DE949021C

DE949021C - Pressure pump

Info

Publication number: DE949021C
Application number: DER11896A
Authority: DE
Original assignee: EMIL ROCKHOLTZ
Current assignee: EMIL ROCKHOLTZ
Priority date: 1953-06-14
Filing date: 1953-06-14
Publication date: 1956-09-13

Description

Druckpumpe Druckpumpen, insbesondere solche zur Speisung hydraulischer Pressen und ähnlicher Kraftumformer, werden heute vorzugsweise' als Hochdruckölpu,mpen gebaut. Derartige Baueinheiten bestehen hauptsächlich aus einer Druckpumpe mit Antriebsmotar, einer Druckleitung, einer Rütklaufleitung mit C)lsammelbehälter und erforderlichen Regelventilen ;sowie einem Sicherheitsventil in der Druckleitung.Pressure pump Pressure pumps, especially those for supplying hydraulic ones Presses and similar power converters are now used primarily as high-pressure oil pumps built. Such units mainly consist of a pressure pump with drive motor, a pressure line, a return line with C) oil collecting tank and necessary Control valves; as well as a safety valve in the pressure line.

Als D@rufckpwnpe diel-2t dabei vorzugsweise eine Umlaufverdrängerpumpe. Der Einbau von Regelventilen bedingt stets Drosselverluste.As a D @ rufckpwnpe diel-2t preferably a circulating displacement pump. The installation of control valves always results in throttling losses.

Für stufenlos regelbare hydraufisr >. Antriebe werden auch Kolbenpumpen benutzt, deren Fördermenge durch willkürlich von Hand vorzunehmende Verstellung des gexegelt wird, was stets einen erheblichen miechaniclven Aufwand- erfordert.For infinitely variable hydraufisr>. Drives also become piston pumps used, the delivery rate by arbitrarily made by hand adjustment is gexegelt, which always requires a considerable mechanical effort.

Es wurde deshalb ein neuer Weg gesucht, um eine Regelung auf anderem vorteilhafterem Wege zu erreichen. Dieser Weg wurde .in einer Pumpe gefunden, die als Hoahd@ruckölpumpe in der Weise arbeitet, daB die Schluckmenge des Verbrauchers die automatische stufenllose Regelung selbst bewirkt. Dabei ist in der Druckleitung auch keim Sicherheitsventil erforderlich. Die Antriebsdrehzahl bleibt konstant, und es können zwei Verbraucher gleichzeitig von der Druckpumpe gespeist werden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Hub eines Freikolbens, der -in Verbindung mit einem angetriebenen Arbeätskdlben konstanten Hubes arbeitet, nur dann, eine Verdrängu-.ig der Druckflüssigkeit bewirkt, wenn eine Nutzförderung durch Verhrauchm an der Verbrauchsstelle, beispielsweise an der gespeisten hydraulischen Presse, stattfindet und der die Flüssigkeitsfördermenge dem tatsächlichen Bedarf des Verbrauchers selbsttätig anpaß t.A new way was therefore sought in order to regulate something else more advantageous way to achieve. This way was found .in a pump that as a hoahd oil pump works in such a way that the consumer's swallowed quantity the automatic stepless control itself. It is in the pressure line also a safety valve is not required. The drive speed remains constant, and two consumers can be fed from the pressure pump at the same time. That The essence of the invention is that the stroke of a free piston, the -in connection with a driven working cylinder of constant stroke, only one The hydraulic fluid is displaced when a useful delivery is caused by incense at the point of consumption, for example at the powered hydraulic press, takes place and the liquid flow rate corresponds to the actual needs of the consumer automatically adapts.

Eine derartige Pumpe in einer beispielsweisen Form ist schematisch iin den 'Fig. r und 2 dargestellt, und zwar zeigt Fig. r die Pumpe im Schnitt bei Mittelstellung des Kolbens und Fig. 2 bei Stellung .des Kolbens im äußeren Totpunkt.Such a pump in an exemplary form is schematic i in the 'Fig. r and 2, namely Fig. r shows the pump in section at Middle position of the piston and Fig. 2 when the piston is in the outer dead center position.

In dem Zylinder i bewegt sich der Kalben 2 mit dein Freikolben 3 lein und her, wobei der Kolben=2 durch ein Antriiebsmittel beliebiger Art mit konstantem Hub bewegt wird. Das Antriebsmittel ist in einer beispielsweisen. Form in den Figuren als Kurbelgetriebe io angedeutet, dessen Kurbelzapfen 13 mit gleichbleibender Winkelgesch::wind.igkeit umläuft und seinerseits die Schubstange i i antreibt und mit -ihr dien Kolben 2 bewegt. Dieser Kolben- kann keine Verdrängerwirkung auf .die Förderflüssigkeit ausüben. Eine Verdrängerwirkung übt vielmehr der auf deiner Ein@schnürung 2a des Kolbens 2 angeordnete -Freikolben 3 aus. Dieser Freikolben kann gegenüber dem Kolben 2 ein-Relativbewegung in axialer Richtung ausführen. Der so ermöglichte zusätzliche Hub ist dann der Vezdrängerhub der Pumpe. Infolge der Beschleunigung des Kollbens 2 und des. Freikolbens 3 in den Totpunkten und der Massenträgheit des Freikolbens 3 wird die Flüssigkeit zwischen den, vorzugsweise gleich großen Stirnflächen 14, 15 bzw. 16, 17 der beiden Kolben 2 und 3 nach dem Überschreiten der beiden Totpunktstellungen des Kolbens 2 verdrängt.In the cylinder i, the calf 2 moves with your free piston 3 on its own and ago, where the piston = 2 by a drive means of any kind with constant Hub is moved. The drive means is in an exemplary manner. Shape in the figures indicated as a crank mechanism io, the crank pin 13 of which with a constant angular speed rotates and in turn drives the push rod i i and with -ihr serves the piston 2 emotional. This piston cannot exert a displacement effect on the pumped liquid. Rather, the one on your constriction 2a of the piston has a displacement effect 2 arranged -Free piston 3 from. This free piston can move relative to piston 2 run in the axial direction. The additional stroke made possible in this way is then the Vezdrängerhub the pump. As a result of the acceleration of the piston 2 and the free piston 3 in the Dead points and the inertia of the free piston 3 is the liquid between the, preferably equally large, end faces 14, 15 and 16, 17 of the two pistons 2 and 3 displaced after the two dead center positions of the piston 2 have been exceeded.

Da diese Wirkung ,in beiden Totpünktstellungen des Kolbens 2 eintritt, ist es zweckmäßig, abei im Sinne der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, die Pumpe doppeltwirkend wie in dem zeichnerisdh dargestellten Beispiel auszuführen. Der Zylinder i ist dabei mit drei hintereinanderliegenden Steuerkanälen ausgestattet, welche durch die beiden Kolben 2 und. 3 gesteuert werden. Die Steuerung erfolgt :in der Weise, daß der mittlere Steuerkanal 4. dem Flüssigkeitszufluß dient und so bemessen ist, daß der Freikolben ,3 :in seiner Mittelstellung (Fig. i) das Überströmender Druckflüssigkeit in die beidem außen liegenden Steuerkanäle 5 und 6 gestattet. Die Steuerkanäle 5, 6 müssen in ihren Längen mindestens dem halben Hub des Kolbens 2 entsprechen, damit die Stirnflächenpaare 1q., 15 und 16, 17 in den Steuerkanälen 5 und 6 frei liegen.Since this effect occurs in both dead point positions of the piston 2, it is expedient abei within the meaning of the invention not absolutely necessary that Pump double-acting as in the example shown in the drawing. The cylinder i is equipped with three consecutive control channels, which by the two pistons 2 and. 3 can be controlled. The control takes place : in such a way that the middle control channel 4. is used for the flow of liquid and is dimensioned so that the free piston, 3: in its middle position (Fig. i) the overflow Hydraulic fluid is permitted in the two external control channels 5 and 6. the The length of the control channels 5, 6 must be at least half the stroke of the piston 2 correspond so that the end face pairs 1q., 15 and 16, 17 in the control channels 5 and 6 are exposed.

Der Steuerkanal 5 dient der Druckbildung in der inneren und zier Steuerkanal 6 derjenigen in der äußeren Totpunktstellung des Kolbens z. Beide Steuerkanäle stehen vorzugsweise mit einer gemeinsamen, außerhalb oder .innerhalb der Pumpe liegenden Druckleitung 8 in Verbindung. Die gemeinsame Druckleitung 8 fördert dann die Druckflüssigkeit zu einem gemeinsamen Verbraucher 9,. der beispielsweise eine hydraulische Presse oder ein hydraulischer Motor sein kann, und von dört über eine Leitung 7 zum Flüssigkeitsbehälter 1a. Die Erfindung kann aber auch zum Antrieb zweier Verbraucher benutzt werden, wobei. die Leitungen von dein Steuerkanälen 5 und 6 getrennt zu den beiden Verbrauchern führen.The control channel 5 is used to generate pressure in the inner and decorative control channel 6 of those in the outer dead center position of the piston z. Both control channels are available preferably with a common one outside or inside the pump Pressure line 8 in connection. The common pressure line 8 then conveys the pressure fluid to a common consumer 9 ,. for example a hydraulic press or a hydraulic motor, and from there via a line 7 to the liquid container 1a. The invention can also be used to drive two consumers, whereby. the lines from your control channels 5 and 6 separately to the two consumers to lead.

Mit zunehmender Aufnahme des Verbrauchers 9 nimmt der Hub des Freikolbens 3 zu. Bei Höchstfördermenge stoßen die Kolbenstirnflächen 14, 15 und 16, 17 zusammen. Sinkt aber die Nutzfördermenge etwa auf Null, so ist die Geschwindigkeit des Freikolbens 3 gleich der dies Kolbens :2 und der zusätzliche Hub wird gleich Null.As the consumer 9 increases, the stroke of the free piston increases 3 to. At the maximum delivery rate, the piston faces 14, 15 and 16, 17 collide. However, if the useful delivery rate drops to approximately zero, then the speed of the free piston is 3 equals that of this piston: 2 and the additional stroke becomes zero.

Der Vorgang spielt sich folgendermaßen ab: Wenn der Kolben 2 aus seiner in Fig. r dargestellten Mittelstellung-heraus nach rechts bewegt wird, :so verschließt er die Verbindung zwischen den Steuerkanälen 5 und q. und schiebt den Freikolben 3 mit der Stirnfläche 16 ebenfalls nach rechts. Bei Beendigung des Hubes des Kolbens 2 setzt aber der Freikolben 3 infolge der ihm, innewohnenden Trägheit seine Bewegung fort. Da seine rechte Stirnkante inzwischen auch dien Steuerkanal 4. gegen den Steuerkanal 6 verschlossen hat, findet aus dem Steuerkanal 6 nunmehr durch Annäherung der Stirnflächen 1q. und 15 gegeneinander eine Verd-rängung aus dem abgeschlossenen Steuerkan3.16 statt, bis. der der Bewegung des Freikolbens entgegenwirkende Flüssigkeitsdruck größer ist als die .in ihm aufgespeicherte Schwungkraft. Dieser Zustand ist in der Fig. 2 erfaßt. Der Kolben 2 hat inzwischen bereits seine Rückbewegung nach links angetreten und nimmt nun den Freikolben 3 ebenfalls nach links mit. Bei der.Annäherung an die linke Endstellung des Kolbens 2 wird dann die Verbindung zwischen dien Steuerkanälen 6 und q. durch den Freikolben 3 und dann durch den Kolben 2 geschlossen; dann wird die Verbindüng zwisahen dien Steuerkanälen 5 und q. freigegeben und anschließend durch den Freikolben 3 wieder geschlossen, worauf sich in dem Steuerkanal 5 der oben für den Steuerkanal 6 beschriebene Vorgang wiederholt. Es zeigt sich also, daß die Verdrängungsmenge stets von dem durch den tatsächlichen Bedarf des Verbrauchens gegebenen Gegendruck bestimmt wird.The process takes place as follows: When the piston 2 is out of its in the middle position shown in Fig. r is moved out to the right: so locked he the connection between the control channels 5 and q. and pushes the free piston 3 with the end face 16 also to the right. At the end of the stroke of the piston 2, however, the free piston 3 sets its movement due to its inherent inertia away. Since its right front edge now also serves the control channel 4. against the control channel 6 has closed, now takes place from the control channel 6 by approaching the end faces 1q. and 15 against each other a displacement from the closed control channel 3.16 instead of until. the fluid pressure counteracting the movement of the free piston is greater than the inertia stored in it. This state is in the Fig. 2 detected. The piston 2 has already moved back to the left started and now takes the free piston 3 also to the left. During the approach the connection between the control channels is then to the left end position of the piston 2 6 and q. closed by the free piston 3 and then by the piston 2; Then it will be the connection between the control channels 5 and q. released and then closed again by the free piston 3, whereupon the control channel 5 of the The process described above for the control channel 6 is repeated. So it turns out that the displacement always depends on the actual need for consumption given back pressure is determined.

Wenn beispielsweise im Steuerkanal 6 eine Verdrängung stattfindet, so wird die Geschwindigkeit des Freikolbens 3 kleiner als die des Kolbens 2. Infolgedessen entfernt sich die Stirnfläche 16 von der Stirnfläche 17. Die jetzt im Steuerkanal q. liegende Druckflüssigkeit strömt also aus dem Behälter 12 nach, und. zwar um den gleichen Betrag, um den im Steuerkanal 6 Flüssigkeit verdrängt wird: Dadurch ist einedem Verbrauch amgepaßte ununterbrochene pulsierende Förderung in dem System gegeiten.If, for example, a displacement takes place in the control channel 6, the speed of the free piston 3 becomes lower than that of the piston 2. As a result, the end face 16 moves away from the end face 17. The now in the control channel q. lying pressure fluid thus flows from the container 12 to, and. by the same amount by which the liquid is displaced in the control channel 6: This means that an uninterrupted pulsating delivery in the system that is adapted to the consumption is counteracted.

Die Druckpumpe nach der Erfindung ist für .hohe Kolbenfrequenz und kleinere Maße besonders geeignet, um -hohe hydraulische Drucke zu erzeugen. Sie ermöglicht die übertragung hydraulischer Kräfte zur Erzeugung eines Drehmomentes oder Druckes in der Weise, daB sich @dme Fördermenge ohne zusätzliche selbsttätige oder willkürlich gesteuerte Regelvorrichtungen selbsttätig nach dier Aufnahme des Druckverbrauchers regelt.The pressure pump according to the invention is for .hohe piston frequency and smaller dimensions particularly suitable, to -high hydraulic pressures produce. It enables the transmission of hydraulic forces to generate a Torque or pressure in such a way that the flow rate can be reduced without additional automatic or arbitrarily controlled regulating devices automatically according to dier Admission of the pressure consumer regulates.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Pressure pump to supply a consumer with hydraulic fluid in automatic regulation of the delivery in dependence of the recording of the DTuakverbrauobers, characterized in DAB coaxially to one in a cylinder (i) reciprocating piston (a) to a constriction (2a) DES same a free piston (3) is arranged to slide freely, the length of which is less than that of the constriction (2a) on the piston (a). z. Pressure pump according to claim i, characterized in that the cylinder (i) is provided with a control channel (q.) Which is in communication with the liquid storage container, and that the control channel (q.) Is so dimensioned. is that the free piston (3), in its middle position (Fig. i) allows the pressure fluid to flow over from the control channel (q.) into two control channels (5 and 6) arranged at both ends of the cylinder (i), which in turn overflow Lines are connected to one or two pressure incense burners (9).