DE4327549A1 - Method of producing a ceramic plunger for pumps and the like - Google Patents
Method of producing a ceramic plunger for pumps and the likeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Keramikplungers für Pumpen u. dgl., welcher im wesentlichen aus einem mit einem Plungerantrieb ver bindbaren Adapterteil aus Metall, einem am Adapterteil gleichachsig angeordneten Zuganker aus Metall sowie einem hülsenartigen Plungerteil aus Keramik besteht, welches axial zwischen dem Adapterteil und einem metallischen Kopfteil des Zugankers eingespannt ist.The invention relates to a method for manufacturing a ceramic plunger for pumps and. Like., Which in essentially from a ver with a plunger drive bindable adapter part made of metal, one on the adapter part metal tie rods arranged coaxially and a sleeve-like plunger part made of ceramic, which is axially between the adapter part and a metallic head part of the tie rod is clamped.
Insbesondere bei Pumpen, die Medien mit abrasiven Bestandteilen fördern müssen, sind Keramikplunger vorteilhaft, weil sich das keramische Material durch hohe Verschleißfestigkeit auszeichnet.Especially with pumps that use abrasive media Ceramic plungers have to promote components advantageous because the ceramic material high wear resistance.
Im übrigen ist bei keramischen Materialien vorteilhaft, daß sie auch chemisch beständig sind und Temperatur wechseln ohne weiteres standhalten können, wobei durch Temperaturänderungen nur verschwindend kleine Maßänderungen aufgrund thermischer Ausdehnung des Plungers verursacht werden können.For the rest, it is advantageous with ceramic materials that they are also chemically stable and temperature can easily withstand change, whereby only negligibly small due to temperature changes Dimensional changes due to thermal expansion of the Plungers can be caused.
Allerdings sind keramische Materialien mechanisch nur begrenzt belastbar, insbesondere auf Zug. Deshalb ist es bislang notwendig, in der eingangs angegebenen Weise ein keramisches Plungerteil mit einem metallischen Adapterteil zu kombinieren, über das dann die Antriebs verbindung mit einem Plungerantrieb, beispielsweise einem Kreuzkopf eines Kurbeltriebwerkes, erfolgen kann.However, ceramic materials are mechanical resilient to a limited extent, especially on trains. That's why So far it has been necessary in the above Way a ceramic plunger with a metallic To combine adapter part, then the drive connection with a plunger drive, for example a crosshead of a crank engine.
Üblicherweise werden der Zuganker und das Adapterteil und/oder der Zuganker sowie dessen Kopfteil miteinander durch Verschraubung verbunden. Wenn dabei hohe axiale Spannkräfte auf den Plunger einwirken sollen, wird der Zuganker bei der Verschraubung merklich verdrillt. Dies führt dazu, daß es kaum möglich ist, reproduzierbare Werte der axialen Spannkräfte zu erreichen, und beein trächtigt die Standfestigkeit der Verbindung zwischen Adapterteil und keramischem Plungerteil.Usually the tie rod and the adapter part and / or the tie rod and its head part with each other connected by screw. If doing high axial Should act on the plunger Tie rod noticeably twisted when screwing. This leads to the fact that it is hardly possible to be reproducible Achieve values of the axial clamping forces, and influence affects the stability of the connection between Adapter part and ceramic plunger part.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein gut reproduzier bares Verfahren zur Herstellung eines Plungers der eingangs angegebenen Art aufzuzeigen.Therefore, it is an object of the invention to reproduce well bares process for the production of a plunger of the beginning indicated type.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mit dem Zuganker durch Verschraubung verbindbare Kopfteil mittels der Verschraubung mit begrenzter bzw. geringer Kraft gegen das zugewandte Stirnende des Plunger teiles geschoben wird, während der Zuganker mittels eines am kopfteilseitigen Ende des Zugankers auf Zug ankuppel baren und auf dem kopfteilseitigen Ende des Plungerteiles aufsetzbaren Spannwerkzeuges elastisch gedehnt wird.This object is achieved in that the one that can be connected to the tie rod by screwing Head part by means of the screw connection with limited or less force against the facing end of the plunger part is pushed while the tie rod by means of a at the head end of the tie rod on the coupling and on the headboard end of the plunger part attachable clamping tool is stretched elastically.
Wenn danach das Spannwerkzeug entlastet und abgenommen wird, bewirkt der Zuganker eine entsprechend axiale Ver spannung des Plungerteiles.If the clamping tool is then relieved and removed the tie rod causes a corresponding axial Ver tension of the plunger part.
Durch Verwendung eines Spannwerkzeuges zur axialen Dehnung des Zugankers kann jegliche Beanspruchung des Zugankers auf Torsion vermieden werden. Alle bei der Verschraubung notwendigen Drehungen erfolgen mit sehr geringen Momenten.By using a clamping tool for axial expansion the tie rod can withstand any stress on the tie rod be avoided on torsion. All when screwing necessary rotations take place with very low moments.
Vorteilhaft ist, daß bei der erfindungsgemäßen Montage zwangsläufig auch die Qualität des Plungerteiles geprüft wird, welches den vom Spannwerkzeug ausgeübten Belastungen standhalten muß. Diese Belastungen durch das Spannwerkzeug übersteigen die Beanspruchungen, die im montierten Zustand durch den gespannten Zuganker bewirkt werden.It is advantageous that in the assembly according to the invention inevitably also checked the quality of the plunger part which corresponds to the loads exerted by the clamping tool must withstand. These loads from the clamping tool exceed the stresses when assembled caused by the tensioned tie rod.
Das Spannwerkzeug arbeitet vorzugsweise hydraulisch, so daß die gewünschte Verspannung des Zugankers durch entsprechende Vorgabe des Hydraulikdruckes in gut reproduzierbarer Weise erreichbar ist.The clamping tool preferably works hydraulically, so that the desired tensioning of the tie rod by appropriate Specification of the hydraulic pressure in a reproducible manner is achievable.
In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung besitzt der Zug anker des Plungers am kopfteilseitigen Ende ein Außenge winde, auf das sich axial hintereinander das Kopfteil sowie das Spannwerkzeug aufdrehen lassen. Der bei der Montage für das Spannwerkzeug benötigte Außengewindeabschnitt kann dann nach Entfernung des Spannwerkzeuges zur Anordnung eines stopfenartigen Verschlußteiles dienen, mit dem sich die ineinandergreifenden Gewinde von Kopfteil und Zuganker abdichten lassen. In a particularly expedient embodiment, the train has Anchor of the plunger at the head end on the outside winch on which the headboard and axially one behind the other Let the clamping tool open. The one during assembly external thread section required for the clamping tool can then be arranged after removing the clamping tool serve a stopper-like closure part with which the interlocking threads of the headboard and tie rod have it sealed.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung vorteilhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnung verwiesen.Otherwise, the preferred features of the Invention on the claims and the following Explanation of advantageous embodiments based on referred to the drawing.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 einen Axialschnitt eines fertig montierten Plungers und Fig. 1 shows an axial section of a fully assembled plunger and
Fig. 2 ein entsprechendes Schnittbild des Plungers sowie des Spannwerkzeuges bei der Montage. Fig. 2 shows a corresponding sectional view of the plunger and the clamping tool during assembly.
Der in Fig. 1 dargestellte Plunger 1 besitzt zur antriebs mäßigen Verbindung mit einem nicht dargestellten Kreuzkopf eines Kurbeltriebwerkes ein Adapterteil 2 mit einer in der Zeichnung unteren ebenen Stirnseite, in der eine Radial nut 3 sowie eine zentrische Gewindesackbohrung 4 angeordnet sind. In die Gewindesackbohrung 4 ist ein Zuganker 5 mit einem entsprechenden Gewindeabschnitt eingedreht. Dieser ebenfalls aus Metall bestehende Zuganker 5 durchsetzt eine zentrische, sich in der Zeichnung nach unten leicht konisch erweiternde Axialbohrung 6 eines keramischen Plungerteiles 7 mit im Querschnitt kreisförmiger Außen umfangsfläche und planen Stirnseiten.The plunger 1 illustrated in Fig. 1 has to drive moderate connection with an unillustrated Phillips a crank engine, an adapter part 2 with a bottom in the drawing plane end face, in which a radial groove 3, and a central threaded blind hole 4 are arranged. A tie rod 5 with a corresponding threaded section is screwed into the threaded blind bore 4 . This also made of metal tie rod 5 passes through a central, in the drawing slightly conically widening axial bore 6 of a ceramic plunger part 7 with a circular outer cross-sectional area and plan end faces.
Das Plungerteil 7 ist axial zwischen der zugewandten Stirnseite des Adapterteiles 2 und einem im Axialschnitt hutförmigen metallischen Kopfteil 8 eingespannt, welches sich mittels einer in seinem Boden angeordneten Gewinde bohrung auf einen Außengewindeabschnitt am vom Adapter teil 2 entfernten Ende des Zugankers 5 aufdrehen läßt. Dabei liegt ein die "Hutkrempe" bildender Flansch des Kopfteiles 8 mit zwischengeschaltetem Dichtring 9 auf der zugewandten Stirnseite des Plungerteiles 7 auf. The plunger part 7 is clamped axially between the facing end face of the adapter part 2 and an axially sectioned hat-shaped metallic head part 8 , which can be opened by means of a threaded hole arranged in its bottom on an external thread section at the end of the tie rod 5 remote from the adapter part 2 . In this case, a flange of the head part 8 forming the “hat brim” with an interposed sealing ring 9 rests on the facing end face of the plunger part 7 .
Im montierten Zustand ragt das Kopfteil 8 relativ weit in die Axialbohrung 6 des Plungerteiles 7 hinein, derart, daß ein Teil des vom Adapterteil 2 entfernten Außenge windeabschnittes des Zugankers 5 von außen zugänglich bleibt und zum Aufdrehen eines Stopfens 10′ bzw. 10′′ dienen kann, durch den die miteinander zusammenwirkenden Gewinde von Kopfteil 8 und Zuganker 5 abgedichtet werden. Dazu besitzt der Stopfen 10′ eine Umfangsnut mit darin angeordnetem Dichtring 11′. Im Falle des Stopfens 10′′ ist zwischen dem Boden des Kopfteiles 8 und dem zugewandten Stirnrand des Stopfens 10′′ eine Dichtung 11′′ angeordnet bzw. eingespannt. Diese Dichtung kann auch durch selbsthärtende Dichtflüssigkeit gebildet werden.In the assembled state, the head part 8 projects relatively far into the axial bore 6 of the plunger part 7 , in such a way that part of the outer section of the threaded portion of the adapter part 2 of the tie rod 5 remains accessible from the outside and serves to unscrew a stopper 10 'or 10 '' can be sealed by the cooperating thread of the head part 8 and tie rod 5 . For this purpose, the plug 10 'has a circumferential groove with a sealing ring 11 ' arranged therein. In the case of the plug 10 '' between the bottom of the head part 8 and the facing end edge of the plug 10 '' a seal 11 '' is arranged or clamped. This seal can also be formed by self-hardening sealing liquid.
In jedem Falle sind die Stopfen 10′ bzw. 10′′ als Hutmuttern ausgebildet, welche das zugewandte Ende des Zugankers 5 auch stirnseitig überdecken.In any case, the plugs 10 'and 10 ''are formed as cap nuts, which also cover the facing end of the tie rod 5 on the end face.
Durch die Radialnut 3 hat der Innenraum der Axialbohrung 6 ständig Verbindung nach außen, so daß Undichtigkeiten bzw. Beschädigungen der Dichtungen 9 und 11′ bzw. 11′′ dazu führen, daß in die Axialbohrung 6 eintretendes Pumpmedium an der Radialnut 3 austritt und damit den Dichtungsschaden anzeigt.Through the radial groove 3 , the interior of the axial bore 6 has constant connection to the outside, so that leaks or damage to the seals 9 and 11 'or 11 ''lead to the pump medium entering the axial bore 6 exiting the radial groove 3 and thus the Indicates seal damage.
Die Montage des dargestellten Plungers kann gemäß Fig. 2 etwa wie folgt durchgeführt werden:According to FIG. 2, the plunger shown can be assembled as follows:
Zunächst wird der Zuganker 5 in die Gewindesackbohrung 4 des Adapterteiles 2 eingedreht. Sodann wird das Plunger teil 7 auf das Adapterteil 2 aufgesetzt, wobei mittels eines Zentrierringes 12, welcher sowohl den Außenumfang des Plungerteiles 7 sowie einen Umfangsrand des Adapter teiles 2 spielfrei umfaßt, eine exakt gleichachsige Lage von Adapterteil 2 und Plungerteil 7 gewährleistet wird. Sodann kann das Kopfteil 8 mit dem Dichtring 9 auf den entsprechenden Außengewindeabschnitt des Zugankers 5 aufgedreht und mit sehr schwachem Moment gegen das Plunger teil 7 gespannt werden.First, the tie rod 5 is screwed into the threaded blind hole 4 of the adapter part 2 . Then the plunger part 7 is placed on the adapter part 2 , whereby by means of a centering ring 12 , which comprises both the outer circumference of the plunger part 7 and a peripheral edge of the adapter part 2 without play, an exactly coaxial position of the adapter part 2 and the plunger part 7 is ensured. Then the head part 8 with the sealing ring 9 can be screwed onto the corresponding external thread section of the tie rod 5 and clamped against the plunger part 7 with a very weak moment.
Danach wird der Zuganker 5 mittels eines hydraulischen Spannwerkzeuges 13 mit starkem Zug gespannt, so daß eine merkliche Längendehnung des Zugankers 5 auftritt.Then the tie rod 5 is tensioned with a strong tension by means of a hydraulic tensioning tool 13 , so that a noticeable elongation of the tie rod 5 occurs.
Das Spannwerkzeug 13 besitzt einen Zylinder 14, dessen Zylinderbohrung am dem Plungerteil 7 zugewandten Ende des Zylinders 14 einen Endabschnitt 15 mit großem Durch messer besitzt. Dieser Durchmesser ist etwas größer als der Außendurchmesser des Flansches des Kopfteiles 8, so daß sich der plungerteilseitige Stirnrand des Zylin ders 14 radial außerhalb des Flansches des Kopfteiles 8 auf der zugewandten Stirnseite des Plungerteiles 7 auf setzen läßt. Dabei bleibt der unrunde bzw. verzahnte Rand des Flansches des Kopfteiles 8 durch eine Radialöffnung 16 im Zylinder 14 für ein Werkzeug zugänglich.The clamping tool 13 has a cylinder 14 , the cylinder bore on the plunger part 7 facing the end of the cylinder 14 has an end portion 15 with a large diameter. This diameter is slightly larger than the outer diameter of the flange of the head part 8 , so that the plunger part-side end edge of the cylinder 14 can be placed radially outside the flange of the head part 8 on the facing end face of the plunger part 7 . The non-circular or toothed edge of the flange of the head part 8 remains accessible for a tool through a radial opening 16 in the cylinder 14 .
Im übrigen erweitert sich die Zylinderbohrung im Zylinder 14 stufenförmig nach unten und nimmt einen entsprechend stufen förmigen Kolben 17 verschiebbar auf, welcher axial vor und hinter der Stufe 18 der Zylinderbohrung bzw. einer ent sprechenden Stufe des Kolben 17 mit in Umfangsnuten ange ordneten Dichtringen 19 versehen ist, um die Ringspalte zwischen den Kolben 17 und den Wandungen der Zylinderbohrung des Zylinders 14 abzudichten. Auf diese Weise wird unter halb der Stufe 18 ein Ringraum 20 gebildet, welcher über eine am Kolben 17 anbringbare Druckleitung 21 und eine daran anschließende Bohrung 22 im Kolben 17 mit hydraulischem Druckmedium gefüllt werden kann. Der erreichbare Druck im Ringraum 20 kann durch ein Überdruckventil 23 im Kolben 17 begrenzt werden.In addition, the cylinder bore in the cylinder 14 extends downwards and takes a corresponding step-shaped piston 17 which is axially in front of and behind the stage 18 of the cylinder bore or a corresponding stage of the piston 17 with sealing rings 19 arranged in circumferential grooves is to seal the annular gaps between the piston 17 and the walls of the cylinder bore of the cylinder 14 . In this manner, an annular space 20 is formed beneath the stage 18, which can be filled via a mountable on the piston 17 pressure line 21 and an adjoining bore 22 in the piston 17 with hydraulic pressure medium. The achievable pressure in the annular space 20 can be limited by a pressure relief valve 23 in the piston 17 .
Der Kolben 17 besitzt einen Schaft 24, dessen Außendurch messer so bemessen ist, daß dieser Schaft 24 in den zur Aufnahme des Stopfens 10′ bzw. 10′′ vorgesehenen Raum des Kopfteiles 8 einschiebbar ist. Mittels einer axialen Gewindesackbohrung 25 läßt sich der Schaft 24 mit dem zugewandten Ende des Zugankers 5 verschrauben.The piston 17 has a shaft 24 , the outside diameter of which is dimensioned such that this shaft 24 can be inserted into the space provided for receiving the stopper 10 'or 10 ''of the head part 8 . The shaft 24 can be screwed to the facing end of the tie rod 5 by means of an axial threaded blind bore 25 .
Sobald der Schaft 24 mit dem Zuganker 5 verschraubt worden ist und der Zylinder 14 auf die zugewandte Stirnseite des Plungerteiles 7 aufgesetzt wurde, wird der Ringraum 20 mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, so daß der Kolben 17 hydrau lisch - in der Zeichnung nach unten - gespannt wird und den Zuganker 5 entsprechend in Axialrichtung dehnt. Nunmehr wird das Kopfteil 8 mittels eines durch die Radialöffnung 16 des Zylinders 14 hindurchsteckbaren Werkzeuges auf dem Zuganker 5 in Richtung des zugewandten Stirnendes des Plungerteiles 3 schraubverstellt, bis der Flansch des Kopfteiles 8 an der zugewandten Seite des Plungerteiles 7 fest anliegt. Die für die vorgenannte Schraubverstellung des Kopfteiles 8 vorgesehenen maximalen Drehmomente sind sehr gering bzw. begrenzt.As soon as the shaft 24 has been screwed to the tie rod 5 and the cylinder 14 has been placed on the facing end face of the plunger part 7 , the annular space 20 is pressurized with pressure fluid, so that the piston 17 is hydraulically tensioned downwards in the drawing and the tie rod 5 expands accordingly in the axial direction. Now the head part 8 is screw-adjusted by means of a tool that can be inserted through the radial opening 16 of the cylinder 14 on the tie rod 5 in the direction of the facing end of the plunger part 3 until the flange of the head part 8 is firmly seated on the facing side of the plunger part 7 . The maximum torques provided for the aforementioned screw adjustment of the head part 8 are very low or limited.
Auf diese Weise können während der Schraubverstellung zwischen dem Plungerteil 7 und dem Flansch des Kopfteiles 8 bzw. am Dichtring 9 nur geringfügige Druckkräfte wirksam werden. Jegliche Beschädigung des Dichtringes 9 kann aus geschlossen werden. In this way, only slight compressive forces can be effective during the screw adjustment between the plunger part 7 and the flange of the head part 8 or on the sealing ring 9 . Any damage to the sealing ring 9 can be closed from.
Danach wird der Ringraum 20 vom hydraulischen Druck wieder entlastet, so daß der Zuganker 5 nunmehr das Kopfteil 8 mit entsprechend großer Kraft gegen das in der Zeichnung untere Stirnende des Plungerteiles 7 spannt und dasselbe mit reproduzierbaren Axialkräften zwischen Adapterteil 2 und Kopfteil 8 eingespannt ist.Then the annular space 20 is relieved of the hydraulic pressure again, so that the tie rod 5 now clamps the head part 8 with a correspondingly large force against the lower end of the plunger part 7 in the drawing and the same is clamped with reproducible axial forces between the adapter part 2 and the head part 8 .
Nunmehr kann der Schaft 24 des Kolbens 17 vom Zuganker 5 abgeschraubt werden, um das Spannwerkzeug 13 vom Plunger 1 zu entfernen.Now the shaft 24 of the piston 17 can be unscrewed from the tie rod 5 in order to remove the clamping tool 13 from the plunger 1 .
Danach erfolgt noch die Anordnung des Stopfens 10′ bzw. 10′′.Then there is the arrangement of the plug 10 'or 10 ''.
Claims (4)
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| DE19934327549 DE4327549A1 (en) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | Method of producing a ceramic plunger for pumps and the like |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE4327549A1 true DE4327549A1 (en) | 1995-02-23 |
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ID=6495329
Family Applications (1)
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| DE19934327549 Withdrawn DE4327549A1 (en) | 1993-08-17 | 1993-08-17 | Method of producing a ceramic plunger for pumps and the like |
Country Status (1)
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1993
- 1993-08-17 DE DE19934327549 patent/DE4327549A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |