DE819040C

DE819040C - Pumpe mit Fluessigkeitsantrieb

Info

Publication number: DE819040C
Application number: DEP37258D
Authority: DE
Inventors: Walter Robert Groves
Original assignee: British Industrial Plastics Ltd
Current assignee: British Industrial Plastics Ltd
Priority date: 1948-03-25
Filing date: 1949-03-19
Publication date: 1951-10-29
Also published as: GB634980A; CH283867A; FR983664A; US2631542A; NL80763C; BE488108A

Description

Pumpe mit Flüssigkeitsantrieb Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen mit Flüssigkeitsantrieb mit kontinuierlicher Förderung und doppelt wirkendem Differentialkolben, bei welchem die Flüssigkeitswege zu den Zylinderräumen mit Hilfe von Hauptventileinrichtungen hydraulisch gesteuert werden und diese wiederum durch Hilfsventile, die automatisch im Synchronismus mit den Kolbenhüben gesteuert werden.
Die Erfindung bezweckt, eine Pumpe zu schaffen, die mit verschiedenen Drücken zu arbeiten vermag, und weiterhin diese Konstruktion zu vereinfachen und in ihren Einzelheiten, insbesondere hinsichtlich der Steuerungsmittel, zu verbessern.
Eine Pumpe der vorstehend erwähnten Art enthält gemäß der ErfindungFlüssigkeitsverbindungen mit den Hochdruckzylinderräumen, um während des Saughubes der Hochdruckkolben Niederdruckflüssigkeit auf diese einwirken zu lassen, so daß die volle Niederdruckkolbenfläche wirksam wird. Ferner sind Vorrichtungen vorgesehen, um diese Flüssigkeitsverbindungen im Bedarfsfalle abschließen zu können, so daß ein geringerer Niederdruckkolbenquerschnitt zur Wirkung kommt. Der Niederdruckkolben ist beiderseits vorzugsweise mit dem Hochdruckkolben aus einem Stück gefertigt, wobei wahlweise der volle Niederdruckkolbenquerschnitt oder aber nur die Ringfläche des Kolbens wirksam wird, die sich als Differenz von Niederdruck- und Hochdruckkolbendurchmesser ergibt.
Die Flüssigkeitsverbindungen mit den Hochdruckzylinderräumen können Kanäle sein, die von den gegenüberliegenden Niederdruckzylinderräumen durch die Hochdruckkolben hindurchführen und mit Rückschlagventilen versehen sind, die sich automatisch während des jeweiligen Druckhubes der Hochdruckkolben schließen. Ferner sind Vorrichtungen vorgesehen, um die Flüssigkeitsverbindungen wahlweise vollständig abschließen zu können, die entweder mit den Rückschlagventilen zusammenarbeiten oder auch selbständig angeordnet sein können.
Die Vorrichtungen zur Öffnung und Schließung der Flüssigkeitsdurchgänge können je nach den in der Maschine oder deren Anwendung gegebenen Erfordernissen von Hand oderautomatisch betätigt -%N erden. Um die Hochdruckzylinderräume während des Saughubes des betreffenden Hochdruckkolbens zu füllen, sind zwischen diesen Räumen und der jeweils nicht benachbarten Seite des Niederdruckkolbens durch Rückschlagventile Flüssigkeitsverbindungen vorgesehen. Diese Verbindungen bestehen hauptsächlich in Kanälen, die in den Niederdruckkolben und den Hochdruckkolben selbst angebracht sind, wobei die Rückschlagventile auf der Stirnseite der Hochdruckkolben angeordnet sind. Die Hauptventilsteuerung, die in an sich bekannter Art ausgeführt sein kann, wird wechselweise betätigt durch hydraulische Stößel, die einerseits unter dem Einfluß einer Hilfsventileinrichtung stehen, welche die Niederdruckzylinderräume abwechselnd mit der Niederdruckflüssigkeit und einem Auslaß in Verbindung setzen.
Die Hilfsventileinrichtung kann gemäß der Erfindung aus einem drehbaren Vierwegehahn bestehen, durch den die hydraulischen Stößel abwechselnd unter Druck gesetzt oder an einem Auslaß angeschlossen werden. Die Spindel dieses Vierwegehahnes trägt einen Anschlag und die Ventileinrichtung ist so angeordnet, daß dieser Anschlag in eine Ausnehmung an einem Kolben eingreift, der hin und her gehend den an den Stirnflächen der Ausnehmung zur Anlage kommenden Anschlag oder Nocken der Ventilspindel hin und her schaltet. Dadurch wird die Spindel hin und her gedreht und dadurch der Vierwegehahn bei jeder Beendigung eines Kolbenhubes umgesteuert.
Die Pumpe gemäß der Erfindung ist für verschiedene Zwecke brauchbar, wobei die Lieferung von Öl oder anderer Flüssigkeit unter wechselndem Hochdruck, z. B. für einen Formprozeß, ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Hier zeigt Fig. i einen senkrechten Längsschnitt durch die Pumpe und ihr Hauptventil, Fig. 2 eire Stirnansicht, Fig.3 einen Teilschnitt durch ein Hochdruckauslaßventil, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch die in Fig. 4 gezeigte Hilfsventileinrichtung, Fig. 6 eine Stirnansicht der Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 5. Mit i ist ein Niederdruckzylinderblock bezeichnet, an den sich rechts und links je ein Hochdruckzylinderblock 2 und 3 anschließt, die durch die Zylinderköpfe 4 und 5 abgeschlossen sind. Der Niederdruckkolben 6 besteht mit der beiderseits anschließenden Kolbenstange 7 aus einem Stück, während die Enden der Kolbenstange die Hochdruckkolben 8 und 9 bilden. Durch dieses Kolbenaggregat sind die Kanäle io und i i gebohrt, die auf der Stirnseite der Hochdruckkolben 8 und 9 durch Rückschlagventile 12 und 13 abgeschlossen werden. In den Hochdruckzylinderköpfen und Zylinderwandungen sind Kanäle 14 und 15 gebohrt, welche an die Hochdruckzvlinderendräume 16 und 17 anschließen. Diese Kanäle 14 und 15 stehen mit den benachbarten Niederdruckzylinderräutnen 18 bzw. i9 durch federbelastete Kugelrückschlagventile 20 und 21 in Verbindung. Diese Rückschlagventile können durch die mit Gewinde versehenen Spindeln 22, 23 durch Drehung der Knöpfe 24, 25 auf ihren Sitz niedergedrückt und dadurch vollständig abgeschlossen werden.
Die Räume 26 oberhalb der Kugelrückschlagventile stehen durch Verbindungen 27 (Fig. 3) mit im Anschlußstutzen 29 angeordneten Rückschlagventilen 28 in Verbindung, durch welche die während des Arbeitshubes des Hochdruckzylinders erzeugte Druckflüssigkeit in die Hochdruckleitung gedrückt wird.
Auf der Oberseite des NTiederdruckzylinderblocks i ist der Hauptventilgehäuseblock 3o angeordnet. Er trägt eine Längsbohrung, in der eine Ventilbüchse hin und her beweglich angeordnet ist. Die Ventilbüchse besteht aus einer hohlen Kolbenstange 35, auf der die Kolben 31 und 32 angeordnet sind und gegen die stirnseitig die hydraulischen Stößel 33 und 34 zur Anlage gelangen. Die hinter dem Stößel liegenden Räume 36, 37 sind durch nicht gezeichnete Leitungen mit der Hilfsventileinrichtung verbunden. Die mit Anschlußgewinde versehene Bohrung 38 bildet den Einlaß für die Niederdruckflüssigkeit und die in gleicher Weise ausgeführte Bohrung 39 den Auslaß. Die Kolbenstange ist hohl, wie durch die gestrichelten Linien 4o angedeutet ist, und sie ist mit Querbohrungen 41 beiderseits der Kolben 31, 32 versehen. Durch die Blöcke 30 und i sind ferner Kanäle 42 und 43 gebohrt, welche die Niederdruckzylinderräume mit der Längsbohrung des Hauptventil:blocks 30 verbinden.
Die mit einem drehbaren Vierwegehahn .versehene Hilfsventileinrichtung besitzt, wie die Fig. 4 bis 7 zeigen, ein Blockgehäuse 5o, das durch einen Deckel 51 abgeschlossen ist und eine Verlängerung 52 trägt, die in eine entsprechende Bohrung des Verdichtergehäuses, z. B. des rechten Hochdruckzylinderblocks 3 paßt (Fig. 4). Um das Ventil in Stellung zu halten, sind Bolzen durch Löcher 53 im Blockgehäuse 5o und in dem Deckel 51 geführt, die sich mit Bohrungen im Block 3 decken.
Durch das Blockgehäuse 5o und dessen Verlängerung 52 geht eine Längsbohrung, in welcher das Drehhahnküken 54 und der Drehhahnschaft 55 hindurchgeht und welch letzterer an seinem freien Ende einen Anschlagflügel oder Nocken 56 trägt, der zwischen den Anschlagstiften 57 beweglich ist und, wie Fig. 4 zeigt, gegen im Hochdruckkolbenschaft 9 angeordnete Anschlagflächen 58 stoßen kann. Der Hahngehäuseblock 5o enthält ferner vier Bohrungen mit Gewindeanschluß, deren Verbindungen durch das Hahnküken gesteuert werden. Die Leitung 59 ist an die Niederdruckflüssigkeit angeschlossen; die Leitung 6o geht zum Auslaß und die Leitungen 61 und 62 zu den in Fig. i gezeigten und bereits erwähnten Anschlüssen 36 und 37 für die hydraulischen Stößel 33 und 34.
Aus der Zeichnung und Beschreibung ergibt sich, <laß im Betrieb die Hahnkükenspinde155 in den Endstellungen der Kolben im Synchronismus mit dem Arbeitstakt durch Anschlag an den Schultern 58 umgeschaltet wird. Dadurch werden über die Anschlüsse 61, 62 (Fig. 7) abwechselnd die hydraulischen Stöß2133. 3.4 unter Niederdruck gesetzt bzw. an den Auslaß angeschlossen. Infolgedessen werden die Ventilkolben 31, 32 bei jedem Hubwechsel sehr schnell umgeschaltet.
In der in den Fig. i und 2 gezeigten Lage hat der rechte Hochdruckkolben 9 den Arbeitshub gerade beendet und das Hahnküken 54 der Hilfsventileinrichtung ist so umgeschaltet, daß der Einlaß 36 zum Stößel 33 unter Niederdruck gesetzt worden ist, wodurch der Stößel 33 die Ventilhülse nach rechts hinausgeschoben hat (Fig.i). Infolgedessen wird durch den Einlaß 38, um die hohle Kolbenstange 35 herum, und durch die Kanäle 43 Niederdruckflüssigkeit in den rechten Niederdruckzylinderraum i9 geführt. Gleichzeitig ist der linke N iederdruckzylinderraum 18 über die Kanäle 42, die Löcher 4i und durch die hohle Kolbenstange mit dem Auslaß 39 in Verbindung gesetzt.
Der Niederdruckkolben 6 bewegt sich also unter dem Druck im rechten Zylinderraum i9 nach links und schiebt die Flüssigkeit aus dem linken Zylinderraum heraus. Zugleich tritt aber :\ iederdruckflüssigkeit auch über das rechte Rückschlagventil 21 und die Kanäle 15 in den Hochdruckzylinderraum 17 ein, so daß auch dieser unter Niederdruck gesetzt wird. Dies aber nur, wenn sich das Rückschlagventil 21 unter Niederdruck öffnen kann. Ist es aber durch Niederschrauben der Spindel 23 fest geschlossen, dann kann die Verbindung über die Leitungen 15 nicht hergestellt werden, so daß der Niederdruck lediglich im Niederdruckzylinderraum i9 auf den Kolben wirksam werden kann. Im letzteren Fall drückt der Niederdruckkolben bei der Bewegung nach links die Flüssigkeit aus dem Raum 18 durch die Kanäle i i, durch das Rückschlagventil i3, wodurch der rechte Hochdruckzylinder mit Flüssigkeit aufgefüllt ist. Wenn das linke Rückschlagventil 2o nicht fest geschlossen ist, wird es durch die Hochdruckflüssigkeit geschlossen gehalten, welche aus dem Raum 16 durch die Leitung 14 zum Hochdruckauslaß gefördert wird.
Bei Beendigung des Hubes wird die Hilfsventileinrichtung in der bereits beschriebenen Weise umgesteuert, alle Verbindungen werden umgeschaltet, und der Kolben geht in der entgegengesetzten Richtung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Pumpe mit Druckflüssigkeitsantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppelt wirkender Niederdruckkolben beiderseits achsengleich je einen Hochdruckkolben trägt und daß wahlweise entweder nur die Ringflächen des Niederdruckkolbens oder diese Ringflächen und die jeweils auf der Antriebsseite liegenden Flächen der Hochdruckkolben mit der Antriebsflüssigkeit beaufschlagt werden.
2. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Niederdruckzylinder mit dem auf der gleichen Seite liegenden Hochdruckzylinder durch einen Kanal verbunden ist, in den ein Rückschlagventil eingesetzt ist, welches wahlweise entweder vollständig geschlossen werden kann oder einen Fluß der Arbeitsflüssigkeit vom Niederdruckzylinder zum Hochdruckzylinder hin zuläßt.
3. Pumpe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckzylinderräume mit den ihnen abgekehrt liegenden Niederdruckzylinderräumen durch Rückschlagventilverbindungen (r2 bzw. i3) verbunden sind.
4. Pumpe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen aus in den Hoch- und Niederdruckkolben (6, 8, 9) selbst angeordneten Kanälen (ro, ii) bestehen.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche i bis 4, gekennzeichnet durch eine Hilfsventilsteuerung, die einen Drehhahn (54) enthält, der durch die Hinundherbewegungen eines Kolbens (9) bewegt wird und hydraulische Stößel (33, 34) einer Hauptventileinrichtung abwechselnd unter Druck oder mit einem Auslaß in Verbindung setzt.
6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehhahn (54) bzw. seine Spindel (55) einen Flügel oder Nocken (56) trägt, der durch Anstoßen an Anschläge (58) eines hin und her gehenden Kolbens (9) hin und her bewegt wird.