DEC0010830MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 26. Februar 1955 Bekanntgemacht am 30. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch betätigte Flüssigkeitspumpe, bestehend aus einem mit Druckluft beaufschlagten Arbeitskolben, einem mit diesem verbundenen Stangenkolben, der in eine Flüssigkeitsdruckkammer hineinragt, die mit einem druckluftbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher in Verbindung steht.

Um bei derartigen Anlagen an Druckflüssigkeit zu sparen, sind erfindungsgemäß die Druckflüssigkeitsauslaßleitung und der Flüssigkeitsspeicher durch eine dieDruckkammer umgehende, ein Absperrventil enthaltende Umgehungsleitung verbunden.

Die Umgehungsleitung hat den Vorteil, daß nach Beendigung des Pumpvorganges die Flüssigkeit aus der Druckflüssigkeitsauslaßleitung wieder in den Flüssigkeitsspeicher zurückströmen kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Flüssigkeit beliebig oft zur Erzeugung eines hydraulischen Druckes an einem von der Pumpe weit entfernten Punkt verwendet werden kann.

Das Absperrventil kann nach Beendigung des Pumpvorganges von Hand geöffnet werden, um den Rückfluß der Druckflüssigkeit in den Speicher zu ermöglichen. Statt dessen läßt sich auch ein

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automatisch gesteuertes Absperrventil in der Umgehungsleitung anordnen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt
5 Fig. ι einen senkrechten Schnitt durch die Pumpe, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 bis 8 einen Schnitt durch ein automatisches Rückflußfreigabeventil in verschiedenen Betriebsstellungen.

Die Pumpe besteht aus einem Teil 19, der einen hydraulischen Teil 20 und einen pneumatischen Teil 21 umfaßt, und einem Speicher 22.

Der pneumatische Teil 21 besteht aus einem Ventilblock 24 und ist an einem Zylinder 26 befestigt, an dessen anderem Ende ein hydraulischer Ventilblock 27 angeordnet ist. Die Teile 24, 26 und 27 sind miteinander durch Schraubenbolzen 28 verbunden. Der Zyiinderraum 25 des Zylinders 26 enthält eine Kolbenanordnung 29, die einen hydraulischen Stangenkolben 31 enthält, der sich in eine zylindrische Druckkammer 32 erstreckt, die im A^entilblock 27 angeordnet ist. Zwischen der Kolbenanordnung 29 und dem hydraulischen Ventilblock 27 ist eine Druckfeder 33 angeordnet.

In dem pneumatischen Ventilblock 24 ist eine senkrechte Bohrung 34 für ein Drosselventil vorgesehen. Der Schaft 49 dies Drosselventils wird durch einen Handhebel 63 bedient. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Ventils ist die Druckluftzufuhr gesperrt. Die Druckluft gelangt durch eine Bohrung 42 zwar in die Bohrung 34 unterhalb des am Schaft 49 befestigten Ventiltellers 51. Erst wenn durch Betätigung des Handhebels 63 der Ventilteller 51 von seinem Sitz abgehoben wird, kann die Druckluft durch Durchlässe 57 in einen Kanal 62 gelangen, durch den die Druckluft einer waagerechten Bohrung 38 zugeführt wird, indem ein automatisches Ventil angeordnet ist. Durch dieses wird die Druckluft so gesteuert, daß sie in der einen Einstellung des automatischen Ventils durch den Kanal 82 in den Zylinder 25 strömt und den Kolben 101 nach unten drückt, während sie in der anderen Stellung des automatischen Ventils abgeschaltet wird und die Luft aus dem Zylinderraum 25 durch den Kanal 82 entweichen kann. Ein Kniestück 81 steht mit der Bohrung 38 des automatischen Ventils im Verbindung, so daß bei herabgedrücktem Handhebel 83 durch das Kniestück 81, eine Leitung 129 und einen oben am Speicher 22 vorgesehenen Stutzen 123 Druckluft den Flüssigkeitsspiegel im Speicher beaufschlagt.

In einer Bohrung 36 des pneumatischen Ventilblockes 24 ist weiterhin ein Verteilerventil 98 angeordnet, das durch seinen am unteren Ende angeordneten Kopf 99 mit dem Kolben 101 verbunden ist. Dieses Verteilerventil 98 bewirkt die Umschaltung des in der Bohrung 38 angeordneten Ventils in den Endstellungen des Kolbens 101. Der zylindrische Tank 119 des Speichers 22 besitzt außer der mit dem Stutzen 123 versehenen und durch eine Verschlußschraube 126 verschließbaren Öffnung zum Einfüllen der Druckflüssigkeit und zum Einblasen der den Druckflüssigkeitsspiegel beaufschlagenden Druckluft noch eine weitere Öffnung 122. Durch einen Flansch 124 an der Austrittsöffnung 122 ist der Speichertank 119 mit dem hydraulischen Ventilblock 27 verbunden, der am unteren Ende des Zylinders 26 angeordnet ist.

Eine Bohrung 132 in dem hydraulischen Ventilblock 127 erstreckt sich von der an dem Flansch 124 des Speichers anliegenden Außenfläche des Ventilblocks bis in die !Druckkammer 32. In der Bohrung 132 sind ein Rückschlagventil 134, eine Ventilsitzbuohse 133, eine Feder 136 und ein Anschlageinsatz 137 angeordnet. Die Ventilsitzbuchse liegt an der Außenseite des Auslaßflansches 124 an und weist eine Aussparung 138 auf, in der ein kegelförmiger Filter 139 gelagert ist, der das Ende eines rohrförmigen, durch die Öffnung 122 in den Tank hineinragenden Filters 141 umgibt. Die Ventilsitzbuchse, 133 hat außerdem eine Bohrung 142, die sich von der Aussparung 138 bis zum Ventilsitz erstreckt,, gegen den das Rückschlagventil 134 flüssigkeitsdicht anliegen kann. Das Rückschlagventil 134 ist in der Bohrung 132 mit Hilfe eines Flansches 143 geführt, dessen Rand mehreckig ist, wie Fig. 2 zeigt, um einen Durchtritt der Flüssigkeit um den Flansch herum zu ermöglichen. Die Feder 136 ist zwischen dem Flansch 143 und dem Anschlageinsatz 137 eingespannt und drückt das Ventil 134 gegen den Ventilsitz der Buchse 133. Das beschriebene Ventil ermöglicht den Durchfluß der Flüssigkeit nur in einer Richtung, und zwar vom Tank 119 zur Druckkammer 32, wienn das Rückschlagventil abgehoben ist.

Fig. 3 zeigt, daß ein zweites Rückschlagventil im Ventilblock 27, und zwar in einer Bohrung 144, die sich von der Außenfläche des Ventilblocks bis in die Druckkammer 32 erstreckt, angeordnet ist. In dieser Bohrung sind die Ventilsitzbuchse 146, ein Rückschlagventil 147, eine Ventilfeder 148, ein Verschlußstopfen 149 und ein Schraubdeckel 151 angeordnet. Die Buchse 146 ist zwischen der Druckkammer 32 und einer Bohrung 152 angeordnet, die die Bohrung 144 mit einer erweiterten Bohrung 153 verbindet, in die ein Schlauchmundstück 154 des Schlauches 156 eingeschraubt ist. Die Ventilfeder 148 ist zwischen dem Ventil 147 und dem Verschlußstopfen 149 eingespannt, der durch den Schraubdeckel 151 in seiner Lage gehalten wird. Durch die Feder 148 wird das Rückschlagventil 147 in die Schließstellung gedrückt. Das Ventil 147 hat einen Flansch 157, der ähnlich dem in Fig. 2 dargestellten Flansch 143 ausgebildet ist. Dieses Ventil ermöglicht einen Durchfluß der Flüssigkeit von der Druckkammer 32 in den Druckschlauch 156, wenn das Rückschlagventil 147 angehoben ist.

Ein Durchlaß 158 erstreckt sich von der erweiterten Bohrung 153 zu einer Bohrung 159, die in eine gleichachsig angeordnete Freigabekammer 161 mündet, deren Ende 160 ein handbetätigtes Freigabeventil 162 aufnimmt." In der Freigabekammer 161 ist eine Ventilkugel 163 vorgesehen, die durch eine Verlängerung 170 des Freigabeventils 162 gegen das als Ventilsitz dienende Ende

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der Bohrung 159 gedrückt \vird. Ein Durchlaß 164 erstreckt sich von der Freigabekammer 161 bis zu einem Durchlaß 166 (s. Fig. i), dessen eines Ende in die Bohrung 132 für das Rückschlagventil τ34 mündet. Ein weiterer Durchlaß 165 verbindet das erweiterte Ende 160 der Freigabekammer 161 mit dem Durchlaß 164. Mehrere radiale Bohrungen 167 in der Ventilsitzbüchse 133 ermöglichen den Rückfluß der Flüssigkeit aus dem Durchlaß 166 in den Tank 119. Ein Rückfluß des hydraulischen Mediums aus dem Hochdruckschlauch 156 zum Tank 119 kann über die beiden Rückschlagventile nicht erfolgen. Jedoch kann die Druckflüssigkeit durch den Durchlaß 158, den Durchlaß 159, die Freigabekammer 161, die Durchlässe 164 und 166 und durch die radialen Bohrungen 167 der Ventilsitzbuchse 130 in den Tank 119 erfolgen, wenn die Ventilkugel 163 abgehoben ist. Wird die Ventilkugel 163 auf ihren Sitz gepreßt, so bleibt der Druck im Hochdruckschlauch 156 erhalten. Später wird noch eine Einrichtung beschrieben, durch die ein Rückfluß in den Tank nach Stillstand automatisch bewirkt wird.

Die Druckkammer 32 ist am unteren Ende einer senkrechten Bohrung 168 im Ventilblock 27 gebildet. In die Bohrung 168 ist eine Buchse 169 fest eingepreßt, in der der Stangenkolben 31 verschiebbar ist. Dichtungen 171 umgeben den Stangenkolben am Ende der Buchse 169, um das Austreten

30, von Druckflüssigkeit in den Zylinderraum 25 zu verhindern. Durch Vergrößerung des Innendurchmessers am oberen Ende der Buchse 169 ist ein Ringraum 172 geschaffen, der durch eine radiale Bohrung 173 mit einem senkrechten Schlitz 174 am Umfang der Buchse verbunden ist. Der Schlitz 174 erstreckt sich bis zu einem Ringraum 176 in der Bohrung 168, und der Durchlaß 166 mündet in diesen Ringraum 176.. Druckflüssigkeit, die entlang dem Stangenkolben 31 entweicht, kann so in den Tank 119 zurückfließen.

Der Stangenkolben 31 hat einen Kopf 177, der in eine Aussparung 170 der Unterlagplatte 102 hineinragt. Gegen die Unterseite des Kopfes 177 liegt die Scheibe 103 an. Der Stangenkolbem 131 wird durch den Kolben 101 während des Druckhubes in die Druckkammer 32 hineingedrückt und beim Aufwärtshub durch die Scheibe 103 wieder mit zurückgenommen, wenn die Feder 33 den Kolben 101 im Zylinderraum 25 nach oben schiebt.

Vor dem Arbeitshub dies Kolbens 101 wird durch die auf die Flüssigkeit im Tank 119 wirkende Druckluft ein Teil dieser Flüssigkeit durch die öffnung 122 gedrückt. Das Ventil 134 wird abgehoben und die Druckkammer 32 gefüllt. Der Druck der Flüssigkeit ist nicht groß genug, um das Ventil 147 zu öffnen. Wenn dann beim Arbeitshub der Stangenkolben 31 in die Druckkammer 32 eindringt, steigt der Flüssigkeitsdruck schnell, so daß das Ventil 134 schließt, während das Ventil 147 abgehoben wird. Demzufolge dringt Druckflüssigkeit in den Hochdruckschlauch 156 und von da in die Verbraucherstelle. Da das Verteilerventil 98 vom Kolben 101 mitgenommen wird, bewirkt es zu Ende des Arbeitshubes die Umschaltung des automatischen Ventils in der Bohrung 38. Demzufolge kann die Druckluft aus dem Zylinderraum 25 über den Kanal 82 entweichen, und der Kolben 101 wird durch die Feder 33 in seine Anfangesteljung zurückgedrückt, wobei der Stangenkolben 31 aus der Druckkammer 32 zurückgezogen wird. Das Ventil 147 schließt, und eine neueFüllung strömt aus dem Speicher in die Druckkammer 32. Solange das Drosselventil 49 mit Hilfe des Handhebels 63 herabgedrückt wird, arbeitet die Pumpe automatisch.

Sobald diePumpe zum Stillstand, kommt, schließt das Ventil 147, und der Druck im Druckschlauch 156 bleibt erhalten. Um diesen zu verringern, muß das Ventil 162 von Fland gedreht wenden, so daß die Ventilkugel 163 sich von ihrem Sitz abheben kann und Druckflüssigkeit in den Tank 119 über die Durchlässe 158, 159, die Kammer 161, die Durchlässe 164 und 166, die Bohrung 132 und die Bohrungen 167 in der Ventilsitzbuohse 133 zurückfließt. Das Ventil 162 wird zur Erzielung eines Rückflusses nur bedient, nachdem das Drosselventil 49 losgelassen ist; denn wenn die Ventilkugel 163 während des Pumpenhubes sich abheben kann, wird der Flüssigkeitsstrom kurzgeschlossen, und es kann kein Druck im Druckschlauc'h 156 entstehen.

Um den Rückfluß automatisch freizugeben, kann statt des Flandfreigabeventils 162 mit der Ventilkugel 163 ein automatisches Freigabeventil vorgesehen sein. Aus den Fig. 4 bis 8 ist ersichtlich, daß dieses aus einem Zylinder 182 besteht, der einen Gewindeansatz 183 aufweist, mit dem der Zylinder in die erweiterte Bohrung 160 des Ventilblocks eingeschraubt ist. Ein Kolben 184 ist im Zylinder 182 gelagert und, hat eine Stange 186, deren unteres ίου Ende in dem Gewindeansatz 183 lärngs verschiebbar gelagert ist. Der Zylinder ist durch einen Schraubdeckel 187 verschlossen, in dem eine Verschließschraube 188 mit einem Handgriff 189 und einer Sicherheitsmutter 191 gelagert ist. Eine Feder 192 ist über die Kolbenstange 186 geschoben und zwischen der Unterseite des Kolbens 184 und der unteren Stirnfläche des Zylinderraumes eingespannt. Die Kolbenstange 186 ist hohl und hat mehrere radiale Bohrungen 193, die das Innere der Kolbenstange mit einem Ringraum verbinden, der durch Verringerung des Durchmessers des unteren Endes 194 der Kolbenstange geschaffen ist. Die Kolbenstange drückt mit ihrem unteren Ende auf ein Nadelventil 196, das in einer Ventilsitzbuchse 197 Führung hat. Unterhalb dieser Buchse 197 ist ein Ventilkörper 198 in der Freigabekammer ΐ6ΐ verschiebbar gelagert. Eine Feder 199 ist zwischen dem Ventilkörper 198 und dem Ende der Bohrung 159 eingespannt. 12c

Der \^entilkörper 198, der gegen die Feder in der Bohrung 159 anliegt, hat eine mittlere Längsbohrung, die im unteren Teil 201 einen kleineren Durchmesser und im oberen Teil 202 einen größeren Durchmesser aufweist. Die Ventilsitz- 12= buchse 197 hat eine kleine Längsbohrung 203, die

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in die Bohrung 202 mündet. Wird das Nadelventil 196 auf den Ventilsitz gedrückt, so kann keine Flüssigkeit durchtreten. Eine radiale Bohrung 206 in der Ventilsitzbuchse 197 verbindet die Bohrung 204 in der Ventilsitzbudise oberhalb des Ventilsitzes mit dem unteren Ende der erweiterten Bohrung 160. Wenn die Ventilsitzbuchse 197 gegen die Unterseite des Gewindeansatzes 183 anliegt, so ist eine Abdichtung damit nicht verbunden, da mehrere radiale Schlitze 207 auf der Unterseite des Gewindeansatzes vorgesehen sind. 'Der Zylinderraum unterhalb des Kolbens 184 ist durch eine Auslaßöffnung 208 mit der Außenluft verbunden.

In manchen Fällen ist es erwünscht, daß die Flüssigkeit im Druckschlauch 156 automatisch in den Tank 119 zurückfließt, wenn der Handhebel 63 losgelassen wird. Hierfür dient die automatische Ventileinrichitung gemäß den Fig. 4 bis 8, die dann an Stelle des handgesteuerten Ventils 162 tritt.

Fig. 4 zeigt die Stellung der Teile des automatischen Ventils bei Stillstand der Pumpe, d. h. vor dem Herabdrücken des Drosselventils 49 durch den Hebel 63.

Fig. 5 zeigt die Stellung der Ventilteile in der

«5 ersten Betriebsstufe, d. h. wenn gerade das Drosselventil 49 herabgedrückt ist. Die Flüssigkeit steht im Tank 119 unter dem Druckluftdiruck und fließt durch die Durchlässe 166 und 165 in den imDurchmesiser vergrößerten Teil 160 der Freigabekammer und durch Schlitze 207 aufwärts durch die Längsbohrung der Kolbenstange 186 in den Kolben oberhalb des Kolbens 184, so daß dieser nach abwärts gedrückt wird. Wenn die Pumpe arbeitet, dringt Druckflüssigkeit in den Druckschlauch 156. Ein Teil dieser Flüssigkeit fließt durch den Durchlaß 158 in die Bohrung 159 und durch die Bohrung 201, 202 des Ventilkörpers 198. Der steigende Druck der Druckflüssigkeit wirkt gegen die Unterseite der Ventilsitzbuchse 197 und das Ende der Ventilnadel 196 und wird größer als der auf den Kolben 184 wirkende Druck, so daß der Kolben 184, die Ventilnadel 196 und die Ventilsitzbuchse 197 nach oben geschoben werden, wie Fig. 6 zeigt. In dieser Stellung drückt dieVentUsitzbuchse 197 das Nadelventil 196 gegen die Kolbenstange 186, und das Nadelventil bleibt geschlossen. Auch wenn der gesamte, von oben auf den Kolben wirkende hydraulische Druck größer ist als der gesamte hydraulische Druck, der auf das Ende des geschlossenen Nadelventils 196 wirkt, bleibt die Stellung gemäß Fig. 6 erhalten, solange das Drosselventil ,der Pumpe herabgedrückt ist.

Wenn das Drosselventil 49 gegen Ende des Pumpvorganges losgelassen wird, fällt der von oben auf den Kolben 184 wirkende Druck ab, und die Flüssigkeit fließt zum Tank 119 über den Weg, über den die Flüssigkeit zur Oberseite des Kolbens geflossen ist, \veil die Feder 192, die beim Abwärtsgang des Kolbens 184 zusammengedrückt war, sich entspannt und den Kolben in seine Anfangslage zurückschiebt. Dadurch wird die Ventilnadel 196 abgehoben, und die Druckflüssigkeit, die denVentilkörper 198 in die Schließstellung drückt, entweicht über die Bohrung 206, wie es aus Fig. 7 ersichtlich ist. Die Feder 199 hebt dann den Ventilkörper 198 ab, so daß die Druckflüssigkeit schnell in den Tank über die Durchlässe 158, 159, 164 und 166 zurückfließen kann, wobei die Teile des Ventils die in Fig. 8 dargestellte Lage behalten, die der Anfangsstellung entspricht.

Das automatische Ventil kann so eingestellt werden, daß der Druck im Druckschlaudh 156 nach Beendigung des Pumpvorganges, d. h. nach Loslassen des Drosselventils 49, erhalten bleibt. Es kann also dasselbe erreicht werden wie.bei Verwendung des handgesteuerten Freigabeventils 162. Hierzu ist es nur notwendig, die. Verschließschraube 188 zu drehen, so daß sie den Kolben 184 nach unten und über das Nadelventil 196, die Ventilsitzbuchse 197 fest gegen den Ventilkörper und damit diesen in seine Schließstellung drückt. In dieser Stellung kann die Flüssigkeit im Druckschlauch 156 und in den Durchlässen 158 und nicht in den Tank zurückkehren, nachdem die Pumpe abgestellt ist. Sie kann dies erst dann, wenn die Verschließschraube 188 gelöst ist und nicht mehr auf den Kolben 184 drückt.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:.

1. Pneumatisch betätigte Flüssigkeitspumpe, bestehend aus einem mit Druckluft beaufschlagten Arbeitskolben, einem mit diesem verbundenen Stangenkolben, der in eine Flüssigkeitsdruckkammer hineinragt, die mit einem druckluftbeaufschlagten Flüssigkeitsspeicher in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeitsauslaßleitung (156) und der Flüssigkeitsspeioher (22) durch eine dieDruckkammer (32) umgehende, ein Absperrventil (162, 163) enthaltende Umgehungsleitung (158, 159, 164, 166) verbunden sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (133,. 134, 136) zwischen dem Behälter (22) und der Druckkammer (32) und ein weiteres Rückschlagventil (146, 147,148) zwischen derDruckkammer (32) und dem Druckflüssigkeitsauslaß (156) vorgesehen ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatisches Freigabeventil für den Rücklauf der Druckflüssigkeit aus der Druckleitung (156) vorgesehen ist, das aus einem Zylinder (182) mit einem Gewindeansatz (183) besteht, der in einer mit Gewinde versehenen Bohrung (160) im hydraulischen Teil (20) befestigt ist, und in dem Zylinder (182) ein Kolben (184) mit einer hohlen Kolbenstange (186) angeordnet ist, wobei die hohle Kolbenstange: einen Durchlaß zur Oberseite des Kolbens bildet, ein Nadelventil (196) gleichachsig vor dem Ende der Kolbenstange vorgesehen ist, dessen Ventilsitzbuchse (197) längs verschiebbar gelagert ist, und ein Venitilkörper (198) zwischen der Ventilsitzbuchse (197) und einer Bohrung (159) längs verschiebbar ge-

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lagert ist und durch eine Feder (199) in Richtung auf die Ventilsitzbuchse (197) gedrückt wird.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (192) den Kolben (184) im Zylinder (182) nach oben drückt.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschließschraube (188) oberhalb des Kolbens (184) vorgesehen ist und bei Betätigung den Kolben (184), das anschließende Nadelventil (196), die Ventilsitzbuchse (197) und den Ventilkörper (198) in die Schließstellung drückt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 904 858, 844 536,

512462;

schweizerische Patentschriften Nr. 263751,

222024;

französische Patentschrift Nr. 945417.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen