädigungen der Membrane werden verhindert und das Ziel der Aufgabe der Erfindung wird durch die Ausführung der Beispiele der Figurenbeschreibung ver wirklicht.

Bezüglich der Anlageflächen 1513 und 1514 ist zu bedenken, daß diese möglichst der elastischen Linie der betreffenden Membrane angepaßt sein sollen. Bei den planen Flächen 1538, 1539 zwischen denen das betreffende radiale Endteil der Membrane angeordnet ist, wird es bevor zugt, die Flächen der benachbarten Kammer 35 oder 37 zu axial etwas, der elastischen Linie des betreffenden Membranteils anpassend, auszurunden, damit die Membrane sich elastisch biegen kann und keine scharfen Kanten als radiale innere oder äußere Ecken entstehen, die die Mem brane negativ beeinflussen, zum Brechen der Membrane ten dieren und die Lebensdauer der Membrane einschränken könnten.

Vorbehaltlich einer späteren Überprüfung auf Richtig keit mag die Belastung "P" wie folgt berechnet werden:

P=Md/(R-r) (6)

Den Wert des Moments "Md" kann man aus einer meiner noch nicht veröffentlichten anderen Patentanmeldungen entnehmen als:

Darin ist "q" der Differenzdruck der Fluiddrucke in den Kammern 35 und 37. Ersetzt man (Δ R) durch (R-r) und dividiert das Moment Md durch (R-r) erhält man die Belas tung "P" als:

Dabei setze man "q" in Kilogramm pro Quadratmillime ter, also in Bar/100 ein.

In Fig. 193 ist das Ringelement, wie in der Figur gezeigt, jedoch sind zusätzlich die geometrischen Maße zur Berechnung der Momente um die radial inneren oder äußeren Auflagen einge tragen. Man sieht die oberhalb oder unterhalb des Elementes aus der Außenkammer oder aus der Innenkammer herrschende Fluid kraft mit dem Fluiddruck "q", z. B. in Kilogramm pro Quadratmi llimeter. Die Werte "R"=äußerer und "r"=innerer Radius sind eingetragen und so die Radiendifferenz "delta R". Dabei ist zu beachten, daß die Radien "R" und "r" oberhalb und unter halb des Elementes unterschiedlich liegen, weil die Kammern ja durch die radiale Länge der Ringnasen 508 bzw. 502 zwischen den Dichtringbetten 503 und 504 bzw. 507 und 509 voneinander getrennt sind. Dann drückt die Kraft in der Außenkammer (in der Figur oberhalb des Elements) zwei benachbarte Elemente automatisch zusammen, weil das Moment um die innere Abdichtung dann bei gleichen Drücken in der Außen- und Innenkammer größer ist, als das aus der Innenkammer. Es wurde bereits in Aussicht ge stellt, die Berechnung dieser wichtigen Momente zu bringen. Sie geschieht, wie folgt:

Das Moment um die Innendichtung ist "dMd":

dMd=qB ( Δ R) d ( Δ R) (1)

mit

Danach folgt:

und die Ausrechnung des Integrals bringt:

Folglich erhält man für die Berechnung die in Fig. 1 eingetra genen Berechnungsformeln:

Moment um Innenauflage:

und

Moment um Außenauflage:

In Fig. 194 sind zwei konische Ringelemente 724 und 725 zu einer Kammer zusammengesetzt: Zwischen den Ringelementen ist hier aber erfindungsgemäß das Distanzrohr 1568 angeordnet und wenn weitere Elemente benutzt werden auch das Distanzrohr 1570. Die Innenauflage bildet das Distanzrohr 1570, die Außenauf lage bildet das Distanzrohr 1568. Die Distanzrohre haben axiale Enden mit dem jeweiligen Radius 1562 um die Ringlinien 1565. Zwischen den Ringlinien 1565 ist der axiale Abstand 1563 oder 1564 ausgebildet. Die Ringelemente sind radial außen oder radial innen mit den ringförmigen Ausnehmungen mit den Lagerflächen 1590 mit den Radien 1561 um die Ringlinien 1593 versehen. Wenn die Elemente und das betreffende Rohr zusammengelegt sind, bilden die Ringlinien 1593 und 1565 gleiche Linien, das heißt, sie liegen gleich. Da die Distanzrohre komplementär geformte Enden mit Radien 1562 um Ringlinien 1565 haben und folglich die Auflageflä chen 1591 bilden, liegen die Flächen 1590 und 1591 nach der Montage aufeinander und können aneinander gleiten, was sie tun, wenn die Elemente 724, 725 axial komprimieren oder entspannen. Zwischen benachbarten Elementen ist daher eine in radialer Rich tung klar begrenzte Abdichtung von der Dicke der Wandstärke des betreffenden Rohres 1568 oder 1570 geschaffen. Diese begrenzt die Außenkammer 35 und die Innenkammer 37 und dichtet beide gegeneinander ab. Die beschriebene Anordnung und Wirkung findet sowohl an den radial inneren als auch an den radial äußeren Endteilen der Ringelemente 724 und 725 statt; unterscheidet sich lediglich durch die Durchmesser.

Die Berechnung der Momente um die radial innere Auflage infolge Druck in der Innenkammer geht daher vom Innendurchme sser des Distanzrohres 1570 bis zum Innendurchmesser des Distanz rohres 1568, während die Berechnung des Momentes unter dem Druck in der Außenkammer um die Außenauflage vom Außendurch messer des Distanzrohres 1568 bis zum Außendurchmesser des Distanzrohres 1570 geht. Entsprechend sind in den Formeln der Fig. 193 die Radien "R","r" und die Radiendifferenz "R-r"=" Δ R" zu wählen. Die gleiche Berechnungsweise gilt auch für die V-Elemente der Fig. 196 und 197, weil auch diese Ausnehmun gen mit Flächen 1590 zur Auflage von Distanzrohren 1568 haben, die zwischen zwei benachbarte V-Elemente zu legen sind. Radial innerhalb und außerhalb der Distanzrohre 1568 bzw. 1570 sind die Dichtringsitze 1014 und 1015 zum Einlegen der plastischen Dichtringe angeordnet. Sie dichten dann, wenn die Flächen 1590 und 1591 geometrisch nicht einwandfrei ausgeführt sind. Sind diese aber einwandfrei ausgeführt, dann sind sie selbstdichtend.

Der relativ lange Abstand 1563 bzw. 1564 der Ringlinien, die die Wurzeln der Radien 1562 bilden, haben den Vorteil, daß die Distanzringe zum Bearbeiten der Radien 1562 gut gespannt oder gehalten werden können und außerdem gestattet die Länge der Distanzringe eine Ausbauchung des Distanzringes 1568 radial nach außen zur Form der Mittellinie 1567 mit Radius 1560 um die Ringlinie 1566, bzw. oder des Distanzringes 1570 radial nach innen, wenn die Elemente 725, 724 axial zusammendrücken und die Flächen 1590 und 1591 so fest aufeinander liegen, daß sie nicht mehr aneinander gleiten, (schwenken). Die Distanzrohre sind entsprechend dünnwandig, um diese Durchbiegungen zulassen zu können. Die Ausbildung nach den Fig. 194 bis 196 schafft daher Ringelementen-Assemblies oder V-Elemente von hoher Lebensdauer, praktisch von Dauerfestig keit für mehrere Zehnmillionen Hübe (axiale Zusammendrückungen und Entspannungen).

Die Fig. 164 ist insofern eine Modifikation oder Verbesserung der Fig. 193. Die Fig. 193, 194, 196 und 197 arbeiten im übrigen und werden eingebaut, wie aus der eingangs erwähnten P 35 37 497.7 bekannt.

Für Pumpen mit hohen Drücken von mehreren tausend Bar im Fluid in den Kammern 35 oder 37, oder in beiden, werden die Elemente oft aus nicht rostendem Edelstahl hergestellt. Dessen Lebensdauer seiner Federkraft bzw. des Federungsvermö gens läßt gelegentlich früher nach, als das von kohlenstoffrei chem, aber rostendem Federstahl. Um höhere Lebensdauer zu erhalten, als der nichtrostende Edelstahl bieten würde, kann man daher erfindungsgemäß die Anordnung(en) nach der Fig. 195 treffen. In Fig. 195 ist ein Paar Tellerfedern aus Federstahl mit der Innenkante Rücken an Rücken zusammengelegt, wobei die beiden dauerhaften Tellerfedern durch 1570 und 1571 darge stellt sind. Axial außen um sie herum sind die Ringelemente 1572 und 1573 aus nicht rostendem Material, zum Beispiel aus Edelstahl, passend und an den Tellerfedern anliegend, herum gelegt. Dabei haben die Ringelemente 1572, 1573 die erfindungsgemäß en Ringnasen 502 und radial innerhalb und außerhalb von ihnen die Dichtringbetten 503 und 504 (wie in Fig. 193) zur Aufnahme der plastischen Dichtringe. Die Tellerfedern sind der mit Öl gefüllten Außenkammer 35 zugewandt, während die Elemente 1572, 1573 der Innenkammer mit nicht schmierendem Fluid zugekehrt sind. Beim axialen Zusammendrücken werden die Tellerfedern und die Ringelemente zusammengedrückt. Beim axialen Entspannen unterstützen die Tellerfedern stark und mit langer Lebensdauer von mehreren Zehnmillionen Hüben die dünneren Ringelemente 1572 und 1573 beim Entspannungshube.

Die Tellerfedern und Elemente liegen dann in den Flächen 2072 aneinander auf. Beim Zusammendrücken und Entspannen kann dabei eine kleine Gleitbewegung entstehen. Daher können die Schmiernu ten, Spiralen oder Ringnuten 1580 oder 1581 in die Tellerfedern oder in die Elemente eingearbeitet und durch Kanäle 1579 mit der mit schmierendem Fluid gefüllten Außenkammer 35 verbunden sein. Damit die Anordnung, das Assembly, der Fig. 195 die Funkti on eines V-Elementes erhalten kann, klemmt man die Teile radial innen axial unnachgiebig zusammen. Das zu tun kann zu hohen Reibungen und Beschädigungen oder Beeinträchtigungen der Lebens dauer führen, wenn man es in herkömmlicher Weise tut. Erfin dungsgemäß sind daher die Elemente 1572, 1573 an ihren radial inneren Endteilen der Innenkammer 35 zu gerichtet, mit Auswöl bungen 1574 mit Radien um die Innenkantenauflage der Tellerfedern gebildet. Dadurch werden in der Längsschnittzeichnung der Fig. 195 die Kreisbögen 1575 sichtbar. Diese sind mit gleichen Radien 3072 um die Innenkantenauflagelinie 8072 ausgeführt, sodaß deren höchster Punkt (die höchste Linie) immer axial oberhalb oder unterhalb der Schwenklinie, die gleichzeitig Auflagenlinie 8072 ist, bleibt. Die Bogenlinie 1575 wird dann von der Planfläche 4072 umgriffen, die an den Radialfortsätzen 5072 der innen ange brachten Haltehülsen 1576 und 1577 ausgebildet sind. Die beiden Hülsen 1576 und 1577 sind durch die innere Halterung mit den Borden 1579 zusammengehalten, zum Beispiel zusammengenietet. Die Anordnung ist so bemessen, daß zwischen den Bogenlinien 1575 und den radial planen Halteflächen 4072 der Halteflansche 5072 kein Spielraum verbleibt. Bei der Schwenkung der Schenkel der Elemente und der Tellerfedern gleitet die Ringbogenfläche 1575 an der planen Haltefläche 4072 ohne daß die Tellerfedern voneinander oder die Elemente von den Tellerfedern abheben kön nen. Das Assembly ist auf diese Weise axial fest zusammengehal ten und es entstehen keine schädlichen Quetschungen bei der Kompression und Expansion der Tellerfedern und der Elemente. Anstelle der Ringnasen 502 können wieder die Ringausnehmungen mit den Flächen 1590 der Fig. 194, 195, 196 angeordnet werden, damit man die Distanzrohre 1568 zwischen benachbarte Ringassemblies der Fig. 195 legen kann.

Die Fig. 196 und 197 zeigen, wie das V-Element für hohe Drücke eine wesentliche Verlängerung der Lebensdauer durch die jetzigen erfindungsgemäßen Anordnungen erhalten kann. Fig. 197 ist eine Vergrößerung der linken Hälfte der Fig. 196, damit technische Erklärungen und geometrische Daten besser sichtbar gemacht werden können. Das V-Element hat die konischen Ringteile 1594 und 1595, die einfacherweise auch "Schenkel" genannt werden. Sie sind durch den Elementenbogen 5529 radial innen miteinander verbunden. Dieser Bogen ist nach der Erfindung axial lang ausge dehnt, sodaß er praktisch oder angenähert die Form eines Zylin ders oder Rohres hat, das in die Wurzeln der Segmente übergeht. Dieser Wurzelbogen hat daher eine Funktion, die der der Distanz rohre in der Fig. 194 verwandt ist, jedoch sind Schenkel und Wurzelbogen oder Wurzelrohr hier miteinander einteilig, um ein V-Element im Sinne der P-35 37 497.7 zu bilden. Zwischen den Schenkeln und dem inneren Rohrstück 5529 sind keine scharfen Kanten, sondern Bögen mit Radien um die Ringlinien ausgebildet, die um die Distanz=axiale Länge=L=A=1602 voneinander entfernt sind. An dem V-Element dieser Figur können die Ringna sen 502 und die Dichtringbetten 503, 504 angeordnet sein, doch sind in diesen Figuren die Ausnehmungen mit den Ringbogenflächen 1590 der Fig. 194 eingezeichnet, damit man die Distanzringe 1568 der Figur zwischen benachbarte V-Elemente einsetzen kann. Die eine erfindungsgemäße Maßnahme ist also der axial lange Wurzel teil 5529 des V-Elements dieser Figuren und die weitere erfin dungsgemäße Neuheit besteht darin, daß die Schenkel ungleich dick in radialer Richtung sind. Ihre Mittellinie geht durch den in der Achse 1603 liegenden Mittelpunkt 1597 der radialen Außen flächen des betreffenden Schenkels. Beiderseits der etwa radialen (in Wirklichkeit radial schrägen) Mittellinie des betreffenden Schenkels bilden sich also etwa symmetrisch die Schenkelteilwin kel 1998, 1599 um den Mittelpunkt 1597 aus. Dadurch sind die Schenkel radial schräg angestellte, radial innen dünne, radial außen dicke, Konen. Die Auswirkung davon ist, daß bei der axialen Kompression und Expansion die Spannungen in den einzelnen Punkten des betreffenden Schenkels am gleichmäßigsten sind und folglich die Maximalspannungen im Schenkel gering sind, so daß die Schenkel 1594, 1595 lange Lebensdauer erhalten.

Dieses V-Element hat das Bezugszeichen 1600.

In der Fig. 196 ist das V-Element 1600 im ungespanntem, entspanntem, axial langem Zustand, aber in Figur in gespanntem, komprimiertem, axial kurzem Zustand gezeigt. Die der Außenkam mer 35 zugekehrten axialen Endflächen (innen in Fig. 197) sind jetzt praktisch zueinander parallel und radial plan. Bei der Kom pression des Elements hat sich aber das Wurzelrohrstück 5529 radial nach innen gewölbt zu dem Querschnitt, wie in Fig. 197 gezeigt, mit Innenfaser Radius "Bi", Neutralfaser Radius "Bs" und Außenfaser Radius "Bo" um die Ringlinie "Bc". Diese Durchbie gung erfolgt deshalb, weil das Wurzelteil 5529 erfindungsgemäß dünn und lang ausgebildet ist. Dadurch wird das vorzeitige Brechen des V-Elements in der Nähe der Bögen in den Ecken zwischen den Radien "BR" und "Br" verhindert. Ist der Wurzelteil 5529 zu kurz oder zu dick, dann tritt die Wölbung mit den genannten Radien um die Ringline "Bc" nicht ein und die Lebens dauer des V-Elements ist dann wesentlich kürzer, weil das Element dann in der Wurzelnähe oder am radial inneren Teil der Schenkel bei großen Hubzahlen bricht. Die Figuren zeigen das Element vergrößert, aber in heute üblichen Größenver hältnissen der Längen und Dicken zueinander. Diese sind aber unterschiedlich für verschieden lange Hübe, gewünschte Hubzah len und Kräfte.

Die Schenkel schwenken dann, wenn der Einfluß des Wurzel teils unberücksichtigt bleibt, um die Punkte "C". Das ist wichtig zu wissen, denn wenn man die Lage des Punktes "C", die wie unter den genannten Voraussetzungen wie folgt berechenbar ist,

C=(R-r)/ln(R/r) (6)

nicht kennt, dann kann man nicht ausrechnen, wie sich die radiale Lage der radialen Enden des Elementes verändern. Dann aber könnte man die Führungen nicht richtig bemessen. Entsprechend ist die Neutralfaser, um die die Spannungsmomente gleich werden, wie folgt zu berechnen:

B′c=(B′o-B′i)/ln(Bo/Bi). (7)

Mit Kenntnis der Lage der Schwenkringlinie "C" kann man anhand der Fig. 29-A der Breinlich-Eickmannschen Europa Offenlegungs schrift mit Hilfe der in dieser Figur gegebenen Almen und Laszio Formeln die inneren Spannungen in den Schenkeln berechnen, wenn die Schenkel (die konischen Ringelemente) radial innen frei sind. Mit Kenntnis der Lage der neutralen Faser "Bs" im Wurzelbogen des V-Elementes kann man die Spannungen in der Innenfaser "Bi" und in der Außenfaser "Bo" und die Spannungen in allen Punkten dazwischen berechnen. Die Spannungsmomente um die neutrale Mittelfaser "Bs" sind dann gleich. Das bedeutet, daß die Druckspannungen an der Innenfaser des Wurzelbogens höher sind, als die Zugspannungen an der Außenfaser, weil die neutrale Faser näher an der Innenfaser als an der Außenfaser liegt.

Die Spannungen und damit die Lebensdauer im V-Element und in dessen Wurzelbogens sind im Detail untersucht worden und beschrieben in den Rotary Engine Kenkyusho Berichten: RER-8609 bis RER-8613.

Daraus ergibt sich unter anderem, daß man die maximale Spannung oder die Tragkraft des Wurzelbo gens, wenn dieser eine ebene Platte wäre, nach einer von Eick mann entwickelten einfachen Formel berechnen kann, die lautet:

Dabei ist aber die Krümmung, die das Rohrstück 5529, die ja keine ebene Platte ist, noch nicht berücksichtigt.

Die Spannungen in den Teilen des V-Elements leisten einen Widerstand gegen die axiale Durchbiegung der Schenkel 1594, 1595, die die Tragkraft der Schenkel erhöhen. Diese Erhöhung der Tragkraft über die des Schenkels selbst hinaus entsteht einmal durch die Durchbiegung des Wurzelbogens 5529 und zum anderen durch die radiale Durchmesser-Veränderung des genannten Wurzel bogens neben anderen Einflüssen, wie den Bögen zwischen den Schenkeln und dem Wurzelbogen. Hier werden die zur Zeit benutzten vorläufigen und noch nicht endgültigen Berechnungsweisen für diese Tragkrafterhöhungen gegeben:
Tragkraft des Wurzelbogens="Pw" und Tragkraft infolge radialer Durchmesser-Änderung des Wurzelbogens="Pr" mit:

und:

In den Formeln bedeuten "sigma" die jeweilige Spannung, "p" die betreffende Tragkraft des Elements und "F" den Elastizi tätsmodul. Die übrigen Werte ergeben sich aus den Figuren. Zum Beispiel ist "t" oder "w" jeweils die Wanddicke und "f" die Durchbiegung des radial äußeren Endes des betreffenden konischen Ringelementen-Teiles.

Die Formel (11) gibt keine wirklichen, endgültigen Werte, sondern Maximalwerte, wenn alle die Belastungen und Spannungen günstig beeinflussenden Auswirkungen unberücksichtigt sind. Daher gibt die Formel (11) mehrfach höhere Werte, als sie in der Praxis entstehen. Die Formel ist aber trotzdem, zur gegenwärtigen Zeit wichtig, weil man sich dadurch einigermaßen vergewissern kann, daß die Kräfte nicht zu hoch werden und das betreffende Element nicht bricht.

Würde man nur nach den voraufgegangenen Patentanmeldungen des Erfinders handeln, ohne die jetzigen Erkenntnisse der gegenwär tigen Erfindung zu berücksichtigen, dann würde, zum Beispiel bei gleich dicken Schenkeln und Wurzelbögen mit Wurzelbögen ohne den Abstand 1602 oder sinngemäße Anordnungen die Spannung im Wurzelbogen ggf. zehnmal zu hoch werden. Die Schenkel wür den dann nicht mehr wie eine Tellerfeder spannen und entspannen, sondern in radialer Richtung einen Bogen bei der Spannung und Entspannung bilden. Verdünnungen der Wandstärken auf die Hälfte würde zwar eine Reduzierung der Spannungen auf ein Achtel bringen, doch würden so hohe örtliche Spannungen bleiben, daß das betreffende Element nach einigen zehntausend Hüben kreisrund brechen und in Teile zerfallen würde.

Diese die Lebensdauer untragbar begrenzenden Erscheinungen werden durch die gegenwärtige Erfindung überwunden.

Mit den durch die Erfindung für das V-Element erhaltenen Kenntnissen ist es jetzt auch möglich, ein einteiliges "S-Element" ohne Dichtungen zwischen mehreren Teilen zu verwirklichen.

Die Fig. 198 ist ein Längsschnitt durch ein S-Element der Erfindung. Es hat den Einspannflansch 1612 mit den Dichtringbetten 1613 und 1614 zum Einlegen der plastischen Dichtringe. Der Flansch wird zwischen den die Ventile zur Kammer 37 enthaltenden Kopfde ckel und das Gehäuse 91 eingespannt, wobei das Gehäuse die Mittel zur axial gerichteten Kompression des S-Elements, zum Beispiel die Kammer 35 mit ihrem Fluiddruck, enthält. Im übrigen besteht das "S-Element" aus einer Mehrzahl konischer Ringteile 1594 mit sich in radialer Richtung erweiternden Schenkeln, wie in den Fig. 196 und 197, die in radialer Richtung etwas schräg angestellt sind, um bei der axial gerichteten Kompression dann mit einer ihrer Seiten etwa radial zu stehen. Zwischen den Schen keln 1594 sind radial innen die Distanzrohrstücke 5529 ausgebildet und radial außen zwischen anderen benachbarten Schenkeln die Distanzrohrstücke 1611 ausgebildet. Alle diese Teile sind aber zu einem einzigen Teil zusammengefaßt, aus einem einzigen Teil, zum Beispiel aus nicht rostendem Edelstahl, Metall, Teflon oder dergleichen hergestellt. Von Wichtigkeit für die Lebensdauer des S-Elements ist nach der Erfindung die Ausbildung langer dün ner Distanzstücke 5529 und 1611, sowie der trapezförmige Quer schnitt der Schenkel, also deren radial innen dünnere und radial außen dickere Ausbildung der Wandstärken, sinngemäß wie in den V-Elementen der Fig. 196 und 197.

Läßt man diese wichtigen Erfindungsmerkmale unbeachtet, dann hat ein U-Element etwa die 6fache, ein V- Element etwa die 8fache und ein S-Element etwa die 64fache Tragkraft der Tellerfedern gleicher Wanddicke und Radialabme ssungen. Entsprechend dann aber auch die 6fachen, 8fachen oder 64fachen Spannungen und die entsprechend kürzere Lebens dauer. Da die eben genannten Spannungen mittlere sind, örtlich aber geringer oder höher, bewirken die örtlich höheren Spa nnungen einen gegebenenfalls schnellen Bruch der betreffenden Elemente, wenn die Regeln der gegenwärtigen Erfindung nicht beachtet werden.

Die Tragkräfte einer Vielzahl von Elementen, aus denen in der Praxis auf die mittleren Spannungen geschlossen und die maximalen Spannungen grob eingeschätzt werden können, werden über dem Hubweg bei dem Testen der gebauten Elemente laufend aufgetragen und in entsprechenden RER-Berichten festgehal ten. So bildet sich im Laufe der Zeit eine immer genauere Kenntnis der Lebensdauer und des sonstigen Verhaltens der V-, S-, und U- Elemente heraus. Wichtig ist noch, daß das S-Element den Boden 1610 haben muß, um die Kammern 35 und 37 voneinander getrennt zu halten und unterschiedliche Fluide und Drücke in ihnen zuzulassen.

Die Fig. 199 und 200 erklären eine weitere Vervollkommnung des Hochdruck-Elements für Hochdruck in der Innenkammer 37, die zwischen mindestens einem dieser Elemente und einem Nachbar teil gebildet wird. Das Element 1 oder 11 hat die äußeren Ringnasen 12 mit Auflageflächen 13, mit denen die beiden Elemente 1 und 11 in Fig. 8 entgegengesetzt gerichtet zusammengelegt sind. Sie bilden dort unter dem hohen Axialdruck die selbsttäti ge Abdichtung 23 der beiden Auflagen 13 zwischen den beiden Ringnasen 12. Entsprechend ist die Ringnase 1212 am radial innerem und in axialer Richtung entgegengesetzt liegenden Ende ausgebil det. Sie hat die Auflagefläche 3, mit der je eines der Elemente auf einem Distanzring 2 aufliegt und dort unter dem hohen axialen Druck wieder eine selbsttätige Dichtung bildet. Der sich axial komprimierende Förder-Raum liegt radial innen unter der Fläche 4 und bildet einen Teil der Innenkammer 37. Das Element hat noch die Halterungen 33 für das axiale Zusammenklampen der beiden Elemente 1 und 11 in Fig. 8, sowie die Form 5 des Rückens 5 für die besonders hohe Lebensdauer bei besonders hohem Druck. Wichtig ist noch die Innenfläche 60 für die folgende weitere Abdichtung.

An sich sind die Abdichtungen durch die Auflageflächen 13 und 3 selbstdichtend. Sie werden unter hohem Axialdruck zusammengedrückt und werden bei Betrieb immer dichter. Setzt man um die Elemente ein Rohr, wie zum Beispiel das Distanzrohr 2 zwischen 2 benachbarte Elemente und läßt die Dichtung 49 fort, dann geht der Druck aus der Innenkammer in die Innenseite der Auflagen 3 und 13. Dabei ist die Dichtung der Auflage 3 meistens so perfekt, daß kein Fluid entweicht, das Distanzrohr 2 sich dann aber unter dem Innendruck weit radial nach außen aufbaucht. Da die Innenkammer meistens Wasser von weit über 1000 Bar enthält, soll aber kein Tropfen Wasser nach außen entweichen. Daher sind lediglich sicherheitshalber und für die Zeiten geringen Fluiddrucks, zu denen die Dichtungen 3 und 13 nicht immer so perfekt sind, der Zentrierungsring 20 und der Dichtring 26 in den Dichtringbetten 1361 angeordnet. Entsprechend sind weitere Dichtringe in den Dichtringbetten 1363 angeordnet. Diese Dichtringe sichern die Abdichtung der Kammer 37 nach außen zusätzlich zu den Abdichtungen durch die Auflageflächen 3 und 13. Sie verhindern aber nicht die radiale Ausbauchung der Distanzrohre 2. Die Distanzrohre 2 müssen radial dünn sein, damit sie den Radial-Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Auflageflächen 3 folgen können. Dann aber bauchen sie radial nach außen unter dem hohen Innendruck in der Kammer 37 aus. Um das zu verhindern ist ein plastischer Dichtring in das Dicht ringbett 49 des Dichtringträgers 22 mit der Dichtlippe 381 einge setzt. Die radialen Zwischenräume 377 und 1616 sind angeordnet, damit die Dichtringlippe zu allen Zeiten an die Innenfläche 60 des Elements 1 bzw. 11 angedrückt bleibt.

Die erfindungsgemäße Ausbildung wandelt also die bisherige Ausbildung nach Breinlich-Eickmannschen Patentanmeldungen um. Während bisher die Dichtung im Dichtringbett 49 die Kammer nach außen abdichten sollte, hat sie jetzt die Aufgabe, Fluiddruck Eintritt in den Spalt 1616 zu verhindern, damit die Distanzringe 2 nicht radial nach außen aufbauchen. Die Abdichtung nach außen aber ist zusätzlich durch die Auflageflächen 3 und durch die Dichtringe in den Dichtringbetten 1563 gesichert. Die Teile 308 und 1615 sind für den hohen Druck in der Innenkammer 37 unerläßlich Totraumfüller aus nicht komprimierendem Materi al, wie Metall, Edelstahl oder dergleichen. Die Bohrungen 350 verbinden mehrere Teile der Innenkammer 37 miteinander.

Die betreffende Bogenfläche 1590 formt die betreffende Ring nut 1690 in dem betreffendem Ringelement 1, 11, 724, 725, 1594, 1595 usw.

Die Elemente haben die Achsen 1603. Die im Querschnitt trapezförmigen konischen Elemente oder Schenkel haben die axialen Endflächenteile 1661 und 1662, die sich in dem in der Achse 1603 liegendem Schnittpunkt 1597 treffen würden wenn man sie radial einwärts verlängern würde. Diese gedachten Verlängerungen sind in Fig. 197 strichliert eingezeichnet und mit den Bezugszeichen (1661) und (1662) in Klammern dargestellt.

Da die Erfindung in den Patentansprüchen noch näher be schrieben ist, sollen die Patentansprüche auch eine Teil der Beschreibung der Erfindung bilden.

Hochdruckpumpe mit Langhub-Membrane

Anmelder und Erfinder haben durch ihre langjährige Tä tigkeit auf dem Patengebiet der Berbrennungsmotoren den Eindruck gewonnen, daß alle wichtigen Erfindungen im allgemeinen Maschinen- Bau schon im vorigen Jahrhundert gemacht worden sind. Deshalb nehmen sie an, daß vermutlich schon vor hundert oder vor hun dertfünfzig Jahren die ersten Versuche unternommen worden sind, Pumpen mit einer Innenkammer, einer Außenkammer und mit einer Abdichtung dazwischen zu schaffen, um ein Fluid in die Außenkam mer zu pumpen, dadurch die Trennung und die Innenkammer zu komprimieren und dann ein zweites Fluid aus der Innenkammer über ein Auslaßmittel zu pumpen.

Diese Bemühungen werden für ganz geringe Drücke von unter 100 Bar und für langsame Kompressionen und Expansionen vermutlich auch funktioniert haben. Trotzdem scheint es aber so zu sein, daß es trotz vermutlich vieler Bemühungen und vermutlich auch vieler Patenterteilungen in diesem Gebiete nicht gelungen ist, schnellaufende Pumpen klei ner baulicher Abmessungen für hohe Drücke von mehreren tausend Bar zu schaffen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde eine Pumpe für mehrere tausend Bar und hohe Hubzahlen pro Minute für lange Lebensdauer bei ausreichend gutem Wirkungs grade zu schaffen.

Fig. 201 und 202 stellen geometrisch methematische Grundla gen-Erklärungen dar, während die Fig. 203 bis 206 Längsschnitte durch Ausführungsbeispiele de Erfindung sind.

In Fig. 201 ist eine Tellerfeder der herkömmlichen Technik gezeigt und zwar in der endlichen Dicke von etwa 1 mm und mit dem Innenradius "r" sowie dem Außenradius "R". Eingezeich net ist außerdem der Radius des Schwenkpunktes "C", um den die Tellerfeder bei der axialen Kompression schwingt. Hier ist eine wichtige Grundlage, daß der Radius des Schwenkpunktes "C" wie folgt zu berechnen ist:

C=(R-r)/ln(R/r) (1)

Benutzt man nun die Tellerfedern Berechnungsmethoden nach Almen und Laszio (siehe Europa-OS 1 02 441, Fig. 29-A) dann kann man die maximalen Spannungen, die in der Tellerfeder der Fig. 1 auftreten, berechnen. Sind die Spannungen gering, das heißt, liegen sie unter der Wöhlerkurve, dann kann unendli che Lebensdauer oder Dauerfestigkeit der Tellerfeder erwartet werden.

In Fig. 202 ist nun in prinzipiellerweise darge stellt, wie sich die Spannungen ändern, wenn man bei gleichem Radius und gleicher Dicke der Tellerrfeder nach Fig. 1 den Innen radius der Tellerfeder ändert. Dazu ist das Verhältnis R/r in der Abszisse aufgetragen und die Spannung in der Ordinate. Die Spannungen sind mit Vergleichswerten 0 bis 6 angegeben. Aus der Kurve für die Spannung "σ" in Fig. 2 sieht man nun, daß die Tellerfeder für eine gleiche Durchbiegung-glei chen Hub- dann gering ist, wenn das Verhältnis "R/r" um etwa 2 liegt. Das ist bekannt und Tellerfedern werden daher meistens in etwa diesem Verhältnis R/r=2 benutzt, mit Abweichungen bis zu R/r zwischen 1,5 und 3.

Verlängert man nun die Schenkel der Tellerfeder der Figur radial nach innen, bis sie sich in der Achse treffen und dort einteilig werden, dann wird das Verhältnis "R/r" unendlich groß. Aus Fig. 2 sieht man nun aber, daß bereits beim Ver hältnis "R/r"=20 die Spannung um ein mehrfaches höher ist, als beim Verhältnis R/r=2. Beim Verhältnis R/r=unendlich, also bei der Tellerfeder als Konus nach der strichlierten Linie der Fig. 1 wird also die Spannung in der Mitte der Tellerfeder unendlich hoch. Das bedeutet, daß die Tellerfeder die keine Bohrung hat, beim Durchdrücken in der Mitte infolge zu hoher Spannungen im Material brechen wird.

Bei der gezeichneten Tellerfeder nach Fig. 201 werden die Spannungen in der Mitte Druck- Spannungen. Würde man die Tellerfeder jetzt aber als ebene Kreisplatte mit Winkel "alpha"="0" bauen und sie dann in der Mitte belastet um den Winkel "alpha" nach oben oder unten durch drücken, dann würden die Spannungen in der Mitte, die in Fig. 1 Druckspannungen waren, Zugspannungen werden. Das heißt, daß die Ringfeder in der Mitte durch Auseinanderziehen der benachbarten Innenteile schnell brechen würde. Demgegenübeer würde der ebene Ring mit den gleichen Abmessungen aber mit dem Innenradius "r" noch lange nicht brechen, denn bei dem sind die Spannungen, wenn das Verhältnis R/r=2 ist, um ein Vielfaches geringer, wie die Fig. 202 gelehrt hat.

Man erhält aus dem beschriebe nen die Erkenntnis, daß Membranen keine hohen axialen Durchbiegungen zulassen können, weil sie keine Bohrung, wie die Tellerfedern haben und ihr Innendurchmesser "0" ist, sie also in der Mitte unendlich hohen Spannungen unterliegen, in der Theorie. (In der Praxis macht man die Membranen sehr dünn und biegt sie mit viel kleinerem Winkel "alpha" durch, als man die Tellerfeder durchbiegen kann, ohne sie zu zerreißen.)

Diese Erkenntnis benutzt die gegenwärtige Erfindung, indem sie schließt, daß eine Membrane dann der Tellerfeder ähnlich hohe Durchbiegungswinkel "alpha" (Fig. 201) zulassen würde, wenn man ihr die radial nach innen gerichtete Durchmesser-Be grenzung beim etwaigem Radienverhältnis R/r=2-4 oder 1,5 bis 6 verleiht. Das geschieht in Fig. 203 durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer teilweise fast rohrförmigen Ausbauchung in axialer Richtung.

Man benutze jetzt die Gleichung (1), um die Lage des Schwenkmittelpunktes "C" zu ermitteln und betrach te die Membranen, die in Fig. 202 bis 205 im Beispiel für einen Außendurchmesser von 60 mm im Maßstab etwas unter 2/1 gezeich net sind, etwa 1 mm dick sind und betrachte sie als unendlich dünne Membranen. Dann kann man ohne Tellerfedernberechnungen zu benutzen in der prinzipiellen Untersuchung einfach mit dem Hookschen Gesetz rechnen, das besagt:

also, Spannung gleich Längenänderung mal Elastizitätsmodul geteilt durch die ursprüngliche Länge. Bildet man die Differenz "C-r" und teilt sie durch den Cosinus des Winkels "ϕ", dann erhält man die Längenänderung aus Verkürzung des Radius "r" für die durch Spannungen gefährdete Innenkante (der Teller feder). Die Ausrechnung für das Beispiel geschieht in folgender Tafel; mit R=30, t=Dicke=0 und Hub f=1 mm:

Tafel 1

Geht man zu der endlich dicken Membrane gleicher Radialabmes sungen über, zum Beispiel für die 1 mm dicke und die 0,5 mm dicke Membrane der Fig. 203, benutzt für den tellerfedern ähnlichen Teil die Berechnungsmethoden nach Almen und Laszlo für "s _I, "σ _II", und "σ _III" und führt für die Spannungen in den Bögen innerhalb des tellerfedernähnlichen Teils sich an den tellerfedernähnlichen anschließenden Bögen und das zylin drische Bauchteil der Fig. 3 nach vorläufigen von Eickmann gegebenen Methoden eine Berechnung der Spannungen "σ _DF" und "s _w", wobei die Addierung der letzten beiden Spannungen den Wert "σ _OFtn" gibt, erhält man folgende Tafeln:

Tafel 2

Dicke t = 1 mm; Hub h = 1,5 mm

Tafel 3

Dicke t = 0,5 mm; Hub h = 1,5 mm

Tafel 4

Dicke t = 0,1; Hub h = 1,5 mm

Die Tafeln 2 bis 4 lehren folgendes:

Die Spannungen in der ebenen Kreisplatte als Membrane werden nach der Tellerfedernberechnung, siehe r=1, so sehr hoch, daß die Membrane in der Mitte durch Spannungen schnell zerreißt. Andererseits zeigt die Tafel, daß der Tellerfedernteil zwar bei R/r=2 die geringsten Spannungen geben würde, bei der Membrane nach der Fig. 203 aber neue Spannungen in den Bögen (durch Biegung) und in dem zylindrischen Rohrteil des Bauches Spannungen durch Zusammendrücken des Durchmessers entstehen. Die letzteren sind einmal zu denen des Bogens addiert und einmal subtrahiert, weil die in der Außenfaser im Bogen Zugspannunen, die im Rohrteil aber Druckspannungen sind.

Man sieht also aus der Tafel, daß bei der Membrane die günstigsten Spannungswerte nicht bei R/2=2, sonden bei einem höherem R/r Werte liegen. Entsprechend den Widerständen in den Bögen und dem Wurzelzylinder werden auch die "C" Werte weiter radial nach innen verlagern.

Während die Membrane von 1 mm Dicke an der Grenze liegt, deutet die Tafel an, daß die 0,5 mm dicke Membrane bei R/r=30/6 so geringe Spannungen gibt, daß Dauerfestigkeit vermutet werden kann.

Die Bedeutung davon ist, daß für eine Hochdruckpumpe zum Beispiel von 2000 bis 4000 Bar, fünf Kammern mit Einspann ungen für eine Membrane von 30 mm Radius, also von 60 mm Durchmesser, einem Hube von plus minus 1,5 mm um die Mittellage und 500 Umdrehungen der Pumpe (eine Membrane fördert dann etwa 2 Kubikzentimeter) bereits etwa 10 Liter pro Minute Fluid gefördert werden, die Pumpe also bei 2000 Bar schon eine um 20 PS und bei 4000 Bar um über 100 PS für zum Beispiel Wasser strahlschneidgeräte wäre.

Dabei ist aber zu bedenken, daß die berechneten Spannungen in den Bögen und im Wurzelrohr teil zunächste noch Spekulationen sind, weil bei den Bögen die Einflüsse der Rundform um die Achse nicht mit berechnet sind und die Einzelheiten der Spannungen an Stellen der Bögen und deren Übergang zum Tellerfedernteil und zum zylindrischen Wurzelteil bisher nicht genau berechnet sind. Es fehlt dazu noch an analytischen Berechnungsmethoden und sie können vorläufig örtlich nur graphisch ermittelt werden. Das allerdings ist anhand der Rotary Engine Kenkyusho Berichte, der RER Berichte, bereits heute schon möglich.

Es ist also so, daß bestimmte Formgebung der Membranen diese für höhere Förderhübe auch für hohe Drucke in der Innen- und Außenkammer einen längeren Förderhub und damit größere Fördermengen bei relativ kleinen Durchmessern erzielen können. Die obigen Berechnungen sind durchgeführt für Membranen aus Edelstahl mit etwa 21000 kg pro Quadratmillimeter Elastizitätsmodul. Membranen aus Teflon scheinen etwa 3mal höhere Hübe und Fördermengen zu geben.

Die Hauptmaßnahme der Erfindung besteht also darin, die ebene Ringplatten Membrane durch eine mit einem Bauche in der Mitte zu ersetzen, um die hohen Spannungen in der Mitte der Kreisplatte bei deren Durchbiegung zu umgehen und einen teilweise fast zylindrischen Bauch so auszubilden, daß in ihm geringere Spannungen entstehen, als sie in der Mitte der Kreisplatte bei deren Durchbiegung auftreten würden. Dadurch wird eine höhere Lebensdauer der Membrane erreicht und gleichzeitig ihre Hublänge und damit ihre Fördermenge pro Hub erhöht. Bei anderen Ausfüh rungen der erfindungsgemäßen Membrane wird der Rohrteil, der auch als Bauchteil in der Membrane auftritt, als Membrane für radiale Durchmesserveränderungen verwendet, um dadurch das Pumpen mit Dichtung durch eine Rohrmembrane zwischen Innen kammer und Außenkammer zu bewirken. Diejenigen Teile und Funktionen, die bereits im Hauptpatent beschrieben sind, werden in dieser Anmeldung als Zusatzpatent nicht noch einmal wiederholt.

Gemäß Fig. 203 ist die Membrane 1622 an ihrem Außen durchmesser zwischen den Teilen 1 und 91 eingespannt und durch Dichtungen in Dichtringsitzen 1613, 1614 abgedichtet, wodurch die Membrane die Innenkammer 37 von der Außenkammerr 35 trennt und diese Maßnahmen erfolgen auch in den anderen Figuren, sodaß sie bei den weiteren Figuren nicht noch einmal beschrieben werden. Anschließend an die Einspannung hat die Membrane radial nach innen einen tellerfederförmigen Teil 1640, zum Beispiel unter dem Winkel " ϕ ", wobei dieser Winkel auch "0" sein kann. Weiter radial nach innen geht die Membrane in den Bogen 1621 mit Radius 1626 um die Ringlinie 1625 über, um anschließend zum etwa zylindrischen Wurzelteil 1622 überzugehen, an dessen Ende der Boden 1610 über den Bogen 1623 mit Radius 1627 um die Ringlinie 1628 geformt ist. Die Radien sind auch mit " ρ " bezeichnet und wichtig ist noch der Abstand "A" zwischen den Ringlinien 1625 und 1628, weil er die Länge des etwa zylindri schen Wurzelteiles 1622 bildet. Eingezeichnet ist auch der Radius des Schwenkpunktes "C", um den der Teil 1620 schwenken würde, wenn er eine Tellerfeder mit Innenradius "r" wäre. Die Innen- und Außenradien dieses der Tellerfeder sinngemäßen Teiles, nämlich "R" und "r" sind ebenfalls eingezeichnet. Diese Membrane der Erfindung erreicht durch die Ausbildung des radial inneren Bauches 1622, 1623 bei den eingangs berechneten Radien "r" und der Dicke "t" die Dauerfestigkeit für den langen Hub und die große Fördermenge beim Einsatz zwischen der Innen- und Außen kammer 37 und 35.

Die Membrane der Fig. 203 erhält an ihrem Außendurchmesser bei der Durchbiegung radiale Aufweitungen, die an den Dichtungen zu Reibungen führt und zum vorzeitigem Bruch der Membrane durch Erhitzung führen kann, wenn das Einspannen nicht technisch richtig durchgeführt wird.

In Fig. 204 ist daher gezeigt, daß die Membrane in den Sitzen zwischen 1 und 91 auch so fest eingespannt werden kann, daß ihr radiales Außenende keine Durchmesser Veränderungen erfährt. Ist die Platte 1624 dünner, als die Dicke "t" der Membrane, dann ist sie zwischen dem Kopfdeckel 1 und dem Gehäu se 91 fest eingeklemmt. Dann aber würde die Membrane am Teller federnähnlichem Teil 1620 brechen. Daher sind in Fig. 4 die kleinen Ausbauchungen mit den Radien 1631 und 1632 um die Ringlinien 1629 und 1630 angeordnet, die die Radialdeformationen des Bogens 1621 der Wurzel ausgleichen, indem sie die Radien ihrer Bögen biegend verändern. Dabei entstehen einige Verände rungen der Spannungen im Teil 1620, aber der Außendurchmesser teil kann dann fest eingeklemmt sein und die örtlichen Erhitzun gen durch Reibung zwischen den Dichtungen ist vermieden.

Fig. 205 zeigt, daß man die hohen Spannungen und den Bruch der Membrane durch die hohen Spannungen in ihrer Mitte auch dadurch ausschalten kann, daß man die Membrane radial innen mit einer Bohrung 1650 versieht. Das hat dann den zusätz lichen Vorteil, daß man in dieser Bohrung Befestigungen zur Verbindung zweier Membranen miteinander anbringen kann. So sieht man in der Figur die beiden Membranen 1642 und 1643 durch die Befestigung 1646-1648 miteinander verbunden. Die die Membra nen umgreifenden und einspannenden Ringe 1646 und 1647 sind dabei durch den Ring 1648 umbördelt, sodaß die Ringe 1646 und 1647 axial fest zusammengehalten sind. Die Bohrung 1649 leitet Fluid von einer der Membranen in die benachbarte und vice versa. Die Membrane 1643 kann ihrerseits durch die Verbin dungsringe 1638, 1639 mit einer weiteren Membrane 1645 dichtend verbunden sein oder die beiden Membranen 1643 und 1645, die zwischen den Ringen 1638, 1639 im Ringspalt 1644 aneinanderliegen, können einteilig als Membrane 1643 mit Boden oder zweitem Teller federnähnlichem Teil 1637 ausgebildet sein.

Die Membrane 1643 oder 1643 und 1645 hat daher auch noch die Bögen mit den Radien 1633, 1635 um die Ringlinien 1634 und/ oder 1635. Durch das Zusammenfügen und dichtende Verbindungen mehrer Membranen nach der Fig. 205 lassen sich lange Hübe und große Fördermengen durch mehrteilige Membransätze errei chen.

In der Fig. 206, sowie auch in den Fig. 7 bis 9, ist der tellerfedernähnliche Teil der Membrane nur kurz und zwar im wesentlichen als Einspann-Flanschteil 1669 ausgebildet. Als eigentliche federbare Membrane ist der zylindri sche Bauch der Fig. 203 bis 205 der Membrane benutzt. Die Mem branen der Fig. 206 bis 209 werden dadurch zu Rohrmembranen, die unter dem Wechseldruck zwischen Innen- und Außenkammer radial ihre Durchmesser verändern. Das innere Ende der Membra ne, das mit der Bohrung in der Membrane der Fig. 205 verwandt ist, wird mittels der Befestigung 1671 im Kopfdeckel 1 dichtend eingespannt, sodaß der radiale Innenteil 1670 der Membrane zwischen den Teilen 1 und 1671 dichtend festgehalten ist. Die Membrane selbst besteht aus mehreren radial ineinander geschach telten rohrförmigen Teilen 1662 bis 1664 mit diese an ihren axialen Enden verbindenden Bögen und Zwischenräumen 1665 bis 1668 zwischen Rohrteilen oder Kammernwänden, während die Membrane in ihrer Gesamtheit mit 1660 bezeichnet ist. Da Rohre sich nur gering ausdehnen oder zusammenziehen, im Maßstab der Figur nur in der Größenordnung um Zehntel Millimeter, wenn die Membrane aus Stahl ist, sind die Rohrteile der Membra ne relativ lang ausgebildet. Daraus ergibt sich die zusätzliche erfindungsgemäße Bauweise, daß in das radial innerste Rohrteil der Membrane die Zylinderwand 1661 axial tief herein gerückt ist. In ihr läuft der Förderkolben 52 zur Förderung von Fluid in die Außenkammer. Zu bemerken ist noch, daß die Außen kammer in diesen Figuren teilweise radial innerhalb der Innenkammer 37 des Hauptpatentes liegt.

Teile der Membranen würden bei ihren Kompressionen oder Expansionen an die benachbarten Wände anstoßen. Die Wände sollen als Begrenzungen dienen, damit die Membranen nicht zu weit ausdehnen können und dadurch nicht zu hohe Spannungen erleiden, die zum Membranenbruch führen würden. Doch kann das Anstoßen der Membranenteile an benachbarte Flächen die Oberflächen der Membranen beschädigen und vorzeitigen Bruch veranlassen. Daher ist es zweckmäßig, im Sinne des Hauptpaten tes und seiner Zusatzpatente, jeweils für solche richtige Füllung der Außenkammer 35 mit Fluid zu sorgen, daß die Membranen ihre Hube machen, aber kurz vor der Berührung benachbarter Wände zur zeitweiligen Ruhe kommen, damit die Oberflächen der Membranen nicht an andere Oberflächen anstoßen.

In der Fig. 207 besteht die Rohrmembrane aus einzelnen Rohrteilen, die an ihren axialen Enden miteinander verbunden sind. Vorteilhaft ist dabei auch eine Axialbefestigung 1673, 1674 zwischen benachbarten Rohren, was die Dichtung verbessert und axiale Verschiebung eines Rohres zu einem benachbarten, verbun denen Rohre verhindert. Zu beachten ist bei dieser Figur noch die Einspannung des einen Membranenendes 1672 zwischen Kopfde ckel 1 und Gehäuse 91.

Die betriebssicherste Membrane der Rohrform ist die nach der Fig. 208, da sie ein einfaches, einteiliges Rohr 1674 ist, das zwischen den Kammern 35 und 37 schwingt. Am oberen Ende ist es wie in den Fig. 206 und 207 eingespannt, am unteren Ende 1669 zwischen Teilen des Gehäuses fest und dichtend einge klemmt. Von Nachteil ist, daß diese Membrane nur wenig Hub und Fördermenge gibt, da der Radialhub bei geringen Spannungen in der Membrane, wenn sie aus Stahl ist, nur bei etwa 2 bis 10 Tausendstel ihres Durchmessers liegt. Bei gummiähnlichen Stoffen sind die Hübe um ein vielfaches größer, aber Gummi ist nicht so dauerfest und wird bei 5000 Bar spröde.

Fig. 209 zeigt in beispielhafter Ausbildung die Verbindung mehrere Rohre zu einer Membrane im Sinne der Erfin dung. Die Enden der Rohre 1678 bis 1681 sind dabei in Verschrau bungsmitteln 1684 bis 1686 miteinander verbunden und zueinander abgedichtet. Die Verschraubungen haben die Gewinde 1695 zwischen Mutter- oder Ring-Teilen 1687, 1688, 1689, 1690, usw. bis 1694. Dabei können die Teile 1690 Spannringe sein. Die weiteren Einzel heiten sieht man aus der Figur. Das eine Ende der Membrane ist wie in den Fig. 206 bis 208 eingespannt, während das andere Ende zwischen den Konen 1677 und 1675 eingeklemmt ist. Der Spalt 1676 deutet an, daß der Kopfdeckel 1 fest auf das Gehäuse gespannt ist und der Spalt 1676 Spannen und Nachspannen ermöglicht um Dichtheit zwischen den Konen der Teile 1675 und 1677 zu erzwingen.

Anhand einer der Figuren beschriebene Teile können ggf. auch in anderen der Figuren oder in Figuren der Hauptanmel dung oder ihrer Zusatzpatentanmeldungen verwendet werden.

Die Membrane insbesondere der Fig. 203 hat noch den Vorteil, daß die Lebensdauer noch durch Erhöhung der Oberflächen festigkeit gesteigert werden kann. Denn die Formgebung, insbe sondere bei etwas konischem Bauch mit Wand 1622 gestattet das Oberflächenrollen, Drücken und Kugelstrahlen, was die Lebens dauer von Tellerfedern und von Membranen erhöht, wenn sie aus Metallen, insbesondere aus Edelstahl oder Federstahl herge stellt sind.

Zwecks Verhinderung von Förderverlusten durch innere Kompression im Fluid müssen die Innen- und die Außenkammern mit Totraum Füllstücken 1682, 1683 versehen werden, wie aus dem Hauptpatentgesuch bekannt. Solche sind stellenweise in den Figuren dieser Patentanmeldung eingezeichnet, aber nicht vollstän dig dargestellt, da sonst Platz in den Figuren für die Bezugszei chen fehlen würde und weil man die Ausfüllteile anhand der Hauptanmeldung, in der ihre Grundlagen beschrieben sind, kon struieren und bauen kann.

Die Durchbiegung des Bodens 1610 kann durch Verstärkung oder durch eine Anlaufbegrenzung verhindert werden, damit in dessen Mitte nicht die unerwünschte hohe Spannung entsteht, die die Erfindung bei der Scheibenmem brane verhindern will. Auch die Ausbildung eines weiteren Bogens in der Bodenmitte verringert die Bruchgefahr. Aus den Tafeln 2 bis 4 erkennt man auch, daß jetzt dickere Membranen mit langem Hube möglich werden, während bei Scheibenmembra nen der bekannten Technik die Wände dünn sein mußten und Beschädigungen durch Anstoß oder Fremdkörper deren Oberflä chen und damit die Membranen selbst leicht zerstören konnten.

Hochdruckmembrane für große Fördermenge

Es sind Membranen bekannt, die in Pumpen mit ihrer Mitte um eine Neutrallage schwingen und dabei Fluid in eine Kammer einerseits der Membrane aufnehmen und aus ihr nach Schließen des Einlaßventils unter Druck heraus fördern.Diese Membranen sind meistens einfache ebene runde Scheiben. Sie haben sich auch gut bewährt, denn sie werden produziert und erfolgreich verwendet.

Durch die gegenwärtige Erfindung wird aber erkannt, daß bei einer bestimmten Formgebung des Querschnitts durch die Membrane, insbe sondere durch eine Verdickung der Membrane in ihrem Mittelteil, die Haltbar keit und die Fördermenge der Membrane gesteigert werden können. Membranen der bekannten Art haben den Vorteil, daß sie einfach in der Herstellung sind, aber den Nachteil, daß sie für größere Fördermengen große Durch messer erfordern, weil sie nur kleine Hubbewegungen zulassen. Durch große Durchmesser werden die Bauabmessungen der Membranpumpen sehr hoch und daher teuer. Außerdem fehlt es bisher an ökonomisch tragbaren Möglichkeiten, mehrere Membranen axial hintereinander in einer Pumpe eingebaut, rational zu verwenden und dadurch größere Fördermengen zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Fördermenge und/oder die Haltbarkeit von kreisrunden Flachmembranen zu steigern und/oder mehrere Membranen hintereinander in einen gemeinsamen Pumphub einzuschalten.

Im Aggregat der bekannten Technik nach Fig. 210 ist die Membrane "M" strichliert als 1702 in ihrer ungespannten Neutrallage und durch 1701 in ihrer gespannten oberen Lage nach vollendetem Pumphube dargestellt. Es handelt sich um eine kreisrunde Platten-Flachmembrane. Im Kopfteil 1 der Pumpe befinden sich die Einlaß- und Auslaßventile 38 und 39, während sich im Unterteil 91 der Pumpkolben 52 befindet, der im entsprechendem Zylin der reziprokiert, also Fluid einnimmt und in die Außenkammer 35 liefert.

In dieser Patenanmeldung werden weitgehend Bezugszeichen und Benen nungen verwendet, die sich aus älteren Anmeldungen der gleichen Anmelder und Erfinder ergeben. Es ist nämlich so, daß Hochdruck Aggregate für mehrere tausend Bar Betriebsdruck nicht nur mit Membranen, sondern auch mit konischen Ringelementen, L-Elementen, V-Elementen, S-Elementen, W-Y-Elemen ten usw. nach den genannten älteren Anmeldungen gebaut werden können. Will man die verschiedenen Systeme vergleichen, dann ist es zweckdien lich, gleiche Bezugszeichen und Namen (Benennungen) für gleiche Teile zu haben.

In Fig. 212 sieht man die untere Kammer 35, die in den genannten Anmel dungen mit "Außenkammer" bezeichnet ist und oberhalb der Membrane sieht man die obere Kammer 37, die in den genannten Anmeldungen als "Innenkammer" bezeichnet ist. Auch in den Fig. 210 und 211 ist die Innenkammer vorhanden, doch sieht man sie nur als Linie, weil die obere Stirnfläche der Membrane die Innenkammer voll ausgefüllt hat. Außenkammer und Innenkammer hießen die Kammern deshalb, weil bei den genannten Ringelementen die Außenkammer teilweise radial außerhalb der Elemente und die Innenkammer teilweise radial innerhalb der Elemente liegt.

In der bekannten Technik der Fig. 210 wird durch das Einlaßventil 38 Fluid in die Innenkammer 37 gedrückt, sodaß sich die Membrane nach unten durchbiegt und mit ihrer unteren Stirnfläche ggf. an der oberen Stirn fläche des Unterteils 91 anliegen kann. Danach erfolgt der Druckhub durch den Kolben 52, indem dieser nach oben gedrückt wird, aus dem Zylinder, in dem er läuft, Fluid in die Innenkammer 35 liefert und dadurch die Membrane nach oben drückt, sodaß die Membrane Druckfluid über das Auslaßventil 39 aus der Innenkammer nach außen herausliefert. Die Membrane ist mit ihrem radial äußerem Rand fest zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 91 eingespannt, sodaß sich nur die radial innerhalb der Einklemmung liegenden Teile der Membrane verformen. Soweit ist das Prinzip bekannt und es arbeitet in glei cher Weise auch in den Fig. 210 bis 214 der gegenwärtigen Erfindung. Bekannt ist in der Technik auch, vor einer Sammelkammer 1705 mehrere Bohrungen 1706 anzuordnen, damit die Membrane sich nicht durch zu große Bohrungen in die Mündungen der Bohrungen hereindrückt, wenn der Druckhub nach oben erfolgt.

Kennzeichnend für die bekannten Membranen nach dem Stande der Tech nik ist, daß sie flach sind, zum Beispiel aus flachen Blechen gleicher Dicke rund ausgearbeitet sind.

Gegenüber dieser bekannten Membrane hat die Membrane der Fig. 211 bis 214 der Erfindung in ihrem Mittelteil eine Verdickung, die man am deutlichsten in Fig. 212 sieht. Die Membrane der Erfindung hat also dem Außenteil 1707, mit dem sie zwischen den Teilen 1 und 91 eingeklemmt ist. Daran schließt sich radial nach innen der gleiche dicke Hubteil 1708 an, an dessen radial innerem Ende eine Verdickungsstufe 1710 anschließt, während an deren radial innerem Ende das dickere Mittelstück 1709 der Mem brane der Erfindung beginnt. In den Fig. 211 bis 214 ist die Stirnfläche 1513 des Kopfteiles 1 so geformt, daß der mittlere Teil der Form der oberen Stirnfläche der Membranteile 1709 und 1710 entspricht, während der Hub begrenzungsteil der genannten Stirnfläche 1513 die Form und Lage bestimmt, bis zu der die Membrane maximal nach oben verformen soll. Entsprechend ist die obere Stirnfläche 1514 des Unterteiles 91 unterhalb der Innenkammer 35 geformt.Da die Membrane unten flach ist, hat die Stirnfläche 1514 die Abschrägung 1710 nicht. In den Figuren sind die Hubteil Stirnflächen und Membran Verformungen konisch gezeichnet, doch können sie abgerundet sein und insbesondere ideal abgerundete Kugelteilformen bilden, wie in späteren Zusatzanmeldungen beschrieben werden mag. Die Fig. 211 hat wieder die Bohrun gen 1706 und die Sammelkammer 1705, jedoch sind in Fig. 211 diese Bohrungen 1706 ausschließlich oberhalb des dickeren Mittelstückes 1709 der Membrane angeordnet. Dadurch ist die Anordnung der Fig. 211 für höhere Drucke, als die der bekannten Technik nach Fig. 210 geeignet, denn ein dickeres Membran stück dringt erst bei höheren Drucken in die Bohrungen 1706 ein, als ein dünneres Membranstück.

Wenn die Membrane aus festem Edelstahl besteht, kann man mit dem Aggregat der Fig. 211 bereits bis über 1000 Bar, fast 2000 Bar, fahren. Besteht die Membrane aber aus Kunststoff, wie z. B. Teflon, Nylon, Julicon oder dergleichen, dann drücken sich Teile der Membra ne bereits bei wenigen hundert Bar in die Bohrungen 1706 herein und die Mem brane wird zerstört. Außerdem neigen Kunststoffmembranen dazu, sich unter Wärme zu verformen und unter hohen Drucken drücken sie sich axial zusammen, werden also dünner, als sie ursprünglich waren und formen deshab Wellen, sodaß die ebene ursprüngliche Flachform verschwindet.

Metallmembranen aber müssen dünn sein, weil sich aus den genannten Patentanmeldungen des Anmelders und Erfinders aus deren mathematischen Analy sen ergibt, daß dickere Membranen erheblich höhere Spannungen bei gleichen Hüben erleiden, als dünne Membranen und hohe Spannungen die Lebensdauer begrenzen. Dünne Metallmembranen würden sich aber bei mehreren tausend Bar auch in die Bohrungen 1706 hereindrücken. Stücke vom Durchmesser der Bohrungen 1706 werden dann aus der Membrane unter dem hohen Fluiddruck her ausgestanzt und fallen in die Bohrungen 1706. Die Membrane ist dann undicht. Zwar lassen sich diese Erscheinungen dadurch vermeiden, daß man etwas weni ger Druckfluid in die Außenkammer 35 leitet, den Kolben 52 also kürzere Hübe fahren läßt, sodaß die obere Stirnfläche der Membrane die Stirn fläche 1513 nicht berührt und damit die Bohrungen 1706 nicht erreicht. Dann aber entsteht in der Innenkammer 37 toter Raum, in dem Fluid unter hohem Druck komprimiert ist und das führt dann zu Fördermengen-Verlust und zu Wirkungsgrad-Verlust des Aggregates.

Daher wird in Fig. 212 ein wichtiges Mittel der Erfindung gezeigt, nämlich die Sicherheitsventilanordnung 1, 1716, 1720 usw. Das Oberteil 1 ist hier, anstelle des Oberteiles 1 kann es auch ein Einsatzteil sein, mit einer Ausnehmung verrsehen, in der der Kontrollkörper 1716 axial beweglich, also rezi prokierbar, angeordnet ist. Im Ventilgehäuseteil 1 befindet sich die Ausneh mung 1714, von der aus Bohrungen 1719 zur Vorkammer 1723 gehen. Radial inner halb der Bohrungen 1719 hat das Ventilgehäuse 1 die Ventilführungs fläche1715, die eine zylindrische Fläche ist und der Führung der zylindri schen Außenfläche 1724 des Ventils 1716 dient. Am hinteren Ende des Ven tils 1716 befindet sich der Stopper (z. B. Spannring) 1725, der in der Ausneh mung 1714 laufen aber nicht weiter radial nach unten bewegt werden kann, weil sein Weg am Boden 1761 der Ausnehmung 1714 durch Anlaufen begrenzt wird. Hinten innen befindet sich im Ventil die Bohrung 1717 zur Aufnahme einer schwachen Druckfeder 1718, die das Ventil 1716 zu Zeiten, in denen keine Gegenkräfte wirken, nach unten drückt bis der Spannring 1725 am Boden der Ausnehmung 1714 anstößt. Unterhalb der Bohrungen 1719 ist im Ven tilgehäuse 1 die Vorkammer 1723 dadurch ausgebildet, daß eine konische Wand 1722 geformt ist, die sich nach unten zu radial verjüngt und in dem sehr kurzen zylindrischem Ende 1720 endet. Zur Bildung der Gegenseite der Vorkammer 1723 ist der Ventilkopf mit einer kurzen zylindrischen Fläche 1710 versehen, wobei die benachbarten Flächen 1764, 1765 Fig. 4, sich entweder passend be rühren oder mit sehr engem Spalt zwischen ihnen (weniger, als 0,3 mm) be messen sind. Radial nach oben sich verjüngend, schließt sich die konische Fläche 1721 an, die schließlich in eine Hinterdrehung - ohne Bezugszeichen - übergehen kann und schließlich an der zylindrischen Außenfläche 1724 die Vorkammer 1723 geschlossen wird.

Beim Einlaßhub druckt das Vordruckfluid, das aus dem Einlaßventil kommt (in Fig. 212 sind die Ventile nicht eingezeichnet weil sie aus Fig. 211 bereits bekannt sind) die Membrane 1704 nach unten, wobei sie an der Stirn fläche 1514 zum Anliegen kommen mag. Damit sie nicht in den Zylinder ein drückt und beschädigt wird, mag oberhalb des Kolbens 52 die Sammelkammer 35 angeordnet sein, von der aus sich dann kleine Bohrungen nach oben zur Außenkammer 35 erstrecken, deren Durchmesser so klein ist, daß die Membrane bei dem geringem Vordruck nicht in sie eindringen kann. Die Innenkammer 37 ist jetzt voll mit Fluid gefüllt und die Membrane 1704 liegt mit ihrer unteren Stirnfläche im Idealfall an Fläche 1514 an.

Beim Einlaßhub hat die Feder 1718 den Ventilkörper 1716 der oberen Stirnfläche der Membrane 1704 folgend, nach unten gedrückt, bis der Spann ring 1718 an der Bodenfläche der Ausnehmung 1714 zum Anliegen kam. Dabei bewegte sich die Schrägfläche 1721 so weit nach unten, daß sich um sie herum relativ zum Gehäuseteil 1 ein weiter Ringspalt öffnete, durch den das Einlaßfluid unter seinem geringem Vordruck die Innenkammer 37 bequem und ohne großen Strömungswiderstand füllen konnte. Nunmehr beginnt der Pumphub, indem der Kolben 52 nach oben läuft und Fluid in die Außenkammer 35 hereindrückt. Dieses Fluid drückt die Membrane nach oben und leitet es durch die Öffnung zwischen der Schrägfläche 1721 und dem Gehäuse 1 nach oben durch die Vorkammer 1723 und die Bohrungen 1719 hindurch in die Ausnehmung 1714 und vor ihr aus durch das (in Fig. 212 nicht eingezeichnete) Auslaßventil 39 aus der Innenkammer der Pumpe heraus. Dabei drückt die Membrane den Kontrollkörper (das Ventil)1716 mit ihrem dicken Mittelteil 1709 nach oben, bis beim Ende des Pumphubes der Ventilkörper 1716 seine obere Lage, wie in Fig. 3, erreicht. Alles Fluid ist aus der Innenkammer 37 herausgedrückt. Für die letzten Tröpfchen, die aus der Innenkammer 37 gefördert werden sollen, mag man den Ringspalt zwischen den Flächen 1720 im Durchmesser bis zu 0,3 (oder weniger) Millimeter weit ausbilden.

Es ist leicht einzusehen, daß bei der Ausbildung nach Fig. 3 nicht einmal Kunststoffmembranen durch Bohrungen oder Spalte beschädigt werden können und auch, daß die Anordnung nach dieser Figur betriebssicher funktio niert, was sie auch bisher in der Praxis, bei praktischen Testen, tut. Die Ringnuten 1711 und 1717 sind Sitze für Dichtungen, die die Fig. 212 gegen den aufsetzbaren (verschraubbaren) Ventilkopf mit den Einlaßventilen 38 und den Auslaßventil 39 abdichten können.

In den Fig. 213 und 214 sind mehrere Membranen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und arbeiten auf eine gemeinsame Sammelleitung. Dadurch kann die Fördermenge der Pumpe entsprechend der Anzahl der Membranen glei cher Abmessungen vervielfacht werden.

Der Kolben 52 fördert gegen die Membrane 1731. Der Kolben 1732 fördert gegen die Membrane 1730 und der Kolben 1733 fördert gegen die Mem brane 1704. Die mehreren Kolben sind aus einer der Voranmeldungen des Anmel ders und Erfinders bekannt. Man kann aber auch einen einzigen Kolben 52 auf alle mehreren Membranen fördern lassen. Während drei Membranen in den Figu ren gezeichnet sind, ist eine andere Mehrzahl möglich. Die Figuren zeigen wieder die Ventile 1776, doch können auch Ausführungen nach der Fig. 211 in den Fig. 213 und 214 verwendet werden. Wichtig ist, daß die Innenkammern oberhalb der Membranen auf die gemeinsame Sammelleitung 1737 fördern. Ein laßventile 1734 und Auslaßventile 1736 können den betreffenden Außen- und Innen-Kammern 35 und 37 zugeordnet sein.

Die Ausführungsbeispiele der Fig. 213 und 214 unterschei den sich dadurch, daß die Membranen und die sie umgebenden Teile in Fig. 213 axial untereinander um eine gemeinsame Achse angeordnet sind. Das ist produktionstechnisch einfach. In Fig. 214 dagegen liegen die Membranen und die sie umgebenden Teile nicht alle um die gleiche Achse, sondern jeder Mem brankammern-Pumpsatz hat eine eigene Achse, die radial zu der des benachbar ten Pumpsatzes versetzt ist, sodaß die Membranen keine senkrechten Achsen haben, sondern schräge Achsen und daß die Bodenflächen der Membranen in der Neutrallage nicht waagerecht liegen, sondern schräg, also winkelmäßig angestellt. Das geschieht in Fig. 214 dafür, daß an der obersten Stelle der betreffenden Außenkammer 35 eine automatische Entlüftung angebracht werden kann. Die automatische Entlüftung entsteht dadurch, daß an der ober sten Stelle 1752 der betreffenden Außenkammer 35, an der sich die Luft sammelt, weil sie leichter als die Druckflüssigkeit ist, eine Entlüftungs bohrung 1751 angeordnet wird. Wenn jeder der Pumpsätze eine solche Entlüf tungsbohrung hat, vereint man die Entlüftungsbohrungen 1751 zu einer Sammel leitung 1739, die zum automatischen Entlüftungskontrollventil nach einer der Voranmeldungen des Anmelders und Erfinders geleitet wird. In Fig. 214 sind die Bohrungen 1751 teilweise abgebrochen gezeichnet, was andeuten soll, daß sie um die betreffende Achse des betreffenden Pumpensatzes winkelmäßig zu den Kanälen 1754 verdreht angeordnet sind, damit sie nicht durch die Auslaßsammelleitung 1737 gehen und diese nicht berühren.

Der Rest der Fig. 213 und 214 betrifft vorteilhafte Maßnahmen zur fabrikationstechnischen und montagetechnischen Ausbildung. So kann man die einzelnen Pumpsätze in einer gemeinsamen Bohrung mit zylindrischer Innen fläche 1740 im Gehäuse 1 anordnen und die Pumpensätze mit darin passenden zylindrischen Außenflächen 1741 versehen. Die Kolben 1732 und 1733 kann man radial außerhalb der eigentlichen Pumpsätze innerhalb des Gehäuses 1 anordnen. Da das Gehäuse 1 sich bei sehr hohen Drucken radial ausdehnen mag, die Durchmesser der Innenflächen 1740 sich also periodisch beim hohen Druck etwas vergrößern mögen, ist es oft zweckmäßig die einzelnen Pump sätze an ihren axialen Enden abzudichten. Dazu werden dann die Pumpsätze und Zwischenteile mit planen Endflächen, z. B. 1755, 1756 versehen, die man planschleift und dann Dichtringsitze 1743 bis 1749 zwischen benachbarten Plattenteilen anordnet, in die plastische Dichtungen ggf. mit Stützringen eingelegt werden können. Stützringe="Backup rings". Der Dichtringsitz 1750 dient der Aufnahme der Dichtung zwischen Teil 1 und 91, die Dichtringsitze 1742, 1711, 1712, 1729 und 1728 dienen der Abdichtung des Gehäu ses 1 zum darüber angeschraubten aber nicht gezeichneten Hauptventilkopf des Aggregates, der aus anderen Patentanmeldungen des Anmelders und Erfinders bekannt ist.

In den Fig. 213 und 214 ist noch gezeigt, daß, insbesondere aus produktionstechnischen Gründen die Oberteile mit den Oberwänden oberhalb der Pumpkammer(n) 35, 37 und unterhalb der Pumpkammer(n) 35 und 37 aus mehre ren Platten, zum Beispiel 1754 bis 1758 hergestellt sein können.

Die Erfindung ist bisher für das allgemeine Verständnis beschrieben worden, doch wird sie noch genauer bestimmt durch die Patentansprüche. Die Patentansprüche bilden daher einen Teil der Beschreibung der Erfindung. Zum Verständnis einiger Teile der Erfindung ist daher der Fig. 213 eine Ver größerung eines Teiles der Fig. 213 zugefügt und in ihr sind solche Bezugs zeichen eingetragen, die in den Patentansprüchen ihre Beschreibung und ihre Definition finden.

Mit der bisherigen Beschreibung ist die Patentanmeldung an sich beendet, denn es ist leicht einzusehen, daß die Fig. 211 und 212 die Betriebssicherheit von Membranpumpen erhöhen und die Fig. 213 und 214 deren Fördermenge und somit deren Leistung erhöhen.

Doch liegt der Erfindung ja außerdem die Aufgabe zugrunde, die Le bensdauer und Fördermenge der Membranen selber, nach Möglichkeit zu erhö hen. Ob solche Erhöhung möglich ist, darüber kann man alle möglichen beja henden und verneinenden Behauptungen aufstellen, denn das ist mit bisher bekanntem nicht nachprüfbar.

Daher wird, beginnend mit der übernächsten Seite, der Ver such unternommen, in einer Analyse der technischen Grundlagen zu überprüfen, ob die Membranen der Erfindung höhere Fördermenge bei gleichen Abmessungen bringen und ob sie höhere Lebensdauer dadurch zulassen, daß ihre inneren Spannungen im Material geringer gehalten werden. Dabei sind alle technisch- mathematischen Überlegungen natürlich Hypothesen des Erfinders, für deren Richtigkeit ohne Kontrollen durch Hochschulprofessoren, falls die es besser können, keine Haftung für Richtigkeit übernommen wird.

Zu erwähnen ist noch, daß die Membranen der Erfindung mit scharf kantigen Grenzen zwischen den Membranteilen 1707 bis 1710 dargestellt sind und die Stirnflächen mit geraden Linien, also Konen, während in der Praxis Abrunden ausgeführt werden können und meistens ausgeführt sind. Die scharf kantige Darstellung ist in den Figuren gewählt worden, um die mathematischen Überlegungen klar darstellen zu können und um die Teile klar zu begrenzen. Auch die konischen Stirnflächen sind in der Praxis durch mehrere Kugelteil flächen ausgebildet, die in kommenden Zusatzanmeldungen beschrieben werden mögen, aber zum Teil in den Fig. 217 und 218 beschrieben sind.

Die Patentansprüche sind mit Bezugszeichen versehen und dadurch Teil der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung. Derjenige Teil der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, der in den Patentansprüchen vorhanden ist, wird daher hier nicht mehr wiederholt.

Die Erfindung ist "Membrane" benannt worden, doch ist die Membrane in einem Aggregat, zum Beispiel einer Pumpe mit einer Membrane, angewendet. Insofern hätte die Erfindung eigentlich "Pumpe mit einer Membrane" benannt werden sollen. Da innerhalb der Pumpe im Rahmen dieser gegenwärtigen Erfindung außer der Formgebung der Stirnflächen der Oberteile und Unterteile oberhalb und unterhalb der Membrane und der Anordnung des Kontrollkörpers im Oberteil oberhalb der Membrane keine Teile der Pumpe verändert sind, alle Anordnungen innerhalb der Pumpe zum Zwecke der Benutzung der Membrane nach der Erfindung getroffen sind und in der unmittelbaren Nachbarschaft der Membrane liegen, wurde die Erfindung im Titel mit "Membrane" bezeichnet, wobei aber verstanden sein soll, daß dieser Titel diejenigen Teile inner halb des Aggregates, in dem die Membrane angeordnet ist, und die in der Nachbarschaft der Membrane für die Verwendung der Membrane der Erfindung ausgeführt oder angeordnet sind, mit unter den Begriff "Membrane" des Titels der Erfindung fallen sollen.

Analyse der technischen Grundlagen der Erfindung

In den Figuren zeigt die Position 1700 die Achse der Membrane und des betreffenden Pumpsatzes. Diese Achse geht durch die Mitte der Membrane und ist daher deren Mittellinie.

Wenn man die Fig. 210 bis 212 als im Maßstab 2/1 gezeichnet ansieht, erhält man den Außendurchmesser der Einspannung mit 66 Millimetern und den hubwirksamen Außendurchmesser mit 2 mal R=60 mm. Wenn das Maß "r" dann gleich 14 mm ist, das Maß "R"=30 mm ist, dann wird das Maß "C" =20,99 mm nach der Gleichung:

C=(R-r)/en(R/r) (1)

Mit diesen Werten soll in die folgende Berechnung gegangen werden und der Maximalhub in einer Richtung aus der Neutrallage der Membrane heraus soll "f"=2 mm sein.

Dann bildet die Bodenfläche der Membrane der Fig. 1 (die nicht als Konus, sondern aus Kugelteilbögen gebildet gezeichnet ist, was man aber kaum sieht, den Winkel " ϕ " mit den Werten f/R=tgϕ(2/30)=0,06666=3,815 Grad. Die Länge der Schräglinie ist dann r/cos 3,81 Grad=30,066593 mm. Wenn die Membrane der Fig. 210 nach oben voll durchgedrückt ist, erfährt sie also eine radiale Verlängerung pro halbem Durchmesser (Radius) von 30 auf 30,066593 mm, kurzum eine radiale Verlängerung um 0,066595 mm. Bei radialer Verlängerung oder Verkürzung erfolgt eine peripheriale Verlängerung oder Verkürzung vom Durchmesser mal Pi=2R mal pi. Die innere Spannung wird dabei am größten, wo der peripheriale Umfang am kleinsten ist, in Fig. 1 also in der Achse. In der Mittellinie 1700 ist die Umfangslänge 0, also wird die Spannung unendlich groß, weil 0,066593/0 unendlich groß wird. Damit kann man also nicht rechnen, nur schließen, daß die Membrane bereits bei kleiner Durchbiegung in der Mitte zerreißen muß. Um einen praktischen Zahlenwert zu bekommen, soll daher die Spannung beim Radius=1 mm berechnet werden. Den Umfang braucht man nicht ausrechnen, weil aus RER Berichten (RER=Forschungsberichte des Rotationsmotoren Forschungsinstituts "Rotary Engine Kenkyusho" des Erfinders in Japan, in denen die dem RER folgenden ersten zwei Ziffern die Jahreszahl nach europäischer Zeitrechnung geben, also 87=das Jahr 1987 nennen und die beiden weiteren der vier Ziffern die Nummernfolge innerhalb des betreffenden Jahres bestimmen) bekannt ist, daß Umfang und Radius sich in den Berechnungen so eliminieren, daß man einfach durch den Radius teilen kann.

Die Spannung im Abstand "r" von der Achse wird dann nach dem Hookschen Gesetz:
Längenänderung mal Elastizitätsmodul geteilt durch den Radius, also:

σ=E (2)

Die Längenänderung war bei 30 mm=0,066593 mm und wird bei 29 mm (Abstand von der Achse=1 mm) 0,066593×29/30=0,064373. Diese Längen änderung ist mit dem Elastizitätsmodul für Edelstahl der Membrane=21 000 zu multiplizieren und das Produkt durch den Radius 1 zu dividieren. So er hält man die innere Spannung in der Membrane der bekannten Technik nach Fig. 1 bei 1 mm Radius von der Achse mit 0,064373×21 000/1=1351,833 Kilo gramm pro Quadratmillimeter. Da der Edelstahl höchstens einige hundert kg per Quadratmillimeter zuläßt und für Dauerbetrieb nur um 60 bis 80 kg pro Quadratmillimeter Spannung zuläßt, folgt, daß die Membrane der bekann ten Technik nach Fig. 210 bei 2 mm Hub bereits nach wenigen Hüben in der Mitte zerreißen muß, wenn sie aus nichtrostendem Edelstahl hergestellt ist. In Wirklichkeit reißt sie aus einem weiteren Grunde noch schneller, nämlich aus dem Grunde, daß bei nicht unendlich dünnen Membranen die Span nungen in den Außenfasern noch höher werden. Die Spannungen in den Außen fasern sollen aber in dieser Untersuchung unberücksichtigt bleiben, da man sie in den RER Berichten erfahren kann und da außerdem sowieso in dieser Anmeldung vorausgesetzt wird, daß die Membranen dünn genug gehalten werden, bei Edelstahl zum Beispiel um 0,2 mm Dicke, jedenfalls aber meistens um unter 0,5 mm Dicke.

Wie verhält sich das nun in der Membrane der Erfin dung nach den Fig. 211 bis 214?

Da das Mittelstück 1709 dick gehalten ist, soll angenommen werden, daß es sich radial nicht ausdehnt. Da das Außenteil 1707 fest eingeklemmt ist, kann es sich radial nicht ändern. Das Übergangsteil 1710 soll eben falls noch als unveränderlich angesehen werden, wie das Mittelstück 1709. Dann findet eine radiale Änderung 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002003727989 00004 99880 lediglich im Hubteil 1708 zwischen den Radien "r" und "R" statt. Die Radialdifferenz ist in diesem Beispiel 30 mm -14 mm=16 mm. Der Hub ist wieder 2 mm. Also erhält man den Winkel " ϕ " mit tgϕ=2/16=0,125=7,125 Grad. Oh, je, ist das aber ein viel grö ßerer Winkel, als in Fig. 1, wieviel schneller wird die Membrane der Fig. 3 daher wohl brechen müssen?

Rechnen wir nach. Die Längenänderung ist: 16/cosϕ=16,1245 -16=0,1245 mm mal Elastizitätsmodul=21 000 gibt 2618,82 geteilt durch den Radius "r"=14, gibt 186,77 kg pro Quadratmillimeter. Die Membrane der Erfindung zerreißt also erst viel später, als die der bekannten Technik nach Fig. 210, denn ihre Spannung ist bei 14 mm Radius etwa 1352/187 =etwa 7,23 mal geringer, als die Spannung der bekannten Membrane der Technik bei etwa 3 Prozent Abstand des Radius von der Achse.

Das ist aber eine Überraschung.

Untersuche man nun weiter, indem man wisse, daß sich die Spannungen beim Radius "C" die Waage halten. Beim Radius "C" also reißt die eine Span nung nach rechts der Mitte zu und die andere nach links dem radialen Außen ende zu. Beide Spannungen sind bei "C" gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Werden diese Spannungen höher, als die, die das Material der Membrane erträgt, dann wird die Membrane bei "C" in Kreisform auseinander gerissen. Wie hoch sind nun diese entgegengesetzt gerichteten Spannungen beim Balancefaser Radius "C"?

Die Längenänderung radial nach außen ist (30-20, 99)/cosϕ minus (30-22, 99) und die Längenänderung radial nach innen wäre : (20,99-14) geteilt durch cosϕ minus (20,99-14). Die Spannungen sind dann wieder Längen änderung mal Elastizitätsmodul geteilt durch die Radiendifferenz.

Man erhält:

Man sieht aus dieser Rechnung einmal, daß die radial nach außen und die radial nach innnen gerichteten Spannungen, die die Membrane der Erfin dung beim Radius "C" zerreißen wollen, in beiden Richtungen gleich groß sind. Zum anderen sieht man aber auch, daß die Spannungen beim Radius "C" der erfindungsgemäßen Membrane etwa 8mal geringer sind, als beim Radius 1 der Membrane der bekannten Technik, wenn die Außendurchmesser und die Dicken der Hubteile der Membrane gleich sind. Während die Membrane der bekannten Technik nach wenigen Hüben in den obigen Beispielen reißen muß, liegt die Maximalspannung bei der Membrane der Erfindung beim Radius "C" noch innerhalb der Spannungen, die die Membrane für eine ganze Anzahl von Hüben erträgt. Daß das noch nicht für unendliche Lebensdauer ausreicht, folgt bald.

Bisher wurden aber nur die radialen Längsänderungen betrachtet, so, wäre eine unendliche lange Platte eingespannt und gebogen worden. Bei der kreisrunden Form müssen aber die Tangentialspannungen mit berücksichtigt werden. Wir haben zu befürchten, daß diese größer, als die rein radialen sein könnten. Daher teilen wir die Längsänderungen im folgenden durch den Neutralradius "C" und erhalten:

Die Tangentialspannungen=Umfangsspannungen sind also geringer, als die Radialspannungen, was auch kein Wunder ist, weil es ja der Trick der Erfin dung war, die maximalen Spannungen in der Membrane von radial innen nach radial weiter außen zu verlegen, um die Membrane der bekannten Technik der Fig. 210 zu verbessern.

Es soll nun noch mal überprüft werden, ob man einfach mit dem Radius statt dem Umfang rechnen darf.
Man erhält die Umfangslängenänderung beim Radius "C" zu: (0,12459/20,99) 2×20,99×Π =0,782 und hat durch die Ursprungslänge 20,99×2×Pi=131,88 zu teilen und das Ergebnis mit dem Elastizitätsmodul zu multiplizieren.

Das bringt:

σ=×21 000=124,52 kg/mm².

Oder, mal anders gerechnet, indem man die Umfänge nach den Durchbiegungen der Hubteile radial innerhalb und außerhalb des Radius "C" benutzt;

Radius Außenteil nach Durchbiegung: 30-9,01/cosϕ=20,9193 mm
Radius Innenteil nach Durchbiegung: 14+6,99/cosϕ=21,0444 mm
Umfangslängenänderung Außenteil: (20,9193-20,99)×2×Π=-0,443 mm
Umfangslängenänderung Innenteil: (21,0444-20,99)×2×Π=0,339 mm.

Umfangslängenänderungen addiert, mit Elastizitätsmodul multipliziert und durch die Ursprungslänge geteilt, gibt die Umfangsspannung sigma zu s=0,443+0,339=0,782×21 000/131,88=124,52; also gleiches Ergebnis.

Zur weiteren Kontrolle sei angenommen, daß die durch Zerreißen gefährdete Querschnittsfläche beim Radius "r" liegen könne. Um das vorläu fig und ohne Verbindlichkeit für die Richtigkeit der Erörterung untersuchen zu können, wende man sich der Eickmannschen Formel für die Berechnung von Spannungen in konischen Ringelementen zu. Sie lautet:

Diese Formel hat Eickmann aus dem Hookschen Gesetz heraus aufgebaut. Die runde Klammer gibt einen neutralen Faktor, der sich aus dem Neigungswin kel "ϕ" ergibt und ist eine Eliminierung der mehrfachen Benutzung der Radi endifferenz, die oben so oft verwendet wurden.

Läßt man das Minuszeichen, das dann dabei herauskommt, unberück sichtigt, dann kann man die Daten in der runden Klammer noch vereinfachen zu: ((cos ϕ-1)/1). Der Faktor "t×sin ϕ/2" berücksichtigt die Dicke des Elements oder der Membrane und gibt die Spannung in der Außenfaser. "4R" ist die jeweilige Radiendifferenz. "0.91" ist die Querkonstruktion für Edelstahl = "1-ν²" und "ρ" soll sagen, daß der jeweils richtige Radius eingesetzt werden soll. Diese Eickmann-Formel ist nicht ganz so genau, wie die Formeln zur Berechnung von Tellerfedern nach Almen und Laszlo. Sie weicht aber in den bisher nachgerechneten Fällen meistens nur um weniger als 1 Prozent von den Ergebnissen nach den Berechnungen mit den Formeln von Almen und Laszlo ab. Da das eine Prozent selten eine wichtige Rolle spielt, ist diese Eickmann-Formel für die Praxis praktischer, als es die umfangreichen Formeln von Almen und Laszlo mit ihren 12 Hilfsgleichungen. Außerdem kann man mit der obigen Eickmann-Formel alle Arten von Elementen, Ring Elementen, einschließlich Ringnasen Elementen berechnen, während die genaueren Almen- und Laszlo-Formeln nur für gleichmäßg dicke Tellerfedern gelten.

Betrachtet man nun Fig. 215, so findet man, daß man die Spannung bei "C" der Fig. 210 bis 214 nach obiger Formel (3) in einfacher Weise berech nen kann. Da vorläufig die Dicke "t" der Membrane unberücksichtigt bleibt, läßt man einfach den Faktor "t sin ϕ/2" weg.

Die Formel (3) gilt aber unter der Voraussetzung, daß das sich ko nisch formende Hubteil radial frei, also uneingespannt ist. In der Praxis der Membranpumpen ist die Membrane aber am radial äußeren Umfange fest eingespannt, also radial unnachgiebig und die Membrane der gegenwärtigen Erfindung ist ihrer Dicke im Mittelstück wegen radial innerhalb des Radius "r" auch radial unnachgiebig. Daher werden nach Fig. 6 Reißkräfte in radi aler Richtung auftreten, die in Fig. 6 mit "KR, KC und Kr" bezeichnet sind. K bedeutet darin Kraft und der folgende Buchstabe zeigt, bei welchem Radius die betreffende Kraft auftritt. Die Kräfte entsprechen der Spannung mal dem Querschnitt der Membrane bei dem betreffendem Radius. Die jeweiligen Querschnitte sind in Fig. 215 mit "A" bezeichnet, wobei der folgende Buchstabe jeweils den Radius angibt, bei dem der Querschnitt liegt. Der Querschnitt ist jeweils: t (Dicke) mal 2× Radius×pi. Mit Kraft=Spannung mal Quer schnitt erhält man folgende Gleichungen, wenn man davon ausgeht, daß die errechenbare Kraft im Neutralradius "C" jeweils gleich zu der in dem betref fendem anderem, zu berechnendem Radius ist:

K = σ A (4)

mit:

A _r = 2 r f t; A _c = 2 C π t; A _R = 2 R π t;

K _r = σ _r A _r; K _c = σ _c A _c; K _R = σ _R A _R;

und:

K _c = K _R = K _r;

also:

s _c 2 C π t = σ _R 2 R π t = s _r 2 r π t (5)

worin die Faktoren 2×t×"pi" eliminieren, weil sie überall auftreten und die Gleichung (5) vereinfacht zu:

σ _c C = σ _R C = σ _r C (6)

Darin ist "σ C" bereits nach dem voraufgegangenem bereits berechenbar und wir hatten erhalten: σ _c = 163,43 kg/cm². Daraus erhält man "Kc" nach obigen Überlegungen zu: K _c = 163,43×20,99=3430,4; und kann die Spannungen dann für die anderen Radien erhalten, indem man die Gleichungen umformt zu:

σ _R = C σ _c/R und: σ _r = C σ _c/r (7)

So erhält man folgende Spannungen im Beispiel der Membranen der Fig. 2 bis 5:

s _R = 3430,4/30 = 114,35 kg/mm² und σ _R = 3430,4/14 = 245 kg/mm².

Da es hier zunächst um reine Vergleichsberechnungen geht, kann man Gleichung (3) für die Vergleiche bei Vernachlässigung des herauskommen den "-" auf folgende einfachste Form bringen:

die aber nur für die jetzigen Vergleichsrechnungen für die Membrane der Erfindung mit der bekannten Technik nach Fig. 210 gilt.

Die obige Berechnung brachte das Ergebnis, daß der zum Reißen neigende Querschnitt beim Radius "r" liegt und folglich die Membrane der Erfindung so bemessen werden muß, daß ihre Spannung beim Innenradius "r" nicht zu hoch wird. Das gilt vorläufig für die jetzige Zeit, bis später genauere Berechnungsmethoden gefunden sein mögen. Jedenfalls zeigt die Ver gleichsrechnung, daß die Membrane der Erfindung erheblich geringere Maximal spannungen hat, als die der bekannten Technik und folglich ihre Lebensdauer und ihre Hublänge größer, als die der bekannten Technik nach Fig. 1 sind.

Als weiteres Beispiel soll eine Membrane berechnet werden, die der der Vortechnik der Fig. 210 sehr nahe kommt, aber trotzdem nach dem Prinzip der Erfindung ausgebildet ist. Ihr Innenradius sei daher nur 4 mm.

Dann erhält man nach obigen Formeln folgende Verhältnisse:

und

s _r = _{(nach Formel 7)} = 12,90×82,04/4 = 264,59 kg/mm².

Die Membrane ist demnach wieder um so höher belastet und bricht um so früher, je kleiner der Innenradius "r" ist. Demnach müßte man den Innenradius "r" möglichst groß machen, zum Beispiel: r = 25 mm;
Dann:

und:

σ _r = 27,42×141,32/25 = 155 kg/mm².

Diese Membrane mit großem Innenradius "r" ist also viel geringer belastet, als die mit dem kleinen Innendurchmesser "r", was wieder deutlich für den Wert der Membrane nach der gegenwärtigen Erfindung spricht.

In der Praxis ist dem, den Innendurchmesser "r" groß zu machen, eine Grenze gesetzt, weil die Membrane ja nicht unendlich dünn ist, sondern eine Dicke "t" hat. Daher ist noch die Dicke "t" zu berücksichtigen und zwar ist der Posten "t sin ϕ/2" aus Gleichung (3) hinzuaddieren. Für die letztere berechnete Membrane mit Innenradius r=25 mm und einer Dicke von 0,4 mm erhielte man dann die zusätzliche Spannung in den Außenfasern mit

Ist die Membrane dick, zum Beispiel 2 mm dick, dann wird die Zusatz spannung in der Außenfaser bereits sehr hoch, zum Beispiel obiges Ergebnis 62,39 kg pro Quadratmillimeter mal 2/0.4=312 kg pro Quadratmillimeter. Die Metallmembrane muß also sehr dünn gehalten werden.

Nachdem man das Wesentliche aus obigen Vergleichen erkannt hat, kann man in Zukunft genauer rechnen, indem man die Formel (3) im vollem Umfang benutzt. Sie hat außerdem den Vorteil, daß man direkt sieht, was den größeren Einfluß hat, die radiale Längenveränderung oder die Dicke der Membrane.

Nimmt man an, daß die obigen, vermutlich grob vereinfachten und ebenso vermutlich voll richtigen oder auch mit Fehlern behafteten Über legungen grob etwa richtig sind, dann wäre anzunehmen, daß dann, wenn die Membrane der Erfindung im Pumphube nahe zu ihrer oberen Endlage gedrückt ist, aber mit ihrer oberen Stirnfläche die untere Stirnfläche der Oberwand der Pumpkammer 37 noch nicht ganz erreicht hat, die größte innere Spannung innerhalb der Membrane im Querschnitt beim Innenradius "r" auftreten würde. Dann aber kann man die obigen Formeln zu einer einzigen zusammenfassen, die dann wie folgt lauten und die maximale Spannung innerhalb der Membrane bei diesen Voraussetzungen direkt geben würde. Sie könnte lauten:

oder:

Darin ist die Berechnung des Neutralradius "C" in die Gleichung hereinge bracht worden und der Wert "0.91" für Stahl und die meisten Metalle, der bisher unter dem Bruchstrich stand, wurde so umgeformt, daß er nicht mehr unter dem Bruchstrich steht.

In der Praxis ist die Pumpkammer aber so geformt, daß die Membrane mit ihrer oberen Stirnfläche an der unteren Stirnfläche der oberen Wand der Pumpkammer anliegt. Dann können sich die Spannungen ändern und evtl. auch verringern, insbesondere dann, wenn die Membrane der Erfindung Bogen formen nach der Fig. 9-D erhält und die genannten Stirnflächen diese For men bilden.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die obigen Annahmen bisher nur vorläufige Hypothesen des Erfinders sind, die der weiteren Nachprüfung, Berichtigung oder Ergänzung im Laufe der Zeit unterworfen werden mögen.

Die verschiedenen Membranen mit unterschiedlichen Abmessungen und aus unterschiedlichen Materialien laufen zur Zeit in den Testständen.

Von weiterem Interesse ist nun die Frage, ob die Membrane der Erfin dung tatsächlich auch noch aus anderen Gründen, zum Beispiel aus Gründen der geometrischen Formgebung, größere Fördermengen liefert, als die Mem brane der bekannten Technik der Fig. 210 oder 218-C.

Dazu sieht man in Fig. 210 die gerade Linie "B" für die konisch durch gedrückte Membrane der bekannten Technik. Für den Vergleich muß man hier bei der konischen Durchbiegung bleiben. Die Fördermenge unter dem konischen Ringelement ist nach Eickmannschen Patentanmeldungen:

Daraus erhält man die Fördermenge der Membrane der bekannten Technik nach Fig. 210 zu:

und die der Membrane der Erfindung nach Fig. 2 bis 5 zu:

Die Fördermenge der Membrane der Erfindung ist also im berechneten Beispiel 3175/1885=etwa 1,68mal größer, als die der Membrane der Fig. 1 der bekannten Technik, wenn man den Einrichtungshub zugrunde legt. Läßt man die Membrane aber, wie in den Figuren, in beiden axialen Richtungen gleiche Hübe machen, dann ist die Fördermenge der Membrane der Erfindung nach obigem Beispiel 3,36mal größer, als die der Membrane der bekannten Technik nach der Fig. 210 beim Einweghub.

In Fig. 215 ist ein Segment einer Membrane der Erfindung links der Achse 1700 mit Segmentbegrenzungswinkel "alpha" gezeichnet, so daß man es schräg von oben sieht. Unten findet man wieder die Radien r, C und R im Ab stand von der Achse, in der der Radius "Null" ist. Der Anstellwinkel "ϕ" ist wie der eingezeichnet und so ist die Dicke "t". Der Querschnitt durch die Membrane beim Radius R ist dann 2R π t und mit "AR" bezeichnet. Der Wert 2π ergibt sich darin daraus, daß das Segment den Sektor "alpha" durch 360° bildet und das ganze Element 360° hat. Da der Umfang=Durchmesser mal π ist und der Durch messer 2R ist, folgt Umfang=2r π und das multipliziert mit der Dicke "t" um den Querschnitt zu erhalten. Entsprechend erhält man die Querschnitte AC und Ar mit AC=2C π t. Gezeigt ist in der Figur, daß die die Membrane zerreißende Kraft "KC" im Querschnitt "AC" in beiden Richtungen wirkt und die Spannungen bei Radius "C" sind bereits oben berechnet worden. Die Kraft ist dann jeweils Spannung mal Querschnitt, also "sigma" mal "A". Die Pfeile zei gen auch, daß die die Membrane im Querschnitt "AR" zerreißen wollende Kraft "KR" radial nach innen gerichtet ist, während die die Membrane im Querschnitt "Ar" zerreißen wollende Kraft "Kr" radial nach außen gerichtet ist.

Die oben benutzte Gleichung, Gleichung (1), gilt mit Sicherheit nur für die radial außen und innen frei bewegliche Tellerfeder. Sie bei der Berechnung der Membrane zu benutzen ist also zunächst noch eine vorläufige Annahme, deren Richtigkeit oder Unrichtigkeit später noch weiter untersucht werden mag. Man sieht aus der Fig. 6 direkt, daß der Querschnitt bei "r" wesentlich kleiner ist, als bei der bei "R", so daß der Querschnitt bei "r" weni ger Kraft "Kr" tragen kann, als Kraft "KR" im Querschnitt "AR". Man sieht aus der Fig. 6 ebenfalls bildlich, daß die Kraft Kr um so kleiner werden muß, je kleiner der Radius "r" wird. Folglich muß die Membrane der bekannten Technik der Fig. 210 früher brechen und die Membrane der Erfindung nach Fig. 211 bis 214 muß länger halten. Man könnte die Querschnitte KR und Kr gleich machen, indem man die Membrane gleichmäßig zunehmend dicker von radial außen nach radial innen ausbildet, so daß die kürzere Umfangslänge bei "r" durch ein dickeres "t" ausgeglichen würde. Dann aber entstehen höhere Außenfaser spannungen, wie inzwischen aus der Gleichung (9) dieser Patentanmeldung be kannt wird.

Es wird im übrigen, auch in der bekannten Technik, angestrebt, die scharfen Formen der Membrane durch Bögen zu ersetzen oder abzurunden. Dann aber mochte man ebenfalls die Spannungen und die Fördermenge gerne kennen, um die Membrane im Voraus auf ihre Leistung hin zu berechnen und nicht viele Jahre mit teuren Versuchen zu verbringen. Folglich wird man die Hütte, das Lüger Lexikon, die Klettsche Formelsammlung oder ähnliche Fachbücher zur Hand nehmen, um Berechnungsformeln zu suchen. Tatsächlich findet man auch Berechnungsformeln für Kreisabschnitte.

Fig. 216 zeigt daher einen Auszug aus dem Taschenbuch Hütte, in der lediglich der Winkel in Fig. 216 mit alpha bezeichnet ist, weil der in der Hütte benutzte in dieser Anmeldung bereits eine andere Bedeutung hat. Zu der Fig. 216 findet man in der Hütte eine umfangreiche Tafel und die fol genden Formeln:

Mit diesen wunderschönen Formeln, die im allgemeinen sehr praktisch sein mögen, kann man aber bei der Berechnung der gebogenen Membrane nichts anfangen. Denn man will den Winkel "alpha" (der Hütte) wissen, den Radius "r" (der Hütte) wissen, und vor allem den Winkel "ϕ" der Fig. 216 wissen. Dieses aber sind bei der Membrane alles unbekannte Werte, die man ja errechnen will, also noch nicht hat. Wie immer man auch versucht, die Hütte Formeln umzuwandeln, oder andere Formeln aus den genannten anderen Literaturwerken mit zu benutzen, bleiben doch immer zwei Unbekannte über, so daß man nicht zügig rechnen und die gesuchten Werte für die Membrane nicht finden kann.

Man kann bei diesen Bemühungen schnell Wochen verbrauchen und hun derte von Blättern mit Versuchen beschreiben, ohne zum Ziel zu kommen.

Hier schafft wieder ein RER Bericht Abhilfe, in dem Eickmann die Fig. 216 mit den dazu später zu erörternden Formeln entwickelt hat. Man sieht darin links der Achse 1700 einen Teil eines Membranbogen-Querschnitts als gebogene Linie mit dem Radius "Q" gezeichnet. Der Trick, den Eickmann hier anwendete, ist der, daß der Winkel "µ/2" halbiert wurde. Dabei erhält man nämlich ein strichliert gezeichnetes Dreieck R,f, das dem mit vollen Linien gezeichnetem Dreieck R,f in der Figur entspricht. In dem genannten RER Bericht wird diese Tatsache benutzt, um alle Werte der Fig. 8 rechne risch zu entwickeln, so daß man sie so benutzen kann, daß die Berechnungen aller Werte der Bogenmembrane leicht möglich wird. Als Endergebnis der Unter suchung im genannten RER Bericht kommt heraus, daß der Winkel "ϕ" der Fig. 210 bis 215 einem Viertel des Winkels "µ" der Hütte Figur nach Fig. 216 entspricht. Im folgenden werden aus dem genannten RER Bericht die Berechnungs formeln für alle Teile der Figur übernommen. Sie sind:

Die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchung nach der Fig. 217 sind also die bisher unbekannt gewesenen Formeln (11) und (12), auf Grund derer man nun alle Bögen aller Membranen berechnen kann.

Fig. 218 zeigt schematisch die Grundfiguren der in dieser Schrift besprochenen Membranen. Und zwar zeigt Fig. 218-A die konusförmig durchge drückte Membrane der bekannten Technik der Fig. 210. Fig. 218-B zeigt die radial außen konusförmig durchgebogene, radial innen plane Membrane der Fig. 211 bis 215 der Erfindung. Fig. 218-C zeigt die bögenförmig abgerundete Membrane der bekannten Technik mit den Bogenradien "Rb" und Fig. 218-D zeigt die radial außen entgegengesetzt bogenförmig abgerundete Membrane der Er findung mit den Bogenradien "Rbb". Dargestellt ist in Fig. 218 jeweils der Quer schnitte einer halben, unendlich dünnen, Membrane links der Achse 0=1700.

Die gerade durchgedrückte Membrane der bekannten Technik nach Fig. 218-A hat dann nach Gleichung (9) die Fördermenge:

Die gerade durchgedrückte Membrane der Erfindung nach Fig. 218-B hat nach Gleichung (9) die Fördermenge:

Die Fördermenge der gebogen durchgedrückten Membrane nach Fig. 218-C hat die folgende Fördermenge:

stufenweise Berechnung dünner Abschnitte in RER Formularen (15)

Und die Fördermenge der gebogen durchgedrückten Membrane nach der Erfindung nach Fig. 218-D ist:

stufenweise Berechnung dünner Abschnitte in RER Formularen (16)

mit:

in Gleichung (15) und:

in Gleichung (16).

Nach diesen vorläufigen Formeln durchgerechnete Bei spiele brachten bisher folgende Ergebnisse:
Bei 30 mm "R"; 15 mm "r" und 3 mm "f"
hat die Membrane der Fig. 218-A der bekannten Technik den Winkel "ϕ"=5.71 Grad und sie fördert beim Einweghub 2.82743 Kubikzentimeter.

Die Membrane der Erfindung nach Fig. 218-B hat demgegenüber den Winkel "ϕ"=11.31 Grad und sie fördert beim Einweghub 4.94801 Kubikzenti meter.

Die gebogen durchgedrückte Membrane der bekannten Technik nach Fig. 218-C hat den Winkel "ϕ"=5,71 Grad und sie fördert 3.18086 Kubikzentimeter. Alle Förderungen beim Einweghub.

Und die gebogen durchgedrückte Membrane der Erfindung nach Fig. 218-D hat den Winkel "ϕ"=11.31 Grad und sie fördert 5.03607 Kubikzentimeter beim Einweghub.

Die Membrane der Fig. 218-B der Erfindung fördert also beim Einweghub 4.94801/2.87243=das 1.565fache der Membrane der Fig. 218-A der bekannten Technik.

Die Membrane der Fig. 218-C der bekannten Technik fördert beim Einweg hub das 3.18086/2.82743=das 1.125fache der Membrane der Fig. 218-A der bekannten Technik und die Membrane der Fig. 218-D der Erfindung fördert beim Einweghub das 5.03607/2.82743=das 1.7811fache der Membrane der be kannten Technik der Fig. 218-A.

Die beste Membrane der Erfindung nach dem durchgerechneten Beispiel schafft also das 1.7811fache der Membrane der bekannten Technik der Fig. 218-A an Fördermenge, abgesehen davon, daß sie wesentlich geringere innere Spannungen hat und daher eine längere Lebensdauer erwarten läßt.

In den einschlägigen RER Berich ten sind die wichtigen Grundlagen in die Taschenrechner Casio 602 P einprogram miert, einschließlich der Berechnung der Außenfaserspannungen. So kann man für jede entsprechende Dicke der betreffenden Membrane den günstigsten Innenradius "r" erhalten.

Fig. 219 illustriert, wie man eine vorhandene Mitteldruck-Pumpe, zum Beispiel eine der bekannten Dreiplunger Pumpen, in eine Hochdruckpumpe für mehrere tausend Bar umbauen kann. Zu dem Zwecke wird der Ventilkopf der Mitteldruckpumpe abgeschraubt und der Mitteldruck-Kolben herausgenommen. In den Zylinder kann man dann eine Buchse 631 mit dem darin gelagertem Hoch druck-Kolben 1774 kleineren Durchmessers einbauen. Die Laufbuchse 631 sitzt dann im vorhandenem Mitteldruck-Pumpengehäuse 1773 und ist vorteilhafterweise mit dem Flansch 2010 versehen, damit sie in axialer Richtung festgelegt ist und ein Dichtringsitz 2011 die Abdichtung mittels Dichtring versorgen kann. An Stelle des herkömmlichen Ventilkopfsatzes wird nun der Bodensatz 1921, zum Beispiel mittels Schraube(n) 1775 an das herkömmliche Mitteldruck pumpengehäuse angeschraubt und zwar so, daß die Anschlußmündung des Bo densatzes 1921 vor dem Kolben 1774 liegt, so daß dieser möglichst nahe an die Mündung herankommt, oder in die Mündung 2012 eintauchen kann. Auf den Bodensatz 1921 wird, wie aus voraufgegangenen Figuren bekannt ist, das Gehäuse 91 mit dem Kopfdeckel aufgeschraubt, wie durch die Schraubenachsen 92 angedeutet. Der Kopfdeckel hat die Einlaß- und Auslaßventile 38, 39, der Bodensatz den Zylinder 650 mit Leitungen oder Räumen 1922, 1923 und dem im Zylinder reziprokierbaren Hubkolben 652, 649. Wenn die Stirnfläche 1777 des Kopfdeckels 1 und die Stirnfläche 1776 des Kolbens 652 gut planiert sind, kann dann ein entsprechender Hubsatz einer Mehrzahl von Elementen 1,11, W- oder W-Y-Elementen nach vorauf beschriebenen Figuren eingesetzt wer den, so daß die Pumpe dann Hochdruck von mehreren tausend Bar aus dem Aus laßventil 39 fördern kann.

In Fig. 220 ist das bereits beschriebene, aus der Wurzel 529 mit den beiden Schenkeln 527 gebildete V-Element einer neuen erfindungsgemäßen weiteren Ausbildung unterworfen, die darin besteht, daß die radial und axial äußeren Enden der Schenkel an ihren Ringnasen oder direkt an den genannten äußeren Enden zu einander komplementäre Kugel teilflächen 1776, 1777 mit Radien 1778, 1779 bilden, wobei die Radien 1778 und 1779 gleiche Längen haben. In Fig. 225 sind solche Kugelteilflächen zweier benachbarter Elemente aneinander gelegt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß benachbarte Elemente keine Zentrier-Ringe benötigen, weil die zueinander komplementären Kugelteilflächen sich selber zueinander zen trieren. Weitere Vorteile sind, daß die Kugelteilflächen ineinander gleiten können und das Bilden enger Spalte eingeschränkt oder vermieden werden kann. Es ist zweckdienlich, die Ausnehmung 1780 an einem der Schenkel auszu bilden, denn dann kann man die Kugelteilflächen 1776, 1777 benachbarter Ele mente aneinandeer läppen, weil dann eines der Elemente einer Rotierbewegung und das andere einer kreuzweisen Schwenkbewegung unterworfen werden kann.

In der Fig. 221 sind benachbarte V-Elemente ineinander gelegt, bei denen die Ringnasen mit zueinander komplementären Flächen 1590, 1591 mit Radien 1561, 1562 gebildet sind. Wenn diese Flächen sauber und maßhaltig geschliffen sind, können die Flächen ggf. wieder aneinander gleiten und die Spaltöffnung eingeschränkt oder vermieden werden. Radial der Ringnasen sind wieder die Dichtringbetten 503, 504 ausgebildet, die dann gemeinsam zu sammen die Dichtringbetten 1014, 1015 bilden.

Fig. 222 löst ein Problem der Pumpen, nämlich das, daß Stainless-Stähle ggf. im Laufe langer Einsatzdauer infolge geringen Kohlenstoffgehalts an Federspannkraft einbüßen können. Daher wird hier das V-Element mehrteilig ausgebildet. In der Mitte zwischen den Schenkeln 527 hat man Tellerfedern aus Federstahl, die mit 1790, 1791 bezeichnet sind und die ihre Federkraft nicht verlieren. Ihre Rückenflächen 1900, 1901 bilden hier noch den Spalt, weil das Element noch ungespannt gezeichnet ist. Wird es gespannt, dann liegen die Flächen 1900, 1901 aneinander an. Der obere Elementenschenkel 527 bildet einen axialen Fortsatz 1782, an dem die Innenflächen der Tellerfedern 1790, 1791 zentriert sind. Der untere Elementenschenkel 527 bildet ebenfalls einen axialen Fortsatz, der mit 1783 bezeichnet ist und der radial von innen in den Fort satz 1782 des oberen Schenkels dichtend eingreift. Ein Dichtringbett 1784 kann angeordnet werden, so daß die Fortsätze 1782 und 1783 mit dem Dichtring im Dichtringbett 1784 eine gemeinsame und abgedichtete Wurzel eines V-Ele mentes der Fig. 222 bilden.

Fig. 223 zeigt ein im wesentlichen der Fig. 222 gleiches V-Element, jedoch sind hier die Schenkel am radial inneren Teil mit der Abnehmung 1785, 1786 versehen, so daß die radial inneren Teile der Schenkel die dünneren und axial leichter federnden Schenkelteile 1787, 1788 bilden.

Die Fig. 224 zeigt ein dem der Fig. 222 ähnliches V-Element, das sich von dem der Fig. 222 dadurch unterscheidet, daß zwi schen die Innenenden der Tellerfedern 1790, 1791 und die gemeinsame Wurzel 1782 bis 1784 der Zentrierring 1789 mit dem Spalt 1792 eingelegt ist. Dieser Spalt dient der Möglichkeit, daß die Tellerfedern bei ihrer Kompression den Ring 1789 in den Spalt 1792 drücken können, damit die radialen Innen flächen der Tellerfedern 1790, 1791 bei ihrer Kompression nicht gegen die Wurzel drücken und diese Wurzelteile 1782 bis 1784 nicht verbiegen.

Fig. 225 zeigt ebenfalls ein der Fig. 222 ähnliches V-Element, jedoch mit weiteren erfindungsgemäßen Anordnungen. So ist radial innerhalb der Ringnasen benachbarter Elemente der Zentrierungsring 1793 eingesetzt und die Schenkel 2527, 3527 sind bei dieser Ausführung aus Federstahl herge stellt. Auf die der Innenkammer zugekehrten Enden der Schenkel sind dünne Bleche aus nichtrostendem Stahl oder Metall aufgelegt und mit 1796, 1795 be zeichnet. Zwischen die benachbarten Elemente ist ein Stützring 1797 einge legt, der nach Verdünnungen 1799 die axial flexiblen, dünnen, nach außen gespreizten Dichtlippen 1800, 1801 bildet, die mit ihren Lippenspitzen die nicht rostenden Metallscheiben 1795, 1796 berühren und an ihnen dichten. Dadurch ist ein Dichtringbett 1794 zwischen den Ringnasen benachbarter Ele mente und dem Stützring 1797 gebildet, in das ein in beiden Radialrichtungen dichtender Dichtring eingelegt werden kann. Zwischen dem Stützring 1798 und dem inneren Füllring 1903 ist ein Spalt 1798 ausgebildet, damit der Stützring sich bei der Kompression und Expansion der Elementenschenkel frei radial bewegen kann. An den radial inneren Enden sind die nichtrostenden Bleche 1795, 1796, die meistens aus SUS oder aus VEW Stahl bzw. Aluminium- Bronze hergestellt sind, durch Dichtringe in den Dichtringbetten 1906 und 1815 abgedichtet. Die Elementenschenkel 3527 und 2527 bilden an ihrer radial inneren Wurzel ein aus Kugelteilflächen 1805, 1806 an Ringnasenteilen 1803, 1804 ausgebildetes, selbst zentrierendes Schwenkgelenk. Zur Abdichtung in beiden radialen Richtungen sind Dichtringe 1808 bis 1810 zwischen Dichtring halterungen 1810, 1905, 1907, 1908 eingelegt. Die Dichtringe können aus ver schiedenen Materialien sein, z. B. Ring 1808 aus Teflon, 1809 aus Dichtungs gummi, 1810 wieder aus Teflon und 1811 aus Edelstahl oder Metall. Im übrigen sind die Wurzeln der Schenkel und die radial inneren Enden der Bleche 1795, 1796 durch die Halterungen 1806, 1807 umgriffen und mittels Dichtringen in Dichtringbetten 1813, 1812, 1814, 1906, 1817 abgedichtet, wobei an den spaltge fährdeten Ringlinien Stützringe 1814 und 1816 eingelegt sind. Die genannten Halterungen 1806, 1807 sind mittels Vernietungen 1820 außerhalb der Ausneh mungen 1909 des Mittelkörpers 1818 mit Durchflußbohrung 1819 unnachgiebig miteinander verbunden.

Fig. 226 und 227 zeigen Ausführungs beispiele für den Antrieb der Hochdruckfluid-Lieferkolben für mehrere tau send Atmosphären Fluiddruck. Für so hohe Drücke kann man keine herkömmlichen Kolbenschuhe verwenden. Denn diese würden unter dem hohen Druck brechen, zerreißen, oder ggf. zu hohe Reibung bilden und heiß laufen. Zum Beispiel sind die für einige hundert Atmosphären verbreiteten Kolbenschuhe 3541 für Drücke von über 1000 bar nicht mehr haltbar. Sie brechen. Bei 700 bar arbei ten sie aber noch relativ betriebssicher. Daher muß man dafür sorgen, daß dieser Kolbenschuh nicht mit mehr als etwa 800 bis 1000 bar beaufschlagt wird. Das erreicht man erfindungsgemäß dadurch, daß von außen her über die Leitung 1828 Druckfluid von unter 800 Atmosphären durch das Gehäuse hindurch und durch die Zylinderwand hindurch in eine Sammelnut 1829, 1830 des Treibkolbens 3540 geleitet wird, von wo aus es über Kanal 1832 in die Balanzierungs-Druckfluidtaschen, z. B. 1835 des Kolbenschuhes 3541 geleitet wird. Um die Druckfluidtasche 1835 bildet sich dann das Abdichtfeld aus, das durch die Ringnut 1836 begrenzt ist, aus der das Schmierfluid abfließen kann. Die Fläche 1837 ist dann eine reine Stützfläche zur Stabilisierung der Lagerung und des Laufes des Kolbenschuhes auf der Kolbenhubfläche 3566 des Kolbenhubantriebs 3542. Die Druckfluidtasche 1835 hat dann etwa den aus der Leitung 1828 von außen zugeführten Druck. Als Druckquelle wird meistens eine gesonderte kleine Pumpe benutzt, die vom Hauptschaft der Hochdruckpumpe mit angetrieben wird und die das schmierende Druckfluid über eine Steuerung in die Leitung 1828 leitet, derart, daß beim Druckhub der volle Schmierfluid Druck von bis zu etwa 800 bar in der Druckfluidtasche 1835 herrscht, beim Einlaßhub die Leitung 1828 aber mit der Atmosphäre oder mit Niederdruck verbunden ist, so daß beim Einlaßhub in der Druckfluidtasche 1835 Nieder druck oder Nulldruck der Atmosphäre herrscht. Das Verhältnis der Quer schnittsfläche des Treibkolbens 3540 zum Hubkolben 3535 bestimmt dann das Verhältnis des Druckes in der Druckfluidtasche 1835 zum Druck in der Außen kammer 35 beim Druckhub. Ist der Querschnitt des Treibkolbens 3540 fünfmal größer, als der des Hubkolbens 3535, dann kann man bei 4000 bar im Hochdruck Pumphub praktisch fast reibungsfreien Lauf des Kolbenschuhes auf der Kolben hubfläche 3566 erreichen. Um Dichtungen zu sparen, ist es zweckmäßig, das Gehäuse 91 der Außenkammer einteilig mit dem Zylindergehäuse aus star kem vergütetem Stahl herzustellen. Dann aber müssen die Laufbuchsen (Zylin der) 1822, 1832 in das gemeinsame Stahlgehäuse eingesetzt werden und der Hochdruck Außenkammer zu mit Halteborden 1825 gegen axiale Verschiebung gehalten werden. Die Buchse 1822 sollte man auch unten durch Umbördelung 1826 vernieten und die Buchse(n) 1823 kann man durch einen starken Stift 1824 gegen axiale Verschiebung sichern. Wie in Vorfiguren dieser Anmeldung beschrieben, muß der Raum oberhalb der Treibkolben 3540, 2540 mit einer Druck- Entlastungsleitung 1827 versehen werden.

In der Fig. 226 ist die Druckfluidtasche 1854 des Kolbenschuhes 2541 mit dem Hochdruckfluß aus der Außenkammer direkt geschmiert, damit die Zuführung durch eine Leitung 1828 von außen her eingespart werden kann. In solchem Falle erhält der Kolbenhub- Antrieb 2542 eine Kolbenhub-Führungsfläche 2566 mit kleinerem Anstellwinkel, weil sonst die Direktschmierung nicht verwirklichbar ist. Während in Fig. 227 der Hubkolben lose und unbefestigt auf dem Treibkolben aufliegen kann, ist in Fig. 226 der Hubkolben 2535 mit dem Treibkolben 2540 axial zusammen gehalten. Die Zusammenhalterung geschieht durch einen Bund 1840 am Hubkolben, der in eine Ausnehmung im Treibkolben 2540 eingreift und darin mittels eines Halteringes, eines Sicherungsringes und einer Tellerfeder 1839 zwischen dem Haltering 1840 und dem Spannring 1838 gehalten ist. Der Haltering 1840 liegt auf dem Bund (Flansch) 1841 des Hubkolbens 2535 auf. Mindestens einer der Kolben erhält normalerweise eine radial plane Auflagefläche, während der andere ein sphärisches Schwenkbett bilden mag, so daß zwischen die beiden Kolben 2540 und 2535 ein Lagerkörper 1842 eingelegt werden kann. Dadurch wird radiale Verlagerung des einen Kolbens zum anderen möglich, auch Achs fehler aus der Fabrikation werden ausgeglichen und die Anordnung wird für mehrere tausend Atmosphären betriebssicher. Das Druckfluid für die Druck fluidkammer 1854 des Kolbenschuhes 2541 wird dann aus der Außenkammer 35 durch die Bohrungen 1821, 1845, 1849 direkt in die Druckfluidtasche im Kolben schuh geleitet und diese hat dann etwa den gleichen Druck, wie den der in der Außenkammer 35 herrscht. Der Lagerkörper 1842 liegt mit seiner sphäri schen Rückenfläche 1843 im sphärischem Schwenkbett 1844 des Kolbenbordes 1841. Der Kolbenschuh 2541 ist mit seiner sphärischen Ruckfläche in der sphärischen Bettfläche 1856 des Treibkolbens 2540 schwenkbar gelagert.

Die Probleme des hohen Druckes werden dadurch gelöst, daß erfin dungsgemäß der Treibkolben 1855 an seinem äußeren Ende eine radiale Auf weitung 1855 bildet, die über den Durchmesser des Kolbens 2540 hinausgeht, damit ein Lagerbett mit großen Teilkugelradius 1853 gebildet werden kann. Dieses umgreift den Kolbenschuh so weit, daß der Kolbenschuh, der meistens aus Gußbronze besteht, unter dem hohen Innendruck nicht brechen kann, weil er außen von dem starken Endteil 1855 des aus zähen und gehärtetem Stahl hergestellten Treibkolbens weitgehend umgriffen ist. Damit der Kolbenschuh nicht vom Kolben herunterfallen kann, ist der Verbindungsstift 1848 angeord net. Er bildet im Kolbenschuh einen Schwenkfuß 1850, der an der mit Teilku gelradius 1852 im Kolbenschuh gebildeten Haltefläche 1863 schwenken kann und den Kolbenschuh hält. Am anderen Ende ist das Halterohr 1848 am Sitz 1847 des Kolbens 2540 mittels der Umbördelung (Vernietung) 1846 gehalten. Radial außerhalb des Rohres 1848 ist im Kolbenschuh ein Schwenkungsfreiraum ohne Bezugszeichen ausgebildet, damit die Schwenkung nicht behindert wird. Bei dem hohen Druck von mehreren tausend Bar wird die hydrostatische Lager tasche 1854 im Kolbenschuh sehr klein und das Abdichtfeld 1861 radial kurz. Die Ringnut 1860 begrenzt das hydrostatische Lager radial nach außen und ist mit dem druckarmen (drucklosem) Innerem der Pumpe verbunden. Ebenso die Ringnut 1863. Die Flächen 1862 und 1864 sind dann reine Stützflächen zur Stabilisierung und besseren Lagerung des Kolbenschuhes 2541 an der Kolbenhub- Führungsfläche 2566 der Kolbenhubführung 2542. Bei zu steilen Anstellwin keln der Kolbenhubführungsfläche 2566 ist diese Ausführung nicht möglich, weil die Tasche 1854 dann radial zu groß würde und die Dichtfläche 1861 den Durchmesser des Hubkolbens 2535 zu weit radial überschreiten würde. Die Abdichtung wäre dann aufgehoben, weil der Kolbenschuh von der Kolbenhub- Führungsfläche 2566 abheben würde. Auch das rückwärtige Ende des Kolbenschuhes 2541 muß mit der Lager-Begrenzungsnut 1866 versehen und rich tig bemessen sein. Siehe auch die weitere Nut 1867 und die Abflußnuten 1868 und 1865. Derartige Abflußnuten sind auch zu den Ringnuten 1863 und 1860 gelegt, aber nicht eingezeichnet, weil dadurch die Fig. 126, 127 zu un übersichtlich würden. Die Ausbildungen nach den Fig. 219, 226, 227 sind wichtige Mittel der Erfindung, um den hohen Druck in der Innenkammer 37 oder bei den Fig. 226 und 227 auch in der Außenkammer 35 zu verwirklichen.

Die Fig. 228 bis 231 zeigen weitere Vervollkommnungen des W-Y- Elements der Erfindung. Es soll auch den radial von innen herkommenden Druck auf das Element in der Wirkung auf das Element verringern und innere Dich tungen ganz ausschalten, so daß nur die Abdichtung nach den Fig. 99 usw. zwischen zwei benachbarten W- oder W-Y-Elementen verbleibt. Dazu bildet das Element die Wurzel 1875 mit der Durchflußbohrung 1876 radial tief innen aus und formt die an die konischen Innenflächenteile anschließenden Zwi schenschenkel 1893, 1895 an den mittleren Axialenden des Elements. Die radial äußeren Schenkelteile sind mit 1, 11, 12, 13, 4, 5, 3 geformt, wie aus den im Voraufgegangenem früher beschriebenen zu den betreffenden Figuren. Radial von außen her wird dann in das Element ein radial zweigeteilter (oder mehrgeteilter) Distanzring 1877 eingelegt, auf dem die bereits beschriebenen Lagerflächen 3 des Elements lagern. Der Ring 1877 kann mit Bolzen 1878 zu sammen gehalten werden. Soll in der Außenkammer kein hoher Druck herrschen, dann kann man den Totraum füllenden Distanzring 1877 durch einen radial dünneren Ring 1879, wie in Fig. 228 strichliert gezeigt, ersetzen. Fig. 229 zeigt das Element in separierter Darstellung und die Fig. 230 und 231 zeigen einen radial dünnen Distanzring 1879. Die Zweiteilung erfolgt in Fläche 1884, in der der Ring zusammen gelegt und mittels der Verbindung 1885 bis 1887 zusammen gehalten ist. Die Flächen 1880 bilden die Distanz- Lagerung für die Flächen 3 des Elements 1, 11, 1875 und die gebogenen Flächen 1881 dienen der Zentrierung des Distanzringes an der Ausbauchung des Elements zwischen den Flächen 3 und 5.

Wenn beim Druckhub die Außenschen kel 1, 11 des Elements schwenken, biegen sich die inneren Schenkel 1893, 1894 mit durch und das Element wird dadurch geschmeidiger. Ein längerer Hub wird möglich. Da die Innenschenkel 1893, 1894 mit ihren axialen Außenflächen direkt in die Flächen 4 münden, kann Druck in Radialrichtung von innen her nur auf die Innenflächen 4 und auf die Ringnasen 12 wirken. Das Element har daher nur geringe Radialausdehnung unter Innendruck.

Fig. 232 zeigt eine Fabrikationsmethode für das mit dem Flansch 284 zwischen dem Kopfdeckel 1 und dem Gehäuse 91 eingespannte, durch Dicht ringe in Dichtringbetten 516, 517 abgedichtete S-Element mit verstärktem Bodenteil 1330. Das S-Element mit konischen Schenkeln 510, 610 zwischen den inneren und äußeren Wurzeln 281 und 280 zeigt gegenüber den bereits frü her in dieser Anmeldung beschriebenen S-Elementen nichts prinzipiell neues. Es zeigt aber die bevorzugte Formgebung für eine einfache Fabrikationsweise. Das Element wird mit Flansch und Boden zunächst z. B. aus den beschriebenen Stainless-Stählen gedreht, wobei zwischen dem unterem Bodenteil und dem oberen Flansch ein dünnwandiges, zylindrisches Rohrteil entsteht. Danach wird das so vorbereitete Rohteil in eine radial zweigeteilte Form eingelegt, die die Formgebung der Außenfasern des Elements der Fig. 232 hat. Nach Verschluß der Form wird hoher Öldruck, von einer anderen der Pumpen der Erfindung erzeugt, radial innen in das Element hereingeleitet. Der hohe Öl druck preßt dann den vorher zylindrisch gewesenen Teil in die Nuten der Außenform hinein und das Element erhellt so die in der Figur gezeichnete Querschnittsform. Nach Erreichen dieser Form wird die Außenform gelöst, so daß die beiden Teile der Form radial herausnehmen kann. Das S-Element hat dann die gezeichnete Form und kann zur Weiter-Bearbeitung gegeben werden, die das Rollen der inneren und äußeren Oberflächen für Verfestigung der Oberflächen und das Kugelstrahlen der Oberflächen beinhalten mag.

Fig. 233 zeigt eine Erscheinung bei dünnwandigen Elementen, die nicht unberücksichtigt gelassen werden sollte. Die V-Elemente, wenn dünn wandig, biegen sich nicht immer wie eine Tellerfeder geradlinig durch, son dern sie können biegen in der Wurzel und in den Schenkeln. In der linken Seite der Figur sieht man unschraffiert die ursprüngliche, die ungespannte Querschnittsform eines solchen dünnwandigen V-Elements. Gleichzeitig sieht man in der linken Hälfte der Figur schraffiert die Form des Querschnitts nach der vollen Spannung. Die Schenkel 527 sind dann nicht mehr geradlinig im Querschnitt, sondern bogenförmig. Die Ringnasen 502 der ungespannten Form haben sich bei der Zusammendrückung des Elements zu den Positionen 1894 verlagert und die Schenkel haben jetzt die Querschnittsform nach 2527 der linken Hälfte der Fig. 233. Infolge dieser Erkenntnis der Erfindung sind erfindungsgemäß die Querschnitte der inneren und der äußeren Totraum- Ausfüllklötze nach der rechten Seite der Figur zu formen. So haben die äußeren Ausfüllklötze 1889 dann die Außenfasern 1891 und 1892, während die inneren Ausfüllklötze 1888 den in der rechten Hälfte der Fig. 233 gezeichneten Querschnitt erhalten.

Die Fig. 234 zeigt im Längs schnitt eine weitere Herstellungsweise für S-Elemente nach der Erfindung. Tellerfedern und Elemente wurden in der bekannten Technik gelegentlich als verklebt oder verschweißt beschrieben. Solche Verschweißungen oder Verkle bungen halten aber nicht, wenn sie an den bisherigen Stellen verschweißt werden. Nach der Erfindung der Fig. 234 erhalten die aus der Wurzel 529 und den Schenkeln 527 gebildeten V-Elemente radial außen axial nach außen gerichtete dünnwandige Fortsätze 1896, die an ihren axial äußeren Enden eine Abschrägung und eine radial nach innen gerichtete Verdickung, die durch 1896 und 1897 gezeigt sind. Zwischen zwei benachbarte Elemente wird jeweils der betreffende innere Ausfüllklotz 1898 eingelegt und danach werden die Abschrägungen 1895 mit Schweißmaterial gefüllt, so daß die Verdickungen 1897 durch die Verschweißung 1895 miteinander verschweißt sind. Die be schriebenen Stainless-Stähle sind auf diese Weise mit Argon gut verschweiß bar. Diese Art der Verschweißung bricht bei der Kompression der Elemente auch nicht mehr, weil die dünnwandigen Fortsätze 1896 sich durchbiegen können, so daß die Schweißnähte 1895 geringer belastet werden, als in der bekannten Technik. Die Verdickungen 1897 zusammen mit 1895 bilden eine Verschweißung größeren Querschnitts, so daß die per Querschnittsfläche geringer belastbare Schweißnaht infolge größeren Querschnitts die gleiche Haltbarkeit gegen Durchbiegung erhält, wie sie die Fortsätze 1896 und die Wurzeln 529 der Figur haben. Die inneren Ausfüllklötze erhalten die radial ausgedehnten Mittelteile 1898 und einendig oder doppelendig angeordnete Axial fortsätze 1912, 1913 mit Endflächen 1910, 1911 zur möglichst vollen Aus füllung der Innenkammer beim zusammengedrückten Zustand des Elements. Der Hub des Elements hat dann die Hublänge 1922 und die Innenkammer 37 ist aus den Kammerteilen 1918 und 1919 gebildet, die das Wasser aus der Pumpe för dern. Nach Vollendung des Hubes 1922 liegen die Endflächen 1910, 1911 an den Wandflächen der Schenkel 527 an und die Endflächen der Innenteile 1912, 1913 der Ausfüllklötze 1898 stoßen dann aneinander an, so daß kein weiterer Hub mehr erfolgen kann. In die Bohrungen 1914 in den Ausfüllklötzen und radial innerhalb der V-Elemente ist der mittlere Ausfüllklotz 1915 ange ordnet, der gleichzeitig den Hubbegrenzer zwischen dem Elementenboden 1330 und der Stirnfläche des Kopfdeckels 1 bildet. In bereits voraufgehend be schriebener Weise ist der Dichtringsitz 517 im Element vorteilhaft.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es zweckdienlich sein kann, der Außenkammer 35 ein Sicherheitsventil oder Überdruckventil 1923 zu zuordnen, wie beispielsweise in Fig. 212 gezeigt ist. Denn dann kann man sicher sein, daß der Hubsatz voll zusammengedrückt oder die Membrane voll gegen ihre Endanschläge in der Innenkammer gedrückt wird. Besonders bei Membranen ist dann eine völlige Entleerung der Innen- und Außenkammern gesichert und dadurch der höchste Wirkungsgrad erreicht. Man bedenke, daß der Kontrollkörper 1716 der Fig. 212 auch bei höchsten Drücken und dünn wandigen Membranen Beschädigungen der Membranen durch Anlauf an die Hub begrenzungsflächen ausschließt.

In Fig. 235 sind die Stützringe 20 und 958 zwischen benachbarten Ringnasen-Elementen 1, 11 radial nach innen versetzt eingezeichnet, damit man sie und ihre Abschrägungen besser erkennen kann, weil diese Anordnung eine besonders wichtige für eine haltbare Abdichtung ist.

In Fig. 236 sind die Druckfluidfelder "q" der Innenkammer und "Q" der Außenkammer über den Schenkeln eines Elements mit den Radien a, A, b, B der radialen Abdichtenden der Ringnasen der Elemente dargestellt und darunter sind die Momentengleichungen eingetragen, damit man direkt erkennen kann, daß die Elemente immer zusammengedrückt bleiben mit ihren Ringnasen, wenn der Druck in der Innenkammer den der Außenkammer nicht überschreitet. An Hand dieser Figur kann der Leser die entsprechenden Momente und Zusammendruck- Kräfte leicht berechnen.

Fig. 237 zeigt einen Querschnitt um den radial äußeren Teil eines mit Radien "ρ" um die Kreislinien "P" dop pelt gebogenes Membran-Elements in radial zehnfacher und axial hundertfa cher Vergrößerung. Diese Vergrößerung ist gewählt, um die Spannungen infolge Längsänderungen direkt sehen zu können. Gezeichnet ist strichliert die Mittelfaser des Elements gleicher Dicke "t", sowie die obere und die untere Außenfaser, die ausgezogene Linien sind. Der Hubweg ist "f". Unten sieht man in waagerechten strichlierten Linien das Element im ungespannten Zustand. Legt man von einer Kreislinie, die in der Figur als Punkt "P" er scheint, einen Strahl durch das Element, und zeichnet die senkrechte durch den Schnittpunkt des Strahles mit der Mittelfaser des Elements, dann sieht man unten drei übereinander liegende Punkte, die als Punkt, Kreis und Doppel kreis dargestellt sind. Bei der Durchbiegung des Elements (der Membrane) erreichen diese Punkte die darüber dargestellten Punkte: Punkt, Kreis und Doppelkreis, wenn man annimmt, daß die Mittelfaser genau senkrecht über dem Ursprungspunkt liegt. Man sieht, daß infolge der Dicke des Elements, die Punkte der Außenfaser weit, um die Längen "Δ Li" und "Δ Li" nach rechts und links verlagert sind. Um diese Längen sind also die Außenfaserpunkte radial nach innen oder außen verlagert und erzeugen entsprechende Spannungen innerhalb des Elements. Wäre das Element unendlich dünn, dann würden diese Längsänderungen, Radialverlagerungen, nicht auftreten und das Element würde dann lediglich den Spannungen in radialer und peripherialer Richtung der Mittelfaser unterliegen. Sollten diese Spannungen überall etwa annähernd gleich sein, könnte man annehmen, daß das Element von radial außen nach innen verhältnisgleich zum Radius verdickt werden müßte, um überall gleiche Querschnitte gegen Radialzug zu haben. Diese Verdickung ist durch strich lierte Linien angedeutet. Nach bisheriger Erfahrung kann man das Membran- Element gleichmäßig dick halten, wenn es auf dem inneren Drittel des Radius plan gehalten wird und wenn der Kontroll-Körper 1716 der Fig. 212 in die Pumpe, die Innenkammer begrenzend und die Anlaufwand für die Membrane bil dend, eingebaut ist. Metallmembranen von 0,2 bis 0,4 mm Dicke halten dann gute Lebensdauer durch.

Bei allen Ausführungsarten der Erfindung sollten bei Metall-Elementen (Stainless-Stahl, gehärtet, VEW-Stahl, Aluminiumbronzen usw.) die radialen Änderungen etwa 0,3 Prozent des Ursprungsdurchmessers nicht überschreiten und bei Teflon 0,9 Prozent möglichst nicht überschreiten. Bei Teflon oder anderen Kunststoff-Elementen oder Membranen muß man damit rechnen, daß der hohe Druck die Dicken dieser Elemente zusammendrückt, so daß sie Wellen bilden, weil sie sich infolge der Einspannung nicht radial ausdehnen können.

Es ist leicht zu sehen, daß für die verschiedenen Anwendungszwecke die Pumpe der Erfindung nicht mit einem einzigen Erfindungsmerkmal beschrie ben werden kann und eine Anzahl von Erfindungsmerkmalen zusammen verwendet werden müssen, um die bestmögliche Pumpe für die betreffende Leistung bei dem betreffenden Druck zu erhalten. Die folgenden Patentansprüche sind daher Kurzfassungen des Patentbegehrens für die Zeit, wie es sich am Anmelde tag darstellt. Wenn später der Stand der Technik vom Patentamt ermittelt sein wird, mögen diese Patentansprüche ergänzt, eingeschränkt oder in Teile mit aus der Figurenbeschreibung entnommenen Merkmalen vereinigt wer den. Alle Ausführungsbeispiele der Erfindung schon jetzt in einer Vielzahl von Patentansprüchen zu nennen, ist schwierig, solange der Stand der Technik noch nicht voll bekannt ist. Die Entwicklung dieser Pumpe hat länger als ein halbes Jahrzehnt gedauert und ihre Prüfungsprotokolle, Patentunterlagen, Entwicklung von Berechnungsformeln und Untersuchungen der Grundlagen füllen 8 Bände von je über 200 Seiten. Soweit die Einzelheiten dieser Erfindung nicht in schon jetzt aufgestellten Patentansprüchen erscheinen, sind ihre Wortlaute, soweit bereits definiert, in anderen Patentanmeldungen des Anmel ders oder Erfinders beim Europa Patentamt oder beim Deutschen Patentamt be schrieben.

Die Entwicklungsarbeiten für diese Erfindung haben im Laufe der Jahre zu immer kompakteren Aggregaten geführt. Dabei werden die Wärme abführenden Flächen immer kleiner, je kompakter die Pumpe wird. Die Gehäuse-Oberfläche reicht dann zur Abführung der Wärme nicht mehr aus, zumal das Wasser, das die Innenkammer durchströmt, nur einen Teil der Wärme abführt. Daher ist es bei kompakten Aggregaten zweckdienlich die Wasserzuleitung durch Teile der Pumpe, die Öl in benachbarten Räumen haben, oder durch den Öltank zu leiten, bzw. besondere Kühlräume, Kühlkanäle oder Kühlflächen die einerseits vom Arbeitsöl, andererseits vom Zufluß wasser beströmt werden.

Zusammenfassend sind durch die Erfindung u. a. folgende Ausführungsbeispiele, Anordnungen oder Merkmale getroffen, beziehungsweise Aufgaben gelöst worden:

1. Axial federbarer konischer Ring, der unter sich einen hohlkonischen Raum bildet, und den man daran erkennen kann, daß mindestens einem der radialen Enden (3, 13, 33) ein vom Ring (1, 11) in im wesentlichen axialer Richtung erstreckter, teilweise radial federbarer, im wesentlichen zylinderischer Ringteil (2, 12, 32, 42) zugeordnet ist.
2. Ring nach Ausführung 1, dadurch erkennbar, daß der Ringteil (12) mit dem konischen Ring (1, 11) einteilig ist.
3. Ring nach Ausführung 1, dadurch erkennbar, daß der genannte zylindrische Ringteil (12) am radial äußerem Ende (13, 33) des konischen Ringes (1, 11) mit dem konischem Ringe einteilig ausgebildet und vom hohlkonischen Axialende (4) des konischen Ringes im wesentlichen axial gerichtet erstreckt ist.
4. Ring nach Ausführung 1 und dadurch erkennbar, daß ein konisches Ringpaar (1 und 11) aus zwei konischen Ringen (1, 11), deren hohlkonische Axialenden (4) einander zugekehrt sind, gebildet ist.
5. Ringpaar nach Ausführung 3 und 4, dadurch erkennbar, daß radial innerhalb der zylindrischen Ringteile (12) des Ringpaares, dessen zylindrische Ringteile (12) axial und achsgleich mit ihren äußeren Axialenden (13) aneinander liegen, ein die Innenflächen beider zylindri scher Ringteile (12) berührender Zentrierzylinder (20) angeordnet ist.
6. Ringpaar nach Ausführung 5, dadurch erkennbar, daß das Ringpaar von Spannringen (27, 28, 80) umgeben und zusammen gehalten ist, die mit radial inneren Teilen (32) die axial und radial äußeren Enden (13) der konischen Ringe (1, 11) des Ringpaares (1, 11) umgreifen, die Ringe (1, 11) des Ringpaares zusammen klemmen und die Spannringe insbe sondere die genannten axialen und radialen Enden der konischen Ringe teilweise radial federbare, im wesentli chen zylindrische Ringteile (32, 42) enthalten.
7. Ringpaar nach Ausführung 6, dadurch erkennbar, daß die Spannringe (27, 28) zusammengeschraubt sind und in der hohlkonischen Kammer (4, 4, 50) zwischen den konischen Ringen (1, 11) des Ringpaares eine Pump- bzw. Motor- Kammer ausgebildet ist, bei deren Betrieb die genannten zylindrischen Ringteile (12) mit Stellen oder Teilen der genannten zylindrischen Ringteile (12) der Radial bewegung der radial äußeren Enden der konischen Ringe (1 und 11) bei der Kompression und Expansion der konischen Ringe folgen und bevorzugterweise ein plastischer Dichtring (26) radial innerhalb des Zentrierzylin ders (20) angeordnet ist.
8. Ringpaar nach Ausführung 1 und dadurch erkennbar, daß dem radial innerem Ende (3) des konischen Ringes an dem dem Hohlkonus abgekehrtem Ende (5) in der dem Hohlkonus abgekehrten Richtung ein zylindrisches, teilweise radial federbares, im wesentlichen zylindrisches Ringteil (2) zugeordnet ist.
9. Ringpaar nach Ausführung 6 und 7, dadurch erkennbar, daß zwischen zwei der genannten Ringpaare ein die radial inneren Enden zweier der konischen Ringe des Ringpaares berührender, im wesentlichen zylindrischer Ring (2) teilweise radial federbar von im Vergleich zu seinem Durch messer dünner Wand (2) angeordnet ist.
10. Ring nach Ausführung 1, daran erkennbar, daß der genannte Ringteil (2, 32, 22) mittels Anordnung einer Ringnut (29, 48) in einem Körper oder Ring an einem Körper (27, 28, 66) oder Ringe ausgebildet ist.
11. Ringpaar nach Ausführung 7, dadurch erkennbar, daß der betreffende konische Ring mit einer zylindrischen Innenfläche (60) versehen ist, in ihm ein Kammerdeckel (6, 7, 66) zum mindestens teilweisen Verschluß der genannten Kammer (50) angeordnet ist und an dem genannten Kammerdeckel ein radial mindestens stellen weise federbares Ringstück (22) ausgebildet ist, das ggf. unter Einschaltung eines plastischen Dichtringes (49) an der genannten Innenfläche (60) dichtet und das genannte Ringstück mindestens stellenweise radial von innen her mit dem Druck aus dem Fluid in der genannten Kammer, die Dichtung zwischen dem genannten konischem Ring und dem genannten Ringstück unterstützend, beaufschlagbar ist.
12. Ringpaar nach Ausführung 5, dadurch erkennbar, daß das Ringpaar von einem die beiden konischen Ringe des Ringpaares zusammenhaltenden, in radialer Richtung federbarem Klappring (80) umgeben ist.
13. Ringpaar nach Ausführung 5 ohne Zylinder (20), dadurch erkennbar, daß die beiden konischen Ringe (1, 11) des Ringpaares zusammen mit ihren zugeordneten teilweise zylindri schen Ringteilen (12, 13, 23) einteilig als ein einziger Federkörper ausgebildet sind, an dessen inneren Axialenden auch noch die zylindrischen Ringteile (2) einteilig mit dem einteiligem Federkörper (111), der in sich zwischen seinen konischen Innenflächen (4), und ihrem Verbindungteil (112) die in ihrem Volumen bei der Kompression und Expansion der konischen Teile (1, 11) des Federkörpers (111) volumenändernde Kammer (50) bildet, ausgebildet sein oder zugeordnet sein können.
14. Anordnung nach Ausführung 1 oder dadurch erkennbar, daß die Anordnung als Pumpe oder Motor verwendet wird.
15. Anordnung nach Ausführung 14, dadurch erkennbar, daß in die konischen Ringelemente (1) im Vergleich zu ihnen dünnere Dichtringtragrohre (3) eingesetzt sind, während die Dichtringtragrohre (3) mit massiven Klötzen (5) gefüllt sind, die zwischen dem Innen- Durchmesser der Dichtungringtragrohre (3) und dem Außendurchmesser der Massivklötze (5) einen engen Ringspalt (4) bilden, in dem aus der betreffenden Arbeits- Kammer her Druckfluid eindringen kann, um das betreffende Dichtringtragrohr radial nach außen aufzubiegen und mit dem betreffendem, eingesetztem Dichtring (93) auch bei Radialaufweitung des betreffenden konischen Ringelementes (1) an dessen Innendurchmesser eine gute Dichtung zu bilden.
16. Anordnung nach Ausführung 14, dadurch erkennbar, daß die Anordnung in einem verschlossenem Gehäuse (6) mit starker Wand (6) angeordnet ist, das Gehäuse mit einem Druckfluideinlaß (7) versehen ist und das Gehäuse mit Druckfluid zeitweilig periodisch gefüllt wird.
17. Anordnung nach Ausführung 16, dadurch erkennbar, daß die Druckfluidfüllung des genannten Gehäuses zeitlich parallel zum Hube des Arbeits taktes der Pumpe oder des Motors gesteuert ist und der Fluiddruck im Gehäuse (6) auf etwa der halben Höhe des Fluiddrucks in der betreffenden Arbeitskammer (1,1) der Pumpe oder des Motors gehalten wird und zwar zeitlich parallel zum Druck in der genannten Kammer gehalten wird.
18. Aggregat nach Ausführung 14, dadurch erkennbar, oder Pumpe bzw. Motor, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Behälter (11) zwei Flüssigkeiten unter schiedlichen spezifischen Gewichtes angeordnet sind oder die beiden Flüssigkeiten anderweitig voneinander getrennt gehalten sind und ein Arbeitskolben (15) ohne die zweite der Flüssigkeiten zu berühren, in die eine der Flüssigkeiten eintauchend, angeordnet ist.
19. Aggregat nach Ausführung 18, dadurch erkennbar, daß die erste der Flüssigkeiten eine mit Schmiereigen schaften, zum Beispiel Öl, ist und die zweite der Flüssigkeiten eine nichtschmierende oder Rost verursachende Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, ist und die erste der Flüssigkeiten ein geringeres spezifisches Gewicht, als die zweite der Flüssigkeiten hat.
20. Aggregat nach Ausführung 19, dadurch erkennbar, daß die genannten Flüssigkeiten in einem senkrechten Behälter, zum Beispiel in einem Rohr (11), angeordnet sind und der genannte Kolben von oben her in die genannte erste der Flüssigkeiten eintauchend angeord net ist, wobei sein Eintauchen in die zweite der Flüssigkeiten dadurch ausgeschlossen ist, daß die zweite der Flüssigkeiten infolge ihres höheren spezifischen Gewichtes sich immer unterhalb der ersten der Flüssigkeiten mit dem geringerem spezifi schen Gewicht befindet und die Höhe des Kolbens und seines Hubweges entsprechend angeordnet sind.
21. Aggregat nach Ausführung 20, dadurch erkennbar, daß der genannte Kolben (33, 49, 52) als Zweitkolben eines Kolbentriebes angeordnet ist, indem der genannte Zweitkolben (33, 49, 52) sich in einem Zylinder (6, 11, 1111) befindet und das obere Zylinderteil des den Zweitkolben beinhaltenden Zweitzylinders mittels einer Leitung (31) mit dem Zylinderboden eines einen Erstkolben (15) beinhaltendem Erstzylinders verbunden ist.
22. Aggregat nach Ausführung 21, dadurch erkennbar, daß der genannte Erstkolben ein durch einen Kolbenan trieb angetriebener Geberkolben (15) ist, wodurch der Geberkolben (15) eine Fluidsäule aus dem Erstzylinder durch die genannte Leitung (31) in den Zweitzylinder drückt und der genannte Zweitkolben dadurch als Folgekolben parallel zu der Bewegung des Geberkolbens (15) getrieben wird.
23. Aggregat nach Ausführung 22, dadurch erkennbar, daß der Folgekolben Mitteln zugeordnet ist, die ihn in seine Ausgangslage zurückdrücken und damit das Fluid in der genannten Leitung auch den Geberkolben in seine Ausgangslage zurückdrückt.
24. Aggregat nach Ausführung 23, dadurch erkennbar, daß mehrere Geberkolben und Folgekolben durch einen gemeinsamen Antrieb zeitlich nacheinander betrieben angeordnet sind.
25. Aggregat nach Ausführung 24, dadurch erkennbar, daß der genannten Leitung zwischen dem Geberkolben und dem Folgekolben Mittel zur rechtzeitigen vollen Füllung der Leitung mit Fluid und/oder zum Abfluß von in ihr enthaltenem Fluidüberschuß angeordnet sind.
26. Aggregat nach Ausführung 25 und dadurch erkennbar, oder nach einem der anderen der Beispiele und dadurch erkennbar, daß zwischen dem Geberkolben und dem Folgekolben eine Übersetzung derart angeordnet ist, daß der Folgekolben mit größerem Durchmesser als der Geberkolben ausgebildet ist.
27. Aggregat nach Ausführung 26, dadurch erkennbar, daß zwischen den beiden genannten Flüssigkeiten ein ihrer Bewegung folgendes Trennmittel, zum Beispiel ein Trennkolben (36), oder eine Membrane (61) angeordnet ist, wobei die Membrane fest eingespannt und der Trennkolben mit einem Dichtring (43, 82, 83) versehen sein kann.
28. Aggregat nach Ausführung 26, dadurch erkennbar, daß die beiden genannten Flüssigkeiten in Kammertei len angeordnet sind, beziehungsweise sich in ihnen aufhalten, die eines von ihnen oder beide mit einem entsprechenden Füllanschluß versehen.
29. Aggregat nach Ausführung 28, dadurch erkennbar, daß der Kammerteil, der die zweite der Flüssigkeiten enthält, mit einem Einlaß und einem Auslaß versehen ist, wobei in den Einlaß und/oder in den Auslaß jeweils ein Ventil (38, 39) eingeordnet sein kann.
30. Aggregat nach Ausführung 26, dadurch erkennbar, daß unterhalb des Folgekolbens (49) des größeren Durchmessers ein Arbeitskolben (52) kleineren Durchmessers angeordnet ist, zwischen dem Folgekolben und dem Arbeitskolben ein bevorzugterweise druckloser Raum (50) angeordnet ist und der genannte Arbeitskolben (52) den in die genannte erste der Flüssigkeiten eintauchenden Kolben bildet, so daß der genannte Arbeitskolben ggf. mit wesentlich höherem Druck in die genannte erste der Flüssigkeiten eintaucht, als der genannte Geberkolben an Druck liefert, da der genannte Kolben mit größerem Durchmesser (49) zwischen dem Geberkolben und dem Arbeitskolben die Kraft verstärkt, mit der der Arbeitskolben (52) in die Flüssigkeit hineingedrückt wird.
31. Aggregat nach Ausführung 30, oder einer anderen, dadurch erkennbar, daß die genannten Raumteile mit den in ihnen befindli chen ersten und zweiten Flüssigkeiten so eng bemessen sind, daß das Volumen der Flüssigkeiten in ihnen gerade noch ausreicht, die ihnen gestellte Aufgabe zu erfüllen, jeder übrige Raum und jede übrige Flüssigkeit aber vermieden sind, um Lieferverluste an Fluid in der Pumpe durch innere Kompression des Fluids zu verringern oder zu vermeiden.
32. Aggregat nach Ausführung 14 oder nach einer der Ausführungen 15 bis 31, dadurch erkennbar, daß die axialen und radialen Spannungen der Elemente, Rohre, Gehäuse, Ringe usw., sowie die mit Fluid gefüllten Kammern und Leitungsvolumen bei der Entspannung der betreffenden Teile oder Fluiden über den Folgekolben, die Fluidsäule im Mittelkanal und den Geberkolben als Hydromotor auf den Geberkolbenantrieb wirkend, die Welle des Antriebes antreibend, in das Aggregat eingeschaltet sind.
33. Anordnung nach Ausführung 1 oder ein Aggregat mit einer in einem Gehäuse angeordneten Pumpkammer, die zwischen einem Deckel und einem in axialer Richtung nachgiebigem Element (Feder, Membrane) angeordnet ist und mit einer Vorrichtung zur periodischen Volumenänderung der Pumpkammer, dadurch erkennbar, daß dem Element eine Bodenauflage (z. B. 101) und eine Kopfan lage (z. B. 100) zugeordnet sind, deren Abstand voneinander geringer ist, als die axiale Durchbiegekraft 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 periodischen Füllen und Entfüllen zugeordnet ist und der zweiten Pumpkammer Einlaß- und Auslaß-Mittel, zum Beispiel Ventile (38, 39) zugeordnet sind.
34. Aggregat nach Ausführung 33, dadurch erkennbar, daß das Element zwischen dem Deckel (1) und einer daran befestigten Halterung (Einsatz, Körper) (91) einge spannt ist.
35. Aggregat nach Ausführung 34, dadurch erkennbar, daß die Bodenauflage eine ebene Fläche ist, auf der das Element im ungespanntem Zustand aufliegt und die Kopfanlage zügig nach innen zu ausgebaucht ist, zum Beispiel, einen flachen Hohlkegel bildend. (Fig. 19 und 20)
36. Aggregat nach Ausführung 34, dadurch erkennbar, daß das Eingespanntsein die Befestigung des Elementes bildet und der Innendurchmesser der Befestigung den Außen durchmesser der genannten Pumpkammern (35, 37) bildet.
37. Aggregat nach Ausführung 36, dadurch erkennbar, daß der ersten Pumpkammer (35) ein Hubkolben (52) von im Vergleich zu den Pumpkammern (35, 37) kleinem Durch messer, aber langen Hubes zugeordnet ist.
38. Aggregat nach Ausführung 37, dadurch erkennbar, daß der Hubkolben (52) auf einem Druckkolben (124) auflie gend und von ihm getrieben angeordnet ist, wobei der Druck kolben einen größeren Durchmesser als der Hubkolben hat und der in einem Zylinder angeordnete Druckkolben durch einen Pumpkolben kleineren Durchmessers ein zwischengeschaltetes Druckfluid betrieben ausgebildet ist.
39. Aggregat nach Ausführung 34, dadurch erkennbar, daß das Element eine dünne runde Scheibe ist, die radial nach der Mitte zu in ihrer axialen Tiefe zunehmende Wellen in beiden axialen Richtungen (261, 461) zwischen schrägen oder fast axial gerichteten Zwischenstücken (361) formt und so als ein in axialer Richtung mit besonders langem Hub verformbares, federbares Element Ringelement (61) ausbildend angeordnet ist.
40. Aggregat nach Ausführung 39, dadurch erkennbar, daß die Bodenauflage (111, Fig. 21) eine der Wellenform des Elements (61, Fig. 21) angepaßte Wellenformauflage bildet, die dem Element in dessen ungespanntem Zustande Zwischenraum vermeidend anliegend ausgebildet ist.
41. Aggregat nach Ausführung 40, dadurch erkennbar, daß einem der Wellenberge der Bodenauflage eine durch den Boden (den Einsatz 91, Fig. 21) gehende Entlüftungs bohrung (120) zugeordnet ist.
42. Aggregat nach Ausführung 39, dadurch erkennbar, daß die Kopfanlage (110, Fig. 21) eine der Wellenform des Elements (61, Fig. 21) angepaßte Wellenanlage (312) ausfor mend bildet, wobei der Abstand der Wellenanlage (312) in axialer Richtung von dem Element vom Außendurch messer der Pumpkammern (35, 37) und somit vom Innendurch messer der Befestigung aus radial nach innen zu zunehmend angeordnet ist.
43. Aggregat nach Ausführung 42, dadurch erkennbar, daß das Auslaßventil (39) radial in der Mitte und somit an der tiefsten Wellenstelle der Kopfanlage angeordnet ist und die Achsen des Elements und der Pumpkammern senkrecht stehend mit der Kopfanlage nach oben ausgerichtet sind, so daß das Auslaßventil eine automatische Entlüftung bildet und die genannte Kopfanlage den Hubweg des genannten Elements begrenzend angeordnet ist.
44. Aggregat nach Ausführung 37, dadurch erkennbar, daß der genannte Hubkolben (52) in einem mit der genannten ersten Pumpkammer (35) kommunizierenden Zylinder (35) reziprokierend angeordnet ist, die erste Pumpkammer und der genannte Zylinder mit Fluid gefüllt sind und dem Zylin der eine Fluidfüll-Bohrung (121) zugeführt ist, die durch den Hubkolben in dessen äußerer Totpunktlage, bei der das genannte Element (61) seinen ungespannten Zustand ein nimmt, öffnet und die Kammer-Zylinder-Einheit (35) durch ein Druckfluidlieferaggregat mit Fluid füllen läßt, so lange der genannte Hubkolben in dessen genannter äußerer Tot punktlage die genannte Bohrung offen hält.
45. Aggregat nach einer der Ausführungen, dadurch erkennbar, daß das Element aus mindestens zwei konischen Ringteilen besteht, die symmetrisch zueinander angeordnet sind und ein Teil der genannten zweiten Pumpkammer ausgebildet ist und die genannten Bodenauflage und Kopfanlage fortgelassen sein können, weil die genannte zweite Pumpkammer teilweise innerhalb des genannten Elementes ausgebildet ist.
46. Aggregat nach Ausführung 45 und dadurch erkennbar, daß das genannte Element (210) mit seinem Flansch (284) zwischen dem Kopfdeckel (201) und dem Gehäuse (222) dichtend eingespannt ist und einen Boden (218, 217, 221) bildet, so daß 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.
47. Aggregat nach Ausführung 46 und dadurch erkennbar, daß dem Boden (z. B. 440) des Elements (z. B. 210, 510, 610, 280, 281, 284) eine Zuganordnung angeordnet ist, durch die das Element in seinen ungespannten Zustand gezogen wird, wobei die Zugvorrich tung aus einem Bolzen (441) mit Kolben (443) in einem Zylinder (444) bestehen mag und der den Bolzen umgebende Raum im Zylin der mittels Drucköl beaufschlagbar ist, um den Kolben und damit über den Bolzen den Boden des Elementes in den ungespannten Zu stand des Elementes zu ziehen.
48. Aggregat nach Ausführung 47 und dadurch erkennbar, 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.
49. Aggregat nach Ausführung 45 und dadurch erkennbar, 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 äußerer Teile (263, 270) oder mittels innerer und äußerer Ringbogen (280, 281) miteinan der verbunden sind und sich zwischen symmetrisch nach innen offen angeordneten Ringteilen (266, 260) eines konischen Ringteilpaares Teile der zweiten Pumpkammer (212) ausgebildet sind.
50. Aggregat nach Ausführung 49 und dadurch erkennbar, daß das Element aus faserverstärkter Plastik zum Beispiel nach der Fig. 7 hergestellt ist und die genannten Teile oder Ringbögen durch plane, aneinandergeklebte (verbundene) innere oder äußere Planflächen an den konischen Ringteilen (251, 252) ersetzt sind, so daß die Planverbindungen (253, 254) die jeweilige Verbindung benachbarter konischer Ringteile (251, 252) bilden.
51. Aggregat nach Ausführung 49 oder 50, dadurch erkennbar, daß der Innenraum des Elementes mit einem Ausfüllklotz (216) versehen ist, der den Innenraum im gespanntem Zustande des Ele mentes ausfüllt.
52. Aggregat nach Ausführung 45 und dadurch erkennbar, daß der Ausfüllklotz mit einem der ersten Pumpkammer zu offenem Raum (220) versehen ist (Fig. 5) in den ein Pumpkolben (227) zur Förderung von Fluid in die erste Pumpkammer zeitweilig und mindestens teilweise eintreten kann, um eine Baukürze des Aggre gates zu erreichen.
53. Aggregat nach Ausführung 45 und dadurch erkennbar, daß der ersten Pumpkammer ein Pumpkolben (227, Fig. 5) zugeord net ist, der seines geringen Durchmessers und seiner Hublänge wegen an seinem äußeren Ende in einem Zylinder (224) einen Endkolben (226) hat und in der Mitte zwischen dem Boden des Zylinders (224) und dem Endkolben (226) einen auf dem Kolben (227) verschiebbaren Führungsring (226) hat, der mittels Federn (225) beiderends des Ringes (226) in der jeweiligen Mitte gehalten ist, während der Hubkolben (227) selbst in einem Zylinder glei chen Durchmessers dichtend im Gehäuse (222) läuft und der Hub kolben (227) mit einem Antrieb (z. B. 226, 230, 231, 232) für seinen Kolbenhub oder mit einer Kolbenhubführung versehen ist.
54. Aggregat nach Ausführungen 33 und 45 bzw. nach mindestens einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, 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 Druck fluid zugeführt und abgeführt wird, wobei die genannte Bohrung (121, 223) an derjenigen Stelle in den genannten Zylinder mündet, bei der das innere Ende des genannten Hubkolbens seine äußere Endlage erreicht, damit der genannte Zylinder und die genannte Pumpkammer in dieser Lage des Hubkolbens voll mit Fluid gefüllt werden und der Fluiddruckhub nach dem kurzen Hubweg des genannten Hubkolbens beginnt, nach dessen Durchlauf die genannte Bohrung von dem genannten Hubkolben verschlossen wird.
55. Aggregat nach Ausführung 45 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß die Zwischenräume zwischen den benachbarten konischen Ringteilen (510, 610) zwecks Vermeidung von Totraum mit Füllstoff versehen sind, wobei der Füllstoff z. B. Aluminium oder Blei ist, wenn das Element (210 usw.) aus Stahl oder dergl. besteht, oder daß der Füllstoff in das Element eingegossen ist und nach Erwärmung auf die Knettemperatur des Füllstoffs das Element auf den Maximalhub zusammengepreßt wird, wobei der dann knetbare überschüssige Füllstoff herausgequetscht wird, so daß nach Entspannen des Elements (210) Pumpraumteile (537, 637) zwi schen dem Füllstoff (214) und den benachbarten konischen Ringtei len (510, 610) ausgebildet sind, und/oder Zwischenräume zwischen den genannten Ringteilen und den äußeren Füllstoffteilen (215) vorhanden sind.
56. Aggregat nach Ausführung 45 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß das Element (210 usw.) aus mit radial planen inneren und äußeren Enden versehenen Tellerfedern (260, 266) gebildet ist, wobei zwischen den radial planen Flächen Distanzringe (263, 270) angeordnet sind, die radial nach innen und 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) um griffen und zusammen gehalten sind (Fig. ).
57. Aggregat nach Ausführungen 33, 45 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß das Element (301, Fig. 10) mit einem Dichtringträger (381) versehen ist, dessen Dichtlippe (380) dichtend an der Innnenfläche (379) des Elementes anliegt, in einer Ringnut des Dichtringträgers axial innerhalb der Dichtlippe ein plastischer Dichtring (387) angeordnet ist und der Dichtring am axial inneren Ende der Innen fläche des Elements anliegt, die Dichtlippe und der Dichtring in axialer Richtung im Vergleich zum Element kurz ausgebildet sind und/oder axial außerhalb der Dichtlippe eine Ausnehmung (377) in dem Dichtringträger und/oder eine konische Ausweitung (378) in dem Element ausgebildet sind, um Quetschungen zwischen Ele ment und Dichtringträger bei der Axialspannung des Elements zu vermeiden und der Dichtringträger als zylindrisches Teil (381) ausgebildet ist, dessen Innenraum mit einem einen Spalt (382) freilassendem Füllklotz (383) versehen ist, wobei die axiale Länge des Dichtringträgers (381) so bemessen ist, daß seine Radialaufweitung unter Innendruck im Spalt (382) das Nachfol gen der Dichtlippe zur Radialaufweitung der Innenfläche (379) des Elements bei dessen Spannen folgt und die Dichtwirkung und die Berührung zwischen der Dichtlippe und dem Element zu allen Zeiten der Arbeitsbewegung des Elements aufrecht erhält.
58. Aggregat nach Ausführung 33 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß dem Element oder den Elementen (327, 328) und dessen Zuord nungen (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) ausgebil det 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 Innen raum (350) im Gehäuse (306) des Aggregates verbunden ist, so daß der Unterschied der Durchmesser des Kolbens und der Kol benstange den Unterschied des Druckes im Zylindes und der zwei ten Pumpkammer (37) innerhalb oder oberhalb des Elementes be stimmt, so daß die Elemente zwischen dem Druckunterschied in der ersten Pumpkammer (352, 350) und der zweiten Pumpkammer (37) arbeiten, wobei der Druck in der zweiten Pumpkammer we sentlich über den Druck erhöht werden kann, der in der zweiten Pumpkammer der maximal zulässige Druck wäre, wenn der die Elemente umgebende Raum mit Atmosphärendruck gefüllt wäre, 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 erhöht werden kann, ohne die Abmessungen der Elemente zu ändern.
59. Aggregat nach Ausführung 33 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß die Klampenringe (327, 328, Fig. ) Ringnuten (329) haben, die an den Klampenringen radial federbare Halteteile (332) zum Zusammenhalten der Elemente des Elementenpaares (301, 302) ausbilden.
60. Aggregat nach Ausführung 45 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar,daß die Elemente (401, Fig. ) eines Elementenpaares mit radial planen Flächen an den axialen Innenwänden nahe dem radial innerem Ende versehen sind, die Elemente durch die Zentrierringe (403) aufeinander zentriert sind, radial innerhalb der Elemente Dichtlippenträger (409) angeordnet sind, die Dichtlippenträger Dichtlippen (416) mit radialen Planflächen bilden und die radialen Planflächen (415) der Dichtlippen und den radialen Planflächen (416) der Elemente (401) die dichtende Auflage (408) bilden, wobei jeweils zwei benachbarte Elemente durch eine Anordnung (410, 412, 413, 411) axial miteinander gekuppelt sind und Distanz ringe (405) zwischen den Elementen angeordnet sein können.
61. Aggregat nach Ausführung 45 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß ein U-Element aus einem Verbindungsbogen (423) mit zwei davon radial einwärts konisch erstreckten konischen Ringteilen (421, 422) und axialen Endauflagen (424, 425) aus Stahl oder ähnli chem Stoff hergestellt ist und im Raum zwischen den konischen Ringteilen (421, 422) Füllstoffe (427) angeordnet sind, zwischen denen und den konischen Ringteilen Pumpkammerteile (426) ausge bildet sind, wobei der Füllstoff Aluminium, Blei oder dergleichen sein kann und die Fabrikation des Elements mit dem Füllstoff und den Pumpkammerteilen nach der Methode eines der Ansprüche hergestellt sein kann.
62. Aggregat nach Ausführung 33, 45 oder einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß eine Anordnung nach einem Teil einer der Figuren oder einem Teil der Beschreibung ausgebildet ist, oder daß im die Elemente und/oder Klampenringe umgebenden Innenraum (350) des Gehäuses (z. B. 306), Zwischenräume zwischen Teilen füllende, Totraum reduzierende Füllstücke (362) angeordnet sind.
63. Anordnung nach Ausführung 1, oder ein Aggregat mit in einem Gehäuse angeordneter, Fluid beinhaltenden Arbeitskammer, die in ihrem Volumen periodisch veränderbar ausgebildet und mit Einlaß- und Auslaßventilen versehen ist und der eine erste Pumpkammer (Arbeits kammer) mit einem ihr zugeordnetem, die Form oder Lage der ersten Pumpkammer periodisch veränderndem Kolben über eine Fluid-Trennfläche, Membrane, konisches Ringelement, zugeord net ist, oder dadurch erkennbar, daß die erste Pumpkammer (35) von der mit den Ventilen (38, 39) versehenen zweiten Pumpkammer (37) durch ein konisches Ring element (501) getrennt ist und das genannte Ringelement (501) mit einer durch einen Innendurchmesser und einen Außendurch messer begrenzten Lagernase (502) versehen ist, die radial innen und radial außen der Nase einen Dichtring (516, 517) halten kann und die die genannte erste und zweite Kammer voneinander derartig trennt, daß zwischen den genannten Durchmessern (518, 519) ein Querschnitt (520) von solcher Größe ausgebildet ist, daß die genannte Nase (502) bei Innendruck und Außendruck an dem ge nannten Element (501) mit einer benachbarten Fläche eines be nachbarten Teiles (1, 501) eine Dichtung bildet.
64. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß die Nase (502) radial nach außen einen Dichtringsitz (503) begrenzt und radial nach innen einen Dichtringsitz (504) begrenzt, wobei die Dichtringsitze durch von der Nasenwurzel radial er streckte radiale Planflächen gebildet sind.
65. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß das Element (501) am radial inneren und axial rückwär tigen Teil des Elements eine innere Nase (508) mit einem Innen durchmesser (521) und einem Außendurchmesser (522) bildet, die Differenz der Durchmesser eine Querschnittsfläche (523) bildet und von der Nasenwurzel aus erstreckte radiale Plan flächen die rückwärtigen innen und äußeren Dichtsitze (509 und 507) bilden.
66. Aggregat nach Ausführung 65 oder dadurch daß zwei der Elemente (501) achsgleich, aber axial entgegenge setzt gerichtet, mit ihren äußeren Nasen (502) in (509) symmetrisch aufeinander gelegt, ein Elementenpaar bilden.
67. Aggregat nach Ausführung 66 oder dadurch erkennbar, daß innerhalb der Elemente des Elementenpaares ein Kammer teil (537) ausgebildet ist.
68. Aggregat nach Ausführung oder dadurch erkennbar, daß mehrere der Elementenpaare achsgleich mit ihren inneren Nasen (508) in aufeinandergelegt eine Elementen-Hubsäule (526) bilden.
69. Aggregat nach Ausführungen 66, 67, 68 oder dadurch erkennbar, daß benachbarte der Dichtsitze zweier benachbarter Elemente (501) gemeinsame Dichtsitze (503, 504, 507, 509) zur Aufnahme eines gemeinsamen Dichtrings (524, 525) bilden.
70. Aggregat nach Ausführungen 66, 67, 68, 69 oder dadurch erkennbar, daß das betreffende Element (501) an einem axialen Ende mit seiner Nase (502) auf einem die Ventile (38, 39) enthaltendem Teil (z. B. 1) aufliegt und das betreffende Element am anderen axialen Ende einen axialen Verschluß (505, 514) bildet oder trägt.
71. Aggregat nach Ausführung 63 oder einer Ausführung, dadurch erkennbar, daß ein einteiliges "V-Element" (527) dadurch gebildet ist, daß ein radial inneres Stück (529) die inneren Nasen (508) zweier in (511) vereinten, benachbarten Elemente (501) ersetzt und in davon radial konisch erstreckte symmetrisch angeordnete konische Ring-Elemententeile (501) übergeht, die an ihren äußeren Stücken axial entgegengesetzt gerichtete Nasen (502) mit von deren Wurzeln aus erstreckten Dichtsitzen (503, 504) bilden.
72. Aggregat nach Ausführung 71 oder dadurch erkennbar, daß mehrere der V-Elemente (527) axial achsgleich hinterein ander gesetzt, eine V-Elementen-Hubsäule (533) bilden.
73. Aggregat nach Ausführungen 71, 72 oder dadurch erkennbar, daß in den axialen Zwischenräumen zwischen benachbarten Elementen (501) oder Elementen (501) benachbart, innere und/oder äußere Ringe (531, 532) als Totraum verringernde Ausfüllringe zugeordnet sind.
74. Aggregat nach Ausführung 63 oder einer Ausführung, dadurch erkennbar, daß die radial außerhalb des Mittelstücks (529) ausgebildete Ringnut (528) zwischen Teilen des V-Elements durch Ringteile (530) gefüllt ist.
75. Aggregat nach Ausführung 63 oder einer der Ausführungen, und dadurch erkennbar, daß ein Gehäuse (91) eine Bohrung (534) enthält, in die eine Elementensäule (526, 533) eingesetzt ist und der Innendurchmesser der genannten Bohrung nur wenig größer, als der Außendurchmesser der Elementen-Hubsäule ist, um eine erste Kammer (35) um die Hubsäule mit geringstmöglichem Rauminhalt zwecks Tot raum-Verminderung um die genannte Hubsäule (526, 533) zu bilden.
76. Aggregat nach Ausführung 63 oder einer der Ausführungen, und dadurch erkennbar, daß eine Platte (ein Ring) (91) mehrere achsparallele Bohrungen (534) radial unter gleichen Winkeln um die Achse (545) der Platte (91) verteilt mit gleichen Radien ausbildet, so daß die Platte mehrere erste Kammern (35) bildet, in die Elementensäulen (526, 533) eingesetzt sind, der Platte (91) ein Kopfdeckel (1) mit zu jeder der Bohrungen individuell führende individuelle Einlaß- und Auslaß-Ventilen (38, 39) zugeordnet ist, an den Kopfdeckel die betreffenden Elemente (501) mit Nasen (502) angelegt sind und die Ventilkanäle radial innerhalb der Nasen (502) in die zweite Kammer (37) innerhalb der Elemente (501) bzw. der Elementenpaare oder der Elementensäulen (526, 533) münden, das betreffende Element am dem Kopfdeckel abgekehrten Ende einen Verschluß (505, 514) der genannten zweiten Kammer (37) bildet und dem anderen axialen Ende der Platte (91) ein mindestens einen Teil der Antriebsanordnung zur Veränderung der ersten Arbeits kammer(n) (35) beinhaltendes Antriebsgehäuse (536) zugeordnet ist, wob 69196 00070 552 001000280000000200012000285916908500040 0002003727989 00004 69077ei die drei Teile (1, 91 und 533) durch Schrauben (539) oder andere Mittel miteinander verbunden und zusammen gehalten sind, wenn nicht die Teile (1, 91, 533) ganz oder teilweise als einteilige Anordnungen ausgebildet sind.
77. Aggregat nach Ausführungen 63, 75, 76 oder einer der Ausführungen, dadurch erkennbar, daß die genannte(n) erste Kammer(n) (35) zu einem Zylinder im Vergleich zum Durchmesser der ersten Kammer kleinem Durch messer verbunden ist und in diesem Zylinder ein Geberkolben (535) reziprokiert wird.
78. Aggregat nach Ausführung 77, dadurch erkennbar, daß der Geberkolben (535) periodisch Fluid in die erste Kammer (35) preßt und aus ihr aufnimmt, so daß die Volumenveränderung der ersten Kammer mit dem Volumen des Zylinders (538) die zweite Kammer (537) innerhalb der Elemente zwingt, ihr Volumen parallel zu der Volumenänderung der ersten Kammer mit dem Zylinder zu verändern und so periodisch Fluid durch das Einlaßventil einzunehmen und durch das Auslaßventil abzugeben.
79. Aggregat nach Ausführung 78 oder einer Ausführung, dadurch erkennbar, daß mehrere erste und zweite Kammern in der Platte (91) an geordnet sind, der Geberkolben (535) der ersten Kammern ein ge meinsamer Kolbenantrieb (z. B. 540-544) zugeordnet ist und die Einlaß-Ventile und/oder die Auslaß-Ventile (38, 39) gemeinsame Leitungen oder Anschlüsse bilden.
80. Aggregat nach Ausführung 63 oder einer Ausführung, dadurch erkennbar, daß der Außenkammer (35) ein Geberkolben (535) zugeordnet ist, der nahe seiner äußeren Totpunktlage eine Druckfluid-Füll mündung einer Druckfluid-Zuleitung (544, 566) freigibt, damit die äußere Kammer (35) beim Betrieb voll mit Druckfluid gefüllt ist und nicht an Fluidfüllung mangelt.
81. Aggregat nach Ausführung 80, dadurch erkennbar, daß der Außenkammer (35) eine Entlüftungsleitung (550) mit öffnungsfähigem Verschluß (551) zugeordnet ist.
82. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß der Außenkammer mehrere Geberkolben (535, 635, 735) zuge ordnet sind und gemeinsam auf sie Fluid gebend wirken.
83. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß eine einteilige Elementensäule (582) konisch ausgebildet ist mit wie ein Gewinde in axialer Richtung steigenden Außen- und Innen-Räumen um die konischen Ringelemententeile.
84. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß ein Geberkolben (535) direkt in einer Außenkammer (35) fördernd angeordnet ist.
85. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß ein Zugkolben (575) einem Trennkolben (572) zugeordnet ist und mit einem Kolbenstangenende (578) in eine mit der Außen kammer verbundene Zusatzkammer (579) eintauchend angeordnet ist.
86. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß eine Außenkammer (35) steuernde Steuernut (566) in einer Fläche einer Exzenter-Hubscheibe (565) angeordnet ist.
87. Aggregat nach Ausführung 63 oder dadurch erkennbar, daß eine Ausführungsart, ein Teil, eine Fortlassung, eine Be richtigung, eine Verbesserung oder eine Berechnung angeordnet oder ausgewertet ist, die in der Beschreibung oder den Figuren dargestellt oder beschrieben wurde.
88. Anordnung nach Ausführung 1 oder ein von Fluid durchströmtes Aggregat für Drücke bis zu mehreren tausend Bar auch für nicht schmierendes Fluid und mit konischen Ring teilen axial federbarer Ausführung zur Bildung der Förderkammer für das zu fördernde Fluid, dadurch erkennbar, daß Mittel zur Steigerung des Wirkungsgrades oder zur Erhöhung der Betriebssicherheit angeordnet sind.
89. Aggregat nach Ausführung 88, daran erkennbar, daß ein Mittel (z. B. 616 usw.) zum Verschluß von sich periodisch öffnenden und schließenden konischen Spalten angeordnet ist.
90. Aggregat nach Ausführung 88, daran erkennbar, daß eine Tellerfeder an beiden axialen Enden plan gearbeitet ist und an einem radialen Ende eine Ausnehmung für einen Dicht ring enthält.
91. Aggregat nach Ausführung 90, erkennbar daran, daß die Dichtringausnehmung (z. B. 503) einen rechteckigen Quer schnitt mit zur benachbarten Auflage-Planfläche (831) senkrechten und parallelen Wänden (931) hat.
92. Aggregat nach Ausführung 88, dadurch erkennbar, daß eine Außenkammer (35) die die Innenkammer (37) bildenden Elemente (1, 527, 830 usw.) umgibt, deren Radius klein im Vergleich zur Wandstärke des Gehäuses (91) ist.
93. Aggregat nach einer der Ausführungen, daran erkennbar, daß Mittel zur Steigerung der Leistung, der Betriebssicherheit oder des Wirkungsgrades in Kombination mit anderen Merkmalen oder in Kombination mit bekannten Mitteln aus dem Stande der Technik angeordnet sind.
94. Aggregat nach Ausführung 93, daran erkennbar, daß zwischen einem Gehäuse (91) und einem oberen und unteren Verschluß (1001, 91) ein Satz aus konischen Ringteilen (1, 527, 830) aneinander liegend angeordnet ist, wobei der genannte Satz eine Außenkammer (35) und eine Innenkammer (37) voneinander trennt.
95. Aggregat nach Ausführung 93, daran erkennbar, daß der Innenkammer (37) Einlaß- und Auslaß-Mittel (38, 39) zugeordnet sind und der Außenkammer ein Hubkolben (52, 535 usw.) zuge ordnet ist, der das Fluid in der Außenkammer periodisch kom primierend und expandierend zugeordnet ist.
96. Aggregat nach Ausführung 95, daran erkennbar, daß dem Hubkolben ein Treibkolben (649 usw.) größeren Durch messers zugeordnet ist, der in einem Zylinder (663 usw.) größeren Duchmessers läuft.
97. Aggregat nach Ausführung 93, daran erkennbar, daß die Elemente (1, 501, 527, 830 usw.) mit radial begrenzten Anlage flächen versehen sind, die eine Durchmesser-Differenz zwischen den benachbarten Teilen der Innenkammer (37) und der Außen kammer (35) bilden.
98. Aggregat nach Ausführung 93, daran erkennbar, daß in dem Dichtringsitz (z. B. 613 der Fig. usw.) ein metallischer oder fester Stützring (z. B. 616 oder 617) eingelegt ist und radial desselben ein plastischer Dichtring (z. B. 689, 691) ange ordnet ist.
99. Aggregat nach Ausführung 98, daran erkennbar, daß der Stützring (616, 617) mit zylindrischer Innenfläche oder mit einer Innenfläche mit dem Radius "R" um die Wurzel des konischen Spaltes (612) ausgebildet ist.
100. Aggregat nach Ausführung 98, und dadurch erkennbar, daß der Stützring mit einer Außenfläche mit dem Radius "r" um seine innere Mitte ausgebildet ist.
101. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß in dem Aggregat ein Langhubantrieb (619, 622, 623, 624, 625, 629, 628, 630, 631 und 634) der Fig. 13 zusammen mit mindestens einem weiteren Merkmal der Erfindung angeordnet ist.
102. Aggregat nach Ausführung 93, daran erkennbar, daß in einen mit Öl und Wasser (nach Fig. 14 oder 15) ge füllten Zylinder ein Kolben (15, 639) periodisch eintaucht, dem Zylinder ein Einlaß- und ein Auslaß-Ventil (38, 39) zugeordnet sind und der Zylinder (16, 638) im Vergleich zum genannten Kol ben einen nur wenig größeren Durchmesser hat, sowie die Öl menge im Zylinder kein solches Minimum ist, daß der Kolben zu allen Zeiten vom Öl benetzt bleibt.
103. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß ein W-Element (642) der Fig. 16 mit einem Mittelstück (2, 646, 649) zwischen zwei Endteilen (643, 644) konischer Ringform angeordnet ist.
104. Aggregat nach Ausführung 103, und dadurch erkennbar, daß an den Endteilen (643, 644) zylindrische Ringnasen (13) axial vorstehend, angeordnet sind.
105. Aggregat nach Ausführung 100, 104 etc., erkennbar daran, daß zwei benachbarte der W-Elemente durch Klampenringe (27, 28) zusammengespannt sind, wobei die Klampenringe teilweise in die W-Elemente eingreifend angeordnet sind.
106. Aggregat nach Ausführung 105, dadurch erkennbar, daß mehrere solcher zusammen geschraubten W-Elemente angeordnet sind und das obere der W-Elemente an einem Kopfdeckel (1001) und das untere der W-Elemente an einem Hubkolben (652) befestigt, angeordnet sind (Fig. 67).
107. Aggregat nach Ausführung 93, erkennbar daran, daß der Begrenzung zwischen der Innenkammer (37) und der Außen kammer (35), zum Beispiel den Elementen (1, 501, 527, 830, 642) eine Rückzugsvorrichtung (z. B. 655, 656, 657, 658) zugeord net angeordnet ist.
108. Aggregat nach Ausführung 107, daran erkennbar, daß die Zugstange (662) abgedichtet durch innere Bohrungen (692, 1062) eines Hubkolbens (52), eines Treibkolbens (649) oder ein anderes Mittel angeordnet ist und/oder Federmittel (669) oder Fluiddruck auf den Rückholkolben (668) wirkend angeordnet ist.
109. Aggregat nach Ausführung 93, daran erkennbar, daß der Innenkammer (37) ein Bodenverschluß (501) ggf. in Verbindung mit mindestens einem anderen Mittel der Erfindung zugeordnet ist und/oder der Bodenverschluß mit einem der Mitte der Innenkammer zu offenem Gewinde (671) und/oder einem Dicht ring (681) zur Abdichtung einer Zugstange (662) angeordnet ist.
110. Aggregat nach Ausführung 93, erkennbar daran, daß V-Elemente (527) mit Ringnasen (502) aneinander liegen, die radial nach innen und außen durch Dichtringmittel (503, 512) abgedichtet sind und die Außenkanten der Elemente axial um greifende Klampenringe (682) angeordnet sind.
111. Aggregat nach Ausführung 93, dadurch erkennbar, eine Rückzugsvorrichtung (1003, 672, 673) radial versetzt zu einge bauten Hubkolben (535 oder 735 usw.) angeordnet ist (Fig. ).
112. Aggregat nach Ausführung 93, dadurch erkennbar, daß ein fester, zum Beispiel metallischer Stützring (686, 690) in eine Dichtnut eingesetzt, in axialer Richtung und in einer der beiden radialen Richtungen von einem plastischen Dichtring (687, 688, 689, 691, 692, 693) umgeben angeordnet ist (Fig. 70, 71 usw.).
113. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß eine Einlaß (709) zur Zuführung von Druckfluid zur Außen kammer (35) ausgebildet und in die Einlaßleitung nahe der Außen kammer ein Rückschlagventil (706) zur Verhinderung der Ausströmung von Fluid aus der Außenkammer angeordnet sind (Fig. 72).
114. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, der Außenkammer (35) bevorzugt an dessen oberem Ende ein selbsttätiges Auslaßventil (1006, 696, 699, 1012, 704, 703, 700, 701, 702, 703, 704) zugeordnet und die Entleerung der Außenkammer von überflüssigem Fluid und schädlicher Luft bewirkend und bei Hubdruck in der Außenkammer selbst schließend angeordnet ist (Fig. 72).
115. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, ein V-Element (527) einendig mit einer planen Fläche und anderen ends mit einer axial nach außen gewölbten Ringfläche (719, 720, 721, 722) angeordnet ist (Fig. 74 und 75).
116. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß ein Element mit einer mit einem Radius um einen Kreis axial außerhalb des Elements (724, 725) gebildeten Ring nut (726) versehen ist und zwischen zwei benachbarte solcher Elemente ein Rundring (727) insbesondere metallischer Ausführung in die beiden Ringnuten eingelegt angeordnet ist (Fig. 76).
117. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß ein automatisch wirkendes Differenzdruck-Ventil (728 bis 736, 938 bis 946 oder ein entsprechend wirkendes anderer Ausführung) zum Beispiel nach den Fig. 28 oder 47 der Innenkammer (37) und der Außenkammer (35) zugeordnet und so ausgebildet ist, daß es einen geringen Druckunterschied von zum Beispiel nur einigen Bar zwischen der Innenkammer und der Außenkammer mit dem Druck in der Innenkammer geringer als der Druck in der Außen kammer bei allen Druckbereichen, die in den Kammern vorkommen, aufrecht erhaltend, angeordnet ist.
118. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß in eine Dichtringausnehmung eines Elements mit etwa 45 Grad abgeschrägter, bevorzugt metallischer, Stützring (653, 760 usw.) mit der Abschrägung einen plastischen Dichtring (761, 654 usw.), mit einer seiner Flächen das benachbarte Element (z. B. 502, 527 usw.) und mit der erstlichen Fläche die Stirnfläche eines benachbarten Teiles (zum Beispiel Kopfdeckel (1001), Hubkol ben (652) oder dergleichen) berührend, angeordnet ist (Fig. 79, 67, 89, 90 usw.).
119. Aggregat nach Ausführung 93, und dadurch erkennbar, daß ein etwa gleichbleibend dickes Element (765) mit einem Bogen (766) um einen Rundring (763) geformt und gelegt ist, wobei die radialen Außenteile Planteile (768) bilden, zwei be nachbarte gleiche Elemente symmetrisch axial aneinander den Rundring (763) umgreifend gelegt sind und die Radienflächenteile (769) des Rundrings berührend, sowie die Planteile (768) in der Fläche (770) aneinander liegend, angeordnet sind (Fig. und 81).
120. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß zwischen den Elementen (777) Zwischenräume (779 und/oder 782) ausgebildet sind, die in den Elementen ausgebildeten Radien- Ringnuten den Rundring (727) in den Flächen (780, 781) radial stellenweise innen und außen berührend, die Abstandsdifferenz "Delta B" bildend, angeordnet sind (Fig. 82).
121. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß zwei benachbarte Elemente (501, 527) radial außen und axial außen zur Halterung (783) verjüngt sind, die Axialenden (785) eines die Elemente stellenweise axial und außerdem radial umgreifenden Umgreifringes (784) die Halterungen axial umgreifen und in die Verjüngungen eintreten, und/oder diese Ausbildung zwecks Verhinderung axialen Vorstehens der Umgreifringteile über die Elemente angeordnet sind (z. B. Fig. 82, 83 usw.).
122. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß Faser-Plastik-Stoff- (zum Beispiel Carbon Fiber-)Schichten ein um einen Rundring oder Halbrundring (801) gelegtes Element bilden, indem die Faserschichten übereinander, aber mit den Enden radial zueinander versetzt, angeordnet sind (Fig. 84).
123. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß der Zwischenraum (820 usw.) zwischen dem Außendurch messer des Elements und dem Innendurchmesser des Gehäuses (91) sehr eng (zum Beispiel einige Zehntel Millimeter weit) ausgebildet ist und in das Gehäuse axiale Fuidflußnuten (822) engen Querschnitts angeordnet sind (Fig. 85, 86 usw.).
124. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß zwischen axial plangeschliffene Tellerfedern rechteckige oder quadratische Ringe (832, 849) eingelegt sind und radial dieser, die Planflächen (831, 850) der Elemente und einen Teil der Flächen des Ringes berührende Stützringe mit diese berührenden plastischen Dichtringen angeordnet sind (Fig. 87 bis 89).
125. Aggregat nach Ausführung 124 und dadurch erkennbar, daß der Stützring mit einer oder mehreren konischen Flächen (841, 840) ausgebildet ist (Fig. 88 usw.).
126. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß über das Element (830), die Tellerfeder (830), ein mit gleichgeformtem konischen Ringteil versehenes, von Fluid nicht zerstörbares Zweitelement (842, 847) gelegt ist (Fig. 89, 90).
127. Aggregat nach Ausführung 126 und dadurch erkennbar, daß das Zweitelement radial innen vor dem Zwischenring (832) endet und dort von einem Stützring (z. B. nach Fig. 89) und von einem eingelegten plastischen Dichtring berührt, angeordnet ist (Fig. 90).
128. Aggregat nach Ausführung 126 und dadurch erkennbar, daß die Zweitelemente (846, 847) zwischen zwei benachbarten Elementen (830) radial soweit ausgedehnt und begrenzt, so wie mit Planenden versehen sind, daß die Planenden die Auflage und den Dichtsitz bilden, Stützringe (690, 833, 834) berührend eingesetzt sind, ein plastischer Dichtring die Stützringe berührt und/oder radial innen an zwei Elementen eine Umgreif-Dichtanord nung (848 bis 854), zum Beispiel nach Fig. 90, angeordnet ist.
129. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß bei plangeschliffenen Tellerfedern mit axial endwärtigen Planflächen (831, 850) als Elemente eingesetzt, die Umgreifringe mit im Prinzip zylindrischen Endflächen versehen sind, deren Durchmesser gerade die eingesetzten Füllringe (864, 865) berüh rend angeordnet sind, oder die genannten Durchmesser (869, 870, 871, 872) soweit sie benachbart sind, entweder gerade einander berühren, wenn die Elemente (830) komprimiert sind, oder zwi schen ihnen nur sehr enge Zwischenräume (von am besten wenigen zehnteln oder hundertsteln Millimetern) angeordnet sind (Fig. 91).
130. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß die Elemente aus radial ineinander geschachtelten Ringen (882 bis 887) gebildet sind, die axial zueinander verschiebbar gelagert und mit Axialbewegungs-Begrenzern (889, 890, 893, 897 usw.) versehen sind und/oder Doppelführungen und Begrenzungen (894, 890, 899 usw.) und/oder Dichtungen (895) und/oder Befestigun gen (880, 881, 657) an Endteilen der Außenkammer (35) ausgebil det sind und die Elemente radial innen die mit den Einlaß- und Auslaß-Ventilen (38, 39) versehene Innenkammer (37) bilden (Fig. 92).
131. Aggregat nach Ausführung 130 und dadurch erkennbar, daß eine Rückzugsvorrichtung (902, 656, 657 oder dergl.) den Elementen (1882, 882 bis 887) oder einem Teil dieser Elemente zugeordnet angeordnet ist (Fig. 92).
132. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß das Element (830) mit den Planflächen (850, 831) parallel zueinander ausgebildet ist und am Element der Dichtringsitz (503), zum Beispiel nach Fig. 93, angeordnet ist.
133. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß im Element (947) Vertiefungen (926 oder 928 oder beide) zwecks Ausbildung von Angriffserhöhungen (927, 929) ausgebildet und axial der jenseitigen Auflageflächenteile (531, 850) in glei cher Radialhöhe, angeordnet sind (Fig. 94, 95).
134. Aggregat nach Ausführung 133 und dadurch erkennbar, daß bei axial aneinander gelegten Elementen (947) Umgreifringe (936, 937) mit ihren axialen Umgreifteilen die genannten An griffserhöhungen (927, 929) berührend (in 934, 935), zum Beispiel nach Fig. 95, angeordnet sind.
135. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß bei einem Axialkolben-Aggregat (Booster nach Fig. ) die Rücklaufleitung (922) in die Zuleitung zur Pumpe (921) ver bunden ist und ein jeden Ausfluß aus diesen Leitungen verhindern des Rückschlagventil (919) zwischen dem Zusammenschluß der genannten Leitungen und dem Fluid-Tank angeordnet ist, um die Spannungsenergie des komprimierten Fluids einer der Kammern (604) in die Pumpe zu leiten, um in dieser eine den Rotor der Pumpe antreibende Hydromotoren-Wirkung auszuüben, bis das komprimierte Rücklauffluid entspannt ist und/oder diese oder eine ähnliche Anordnung getroffen ist, um den Wirkungsgrad von Axialboostern durch Mitausnutzung des komprimierten Fluids zu erhöhen.
136. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß eine Taumelscheiben-Anordnung (904 bis 910) mit einer Dreh verhinderung (914 bis 917) zum Beispiel nach Fig. 98 angeord net ist.
137. Aggregat nach Ausführung 93 und dadurch erkennbar, daß ein Mittel, das in den Figuren dargestellt oder in dem Text dieser Patentanmeldung beschrieben ist, angeordnet ist.
138. Anordnung, zum Beispiel nach einer der Ausführungen, dadurch erkennbar,
daß das Ölvolumen auf einen Bruchteil des Verdrängungs- Volumens des Kolbens (15) begrenzt ist,
daß, falls ein Trennklotz zwischen dem Wasser und dem Öl angeordnet ist, das Material des Trennkolbens auf etwa das drei fache des spezifischen Gewichts des Wassers in seinem spezifi schen Gewicht begrenzt ist,
daß die Ventile (38, 39) konische Sitze entgegengesetzt gerichteter Konen relativ zur Achse des Kolbens (15) haben und ihre Stirnfläche im verschlossenen Zustand in der Bodenebene des Zylinders (11) liegen;
daß die schwerere Flüssigkeit senkrecht unter der leichteren liegt und Bögen, Schrägen oder Beschleunigungsverluste verursa chendes Fluid in Leitungen zwischen dem Kolben (15) und den Venti len (38, 39) vermieden sind,
und die Wandstärke des Gehäuses (11) dicker, als der Durchmesser des Kolben (11) ist;
wobei ferner noch erwünscht ist, daß gerade an dem unteren Niveau des Öls im unkomprimierten Zustand die Leitungen (709 und 795), zum Beispiel der Fig. 72 mit den diesen Leitungen zugeordneten Ventilmitteln angeordnet sind.
139. Aggregat nach einer der Ausführungen, dadurch erkennbar, daß die konischen Spalten zwischen Elementen in Richtung zur Außenkammer öffnen, aber gegen die Innenkammer (37) eine Auflage zur Begrenzung der Radialabmessung der Innenkammer mit dem radialen Differenzabstand "Delta A" vom Außenende des betref fenden konischen Spaltes bildet und die an den radial plange schliffenen axialen Außenflächen der radial inneren Enden der Tellerfedern-Elemente eine benachbarte radial plane Fläche (eines Ringes, einer Wand) berühren, so daß dort beim Kompri mieren der Tellerfeder (des Elements) eine Auflagenlinie "B" zur radialen Begrenzung der Außenkammer besteht und die sich dabei öffnenden konischen Spalten zwischen dem Element und der benachbarten Planfläche der Innenkammer zu öffnen; und/oder daß die konischen Spalten durch Stützringe (bevorzugterweise metallischer Stützringe) überdeckt und mit plastischen Dichtrin gen jenseits der Stützringe abgedichtet sind, und/oder ein Körper (Rohr) mit Dichtringnuten und plastischen Dichtringen radial innerhalb der Innendurchmesser der Elemente angeordnet sind.
140. Aggregat nach einer der Ausführungen, erkennbar daran, daß die Innenkammer zur Außenkammer und die Außenkammer zur Innenkammer relativ zu den Radialdurchmesser-Begrenzungen, den Stützringen, den Dichtringen wird, wenn Einlaß- und Auslaß- Ventile der Außenkammer verbunden sind.
141. Aggregat nach einer der Ausführungen und dadurch erkennbar, daß das Volumen der Außenkammer im unkomprimiertem Zustand kleiner, als das der Innenkammer ist, insbesondere, wenn der zeitweilig außerhalb der Außenkammer reziprokiert.
142. Aggregat nach Ausführung 1, erkennbar daran, daß Mittel zur Vervollkommnung des Wirkungsgrades, der Abdich tung oder zur Vereinfachung bzw. Verbilligung der Herstellung des Aggregates angeordnet sind.
143. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß Dichtungen um oder in den Elementen angeordnet sind.
144. Aggregat nach Ausführung 139, erkennbar daran, daß innerhalb der Ringnasen (12) zwischen den Innenflächen (4) zweier benachbarter Elemente (1, 11) der Zentrierungsring mit Abschrägungungen (955) versehen ist oder zwischen dem Zentrierungsring und dem Dichtring (26) etwa 45 Grad abge schrägte Stützringe (959) angeordnet sind, die den Zentrie rungsring, das benachbarte Element und den Dichtring berüh ren oder daß am Zentrierungsring schräge Dichtlippen (963) ausgebildet beziehungsweise Anordnungen nach der Fig. 99 getroffen sind.
145. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß an einem U-Element (1, 11) an seinen radial inneren Außenkanten Dichtringsitze (967-970) eingearbeitet sind, oder zwei benachbarten U-Elementen beide teilweise übergreifende Stützringe (790, 690, 616) und Dichtringe (791, 691 usw.) zugeord net sind, um oder in dessen axiale Enden gelegt oder Anordnungen nach den Fig. 100 bis 102 getroffen sind.
146. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß der Querschnitt eines U-Elements (1, 11) der Fig. bis oder ein V-Element (971, 972) der Fig. 103 bis 105 mit einem stärkerem Rücken (112, 972) ausgebildet ist, um die Spannkraft zu erhöhen oder um die inneren Spannungen gleichmäßiger zu verteilen bzw. andere Anordnungen nach den Fig. 100 bis 105 getroffen sind.
147. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß zwischen zwei benachbarten V-Elementen in deren Innen kammer (37) dem Rücken (529, 972) angeformte Füllklötze (740) mit Radien (985) und inneren Axialverlängerungen (984) zugeord net sind, die Füllklötze in dem Raum außen zwischen den Schenkeln (971) des V-Elements radial zweigeteilt und mittels Verstiftung oder Verschraubung (989) präzise zusammen gefügt oder andere Anordnungen der Fig. 100 bis 105 getroffen sind.
148. Aggregat nach Ausführung 143, erkennbar daran, daß in einer Pumpe mit oben Öl im Zylinder und unten Wasser im Zylinder (11) nahe oberhalb der Wasseroberfläche Ölzuleitungen und/oder Ableitungen (709) angeordnet sind, totraumlose Einlaß- und Auslaß-Kegelventile (38, 39) mit der Zylinderbodenfläche etwa fluchtenden Stirnflächen zwecks Verhinderung von Ventiltoträumen angeordnet oder andere Anordnungen nach der Fig. 106 getroffen sind.
149. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß einer Außenkammer oder einer anderen Kammer, z. B. nach Fig. 107, ein Steuerventil (994) in einem Zylinder axial beweglich zugeordnet ist, daß zum Beispiel nach Fig. einen Abfluß aus der Kammer (35) bei geringem Druck in der Kammer zuläßt, die Kammer aber bei steigendem Druck in der Kammer verschließt, also die Ableitung (704).
150. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß ein radial zweigeteilter Umgreifring (1030) mit Axial- Borden (1031, 1032) die Außenenden zweier benachbarter Elemente (1, 11, 609, 611 usw.) umgreifend angeordnet ist oder andere Umgreifring- Anordnungen nach den Fig. 112 bis 115 getroffen sind.
151. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß zwei benachbarten Elementen mit einem Distanzring (861) zwischen ihnen Stützring-Anordnungen (1043, 1044) so zuge ordnet sind, daß sie die beiden Spalten zwischen dem Distanz ring und den benachbarten Elementen (1, 11, 609, 611 usw.) überdecken und/oder andere Anordnungen nach den Fig. 112 bis 115 getroffen sind, zum Beispiel ein Haltering mit Boden (1041, 1046) radial innerhalb der Elemente und des Distanzringes mit Dichtringen angeordnet sind.
152. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß zwischen einem Element (1) und dem Dichtlippenträger (381) der Fig. 122 bis 124 plastische Dichtringe (1071) und ein etwa 45 Grad abgeschrägter Stützring (1070), der eine weitere Abschrägung Z haben mag, so angeordnet sind, daß der Dichtring unter Fluiddruck den Stützring vor den sich ggf. öffnenden und schließenden engen Spalt zwischen Dichtlip penkante (380) und Innenfläche (378) des Elementes (1) preßt.
153. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß ein Pumpelement, Faltenbalg, Füllstücke (1072, 1073) nach der Fig. 125 enthält, die Füllstücke innen oder außen von Elemententeilen umgeben sind, das Element mit Einspannflanschen (1075, 1080) versehen ist, die Füll stücke, Füllringe mit Kleben vermeidenden Oberflächen versehen oder sonstige Anordnungen bzw. Fabrikations-Metho den nach der Fig. 125 angewendet oder angeordnet sind.
154. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß zwei benachbarte Elemente (1, 11 usw.) an ihren radialen Innenteilen mittel zweier zusammen genieteter Ringe (1103, 1104, 1118 bis 1120) zusammen verbunden sind oder Dichtringsitze bzw. Rohrnieten oder andere Mittel der Fig. 131 bis 134 angeordnet sind.
155. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß ein Element oder ein V-Element eine Ringnase (1502) am radial inneren oder radial äußeren Ende ohne Ausbil dung von Dichtnuten hat, so daß das Element nicht an Feder weg (Hubweg) verliert und die Abdichtung, wie Stützring (616, 690), Dichtring (690 usw.) radial außerhalb oder radial innerhalb der sich berührenden Nachbarelemente, Distanz ringe oder dergl. angeordnet oder andere Ausbildungen oder Anordnungen nach den Fig. 136 bis 138 getroffen sind.
156. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß zwei benachbarte Elemente (1527, 2527) von einem in der Fläche (1135) radial zwei geteilten Umgreifring mit Borden (2134, 2135) radial innen oder radial außen umgriffen sind und der zweigeteilte Umgreifring durch einen Haltering (1132) zusammen gehalten ist, bzw. andere Anordnungen nach den Fig. 139 bis 140 getroffen sind.
157. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß einem Aggregat mit einem Hubsatz in der Außenkammer (35) ein Hubkolben nahe zugeordnet ist, dessen Durchmesser "Dp" fast dem Durchmesser der Außenkammer (35) entspricht und der Abstand des Kolbens (1136) zum Boden der Hubelemen tensäule auf das Kompressionsvolumen der Länge Sb begrenzt ist oder andere Anordnungen nach der Fig. 141 getroffen.
158. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß ein Trennkolben (1145) mit einem Hohlraum (1144) versehen ist und die axialen Endwände (1143, 144) nach außen ge wölbt bzw. andere Anordnungen nach der Fig. 45 getrof fen sind, so daß der Trennkolben unter Axialdruck von außen her seine zylindrischen Dichtflächen (1145) oder seinen Dichtringsitz radial nach außen aufweitet.
159. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß die Anlagefläche (1152) des Deckels (1001) oder der Wand der Innenkammer (37) so gekurvt ist, daß eine ihm anliegende Membrane (61) allerorts etwa gleiche innere Spannungen hat, oder andere Anordnungen nach der Fig. 145 getroffen sind.
160. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß mehrere Pumpen mit einer Membrane (61) zwischen der Außenkammer (35) und der Innenkammer (37) axial hintereinander, untereinander oder übereinander zu einem Membranpumpensatz zusammengebaut sind, wobei jeweils zwei Pumpen einen gemeinsamen Hubkolben haben können, eine gemeinsame Zuleitung, eine gemeinsame Ableitung (1155, 1157), Einlaßventile und Auslaßventile (38, 39) angeordnet sein können, dem Pumpensatz gemeinsame Verschraubungen (1161 bis 1165) zugeordnet sind oder sein können, mehrere solcher Pumpensätze winkelmäßig verteilt um eine gemein same Welle (1154) mit Hubexzentern (1153, 13, 14) angeordnet sind, bzw. sein können oder andere Mittel nach der Fig. 146 angeordnet sind.
161. Aggregat nach Ausführung 142, erkennbar daran, daß in der Ölsäule (31) zwischen Geberkolben (15) und Hub kolben (1164) mit der Ölsäule reziprokierende Ausfüllklötze (1167, 1168) angeordnet sind, eine Pumpe (1170) mit Leitungen (1166, 1174) zur Füllung der Ölkammer (1190) und/oder zur Füllung der Ölsäulen (31) angeordnet und so auf die betreffenden Kammern münden, wie in Fig. 147 gezeigt, oder der Trenn kolben (1180) mit dem Hohlraum (1181) bzw. der Verbindungslei tung (1191) versehen ist, oder der Trennkolben (1180) mit seiner Kolbenstange (1185) im Hubkolben (1164) gegen Verkantung gesi chert und in ihm axial beweglich gelagert bzw. mittels radial federndem Ringmittel TF in ihm gehalten ist, der Ölkammer (1190) Abflußleitungen (1187, 1188) zugeordnet sind, die auch als Mischfluid-Ableitungen zum Tank (1189) dienen können, eine Druckregelung (1176) angeordnet ist, die bei geringem Druck Öl aus der Kammer (1190) herausläßt, diese aber bei steigendem Druck in dieser Kammer schließt, die Ventile (38, 39) als totraumlose Ventile ausgebildet sind, der Ölraum (1190) auf ein Minimum an Volumen ausgebildet ist, um komprimieren des Fluid im Aggregat zu sparen und/oder andere Anordnun gen nach der Fig. getroffen sind.
162. Aggregat nach Ausführung 143, erkennbar daran, daß Anordnungen getroffen sind, die in den Figuren dieser Anmeldung oder in ihren Patentansprüchen beschrieben wurden oder Anordnungen getroffen werden, die sich aus den Berechnungen oder den Theorien dieser Patentanmeldung ergeben oder ergeben können.
163. Aggregat nach Ausführung 1 und Fig. 163 bis 166, erkennbar daran, daß radial innerhalb oder radial außerhalb der Ringnase (12, 1512) eine Dichtringnut (1302, 1304) ausgebildet und in ihrer radialen Ausdehnung kürzer, als die axiale Endfläche (1315, 1316, 1317, 1318), in die die genannte Dichtringnut einge formt ist, ausgebildet ist.
164. Aggregat nach Ausführung 163, erkennbar daran, daß zwei der Elemente (1, 1301, 1307) achsgleich aber axial entgegengesetzt gerichtet aneinander gelegt sind und sich an der durch die genannte Dichtringnut (1302, 1304) gebildeten Kante (der Ringlinie) (1303 oder 1305) treffen.
165. Aggregat nach Ausführung 164, erkennbar daran, daß die genannten Kanten (Ringlinien) beim axialen Zusam mendrücken und Entspannen der Elemente selbst dichtend aneinander liegen bleiben, wenn die Außenkammer (35) mit einem Druck beaufschlagt ist, der den der Innenkammer (37) nicht.
166. Aggregat nach Ausführung 165, erkennbar daran, daß die genannten Kanten (Ringlinien) (1303, 1305) durch einen in die Dichtringnuten (1302, 1304) eingelegten plastischen Dichtring abgedichtet sind.
167. Aggregat nach Ausführung 165, erkennbar daran, daß die durch die Durchmesserdifferenz radial begrenzten Auflageflächen (520) beim Zusammendrücken der Elemente in der der Dichtringnut entgegengesetzt gerichteten Radial- Richtung einen engen konischen Ringspalt öffnen, der jenseits der benachbarten Auflageflächen (520) durch einen Stützring (1306, 1307) verschlossen ist und mittels eines plastischen Dichtrings in dem äußeren Dichtringsitz (503, 509) abgedich tet sein kann.
168. Aggregat nach Ausführung 167, erkennbar daran, daß der Stützring (1306, 1307) in der den Auflageflächen (520) zugekehrten Radialrichtung mit einer Ringnut (1313, 1314) versehen ist.
169. Aggregat nach Ausführung 163, erkennbar daran, daß eine Anordnung oder Ausbildung nach einem Teil der Figuren oder nach einer Beschreibung oder Anregung des Textes dieser Patentanmeldung ausgebildet ist bzw. ein ent sprechendes Teil oder Merkmal angeordnet ist.
170. Aggregat nach Ausführung 163, erkennbar daran, daß nach dem Zusammendrücken der Elemente (1, 1301, 1307) die benachbarten axialen Endflächenteile der Elemente sowie diese Endflächen die Dichtringnut (1302, 1304) begrenzen, direkt und ohne Totraum zwischen ihnen aneinander liegen und sich in den gemeinsamen Flächen (1319, 1320) berühren.
171. Aggregat nach Ausführung 1 und Fig. 167-190, dadurch erkennbar, daß Mittel zur Vereinfachung, Vervollkommnung, Erhöhung der Betriebssicherheit, Erhöhung des Wirkungsgrades, zur Verbilligung oder Erweiterung des Anwendungsgebietes des Aggregates angeordnet sind.
172. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß radial innerhalb mehrerer konischer Ringe eine in axialer Richtung sich verlängernde und verkürzende Führung (1322, 1323) zur mindestens teilweisen Ausfüllung des Raumes radial innerhalb der Ringteile (1, 11, 1320 usw.) und/oder zur Halterung der radial innen zwischen den konischen Ring teilen gelagerten Ausfüllstücke (1091, 1092 usw.) angeordnet ist.
173. Aggregat nach Ausführung 172, erkennbar daran, daß die Führung aus zwei Teilen (1322 und 1323) besteht, deren eines in axialer Richtung erstreckte Finger (1324) hat, die in Schlitze (1325) des anderen der Teile eingreifen, in ihnen laufen und mit ihren zylindrischen äußeren Flächen teilen in die Halterung der zwischen den konischen Ring teilen gelagerten Ausfüllstücke (1091 usw.) eingeschaltet sind.
174. Aggregat nach Ausführung 172, erkennbar daran, daß die Ausfüllstücke (1091 usw.) vierteilig oder achttei lig nach den Fig. 167 bis 170 ausgebildet sind und so die Ausfüllteilstücke (1089 bis 1092) oder diese und die Ausfüllstücke (1338 bis 1341) bilden, deren radiale Innen flächen an den teilzylindrischen oder vollzylindrischen Außenflächen der Führungen (1322, 1323, 1343, 1356) geführt.
175. Aggregat nach Ausführung 172, erkennbar daran, daß die Führung, zum Beispiel nach Fig. 171 bis 173 mit einer Hubbegrenzung (1344, 1345, 1348, 1347, 1346, 1358, 1349) oder dergleichen ausgerüstet ist.
176. Aggregat nach Ausführung 175, erkennbar daran, daß an der Führung ein oberer und unterer in radialer Richtung erweiterter jeweiliger Halteflansch (1350, 1357) ange ordnet ist und/oder zwischen diesen Halteflanschen oder anderen Haltemitteln Teile eingespannt sind, die konische Ringelemente enthalten.
177. Aggregat nach Ausführung 172, erkennbar daran, daß die konischen Ringteile einen Faltenbalg mit mehreren konischen Ringteilen (510, 610) bilden.
178. Aggregat nach Ausführung 177, erkennbar daran, daß der Faltenbalg als Hochdruckbalg für hohen Druck in der Innenkammer, zum Beispiel nach Fig. 167 mit radial nach außen verdickenden Ringteilen (966) und Ringbögen (1111) zwischen benachbarten konischen Ringteilen (966) ausgebildet ist, wobei zwei benachbarte U-Form-Balgteile durch einen radial inneren im wesentlichen zylindrischen und bevorzugter weise dünneren Zylinderteil (1321) miteinander geformt sind.
179. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß ein Elementenpaar (zum Beispiel nach Fig. 181) aus zwei axial entgegengesetzt, achsgleich gerichteten konischen Ringelementen gebildet ist, deren eines Element (1390) eine radial innere axial erstreckte Ringnase (1398) und radial außen in der anderen Axialrichtung einen Zylinderteil (1392) bildet, das andere Elemente (1391) an einem Axialende eine radial plane Fläche (1399) bildet und am anderen axialen Ende radial innen eine Bettausnehmung (1403) bildet, zwischen die beiden Elemente ein Distanzring (1400) zur Ausbil dung eines Dichtringsitzes (2090) gelegt ist, die radiale Außen fläche des Elementes (1391) in das zylindrische Teil (1392) des ersten Elementes eingesetzt ist, die Ringnase (1398) des Elementes (1390) in das Bett (1403) eines Elementes (1391) einge setzt ist und radial innerhalb der Ringnase (1398) ein Dichtring bett (3090) ausgebildet sein kann (Fig. 181).
180. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß bei einem Aggregat mit einer Außenkammer (35) die Hubzylinder (1091) und die Hubkolben (535, 735), zum Beispiel nach Fig. 180, teilweise radial außerhalb der Außenkammer (35) im Gehäuse (91) angeordnet sind, und/oder zusätzlich radial unterhalb der Außenkammer (35) eine Bohrung und ein Zugzylinder (1331, 663) angeordnet sind, und/oder die Außen kammer (35) als Sackbohrung im Gehäuse (91) ausgebildet ist (Fig. 180).
181. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß ein konisches Ringelement mit Berechnung nach den Formeln der Fig. 174 figuriert oder geformt ist.
182. Aggregat nach Ausführung 171, 181, erkennbar daran, daß ein konisches Hochdruck-Ringelement (1, 11) radial innen mit einer axial gerichteten Ringnase (1362) (z. B. Fig. 176, 177, 178) versehen ist.
183. Aggregat nach Ausführung 182, erkennbar daran, daß radial innerhalb der Ringnase (1362) ein Dichtringbett (1363) ausgebildet ist.
184. Aggregat nach Ausführung 182, erkennbar daran, daß die Ringnase (1362) mit einer Fläche (720, 1364) mit Radius "R 1" um die Ringlinie "M" nach der Fig. 118 und/oder das radial innere Ende des Elements (z. B. 1), am anderen Axial ende mit einer Fläche (1388) mit dem Radius "R 2" um die Ring linie "N" der Fig. 178 geformt ist (Fig. 178).
185. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß zwei benachbarte, entgegengesetzt gerichtete, achsgleich ausgerichtete konische Ringelemente, zum Beispiel nach Fig. 174, an ihren radial äußeren und axial einander zugekehrten Enden eine Auflage bilden, bei der an dem einem Element eine radial plane Ringfläche und bei dem anderem Element eine Ringfläche mit einem Radius "R" um eine Ringlinie "RL" angeordnet sind (Fig. 174).
186. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß ein Körper (91) mit einer Kammer (35) versehen ist, in die ein eine Innenkammer (37) begrenzendes Teil, das koni sche Ringteile (281) oder dergleichen enthält, eingesetzt ist und der Körper als Zwischenstück zwischen den Zylinder- Körper und den Ventildeckel einer handelsüblichen Pumpe eingesetzt ist und/oder die genannte handelsübliche Pumpe durch das Zwischensetzen des genannten Körpers (91) mit seinem Inhalt zu einer Pumpe höheren Druckes umgewandelt wird und/oder weitere Maßnahmen (z. B. 1382, 535, 1385, 1386, 1363, 1335, 1334, 1380) der Fig. 179 angeordnet sind (Fig. 179).
187. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß ein Ventil mit dem Ventilsitz oberhalb des Ventilkopfes mit einem Schaft in einer Bohrung oberhalb des Ventilsitzes geführt und oberhalb der Bohrung mit einer Gewichtsumkehr anordnung versehen ist, deren radial der Achse des Ventils angeordneten Gewichte über eine Umlenklagerung gegen eine Halterung am Ventilschaft wirkend den Ventilkopf in den Ventilsitz ziehen, zum Beispiel nach den Fig. 187 bis 190 oder daß den Fig. 127 bis 190 zweckentsprechende Anordnungen getroffen sind, bzw. Teile der Fig. 187 bis 190 wie z. B. 1452, 1450, 1453, 1456, 1457, 1458, 1459, 1460, 1437, 1462, 2001, 1001 angeordnet sind (Fig. 187 bis 190).
188. Aggregat nach Ausführung 172, erkennbar daran, daß die genannte Führung mit Kanälen (z. B. 1342) zur Leitung des Fluids von und zu den Kammerteilen innerhalb der konischen Ringelemente versehen ist (Fig. 170).
189. Aggregat nach Ausführung daß bei einem aus zwei Elementen, die entgegengesetzt ge richtet achsgleich aneinander gelegt sind, eines der Elemente (1421, Fig. 184) eine plane Auflagefläche hat, während an dem anderen der Elemente (1423) eine Ringnase (1422) angeordnet ist, die auf der genannten Planfläche des erstge nannten Elementes (1421) gelagert werden kann (Fig. 184).
190. Aggregat nach Ausführung 187, erkennbar daran, daß auch das andere der Elemente (das Element 1432 der Fig. 184) mit einer Ringnase (1432) versehen ist und die Ringnase (1432) des zweiten Elementes (1433) radial innerhalb der Ringnase (1434) des ersten Elementes (1431), zum Beispiel nach Fig. 19, angeordnet ist und/oder radial der genannten Ringnasen Dichtringbetten (z. B. 1424) zum Einlegen mindestens eines Dichtringes angeordnet sind (Fig. 184).
191. Aggregat nach Ausführung 187, erkennbar daran, daß beide Elemente (1441 und 1442) des Elementenpaares mit radial planen Auflagenflächen versehen sind, zum Beispiel nach Fig. 186, und zwischen den genannten planen Auflageflä chen ein Distanzring (1443) zwecks Ausbildung von Dichtring betten angeordnet ist, wobei in die Dichtringbetten Stützringe oder Dichtringe (1445 und/oder 1444) eingelegt sein können (Fig. 186).
192. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß ein konisches Ringelement, zum Beispiel nach den Fig. 182, 183, beiderseits mit Ringnasen (1412, 1413) versehen ist, wobei eine der Ringnasen am radial inneren Teil des Elements (1411, 2411) und die andere der Ringnasen am radial äußerem Teil des genannten Elementes angeordnet ist und beide der Ringnasen in radialer Richtung durch Ausnehmungen (1425, 1414, 1419, 1420) im Element (1411, 2411) radial begrenzt sind (Fig. 182, 183).
193. Aggregat nach Ausführung 191, erkennbar daran, daß eine der Ausnehmungen (1419) mit einem Radius (1418) um die Ringlinie (1417) geformt ist und eine andere der Ausneh mungen (1414) mit einem Radius (1415) um eine Ringlinie (1416), zum Beispiel nach Fig. 182, geformt ist (Fig. 182).
194. Aggregat nach Ausführung 191, erkennbar daran, daß die radiale Länge der Auflagefläche der Ringnasen das Maß "2b" der Fig. 174 nur um wenige Prozent übersteigt.
195. Aggregat nach Ausführung 191, erkennbar daran, daß das Elementenpaar als ein einteiliges V-Element ausge bildet und in einer druckbeaufschlagten Außenkammer (35) angeordnet ist und daß der Druck in der Außenkammer (35) den Druck in der Innenkammer 37 übersteigt.
196. Aggregat nach Ausführung 191, erkennbar daran, daß die Auflageflächen an der Außenkammer (35) zuge kehrten Dichtringnut (1414, 1420) (Fig. 182, 183) beginnend, radial einwärts gerichtet, kürzer als ein Zehntel der Radiallänge des Querschnitts durch eine Elementenhälfte ausgebildet sind.
197. Aggregat nach Ausführung 191, erkennbar daran, daß die durch den Druckunterschied in der Außenkammer (35) und der Innenkammer (37) auf die Kreisfläche zwischen den inneren Dichtkanten der Elemente ausgeübte Kraft gerin ger gehalten ist, als die Kraft der Vorspannung der Elemente.
198. Aggregat nach Ausführung 196, erkennbar daran, daß der genannte Druckunterschied mittels eines den beiden Kammern (35 und 37) verbundenen Ventils so bemessen gehalten bleibt, daß die Bedingung des Patentanspruchs in allen Betriebszuständen angeordnet und eingehalten ist.
199. Aggregat nach Ausführung 197, erkennbar daran, daß die Dichtringnuten der Außenkammer zu gerichtet und in ihnen plastische Dichtringe angeordnet sind (1414, 1420 der Fig. 182, 183 usw.).
200. Aggregat nach Ausführung 197, erkennbar daran, daß Auflageflächen der Ringnasen (1412, 1413) durch Ringnuten (1419, 1414) geringer Tiefe in den Elementen radial nach innen begrenzt sind.
201. Aggregat nach Ausführung 171, erkennbar daran, daß der Ausfüllkörper in der Innenkammer (37) so lang ist, daß der bei Anstoß an die Bodenfläche des Kopfdeckels (1001) den Hub des Elementensatzes so begrenzt, daß zwi schen den der Innenkammer (37) zugewandten axialen End flächen zweier benachbarter konischer Ringelemente ein enger konischer Ringspalt bleibt.
202. Aggregat nach Ausführung 200, erkennbar daran, daß zwischsen den radial inneren Enden zweier benachbarter Elemente radial unter deren benachbarten Auflageflächen ein in axialer Richtung kurzer Distanzring zwecks Begren zung des Maximalhubes angeordnet ist.
203. Aggregat nach Ausführung 1 und Fig. 191-192, daran erkennbar, daß ein Mittel zur Aufrechterhaltung eines höheren Druckes in der zweiten Kammer, zu Zeiten der Füllung der zweiten Kammer wirkend, angeordnet ist.
204. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß radial außerhalb der Membrane (1506, 1520) ein Freiraum (1515, 1522) zwecks Ermöglichung radialer Zusammenziehungen und Ausdehnungen der Membrane.
205. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß vor den genannten Kammern (35, 37) Einweg-Rück schlagventile (1503, 1504) und vor diesen Überlauf- Ventile (1505, 1506) angeordnet sind, von denen das zur zweiten Kammer (37) gehörige Ventil (1505) auf einen höheren Druck, als das zur ersten Kammer (35) gehörende Ventil (1506) eingestellt ist.
206. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß Fluid fördernde Pumpen (1501, 1502) zur Förde rung von Fluid über Ventile (1503, 1504) in die erste und zweite Kammer (35, 37) angeordnet sind.
207. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß die Membrane (1520) als Ring ausgebildet ist, dessen radial innere und äußere Enden von Freiräumen (1521, 1522) umgeben sind, um radiale Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Membrane zu ermöglichen.
208. Aggregat nach Ausführung 206, erkennbar daran, daß das radiale innere Ende der Membrane axial von Halteplatten (1523, 1524) umgriffen und durch plasti sche Dichtringe (1526, 1527) in entsprechenden Ringnuten abgedichtet sind.
209. Aggregat nach Ausführung 207, erkennbar daran, daß die Halteplatten durch eine Halterung (1525) axial unnachgiebig zusammengehalten sind.
210. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß die radial äußeren Enden der Membrane (1506, 1520) axial zwischen Halterungen (1507 und 1508 oder 1 und 91) eingespannt und mittels plastischen Dichtringen (1511, 1512 oder 1528, 1529) in entsprechen den Ringnuten abgedichtet sind.
211. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß Auflagekörper mit Auflageflächen (1513, 1514 oder 1514, 1515) zur Begrenzung der Hubwege der Mem brane angeordnet und so geformt, bemessen und pla ziert sind, daß axiale Deformationen, die die zuläs sigen Spannungen in der Membrane übersteigen würden, ausgeschaltet sind.
212. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß von den Kammern zu den Ventilen und/oder Kolben Kanäle (1509, 1510) geringen Querschnitts zwecks Ver hinderung der Beschädigung oder Verformung der Mem brane angeordnet sind.
213. Aggregat nach Ausführung 211, erkennbar daran, daß die Querschnitte der Kanäle (1509, 1510) den zur Membrane senkrechten Querschnitt oberhalb oder unterhalb der genannten Kanäle nicht überschreiten.
214. Aggregat nach Ausführung 202, erkennbar daran, daß die Membrane so angeordnet ist, daß sie unter den Drucken in den Kammern abwechselnd Hübe in beiden axialen Richtungen ausführt und/oder die Anlageflächen entsprechend geformt sind und/oder an den Anlageflächen oder Halteteilen Ausnehmungen (1530, 1531) zum Eintauchen der Halteplatten (1523, 1524) angeordnet sind.
215. Aggregat nach Ausführung 1 und Fig. 193-200, dadurch erkennbar, daß Mittel zur Erhöhung der Lebensdauer und der Abdich tung des genannten Elements (1, 11, 724, 725, 1572, 1573, 1600, 1611 usw.) angeordnet sind.
216. Aggregat nach Ausführung 214, erkennbar daran, daß ein konisches Ringelement (1594, 1595, 1, 11, 724, 725) eine mit einer Bogenfläche (1990) mit Radius (1561) um eine Ringlinie (1593) geformte Ringnut (1690) zur Aufnahme des Endes eines entsprechenden Auflageteiles (z. B. 1570, 1568) bildet.
217. Aggregat nach Ausführung 215, daran erkennbar, daß zwischen zwei benachbarten Teilen bzw. konischen Ringelementen mit einer Ringnut (1690) ein etwa zylindrischer Ring (1568, 1570) mit Abstand zwischen den Ringlinien (1565), die die Wurzeln der Radien (1562) bilden, die an den axialen Enden des genannten Ringes (1568, 1570) die axial nach außen gewölbte und in die Bogen fläche (1590) der Ringnut (1690) passende Auflagefläche (1591) an dem betreffenden axialen Ende des genannten Ringes (1568), 1570) formen, angeordnet ist.
218. Aggregat nach Ausführung 216, erkennbar daran, daß radial innen und/oder außen ein Dichtringbett (1014, 1015) durch die radiale Innenfläche oder Außenfläche des Ringes (1568, 1570) und benachbarte radial etwa plane Flächen ange ordnet ist, bzw. Dichtringbetten angeordnet sind, in die plastische Dichtringe einlegbar sind.
219. Aggregat nach Ausführung 214, erkennbar daran, daß ein konisches Ringelement oder ein Schenkel eines V- oder S-Elements (nach den Figuren) im Querschnitt derart trapezförmig ausgebildet ist, daß die axialen Endflächen (1661, 1662) mit ihrer radial nach innen gesehenen Verlängerung auf einen Mittelpunkt (1597) in der Achse (1603) des betreffenden Elementes treffen und zwischen sich und ihrer Mittellinie die Winkel (1598 und 1599) bilden, wobei das Element oder der Schenkel radial innen dünner, radial außen aber dicker ist und etwas konisch mit den radialen Außenteilen axial über die radial inneren Teile vorstehend ausgebildet ist.
220. Aggregat nach Ausführung 218, erkennbar daran, daß ein V-Element zwischen zweien der Schenkel des Anspruchs 5 eine Wurzel hat, die im wesentlichen als dünnwandiger Zylinderteil (5529) ausgebildet ist und der an seinen axialen Enden einteilig mit den Schenkeln in die Schenkel (1594, 1595) übergeht und/oder die genannte Wurzel einen zylindrischen Teil (5529) von der Länge (1602) bildet.
221. Aggregat nach Ausführung 218, erkennbar daran, daß ein S-Element einteilig aus mehreren Schenkeln des Anspruchs 5 gebildet ist, wobei zwischen den radial inneren oder äußeren Enden der Schenkel (1594) im wesentli chen dünnwandige und zylindrische Teile (5529 oder 1611) einteilig mit den Schenkeln, diese paarweise miteinander verbindend, angeordnet sind.
222. Aggregat nach Ausführung 214, erkennbar daran, daß an einem konischen Ringelement beiderends Ringnasen (12 und 1212) eine radial außen, eine radial innen, ausgebil det sind, diese zusammen mit Wänden des Elements Dicht betten (1361, 1363) zur Aufnahme von Zentrier- und/oder Dichtringen formen und/oder gemeinsam mit dem Dichtringbett (1363) eine Dichtlippe (381) ggf. mit Dichtringbett (49) und eingelegtem Dichtring eine zusätzliche Dichtung an der Innenfläche (60) des Elementes (1) oder (11) bildet.
223. Aggregat nach Ausführung 214, erkennbar daran, daß zwei dauerfeste Tellerfedern (1570, 1571) an ihren Innentei len Rücken an Rücken zusammengelegt sind und auf die den genannten Rücken abgekehrten Endflächen aus nicht rostendem Material hergestellte Elemente (1572, 1573) aufgelegt sind.
224. Aggregat nach Ausführung erkennbar daran, daß konische Ringelemente an ihren radial inneren Enden mit Ringbögen (1575) mit Radien (3072) um die Auflageringlinie (8072) versehen und zwischen den radial ebenen Flächen (4072) der radial vorstehenden Flansche (5072) einer Halterung (1576, 1577-1579) eingespannt sind.
225. Aggregat nach Ausführung der Fig. 201-209, daran erkennbar, daß die Abdichtung als Membrane ausgebildet ist, die einen etwa rohrförmigen in axialer Richtung erstreckten Teil enthält.
226. Aggregat nach Ausführung 224, erkennbar, daran, daß der axial erstreckte Teil (1622) durch einen Ringbogen (1621) vom Radialteil (1620) ausgehend bei einem Durchmesser den Bauchteil, die Wurzel, (1622) formt, der etwa 15 bis 50 Prozent des Außendurchmessers der Membrane hat, wodurch die Spannungen in der Membrane bei verlängertem Hub zu einem Minimum werden und die Lebensdauer der Membrane erhöht ist.
227. Aggregat nach Ausführung 225, erkennbar daran, daß das radial äußere, im wesentlichen radial erstreckte Teil (1620, 1640) mit Bögen von Radien (1631, 1632) um Ringlinien (1629, 1630) versehen ist.
228. Aggregat nach Ausführung 226, erkennbar daran, daß die Membrane in ihrer radialen Mitte mit einer Bohrung (1650) geformt und diese mit einem Verschluß oder einer Verbindung (1646-1648) zu einer benachbarten Membra ne versehen ist.
229. Aggregat nach Ausführung 227, erkennbar daran, daß mehrere Membranen zu einem Membranensatz (1643, 1643), und/oder (1645) mittels Verbindungsmitteln (1638, 1639, 1644, 1646, 1647, 1648, 1649) miteinander dichtend verbunden angeord net sind.
230. Aggregat nach Ausführung 224, erkennbar daran, daß die Membrane als Rohrmembrane (1660, 1674, 1678) bis (1682) usw. ausgebildet ist, deren Enden dichtend in einem Aggregat 1, 91 eingespannt sind und die eine Außenkammer 35 von einer Innenkammer 37 trennt.
231. Aggregat nach Ausführung 229, erkennbar daran, daß Teile der Innenkammer 37 radial außerhalb der Außen kammer 35 angeordnet sind und/oder die Einlaß- und Auslaß ventile radial außerhalb der Außenkammer 35 liegen.
232. Aggregat nach Ausführung 229, erkennbar, daran, daß radial innerhalb der Membrane, z. B. (1674), ein Raum ausgebildet ist und in diesen Raum axial tief eingreifend ein Zylinder (1661) mit darin reziprokierbarem Kolben (52) angeordnet ist, wobei der Zylinder und Kolben gleichzeitig auch als Totraumfüller und/oder Membranenhub-Begrenzer angewendet sein könnnen.
233. Aggregat nach den Fig. 210 bis 219, daran erkennbar, Hochdruck-Membrane für eine Pumpe, in der die kreisrunde Platten membrane in einer Pumpkammer mit oberer Wand und unterer Wand axial verformbar angeordnet ist, die Kammer unterhalb der Membrane mit einer Druckfluidzuführung und oberhalb der Membrane mit Einlaß- und Auslaßventilen versehen ist, und die Membrane unter beiderends der Membrane periodisch wechselnden Drucken mindestens mit ihrem radial mittlerem Teil axial verformt, dabei die Druckfluide beider ends der Membrane voneinander trennt und so in dem Pumphub Vorgang eingeschaltet ist,
234. Aggregat nach Ausführung 232 erkennbar daran, daß die Membrane (104) einen dünneren radial äußeren Teil (1708) bildet, während ein radial innerer, dickerer Mittelteil (1709) angeordnet ist, dessen Dicke die Dicke des genannten radial äußeren Teils übersteigt.
235. Aggregat nach Ausführung 232, erkennbar daran, daß zwischen dem genannten Mittelteil (1709) und dem genannten Außenteil (1708) ein sich nach radial innen zu verdickendes Übergangsteil (1710) angeord net ist.
236. Aggregat nach Ausführung 234, erkennbar daran, daß die Membrane obere und untere Stirnflächen (1766) usw. und die Ober- und Unterwände der Pumpkammer 35, 37 Stirnflächen (1513, 1514) bilden, die den nach dem Hube verformten Stirnflächen (1766) usw. der Membrane 104 entsprechen.
237. Aggregat nach Ausführung 235, erkennbar daran, daß die genannten Stirnflächen (1513, 1514) der genannten Wände (1, 1768) in den axialen Projektionen des genannten Außenteils (1708) der genannten Membrane 104 Bögen "Rbb" mit Radien oberhalb und unterhalb der Membrane um die Achse (1700) der genannten Membrane 104 bilden.
238. Aggregat nach Ausführung 233, erkennbar daran, daß in der Wand (1) der Kammer (37) oberhalb der Membrane (104) eine Ausneh mung (1714) ausgebildet ist, in der ein darin entlang seiner Achse (1700) bewegli cher Querschnitts-Kontroll-Körper (1716) angeordnet ist.
239. Aggregat nach Ausführung 237, erkennbar daran, daß der genannte Kontrollkörper (1716) eine Vorderteil (1770) und einen Rück teil (1771) bildet, zwischen denen das Mittelteil (1772) mit seiner äußeren Führungsfläche (1724) an einer Führungsfläche (1715) der genannten Kammer wand (1) geführt ist und das Vorderteil dem Mittelteil zu eine Durchmesser verjüngung (1721) bildet.
240. Aggregat nach Ausführung 238, erkennbar daran, daß am genannten Rückteil des Kontrollkörpers (1716) ein Stopper (1725) ange ordnet ist, der gegen eine Hubbegrenzungsfläche (1761) laufend, den Hubweg des Kontrollkörpers (1716) begrenzt.
241. Aggregat nach Ausführung 239, erkennbar daran, daß der Kontrollkörper (1716) mit einer rückwärtigen Endfläche (1769) versehen ist, der eine Anlaufwand (1762) am genannten Oberdeckel (1) zugeordnet ist, so daß der Anlauf der genannten rückwärtigen Fläche (1769) an die ge nannte Anlaufwand (1762) den Hub des Kontrollkörpers (1716) in der anderen Hub richtung begrenzt.
242. Aggregat nach Ausführung 240, erkennbar daran, daß der genannte Kontrollkörper seiner Hubbewegung unter Fluid-Drucken beiderends seiner axialen Enden ausgesetzt ist und die genannte Verjün gung (1721) in der vorderen Hublage des Kontrollkörpers einen weiten Fluid- Einlaß und Auslaß-Querschnitt (1763) zwischen der Oberwand (1) und dem Kontroll körper (1716) bildet, während der Kontrollkörper mit seinem Frontteil (1770) den genannten Querschnitt (1763) in der rückwärtigen Hublage des Kontroll körpers verschließend ausgebildet ist.
243. Aggregat nach Ausführung 241, erkennbar daran, daß der Frontteil (1770) des Kontrollkörpers (1716) eine kurze zylindrische Fläche (1765) bildet, die bei der rückwärtigen Hublage des Kontrollkörpers inner halb einer ebenfalls axial kurzen zylindrischen Fläche (1764) der Oberwand (1) liegt und zwischen den beiden genannten Flächen (1764 und 1765) eine enge Durchmesser Toleranz (1772) ausgebildet ist, die bei Verwendung von Membranen aus Kunststoffen die Durchmesserdifferenz von 0,3 Millimetern nicht über schreitet.
244. Aggregat nach Ausführung 242, erkennbar daran, daß die genannte Durchmesser-Differenz (Toleranz) (1772) so eng bemessen ist, zum Beispiel, wie oben, unter 0,3 mm; daß auch eine dünne Membrane nicht in den Ringspalt der Durchmesser-Differenz hereingequetscht werden kann und folglich der dickere Mittelteil (1709) der Membrane (1704) durch einen dünnen Mittelteil (1709) ersetzt ist, der die Dicke des dünneren, radialen Außen teils (1709) der Membrane (1704) nicht übersteigt, so daß die Membrane als Scheibe gleicher Dicke ausgebildet ist, weil die Enge der genannten Durch messer-Differenz (1772) auch für die ebene Kreisplatten-Form der Membrane die Betriebssicherheit gegen Beschädigung der Membrane garantiert.
245. Aggregat nach Ausführung 1, erkennbar daran, daß mehrere Pumpkammerteile (35, 37) axial oder axial und radial zueinander versetzt, in einem gemeinsamen Gehäuse (1) angeordnet sind, zwi schen den jeweils benachbarten Kammerteilen 35 und 37 (Innenkammern und Außenkammern) in axialer Richtung durchdrückbare Membranen (1704) angeord net sind, jeder der Außenkammern 35 eine Fluiddruck-Zuführung (1759, 52, 1732, 1733) zugeordnet ist, jeder Innenkammern 37 eine Druckfluidableitung (1760, 1754) zugeordnet ist, die genannten Kammern, wenn die Pumpwandteile mehrwandig ausgebildet sind, durch Dichtungen (1743 bis 1749) zwischen Wandteilen (1754 bis 1758), abgedichtet sind, gegebenenfalls unterschiedliche Kolben (52, 1732, 1733) auf die einzelnen Außenkammern 35 fördernd angeordnet sind und bei Be darf individuelle Einlaß- und/oder Auslaßventile (1734, 1736) den individuellen Kammern (35 und/oder 37) zugeordnet sind oder die Achsen der Membranen und ihrer Zuordnungen relativ zur Achse der gemeinsamen Kammer im gemeinsamen Ge häuse (1) unter einem Winkel schräg angeordnet sind.

Claims

1. Von Fluid durchströmbares Aggregat mit mindestens einer ihr Volumen periodisch vergrößernden und verkleinernden Arbeitskammer mit Einlaß- und Auslaßmitteln, insbesondere auch für hohe Drücke und gegebenenfalls nicht schmierendes Fluid, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steigerung der Leistung, des Wirkungsgrades, der Betriebssicherheit, der Gewichtssenkung, Platzbedarfs, Verminderung, Kostensenkung oder der Lebensdauer angeordnet sind.

2. Aggregat nach Anspruch 1, und dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der genannten Kammer konische Ringelemente eingeschaltet sind, die der Abdichtung der teilweise radial innerhalb der Ringelemente angeordneten Innenkammer (37) dienen, und die genannten Elemente, (1, 11) usw., mit Ringnasen (12), radial federbaren Klampenringteilen (32, 29), Dichtlippen (22) an den Innenflächen (60), Zentrierringen (20) und Dichtring anordnungen (49, 26) oder Stützringen (616, 959) usw., oder deren Equivalenten versehen bzw. solche angeordnet sind.

3. Aggregat nach Anspruch 2, und dadurch gekennzeichnet, daß das Element als U-Element (1, 11, 111, 112, 1111) usw., mit innerem Raum (50, 550) usw., und axialen Auflagen (3) ausgebildet, bzw. als W-Y Element (642, 1875, 1877, 1879, 1893) usw., ausgebildet ist.

4. Aggregat nach Anspruch 2 oder 3, und dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Elemente axial übereinander zu einer Elementensäule zusammengesetzt sind und je zwei benachbarten Elementen gemeinsame, zeitweilig auftretende Spalte überdeckende, flexible, federbare Stützringe aus festen Stoffen für hohe Drücke im benachbartem Fluid oder plastischem Dichtring zugeordnet, bzw. solche angeordnet sind.

5. Aggregat nach Anspruch 1, und dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bohrung konische Ringteile (1, 526, 527, 830) usw. angeordnet und in die Trennung der Bohrung in einer Trennkammer (37) und eine Außemkammer (35) eingeschaltet sind, die Innenkammer genannte Kammer die Einlaß und Auslaßmittel (37, 38) berührt und die Außenkammer zu einem in einem Zylinder (einer Kammer) reziprokierbarem Kolben kommuniziert ist und der Druck in der Außenkammer zusammen mit der Spannung der konischen Ringteile stärker sind, als der Gegendruck aus der Innenkammer, so daß die Ringteile die Trennung der Kammern voneinander wirkend, angeordnet sind.

6. Aggregat nach Anspruch 5, und dadurch gekennzeichnet, daß dem betreffendem konischen Ringteil oder Element bzw. V-Element mindestens eine Auflage an einer Nachbarfläche zugeordnet ist, die eine radial innere und eine radial äußere Abdicht-Begrenzung bildet und dadurch bei gleichem Druck in der Innen- und Außen-Kammer die durch die Auflage bewirkte Flächendifferenz benutzend, mindestens eines der Elemente oder Ringe an ein anderes oder an eine Fläche andrückt und die Auflage verschlossen haltend ausgebildet ist.

7. Aggregat nach Anspruch 5, und dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Außenkammer kleiner als die maximale Volumenänderung der Innenkammer ausgebildet ist und der genannte Kolben zur Begrenzung des Volumens der Außenkammer eingeschaltet ist.

8. Aggregat nach Anspruch 1, und dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur teilweisen Rückgewinnung der Energien von sich entspannendem, komprimiert gewesenem flüssigem Fluid im Aggregat des Anspruchs 1 oder in verwandten Aggregaten, z. B. Axial-Boostern, eingesetzt sind.

9. Aggregat nach Anspruch 1 oder mindestens einem der Ansprüche, und dadurch gekennzeichnet, daß Mittel angeordnet sind, die in den Figuren gezeigt, in der Beschreibung beschrieben sind, oder Ziele verwirklicht werden, die in der Aufgabe oder zu den Ausführungen der Aufgabe beschrieben sind.

10. Aggregat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnasen (502) radiale innere und äußere Begrenzungen (503, 504) bilden, die Dichtungen (516, 517) sein mögen und dadurch bei Anordnung zwischen einer Innen- und einer Außen-Kammer selbstandrückende Wirkung erzeugen, wenn der Druck in der Innen- Kammer (37) den Druck in der Außenkammer (35) nicht überschreitet, daß die Ringnasen (502) zueinander komplementare Auflageflächen zwischen benachbarten Schenkeln (1, 11, 527) von konischen Ringen (1, 11, 527 usw.) bilden, die radial plan geformt oder mit Radien (1561) um eine Ringlinie (1593) bzw. kugelteilförmig ausgebildet sind oder mit Bereichen (720) versehen sind, die bei der axialen Kompression des Elements, des Schenkels, im Rahmen der Verformung im plastischem Bereich des Materials Spalte (612 usw.) verschließen oder ihre Entstehung verhindernd, ausgebildet sind.

11. Hochdruck-Ringnasen-Element (1, 11 usw.) oder W-, bzw. W-Y-Element nach Ansprüchen 2 bis 6 oder einem dieser Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Ringelement mit zwei axialen Auflagen (3, 13) und/oder daran radial einwärts gerichteten Dichtringbetten versehen ist, wobei eine der Auflagen am radial innerem und die andere am radial äußerem Teil des Elements gebildet ist, oder daß einem aus einer gemeinsamen Wurzel (1875 usw.) mit radialen Schenkeln (1, 11, 527) den axialen Enden der Wurzel ausgebildeten W- bzw. W-Y- Element und einem benachbarten, gleichartigem, radial zweigeteilte Klampenringe (Fig. 65, 66) zur Zusammenhaltung benachbarter Schenkel benachbarter Elemente so angeordnet sind, daß die Klampenringteile radial von außen her in den Raum zwischen den Schenkeln des Elements eingreifend, gelegt werden können und/oder daß an dem genannten W- oder W-Y-Element innerhalb der rückwärtigen Auflage (3) der Schenkel (1, 11) des Elements radial innere Schenkelteile (1893, 1894) ausgebildet sind und radial geteilte Distanzringe (1877, 1879) zwischen den rückwärtigen Auflagen (3) der Schenkel des Elementes gesetzt sind.

12. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Innenräume eines Pump-Elements, wie V-, S-, W-, W-Y-Elemente Ausfüllteile (1674, 1663 usw.) gesetzt sind, die ggf. mehrteilig ausgeführt sein können und/oder Innenkörper (1322, 1223) zur Führung oder Halterung der Ausfüllkörper z. B. 1089 angeordnet sind.

13. Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß eine Wellenmembrane z. B. nach Fig. 21 oder eine Rohrmembrane nach Fig. 206 bis 209 eine Außenkammerr (35) von einer Innenkammer (37) in einer Pumpe angeordnet ist, bzw. Ausfüllstange (191, 212, 1862 usw.) in die Täler (105 usw.) der Membrane eingreifend angeordnet sind oder automatische Entlüftungen bzw. Fluidfüllkontrollmittel den Tälern der Membrane zugeordnet sind.

14. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Scheibenmembrane z. B. nach Fig. 191 usw. Mittel zur Verlagerung der Durchbiegung in den radial äußeren Teil, wie z. B. Verdickungen (1709, 1524) oder Ausbauchungen (1610 usw.) des radial inneren Teils zur Erhöhung der Lebensdauer bei längerem Hube zugeordnet sind, und/oder, daß der Innenkammer ein öffnender und schließender Kontrollkörper (1716, Fig. 2/3) mit Anlauf Stirnfläche (1710) zum Schutz der Membrane zugeordnet ist, und/oder, daß einem aus zwei Membranen (61) gebildetem Membranen-Paar (Fig. 146) ein gemeinsamer Speisefluid Hubkolben (52) zugeordnet ist und zwei Membranen eines (ggf. anderem) Membranen-Paar (61) ein gemeinsames Einlaß- und Auslaß-Ventil (38, 39) zugeordnet ist, und/oder, daß bei einem aus mehreren Membranen (1704) in einer gemeinsamen Bohrung (1740) den individuellen Membranen individuelle Druckfluid-Zuleitungen von außerhalb einzelner der Membranen des Satzes zugeordneten Hubkolben (52, 1732, 1733) zum Betrieb des Pumphubs der betreffenden Membrane des Membranen-Satzes angeordnet sind.

15. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hochdruckpumpe die den Hubkolben erzeugenden Treibkolben (2540, 3540) mit hydrostatischen Lagern ihrer Kolbenschuhe (2541, 3541) versehen sind, wobei die Speisung der Lagertaschen entweder mittels einer in Abhängigkeit vom Umlaufwinkel der Treibwelle gesteuertem radial von außen her den Treibkolben zugeführtem im Vergleich zum Lieferdruck der Pumpe geringerem (z. B. mittlerem) Druck z. B. nach Fig. 227 gespeist werden oder durch den Kolben hindurch mit dem Lieferdruck der Pumpe gespeist werden, wenn die Kolben (2540) in ihren Betten, von den Kolben weitgehend umgriffene und in ihnen um wenige Grade schwenkenden Kolbenschuhe (2541) lagern und gegen die Kolbenhubführungsfläche (2566) drücken.

16. Aggregat nach Ansprüchen 2 bis 6 oder einem dieser Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für dünne, sich durchbiegende Schenkel eines der Elemente z. B. nach Fig. 233, der Biegeform bei Kompression angepaßt innere und/oder äußere Füllklötze angeordnet sind, und/oder an den radial und achsial äußeren Enden der Schenkel benachbarter Element dünne achsiale Verlängerungen (1896) zur Erzeugung einer elastischen Stufe zwischen den Schenkeln und der Verbindung benachbarter Elemente (527) z. B. nach Fig. 234 ausgebildet sind, und/oder die Schenkel eines Elementes aus unterschiedlichen Materialien pro Schenkel zusammengesetzt geformt sind, z. B. nach Fig. 222-225 dergestalt, daß jeweils ein konisches Ringelement aus gehärtetem Federstahl ein Element aus nicht rostendem Metall (527 usw.) unterstützend angeordnet ist.