EP0216956A2 - Units with a fluid flowing through them and with elements resilient in an axial direction and defining chambers for pressures up to several thousand atmospheres - Google Patents
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- EP0216956A2 EP0216956A2 EP85116394A EP85116394A EP0216956A2 EP 0216956 A2 EP0216956 A2 EP 0216956A2 EP 85116394 A EP85116394 A EP 85116394A EP 85116394 A EP85116394 A EP 85116394A EP 0216956 A2 EP0216956 A2 EP 0216956A2
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Definitions
- Diaphragm pumps which are mostly used for low pressures, have been known in the art since the last century. Occasionally literature is also published on allegedly high-pressure units with disc springs, but when testing the invention it was found that these fail even at a few hundred atmospheres of pressure.
- a high-pressure version was proposed in the European disclosure document (hereinafter: E-OS) E-OS- ⁇ 102 441. This unit was built and tested in the course of the preparation for the current invention in several examples and designs. It has proven itself for prints up to. around 1500 bar good, also allowed higher pressures, but became too precise and expensive to manufacture for higher pressures.
- water pumps for high pressures of several thousand bars are particularly required, for example for stone drilling, water jet cutting and the like. Because there are no pumps for it, Axial Boosters were used, which are expensive and voluminoes. There is therefore an urgent need for a pump for water for several thousand bars, which does not exist until today.
- the invention is therefore based on the object to provide a pump for non-lubricating media, such as water, for pressures up to several thousand bars, for example up to 4000 bar, which is inexpensive to manufacture, space-saving, reliable and durable , as well as works with good efficiency. Further objectives, subtasks or tasks will appear from the description of the exemplary embodiments of the invention explained in the figures.
- the invention recognizes that the highest load on the conical ring occurs in the line with which the conical ring lies on a flat surface. Because the total load of the body of the conical ring during its compression or relaxation plus the eventual load on the cross-sectional area of the conical ring due to possible fluid pressure under the ring surface falls when resting on the flat plate in an infinitely thin line together.
- the load on the support line becomes infinitely high and so high that the material from which the ring is made can no longer bear the load.
- This load on the line becomes particularly high with conical rings used as high-pressure pump elements.
- it is not enough to cope with the high load on the line support alone, because when the conical ring is compressed or relaxed, the inner diameter of the support line decreases and the outer diameter of the support line increases.
- the invention is therefore based on the object of reducing the frictional forces on the axial supports or brackets of the conical rings, thereby saving forces and friction and at the same time increasing the operational safety of the conical rings used in this way and the clamp rings for making conical ring elements cheaper in production.
- the plate spring is also a conical ring, so that the term conical ring is used in the following and that includes the plate spring.
- the line may transform into a surface support due to the plastic deformability of the piece of the conical ring 1, 11 and the plate 6 to 8 in question.
- the material from which rings 1, 11 and plates 6 to 8 are made can no longer yield sufficiently and gives rise to an intolerable. high local load, similar to the line support.
- Figure 6 shows a Beisoiel a conical rings used in these pumps EP OS in mass letter 1: 1 with 60 mm inner diameter and 7 mm ingdicke R.
- the nose 12 is, however, one according to the invention and is not present in the rings of the EP OS mentioned.
- this conical ring is exaggerated only in relation to the angle of the cone, because it is so up to date small is that you can not draw it to scale.
- the ring is only 0.3 millimeters conical. So it can only be pressed together by 0.3 millimeters until it is completely flat. With this compression of 0.3 millimeters, the inner diameter is reduced by a measure of 17, slightly less than o, o3 millimeters, i.e. from 60,000 mm to 59,997 millimeters, and the outer diameter is expanded from 87,000 mm to 87,003 millimeters, that is by UM the size 16 to just under 0.003 millimeters.
- the force calculated in the sense of Almen Lascio which is required to compress the conical ring of FIGS. 6 to 8 by the amount of 0.3 millimeters, is approximately 3200 kilograms.
- an oil pressure or water pressure of, for example, 1500 atmospheres within the hollow conical part, that is to say acting on the inner surface 4
- the force exerted on the ring by fluid pressure is approximately 22,000 kilograms.
- the total load on the ring line 9 is therefore somewhat higher than 25000 kilograms. This high load is not on a ring-shaped surface, but on a ring line, as was previously carried out. The line can never carry such a high load.
- the axially extended ring part 12 is arranged on the conical ring of FIGS. 6 to 8 on the radial outer edge of the conical ring 1, 11 and extends from the hollow conical part, i.e. from the axial inner surface 4 in the direction of the hollow conical ring end 4 and at the axial end of the cylindrical one Ring part 12 arranged the pad 13.
- the two contact surfaces 13 of the conical rings 1, 11 are placed on top of each other so that they form the common support 23.
- the conical rings 1, 11 are directed in opposite directions to form the conical ring pair 1, 11, the hollow conical inner surfaces 4 facing each other and the hollow conical space 50 being formed between them.
- the nose 12 has a rounding at the end of the cylindrical part, because sharp edges at the high forces lead to cracks in the material which would break the conical rings; on the axially outer part, however, the nose 12 is designed as a cylindrical ring part with a cylindrical inner surface, so that the centering ring 20, which centers the ring parts 12 on one another, can be inserted radially into it.
- the centering ring 20 must be shaped in an adapted manner on its outer surface or bevelled at the ends of a cylindrical central part of its outer surface.
- the plastic sealing ring 26 can be arranged radially within the centering ring 20 in order to seal the pump chamber 50.
- the forces required for the plastic deformation of the relevant part of the resilient, essentially cylindrical, ring 2 are lower than those required for the compression of the conical rings 1, 11 and many times smaller than those required to overcome the friction of the conventional type in the Ring line 9 required.
- curve E shows the measured forces for compressing the conical rings 1, 11 in the ring pair arrangement according to FIG. 17 of EP OS 0 102 441, but with a 7 mm thickness of the conical rings, as in FIG Curve A, ie the dash-dotted line in FIG. 5, shows the forces calculated according to Almen and Lascio for compressing the conical ring pair.
- Line C of FIG. 5 shows the measured forces for the compression of the conical ring pair according to FIG. 1, that is to say with a flat ring 8 between. between conical fingers 1 and 11.
- Curve B of FIG. 5 shows the measured forces for the compression of the conical ring pair after the arrangement according to the invention of FIG. 3 with the masses according to FIG.
- FIG. 4 which essentially corresponds to the Prinsip of FIG. 25 of the aforementioned EP OS, shows that the radial changes are not carried out on the same side, because according to FIG. 4, curve F slopes the sudden , early or rapid pressure increase in the pumping chamber 50, which expands the cattle 8 and the curve G shows the sinusoidal all-round compression of the conical rings 1 and 11 over the circumferential angle alpha of the transmitter stage.
- FIG. 8 therefore shows further arrangements according to the invention on the conical ring pair 1, 11, then the clamp rings or tension rings 27, 28, which are held together by the screws 30 - they can also be rivets - with radially resilient, essentially cylindrical ring parts or ring pieces 42 or 32 and 42, which are the holders for the supports 33 of the conicals Form rings 1, 11 for the supercritical working range of the pump, motor, compressor or expansion valve.
- These ring parts or ring pieces 32 or 32 and 42 are radially resilient in the same way as the rings 2 in FIGS. 3, 7 and 8.
- the ring grooves 29 and possibly the ring grooves 36 and 37 in the clamp rings 27 and 28 are simple and cheap in terms of production, for example cheaper than dividing the rings into segments according to the EP OS mentioned.
- the recess 38 is also arranged in at least one of the clamping rings 27, 28 in order to enable simple clamping by means of the screws 30 and to allow axial tolerances for cheap manufacture.
- a space or a recess 47 is advantageously to be arranged radially inside the cylinder or rings 2 in FIG. 8, so that the rings 2 can also follow the radial inward movement of the supports 3 and are not prevented from doing so by solid bodies.
- the seal arrangement 22, 49 within the conical ring pair of the radial movement of the zylinc is also inventive to adapt the inner surface 60 of the conical ring in question 1 or 11.
- This design also has the advantage that the fluid pressure from the pumping chamber 50 radially from the inside out of the recesses 48 to the ring parts 22 and can press them against the inner surface 60 of the conical rings 1, 11 because the sealing rings 49 prevent them yes, the penetration of pressure fluid between the inner surfaces 60 and the ring parts 22. It is also expedient to arrange the line or bore 77 at the upper end of the recess (s) 48 and to guide it to the delivery line 70 so that no air cushions can form in the groove 48 , or the air escapes through line 77 and outlet valve 70. Also within the scope of the invention, an air discharge line 76 is arranged from the upper end of the inlet valve 69 to the outlet valve 70.
- FIG. 8 also shows the piston 66 for driving the compression of the conical rings 1, 11 in the cylinder 67, the pressure chamber 68 of which receives its pressure fluid via the line 46 and delivers it through it to and from the transmitter stage of the EP 06 mentioned Line 46 thus corresponds to connecting line 303 of the EP OS, for example whose figure 22.
- the pair of rings 1, 11 is replaced by a one-piece spring body 111, in that the conical rings 1 and 11 form parts of this one-piece spring body.
- the ring parts 1 and 11 are connected by their connection 112, so that the parts 1, 112 and 11 form the common hollow spring body 111.
- the radial chamber 550 is formed in the spring body 111 between the conical inner surfaces 4 of the conical ring parts 1 and 111, because without this ring chamber the body could not be a spring body.
- the cylindrical ring parts 2 can also be formed in one piece with the spring body 111 or they can be placed on its supports 3. Since the connection 112 between the conical parts 1 and 11 is elastic and since the conical ring parts 1 and 11 are also elastic, that is to say springy, the spring body 111 can be compressed in the axial direction and then expand again.
- the spring body 111 can therefore be used as a pump, in particular a high pressure pump, containing the pump chamber 50 with 550. In the case of thinner walls or more plastic material, this version is also suitable as a low-pressure pump or motor.
- This spring body can also be made of solid spring steel, since in pump or motor arrangements according to this document and according to those of the EP OS mentioned, the radial dimensions are relatively short compared to the inner diameter. It is therefore easy to turn the inner conical surfaces 4, the conical inner ends 4 and the radial annular groove 550 into the spring body 111 with a strong turning tool from the inside. With plastic design, the production is even easier and when using fiber adhesive material, such as glass fever, carbon fiber fever, carbon fiber, etc., you can insert a still soft cylinder into an outer mold and the material for the spring body into the mold using fluid pressure or compressed air pressure Push in, which then creates the shape of the body 111 of Figure 10 in a simple and inexpensive manner by drying the material.
- fiber adhesive material such as glass fever, carbon fiber fever, carbon fiber, etc.
- FIG. 9 is drawn to scale for approximately 1500 bar fluid pressure in chamber 50. Because the Klampring 80 must not be too thin, so that it does not stretch too far in the axial direction, but it must also not be so thick that it does not spring sufficiently radially, or make the total suspension force unnecessarily high. Because, the forces are not full, but only partially recoverable as motor drive of the pump of the encoder stage, but only partially, because the pump and motor effect of the encoder stage also have an efficiency with a few percent losses.
- the invention also relates to a high-pressure unit with elements which are spring-loaded or deformable in the axial direction for particularly high pressures of up to approximately 5000 bar, the fluid which is pumped or used can be a non-lubricating liquid, such as water.
- conical ring elements are held together by cleat rings that have radially resilient retaining lips. These rings and elements are suitable for pressures of over a thousand bar, but they do not allow unlimited higher pressures.
- the ring arrangements are housed in a strong housing and the housing is controlled in time in parallel with the pressure in the working chamber in the ring arrangement.
- the ring arrangement is thus surrounded by a fluid pressure which is approximately half the pressure in the working chamber.
- a pump for, for example, water with unlimited service life and several thousand bar pressure is created by pumping the pump piston into a liquid arranged above the water with lubricating and rusting properties.
- the 'invention is therefore based on the object of increasing the pressure range of the pumps and motors above a thousand bar with a good level of efficiency and at the same time enabling the operation of the unit for water and, if possible, a pump or a motor for non-lubricating or to create rust-causing liquids for an unlimited service life with simple and reliable technical means.
- the above-mentioned exemplary embodiments are exemplary embodiments according to the invention and the cuts are essentially longitudinal sections through the units, although parts, for example the drive shafts, are cut transversely because they are perpendicular to the relevant longitudinal section plane.
- Figure 11 shows essentially all parts of Figure 8. Since this are repeated, the description is not repeated here. See, for example, parts 1, 2, 27, 28, 29 and 32. An improvement compared to FIG. 8
- the grooves 29 are deeper and the support lips 32 are longer than in FIG. 8 of the main application.
- the grooves are omitted radially outside the groove 29. This is achieved by the fact that no thin-walled parts remain under tension.
- the support lips 32 are only subjected to pressure. So that sufficient radial resilience nevertheless arises, they are correspondingly longer, which requires a deepening of the grooves 29.
- the sealing ring support tube 3 is arranged according to the invention in FIG. It surrounds the filling block 5 in such a way that a narrow gap 4 of a few hundredths of a millimeter is formed between the outside diameter and the inside diameter of the tube 3, which should in any case not exceed 0.1 to D.2 mm. Because with this gap width sufficient amounts of pressurized fluid penetrate from the working chamber into the gap to fill it and thus to load the support tube 3 radially from the inside.
- the relevant sealing ring support tube 3 has the sealing ring groove 93 for receiving the plastic sealing ring (not shown) made of rubber, Teflon or the like. This sealing ring in groove 93 seals between the element 1 and the support tube 3.
- the support tube 3 Radially outside the support tube 3, there is therefore less pressure than radially inside the support tube 3.
- the support tube 3 is radially thinner than the pumping elements 1, the conical ring parts 1 , are.
- the sealing ring support tube 3 therefore expands more radially outwards under the internal pressure than the elements 1 do. This automatically ensures a good seal that is effective at all times, regardless of how far the elements 1 also radially under the working pressure in the ' May expand the working chamber. This is very important and a new finding of the invention, because according to Japanese calculations the elements 1 expand further radially than would be expected according to the German specialist literature.
- a further feature of the invention in FIG. 11 is that the arrangement is mounted in a thicker housing 6, for example in a thick-walled tube 6, and this housing 6 is provided with a pressure fluid line 7 that can be controlled over time.
- the housing 6 is completely closed and through line 7 is in the interior in the housing 6 at the same time as the pressure rise and descent in the Work / chamber between the elements 1 is filled with a fluid pressure which is about half as high as the work chamber pressure.
- the elements 1 and all other parts of the arrangement between the chamber pressure of the working chamber and the pressure inside the housing 6 can work.
- the parts of the arrangement are therefore only half as loaded under the internal pressure chamber as in the execution of the main application.
- the working chamber pressure can be doubled compared to the main application.
- the pressure is doubled without having to use a double-stage arrangement.
- the housing tube 6 must be correspondingly thick-walled so as not to bend too radially when it is filled with the half-pressure.
- Figure 12 shows the Laengs section through the simplest unit of the invention.
- the working chamber 17 is located in the housing 11 and has an inlet and an outlet valve 20 and 21, wherein corresponding connecting channels 22 and 23 can be arranged. It is important that the axis of the working chamber is vertical. Because below in the chamber 17, the non-lubricating or rust-causing medium to be pumped, for example the water, is to be pumped. Above the chamber part 17 is the chamber part 16, which according to the invention is filled with a lubricious fluid which, compared to the fluid in chamber part 17, has a lower density or a lower specific weight. This liquid of the lower specific weight is called the first liquid and the liquid in the chamber part 17 with the higher specific weight is called the second liquid.
- the first is the lubricating liquid
- the second the non-lubricating liquid.
- Parts 16 and 17 are parts of a single, common chamber in this figure.
- the pump piston 15 can therefore be arranged and reciprocated above the chamber part 16.
- One may operate his reciprocation movement by hand or by motor.
- Motorized for example, by the arrangement of the revolving shaft 12 with an eccentric lifting part 13, the outer surface of which can then drive the piston via a piston shoe 14 pivotably mounted in the piston.
- the water or another fluid is now pressed into the chamber 17 through the inlet valve 20 under slight initial pressure, as a result of which the piston 15 is pressed back into its starting position.
- piston 15 could also be pulled back into its original position by a sliding guide or by a spring means.
- inlets or control openings 18 and 19 are arranged to ensure that the correct amounts of fluid of the first and second fluids are in the chamber parts 16 and 17.
- the stroke eccentric chamber 25 can also be filled with pre-pressure fluid, which temporarily, when the control groove 26 hits the bore or the channel 28 in the piston shoe when the shaft 12 rotates, through the groove 26, channel 28 and the channel penetrating the piston 15 30 can be passed into the center line 31 in order to fill it with the correct amount of fluid.
- the central channel 30 leads from the cylinder in which the piston 15 runs, specifically from the cylinder bottom thereof, to the working chamber 32 also arranged in the housing 11.
- the follower piston 33 is sealingly reciprocally supported.
- the piston 15 is the first piston, while the piston 33 is the second piston.
- the fluid column 31, which fills the central channel 31 ′, is located between the two pistons and transmits the movement of one of the pistons to the other piston.
- the first piston 15 is the master piston and the second piston 33 is the follower piston.
- the pistons can have different diameters in order to achieve a gear ratio.
- the first piston of smaller diameter but longer stroke thus produces a greater force with a shorter stroke of the follower piston or second piston 33.
- the fluid chamber 33 is formed, into which the follower piston 33 can be immersed and which forms the first chamber part, which forms the first Fluid is filled, that is filled with the lubricating fluid, so that the. Piston 33 and its fit in the liner 45 can not be damaged by non-lubricating or rust-causing fluid.
- the chamber part 33 which corresponds to the chamber part 16 of FIG. 2.
- the chamber part 37 which corresponds to the chamber part 17 of FIG. 2 and contains the non-lubricating second fluid to be pumped.
- the chamber part 37 is accordingly again provided with an inlet valve 38 and an outlet valve 39 — possibly spring-loaded. In this figure, these valves are connected to manifolds 41 and 42 for the inlet and outlet of all working units.
- a separating means 36 is arranged in FIG. 3 between the chamber parts 35 and 37 in order to avoid mixing by splashing the first and the second liquid.
- the separating means 36 which may be a disk, can be provided with sealing ring groove means 43 for receiving plastic sealing ring means, not shown.
- sealing rings are not hatched in the figures because they are small in cross section and would impair the overview of the figures.
- connection 34 to the central channel 31 also the connection 44, the connection 46 to the first fluid chamber part 33, 16 and the connection 47 to the second fluid chamber part 37, 17.
- the purpose of these connections is to fill the relevant parts of the chamber or the central channel, or to check or correct their fluid quantity.
- This control or filling is particularly expediently designed automatically, for example by means of electronic sensors and appropriately controlled filling or control units.
- the arrangement of the parts 12, 13, 23, 24 causes regulated conveyance via the circumferential angle of the shaft 12, the arrangement of the part 36 avoids the mixing of the first with the second fluid and the arrangement of the part 33 enables a corresponding increase in force.
- FIG. 14 shows the design for the highest pressures as a pump and for a practically unlimited service life.
- the piston drive parts 12, 13, etc. for the transmitter parts can be built with the means of the applicant's hydrostatic units for an unlimited service life because they do not touch any non-lubricating or rusting fluid.
- the separating body 36 which is already known from FIG. 13, has an unlimited lifespan because it is not exposed to any loads. It only swims between two fluids of the same pressure.
- the valves and channels like the chamber parts 35 and 37, are arranged and act analogously, as in FIG. 13. Likewise, the connections.
- the master piston 15 has a relatively small diameter in comparison to the follower piston 49 driven by it via the fluid column in the central channel 31.
- the follower piston 49 is moved with a multiple force relative to the force of the master piston 15 and is moved down in the figure.
- the front or lower end of the follower piston 49 opens into the preferably unpressurized intermediate chamber 50. It may be kept depressurized by the connection 51, which may be connected to the atmosphere or better to a low-pressure chamber of the unit.
- the special feature of FIG. 14 in comparison to FIG. 13 is that in FIG. 14 the follower piston 49 acts on a high-pressure pump piston 52 of smaller diameter.
- the high-pressure pump piston 52 is arranged axially under the follower piston 49 in the figure and is guided in the bushing 45 so that it can be tightly reciprocated from rustproof material. It dips with its front, lower end into the chamber part 35 with the first fluid therein and its backward, upper end is supported on the end face of the follower piston 49.
- the other parts of FIG. 14 correspond in principle to those of FIG. 13 and therefore need will not be described again here.
- the arrangement of the high-pressure pump piston 52 with a small diameter compared to the follower piston 49 ensures that the follower piston 49 has a large cross-section, while the high-pressure pump piston 52 has a small cross-section.
- the high-pressure pump piston 52 reaches a substantially higher pressure in the chamber 35-37 than the follower piston could reach in it, because, due to the cross-sectional differences, a force transmission between. the follower piston 49 and the high pressure pump piston 52 is arranged.
- the hydrostatic transmitter stage of the first piston 15 works efficiently when the units and parts are installed according to the inventor's patent specifications, with an oil pressure of 500 to 1000 bar. If you now make the cross-section of the high-pressure pump piston 52 about four times smaller than that of the follower piston 49, you have a fourfold pressure ratio, which means that the high-pressure pump piston 52 then works at 2000 or 4000 bar, i.e. in the chamber parts 35 and 37 a pressure of 2000 or 4000 bar is generated when the master piston 15 generates a pressure of 500 or 1000 bar. Other pressure ranges and ratios can be chosen as long as the system is sufficiently stable.
- FIG. 14 The figures are drawn in such a way that the necessary parts can be easily recognized, but not always to scale.
- the cleat rings and elements with their inner parts, as well as the housing tube 6 of FIG. 11, are approximately true to size.
- the pistons and wall thicknesses on the right-hand side of FIG. 14 can also be regarded as roughly true to size.
- the shafts and eccentric lifting parts of Figures 12 to 14 are drawn completely immeasurably.
- the shafts 12 are much thicker and they are supported in bearings according to the inventor's US patent 4,310,203 for the high pressures if they are to have an unlimited lifespan.
- the bushings are preferably used for water operation in the chamber part 37 made of VEW stainless steel and in thick-walled housings, but the housings can also be made of the aforementioned stainless steel.
- FIG. 17 the separating body 36 of FIGS. 13 and 14 is replaced by a clamped membrane 61. This is firmly held in seats for its board 62 by means of the insert 91 in the housing 1. the screws 92 may be used to secure the holding insert 91. It should be noted here that it is not a pumping membrane of conventional use, but a fluid
- Separating diaphragm Conventional diaphragms as pumps would break at the high pressures that the invention intends to use long before the pressure was reached.
- the membrane As a separating membrane for preventing the mixing of the first fluid with the second fluid in the chamber parts 35 and 37, however, the membrane is loaded with the same pressure from both ends. It therefore does not carry any pump load and is not exposed to any pump load. But their diameter has to be chosen big enough and their thickness has to be kept thin enough so that they can bend without high internal tension conditions and the up and down movements of the two fluids in the chambers 35 and 37 can follow.
- This membrane 61 is advantageously made of stainless steel or carbon fiber if you want to drive with water in the chamber part 37. Carbon fiber has the advantage that, by choosing the heat during the production of the fiber, there is a large selection range for the elasticity module of the membrane 61.
- FIG. 18 shows that the separating body 36 of FIGS. 3 and 4 can be replaced by a separating body 136 of FIG. 8.
- the peculiarity of the separating body 136 is that it has two grooves 82 and 83 for the use of plastic sealing rings which are spaced axially apart from one another. Between them is the leakage collecting groove 80 for collecting any leakage via plastic sealing rings of the grooves 82 or 83 that have become leaky.
- the line or outlet or. the connection 81 is set in order to be able to discharge any leakage from the collecting chamber 80.
- FIGS. 15 and 16 provide important “know-how” for the construction of the units of the invention.
- FIG. 16 shows this, namely in curve 1, the decrease in volume of the O-ring code 90 according to the Japanese standard JIS B 2401 according to measurements by T. Makita; S.Matsuo and K. Inoue.
- Curve 2 shows the volume decrease of the rubber Duprene according to measurements by Mr. Bridgman at the Massashusetts Institute of Technology.
- the curve is intended to indicate that the material becomes brittle and discontinuous at around 5000 bar.
- Mr. Bridman measured the compressions (volume decreases) of many substances, including metals and many types of rubber, but only at intervals of 5000, 10000 atmospheres etc. to 25000 bar. In the range of 1000 to 5000 bar, which is important for the aggregate of the invention, one can assume that over 1000 bar plastic sealants lose about half as much volume as water or oil if the right substances are selected and used.
- the sealing ring grooves should therefore be kept so small in cross-section that they can still hold well-sealed sealing rings and the thin sealing rings are not too thin or too expensive to manufacture.
- the chambers 16, 17; 35.37 must be dimensioned so small that at the end of the pumping stroke there is almost no dead space with liquid in it.
- the amount of the first fluid must be kept so small that the piston in question is still running in the first fluid without touching the second fluid.
- the lines 22, 23, etc. up to the inlet and outlet valves must have as little volume as possible.
- the valves are mounted directly on the chambers 17.37 to avoid dead space.
- the wall thickness of the cylinders must be very thick. In short, in practice the components are tolerated in hundredths of a millimeter, because otherwise the desired prints can never be achieved with sufficient efficiency.
- new conical ring elements are presented that have axially aligned lugs on their radially inner and outer end parts.
- Sealing ring beds are formed radially inside and outside the lugs, into which plastic sealing rings are inserted.
- the inside diameter and outside diameter of the lugs create a cross-sectional area of the lugs, and the radial dimension of the fluid chambers is sharply delimited radially inside and outside the lugs.
- the elements are inserted into a bore in a body, which is closed at the top by a head cover, which contains an inlet and an outlet valve.
- a master piston is arranged below the bore, the fluid into the closed bore. pumps.
- the upper element of a column of elements lies sealingly against the head cover.
- a high-pressure fluid unit which separates two different media, one of which can be a non-lubricating fluid, by means of an axially expandable ring element which keeps the two media separate from one another if the one fluid at one end of the element exerts a pumping stroke on the element, thereby pushing the other fluid out of its pump chamber at the other end of the element.
- the element could also be a membrane, because the prints on both axial ends of the element are basically the same after the main patent and differ only in the resistance of the element when it is deformed.
- the design of the element of the previous figures has the disadvantage that the stroke of the element is relatively short because the membrane would tear due to overvoltage if the stroke were long.
- the membrane of the main patent is a weak one with no particular strength and resistance. This means that the aggregate of the main patent has a performance limit due to its element, i.e. its membrane.
- the invention therefore also has the task of creating a resistant element and useful parts of a unit with high durability and long axial stroke of the element, reliable and with simple means to increase the service life and performance of high-pressure units.
- FIGS. 19 to 32 show longitudinal sections through 14 different exemplary embodiments of a high-pressure unit according to the invention or through parts of the unit.
- FIG. 19 shows in a cover 1.11 the second pump chamber 37 with an inlet valve 38 and an outlet valve 39.
- the lines 41 and 42 lead to the valves.
- the valves can be tensioned by springs 40.
- An insert 91 is clamped in the cover 1 and held, for example, by means of screws 92, which clamps the fluid separating element 61 in the cover 1 by forming the fastening 104 of the element.
- the insert 91 there is the cylinder 35, which is connected to the first pump chamber 35 between the element 61 and the insert 91 and in which the reciprocating piston 52 moves up and down.
- the fastening 104 with its inner diameter, forms the outer diameter of the first and second pumping chambers 35 and 37.
- the chamber 35 is not visible because the element 61 rests with its base on the base support 101, which forms the upper end of the insert 91 .
- Said fastening 104 is advantageously provided with sealing grooves 102 and 103 in cover 1 and insert 91 for inserting sealing rings, which effect the sealing of the element and the two chambers 35 and 37 from one another.
- the second pump chamber 37 is formed between the upper end face of the element 61 and the head rest 100, the head rest 100 being formed on the cover 1.
- the head system is a weak-angled hollow cone, the axial depth of which must not be longer than the maximum permissible stroke of element 61.
- the element 61 of the invention now has end installations 100 and 101 between which it moves axially.
- This has the advantage that the systems 100 and 101 can be placed in such a way that the permissible stroke of the element 61 can never be exceeded.
- the element 61 thus has a long service life and operational reliability.
- the shape of the systems 100 and 101 are dimensioned such that the element retains allowable stresses in all parts.
- the head rest is therefore bulged radially in the middle than at the radial outer ends.
- the support of the element 61 on the floor support 101 prevents dead space and thereby loss of compression in the fluid. These are also prevented by the element 61 abutting the head system 100.
- the angle of the hollow cone under the head rest 100 is shown greatly enlarged in the figures.
- the element on the scale of the figures is about 2 mm thick (plus minus 1.5 mm) and consists of flexible material, for high pressure water pumps of up to 5000 bar but often made of the Japanese SUS 630 steel or stainless steel from VEW .
- Figures 1 and 2 is a stroke of the element from O, s. permitted up to 0.4 mm if the. mentioned steels are used.
- Figure 21 shows on a 1: 1 scale a high-pressure unit for up to 5000 bar water pressure from the second pumping camera 37 for about 10 cubic centimeters of conveying quantity per stroke.
- the element 61 makes about 4 mm stroke with a thickness of 3 mm in the radial center.
- the amount conveyed is calculated according to the formulas in FIG. 29-A of European Offenlegungsschrift 0102441.
- the long stroke of the element 61 and thus the large delivery volume of the chamber 37 at the high pressure is achieved according to FIG. ZI in that the element 61 with ring shafts (161, 261, 361) is formed, the waves form valleys and mountains. These are very pronounced in the figure and form almost axially parallel or only slightly inclined element pieces 361 between the shaft heights 161, 261 and the shaft depths 461. In the radial direction, this shape of the shaft parts creates a length of the element 61 that defines the radial dimensions of the chambers 35, 37 far exceeded.
- the element 61 is therefore particularly elastic, although it consists of tefton, other materials or stainless steel.
- the wave heights and wave depths merge into intermediate pieces 361 in good arches.
- the radially outer wave crests and troughs are conveniently axially shorter than the radially inner ones. Automatic venting is thus achieved by placing the outlet valve 39 at the highest point of the second pumping chamber 37, where the high wave crest 161 is located.
- the figure is drawn to scale.
- the cover 1 is correspondingly shaped with the head rest 112, which limits the stroke of the element 61 and the upper end face of the element 61 bears against the head rest 112 after the end of the stroke of the element 61.
- the head system therefore has waveforms that are complementary to the element, but these move away from the untensioned position of the element 61 by the local axial mass in question.
- the insert 91 has at its upper end the floor support 111, which is complementary to the bottom of the element 61, thus also having the waves valleys and mountains 191 and 192 and on which the base surface of the element 61 rests in its untensioned state.
- the mountains of the cover 1 and the mountains of the insert 91 for example the parts 191 and 212, penetrate deep into the corrugated valleys of the element 61. Dead space is avoided in order to achieve high efficiency of the promotion.
- the valves are designed so that there is little dead space and the valves still work well.
- the holes 105 and 106 are used to discharge air that would otherwise collect in the heights and would prevent pumping. Bores 105 and 106 connect the heights of chamber 37 to the exhaust valve. The heights around 191 under the element 61, that is in the chamber 35, can be reduced by the ventilation
- Hole 120 which is arranged for this, are vented. It should end at the highest point under element 61, as shown, in order to be able to fulfill its venting effect.
- Positions 461,312,291. show further valleys, heights or support surfaces in connection with the shape of the element or the contact or support surface.
- the resilience of the element 61 also results from the long axial webs 361, which can spring in the radial direction.
- the cover 1 and the insert 91 are held together by the connections 92.
- the inlet valve 38 may be tensioned with the springs 40 and the ports are shown by 41 and 42, with 32 being the inlet and 41 the outlet.
- the element 61 is provided with the flange 104, with which it is stretched between the cover 1 and the insert 91, the sealing by sealing rings — not shown — in the sealing ring grooves 102 and 103 being able to take place.
- the ventilation bores 105 and 106 provide for the ventilation of the mountain waves.
- the ring nose 110 shows the deep engagement in the wave valley above the valley floor 291.
- the piston 52 which periodically fills and empties the chamber 35, runs in the cylinder 35 of the stroke pressure chamber 35.
- the piston 52 is driven, for example, in accordance with the aforementioned European disclosure document or by means of a pressure piston 124 in a cylinder 125 with inlet 123.
- a mechanically driven pressure piston 128 can also be used, for this purpose a piston shoe 127 is pivotally contained in the piston 128, while the piston shoe is driven on a running surface of an eccentric 126.
- the piston shoe may contain hydrostatic bearing pockets 130 and connecting lines 129.
- a measuring stick is shown on the left in the figure to show the size for the specified amount of material.
- a vent hole 122 is arranged at the upper cylinder end.
- the fill control bore 121 which is located in the bottom dead center position of the piston 52 and opens into the cylinder 35 there. In the bottom dead center position, the piston 52 clears this bore so that the chamber 35 can be filled with fluid from the outside through the bore 121. After a short stroke, the piston 52 closes the bore 121 and thus begins the stroke promotion of the pressure fluid in question from the cylinder 35 into the Chamber 35 under element 61 to push element 61 upward and thereby deliver the other fluid from chamber 37 through outlet valve 39 and outlet 41. The element 61 keeps the two different fluids in the chambers 35 and 37 separated from one another so that they cannot mix.
- FIG. 22 essentially corresponds to FIG. 20, but the outlet valve 39 is arranged close to the inlet valve 38, which is simple to manufacture but can be inferior to FIG. 20 in terms of efficiency because the ventilation in FIG. 22 is not as automatic as in FIG. 2 0 because the connection of the valve 39 is not in Figure 22 at the upper point at which the air collects. If you turn the figure 27 90 degrees to the left, then the automatic ventilation is secured again.
- FIG. 23 shows one of the most effective exemplary embodiments of the invention for large quantities.
- the special feature of this exemplary embodiment is the arrangement of the multi-axial element of FIG. 24. It is shown separately in FIG. 2e.
- the element 210 is clamped between the seals 209 and 211 between the cover 201 and the housing 222.
- the flange is adjoined by a conical ring part radially inwards, which bends into the valley floor 281, from where a conical ring part extends conically radially outwards in the opposite direction until it ends in an outer ring arch 280, to which another radially follows internally extended conical ring part, like .. the first mentioned, connects.
- the entire element 284, 210 is formed in the exemplary embodiment from a single part.
- it is made from the Japanese stainless steel SUS 630 or from a VEW stainless steel.
- the inner and outer arches are not sharp tips so that they do not break.
- a bottom 218 may form the other end of the element.
- the production by turning from a workpiece is relatively simple and can also be done automatically.
- the element would have high conveyor losses due to internal compression, because the double-conical interiors 282 cannot be filled with incompressible fillers and form a dead space in which the fluid compresses and thereby would lose the amount of conveyor.
- this disadvantage has been overcome by the current invention. For example, you then cast the element or the element column 210 inside with aluminum or another suitable substance.
- Aluminum is well suited because it has such a low melting temperature that when pouring out with the aluminum melting temperature the stainless steel from which the element usually consists is not yet damaged and also / because the aluminum loses little volume under pressure (compression) . It loses slightly less than the 16th of the volume that water would lose under the same pressure. At 5000 bar, water already loses almost 20 percent in volume, lead about 2.3 percent, but aluminum only about 0.55 percent. The loss of output of the unit when the interior is filled with aluminum thus reduces the compression loss almost thirty to fourfold compared to water. After the interior of the element has been poured out with lead or aluminum, the filler, for example the aluminum, is turned out of the element to the inside diameter of the inner bends 281.
- the element is then heated to the kneading temperature of the filler after the outer spaces 283 have also been filled with the filler.
- the kneading temperature When the kneading temperature is reached, the element is axially compressed to the desired stroke length under a press, with the filler also compressing accordingly. After cooling, it is turned again and again to the inside diameter of the inner arches 281 and radially outside to the outside diameter of the outer arches 280.
- the compression of the filler there are then the spaces between the filler and conical parts of the element are formed, which now form part of the working chamber.
- the element then works between the relaxed state of FIGS.
- the interior of the element then receives an interior filling block.
- 216 and the spaces mentioned are connected to the first working chamber 212 and form parts of it.
- a cylinder piston 217 can also be inserted and fastened to the element base with the bolts 221. This has the advantage that the lifting piston 227 can then be immersed in the cylinder space 220 of the filling piston 217, 219 in order to obtain a short overall length of the unit.
- the head cover held on the housing 222 by means of the fastening screws contains the inlet and outlet valves 202, 204, 206 and 2087, which can also have the tension springs 203.
- the exterior of the double valves are housed in inserts 205, 207 in the head cover 201 for manufacturing reasons.
- the first working chamber 212 for the fluid to be pumped, not lubricated, for example the water, and the second working chamber or lifting chamber 213 are located in the unit, the latter being connected to the cylinder space 220.
- the stroke chamber is filled with the stroke pressure fluid by means of the stroke piston 227, which is usually a lubricating liquid, for example: oil.
- the reciprocating piston 227 may be hydraulically or pneumatically driven, as is known from the European patent application or from the main application or from other figures.
- the drive can also take place mechanically via a crankshaft with connecting rods or via a piston 226 with piston shoe 230 and a long stroke eccentric 232 with stroke surface 233 on a shaft 231 according to DE OS 33 30 983, for example FIG. 30, the piston shoe having pressure fluid pockets 228, 229 may be assigned.
- the piston shoe 230 which can be pivoted in the piston bed, runs with the sliding surface 234 to the piston stroke guide surfaces 233 of the eccentric 232. It is again important to fill the bore hole 223, which should end in the innermost dead center position of the piston 227, so that the lifting chamber 213 can be rationally used without disturbance and losses be filled.
- the reciprocating piston 227 During the pressure stroke of the reciprocating piston 227, the element arrangement 210 is compressed upward under the fluid pressure in the lifting chamber 213, as a result of which the first working chamber 212 is compressed and the non-lubricating fluid from the chamber 212 is discharged from the chamber via the outlet valves 206 and 208. Conveyor out. Because of the high pressure in the chamber 212, the reciprocating piston 227 has a relatively small diameter compared to the element set 210, but has a long stroke. It is therefore occasionally expedient to assign a guide piston 226 in the guide cylinder 224 to the reciprocating piston, which is held by springs 225 in the middle between the piston 226 and the upper end of the cylinder 224.
- the piston 226 mostly has the pressure fluid pockets 227 for running on the cylinder wall of the cylinder 224. This unit is also in the dimension of the scale for the promotion of about 10 cubic centimeters at about 4000 bar. Consider the high pressure because of the thickness the wall of the housing 222 so that it does not expand radially, which would result in conveyor losses.
- FIG. 24 has already been described together with FIG. 23.
- FIG. 6 An alternative to the element of FIG. 6 is shown in FIG.
- the element is made of fiber-reinforced plastic, for example made of carbon fiber.
- the flange 250 there is again a conical ring element.
- this first element is glued together with a second symmetrically conical ring element 252, that is to say joined together under pressure, for example with epoxy resin, the binding material in the carbon fiber.
- the first element is again glued to the second element at 253 and so on, down to the bottom 256. It is important that the inner connecting points 254 can be produced easily by gluing one element 251 and one element 252 together under the press .
- the external connections 263 can then be made by placing a radially split ring 255 radially from the sweet between two adjacent ring elements 252.
- the ring 255 then forms the base for the pressing together when the adjacent elements 252 are bonded in the connection 253.
- a Sinngomasssar element set is made from purely mechanical individual parts. It consists of symmetrically placed konisehan rings, such as disc springs, 260 and 266 with. Distance rings 263 and 270 between the adjacent radially inner and outer ends of the elements.
- the piastic sealing rings 264 and 268 or 269 and 271 are located radially inside and radially outside of the diet rings.
- the radially inner and outer ends of the conical rings 260 and 266 are axially encompassed and held together with flange rings 264 and 272, thereby measuring the rim rings are turned radially smaller or larger and rolled up radially inwards or outwards in order to encompass the relevant ends of the conical elements.
- spacer rings 263 and 270 must be surrounded radially from the inside and radially from the outside by plastic rings.
- the sealing rings 271 and 264 must encompass radially their respective spacer ring and two conical ring elements in order to ensure the pretended sealing effect for the unit.
- FIG. 28 shows, on a large scale, an English-speaking conical ring element of the invention and the important parts of its exemplary embodiment of the invention assigned to it.
- Element 301 has the recess 371 for receiving the centering ring and the sealing ring of Figure 27 or one of the previous figures.
- the conical chamfer 370 which forms the pump chamber and to which the cylindrical inner surface 379 adjoins, extends radially inward, which in the exemplary embodiment has the cone 378 of very small angle ha + at the far end .
- This chamfer (the cone) is important because the element is pressed axially together and this axial pressure brings an inner diameter reduction that is greater at the rear end than at the front end of the element. After the compression, the inner surface would therefore no longer be cylindrical.
- the spacer is in one piece with the sealing lip / pentraeger 386, specifically so that the sealing lips 380 cannot undergo any axial relative displacement relative to the element 301, because such displacement could damage or wear down the sealing lips 380 and the sealing rings 387.
- the sealing lip carrier 381 has the sealing edge (the sealing web) 380 lying against the inner surface 379 of the element, in front of which the working chamber has the sealing ring seat (the sealing groove) arranged to receive the plastic sealing ring 387.
- the sealing lip 380 is closely fitted into the inner surface 379 of the element.
- the sealing ring groove is arranged near the working chamber, i.e.
- the sealing ring groove with the sealing ring 387 is kept short in the axial direction, because the plastically deformable sealing ring 387 would increase the pressure radially from the inside. transfer to the radial inner surface 380 of element 301.
- the sealing ring 387 which is inserted into the sealing ring groove, can be held by the flange of the holder 383.
- the bracket 383 is also designed as a dead space filling block, because the sealing lip carrier 381 must be pressurized radially from the inside, so that the sealing lip 380 can follow the radial steering movements of the inner surface 380 of the element 301 by the inner pressure pressing them against the inner surface 380 and keeps pressed when the element 301 changes radially in diameter.
- the sealing lip carrier 381 is therefore a thin tubular part 381 which extends axially from the body 386 and which is formed on the body 386 in that the body 386 has the recess 382 into which the filler block 383 is inserted. Between the filling block 383 and the sealing lip carrier 381 there remains a narrow annular gap 382, to which the bore (s) 388 lead through the retaining surface of the block 383 to the working. Keep chamber connected to the annular gap 382, so that the pressure of the working chamber also acts in the annular gap 382 at all times.
- the sealing lip support often has the diameter reduction 377, which serves to prevent the part of the inside diameter 379 of the element 301 from bumping against the sealing lip support 381, 386.
- the sealing lip 380 of the sealing lip carrier 381 is again very short in the axial direction, because axial length in the suspension of the element 301, which periodically transforms the cylindrical inner surface 379 into a conical shape according to the finding of the invention, the sealing lip 380 either at the front or at the rear axial end periodically lifts by a few thousandths or hundredths of a millimeter from the inner surface 379, which leads to a gap in which parts of the plastic sealing ring 387 enter, as a result of which the sealing ring 387 is scraped off and, after a few hours of operation at several thousand bars in the working chamber, renders it unusable.
- the formation of the sealing lips requires a great deal of attention, because without harmony of all the details, the unit cannot achieve any efficiency or lifespan.
- the depth of the annular groove 382 causes the pressing force between the sealing lip 380 and the inner surface 379 If it is too deep, ie the sealing lip carrier 381 is too long, then the sealing lip 380 wears out too quickly as a result of the surface pressure being too high. If it is too short, however, the fluid pressure in the gap 382 is not sufficient to press the sealing lip 380 sufficiently strongly against the inner surface 379 of the element 301.
- the filling block 383 can, for example, be held in the middle of the tubular rivet 384 in and on the body 386, the tubular shape of the rivet containing the bore 385 for connecting several working chambers.
- the pump elements 301 are located as element pairs with their cleat rings 327 and 328 under the head cover (not shown) with the inlet and outlet valves.
- the cleat rings have the annular grooves 329, through which the radially spring-loaded holding holes 332 for attacking the clamping surfaces of the Elements 301 are formed so that the element pairs 301 are held together symmetrically to one another to form the pumping chamber (s).
- the bolts hold the cleat rings together.
- the dead space filler blocks including the blocks 359 are arranged and so are the sealing rings 393, the fluid grooves 361, the sealing ring carrier 360 and the spacer rings 302.
- the special feature of this exemplary embodiment of the invention is that the interior 350 of the housing is acted upon automatically and parallel to the pressure increase and Waste occurs in the main pumping chamber (s) between the elements 301 with an appropriate pressure.
- the pressure is passed from the lifting cylinder 352 under the lifting piston 354 through the connecting bore 351 into the housing interior 350.
- This bore or fluid line 351 is therefore an important feature of the invention.
- the reciprocating piston 354 for compressing the pump elements 301 and thus for conveying out of the main working chamber, presses on the bottom of the working chamber system, is axially movable in the cylinder 352 and compresses the elements 301 when pressure fluid is conducted into the lifting cylinder 354.
- the cylinder 354 has the line connection 355.
- the lifting piston 354 is designed as a differential piston with the main part 354 and the piston part 357 of smaller diameter.
- the piston portion 357 is surrounded by a chamber 356 which is through bore 358 keeps this chamber under low pressure or under atmospheric pressure.
- the housing 306 is provided with a removable base 362 which is held on the housing 306 by means of the holder 363 (eg screws).
- the difference in the diameter of the piston parts 354 and 357 determines the difference in the pressure in the working chamber between the elements 301 and the pressure in the lifting cylinder 352 and the pressure in the interior 350 which is the same. If the unit is used, for example, as a pump with 3200 bar in the working chamber elements 301 and if the piston diameter difference is such that half of this pressure prevails in cylinder 352 with space 350, then elements 301 hold at 3200 bar for exactly as long as they would hold at 1600 bar if there was no pressure in interior 350 would.
- the elements are subject to the same loads as at 1600 bar in the working chamber and atmospheric pressure in the interior 350.
- the differential piston 354-357 and the line 351 It has thus become possible to run the unit with higher pressures, for example with double pressures, than in the units according to the European publication mentioned.
- the pressure increase and decrease in the working chamber and in the interior 350 take place parallel to one another, so that at the relevant times, apart from stresses in the elements 301, the pressure in the interior 350 is always a certain one, due to the diameter ratio 354-357 determined percentage of the pressure of the working chamber.
- Filling blocks 362 between parts within 306 redact the dead space in room 350 to a minimum 363 is a sealing ring.
- FIG. 4 Another sealing lip arrangement is shown in FIG.
- the sealing lips 408 do not lie radially within the inner surface of the element 401 in question, but rather form an axial bearing seal on the axially inner walls of the elements 401.
- the sealing lip supports 408 therefore form the sealing lips 408 and the sealing ring grooves 406 arranged radially therefrom for receiving the plastic sealing rings , with retaining rims 407 for holding the sealing rings, which are inserted into the grooves 406, can be arranged.
- the radial expansion of the elements 301 in FIG. 28 and thus their problems continue.
- the elements 401 lie against one another with surfaces 402 and are joined together by the centering ring 403 other centered.
- the sealing lip carriers 409 thus form radial projections 417 as sealing lip parts, which form the bearing surfaces 415, which are then also the sealing lips and which bear against the radial flat surfaces inner partial surfaces 416 of the elements 401 and form the axial support and seal 408.
- the sealing lip carrier 409 cannot be in one piece for two elements 401 in this embodiment. Each element 401 therefore has its own sealing lip carrier 409 in the form of a ring.
- a filler block 410 with a fluid line bore 412 is inserted in two of these annular sealing lip supports 409.
- the supports 409 have precise cylindrical inner surfaces, so that sealing rings in sealing ring grooves 411 between block 410 and support 409 provide the seal from a support 409 to the noticeable one and thus can seal the working chambers between the elements 401.
- the element pairs 401 are again held together by the cleat rings 327, 328 of FIG. Holding rims 413 can hold two adjacent sealing lip supports 409 together through the filling part 410.
- FIG. 30 shows a U element after one of the Uoran applications. It has the pump element made of two symmetrical conical ring parts, which together form the outer arch 423 radially on the outside. Radially on the inside they have the bearing attachments or contact surfaces 424, 425.
- the problem with these elements was that the. Inner space 426 in the U-ring was filled with fluid and formed a dead space in which the fluid was compressed under pressure during the pumping process, as a result of which there was a loss of delivery quantity.
- the element is now. filled with a filler, for example aluminum, lead, or the like. The filling is carried out as described with reference to FIG. 24.
- the U-element can be provided with cylindrical inner surfaces for the use of sealing lip supports, or the flat surfaces 424 and 425 can seal against one another if several U-elements are placed next to one another, so that in each case one contact surface 425 rests on the contact surface 424 of the adjacent U-element and and seals under pressure by preloading the element or under piston pressure.
- the pump elements of FIG. 26 can also be produced in a single piece. They then correspond approximately to the element set in FIG. 24, but then have edges instead of arches between the conical ring elements.
- the first conical element 266 adjoins the flange 250 in order to pass into the inner connection 270 to the next, to the first symmetrical conical ring element 260. This connects by means of the external connection to the next element 266 and so on.
- FIG. 32 shows a ring element set from FIG. 24 in connection with a pulling device according to the invention.
- a draw bolt 441 is attached to the head 442.
- the draw bolt protrudes through the cylinder lock into a cylinder 444 and carries a piston 443 therein which, together with the bolt 441, is axially movable in a sealed manner in the cylinder 444.
- the pressure fluid line 445 leads to the cylinder 444.
- the cylinder piece formed on the other side of the piston 443 is released from pressure by the relief bore 446.
- conical ring elements can be used to form pumping chambers.
- This reference teaches that the elements are only suitable for the subcritical range, but that for the supercritical range cleat rings must be arranged, which firmly connect the outer edges of adjacent pairs of elements to one another, because otherwise the elements will lift apart from one another in the supercritical range and fluid from the chamber escapes within the elements.
- the elements are only 11 for pressures up to about 1500 bar, because they would become too thick and give too short strokes at even higher pressures.
- the main application then showed a way to obtain double pressure by placing a first pressure radially outside around the elements, which is about half the pressure inside the elements.
- the invention is therefore based on the task of creating a high-pressure unit in a simple and inexpensive design with high efficiency and high operational reliability and service life.
- the reciprocating piston 103 carries the plate spring 101, which is a conical ring element in the sense of this patent application.
- the spring 101 rests sealingly on the top cover 1.
- the cover has the inlet valve 38 and the outlet valve 39. Valves of this type also have the exemplary embodiments of the invention with the same number 38 and 39, respectively.
- the head cover is also contained in the examples of the invention, as is the body or the housing 91. These parts recurring in all examples are therefore no longer mentioned in the description of the other figures. If pressure fluid is supplied to the cylinder 102, the reciprocating piston 103 pushes upward and presses the element 101 together, so that pressure fluid is conveyed out of the chamber 37 within the element 101 from the outlet valve 39.
- the element 501 of the invention has the ring nose 502 with the sealing ring seats 503 and 504 radially therefrom, as well as the closed base 505.
- the features 502 to 505 are thus decisive features of the invention of the conical ring elements 501 according to the invention.
- the element 501 is as in Figure 33 of the known technology, applied to the head cover 1.
- the housing 91 forms a closed first chamber 35 around the element 501.
- the fluid line 506 leads to the first chamber 35.
- the second chamber 37 is formed between the element 501 and the cover 1, as long as the element 501 with the nose 502 on the flat surface of the lid 1 is applied.
- The. Nose therefore has the cross-sectional area or cross-section 520.
- This cross-section is sealed radially inwards and outwards by the plastic sealing rings in the sealing ring seats 503 and 504.
- the chamber 37 is filled with fluid without pressure. If fluid is now passed under pressure through line 506 into the first chamber 35, the element 501 is pressed axially together, as a result of which the volume of the second chamber 37 decreases and the chamber 37 now conveys fluid out of the chamber 37 via the outlet valve 39 to the outside. As far as this happens, as in the subcritical area according to the known technology. FIG. 33.
- the invention thus brings the surprising result that the element 501 of the invention no longer needs to be screwed onto the head cover 1 even in the supercritical pressure range. But this is precisely the result that you always longed for but could not fulfill because you did not know the solution. It is therefore expedient now to examine in detail what has achieved this surprising effect of the invention. This happens on the basis of the next figures.
- FIG. 35 shows the preferred element 501 of the invention in a longitudinal section.
- the element has the conical ring part 501 with the radially inner and outer end piece.
- the element is conically hollow towards the front axially, and towards the rear axially it has the conical bulge radially to the center. So the top is in front in Figure 35, the bottom is in the back.
- the radially outer piece will in future be called the outer piece and the radially inner piece the inner piece.
- the nose 502 is formed on the outer piece toward the front and the nose 508 on the inner piece toward the rear. These noses form cylinders which are axially extended by the element. They are arbitrarily called "noses" because they have to be named somehow.
- the roots of the noses are followed by radially flat surface pieces which can also be somewhat conical or curved and which form the sealing ring seats 503, 504, 507 and 508.
- FIG. 36 several such elements are placed axially one behind the other with their lugs in order to form a column of elements about a common axis.
- the column has the reference symbol 526.
- Two elements facing each other at the front form a pair of elements.
- the last element of the column bears.
- a shutter 514 which also has a nose.
- the lugs 502 are connected to the common seal 509 on each other, while the inner tabs 508 are connected to the common seal 5 1 1 together.
- the sealing seats already mentioned are dimensioned axially in the column between adjacent elements 501 in such a way that they form common sealing seats 510, 513 or 512 and 612 between two adjacent elements.
- FIG. 37 the left half of FIG. 36 is shown in an enlarged view, a pair of elements resting on the head cover 1 with its utensils.
- the sealing rings 516, 517 and 524.525 are inserted in the sealing seats.
- the former are the short sealing rings for you tion on the cover, while the last-mentioned sealing rings 524, 525 are the axially longer ones for the common sealing seats between two adjacent elements 501.
- These designs serve to achieve the effect according to the invention of maintaining the seal of the chambers in question in the supercritical range without the need for retainers or cleat rings.
- FIG. 38 explains why this effect is achieved by the invention.
- the element touches the inner or second pump chamber 37 at the top and the outer or first pump chamber 35 at the bottom.
- the pressure in the inner chamber is called “Pi", that in the outer chamber is called “Po".
- the inner nose has the inner diameter 521 and the outer diameter 522 with the cross-sectional area 523 lying in between.
- the outer nose has the inner diameter 519, which also forms the torque axis 515, the outer diameter 518 and the intermediate cross-section 520. Since the plastic sealing rings are deformable and consequently how fluid acts (see the parallel patent application P -3446107.8) the pressure ranges "Pi” and “Po” are radially sharply defined. “Po” goes from 522 to 518 and “Pi” goes from 521 to 51'5,519. The diameters are given the names a, A, b and B according to the figure.
- the cross section of the " P o" pressure zone is then:
- the difference zone "F A B" is located between “B” and “b” and can be calculated according to equation 2, while equation (3) is obtained for the corresponding inner difference zone "F ⁇ A”.
- the outer pressure zone presses the element against the cover at all times, or always presses two adjacent elements against one another from the outside, even if the prints in the inner and outer chambers are the same because the cross-section to which the pressure acts is larger in the outer chamber than in the inner chamber.
- the force pressing the inner seal together at the same pressures in the inner chamber and in the outer chamber is greater than the force trying to push them apart from the outer chamber Element 501, the inner chamber and also the outer chamber are always closed, because the inner and outer layers of the elements always remain in contact and never open when the pressures in the inner and outer chambers are the same.
- the force with which the elements in their supports 509 and 511 remain pressed against one another at the same pressures in the chambers depends on the size of the differential cross sections "F4B" and "F4A". The greater the distances B and b or A and a from each other, the greater the holding force. However, there is a structural limit to these distances, because radial distances that are too wide when the elements are bent through, i.e. when they are axially compressed, lead to conical gap openings into which parts of the sealing rings would enter. The periodic opening and closing of this conical column would gradually scrape the sealing rings over time and render them unusable.
- FIG. 39 also shows a longitudinal section through the “U element” according to the invention, in which two adjacent elements are made in one piece from one piece of material, so that the inner support 511 is removed.
- the inner back 529 carries conically and symmetrically to one another the two element parts which, on their outer parts, again form the lugs 502 with the sealing ring seats 503, 504.
- the "U-element” has the reference symbol 527 and between the legs of the element there is the outer annular chamber 528.
- FIG. 42 therefore shows a longitudinal section through an assembly of the invention using the elements 501 of the invention, wherein the element set can also be replaced by a V-element set, the element arrangement of FIGS. 40, 41 can be used or a corresponding element or membrane set in parallel Registration P - 35 34 811.9 can be used if it is dimensioned accordingly.
- the housing (the plate, the ring) 91 is connected to it by screws 539, the head cover 1 with its valves and the drive housing 536 at the bottom.
- the bore 534 which forms the outer chamber or first pump chamber 35.
- the reciprocating piston 549 At the bottom of the bore 35 is the reciprocating piston 549, which carries the element set and weakly pre-compresses it.
- the reciprocating piston can move axially in the bore.
- the master piston 535 is arranged to be axially movable and sealing. It is provided with a drive device 540 to 544, through which it is reciprocated up and down. Through the filling groove (control hole) 544, the first, the outer pump chamber 35 is filled with fluid in its state of its greatest volume (outer dead center position or close to it).
- a vent hole with connector, 550.551, can be used to let air out of the outer chamber.
- the second fluid in the inner Chamber 37 can be a non-lubricating fluid.
- the master piston 535 now begins its pressure stroke, it presses the piston 549 against the element set and compresses the element column.
- the speed of the reciprocating piston and the last, the lower element are not the same, because when the elements are compressed, fluid is pressed downwards radially from the spaces outside the elements and forms between the reciprocating piston and the lower one, which is locked downwards.
- the last element, the end element is a fluid cushion that increases in thickness as the stroke increases.
- the second fluid is pressed out of the second, inner chamber, 37, via the Russian valve 39 and supplied by the pump 9 .
- the housing usually has not only one bore 534, but several, for example 5, 7 or 9 axially parallel bores 534, which are arranged at equal angles about the axis 545 of the housing 91.
- This has the advantage that a swash plate 542 can be rotated in the drive housing 536, which then drives or controls the number of master pistons 535 corresponding to the number of bores for the pressure stroke and return stroke in succession in one of its rotations.
- the master pistons 535 have very small diameters and cross-sections, the cross-sections in 4000 bar systems 10 being about ten times smaller, and that being the outside diameter of the elements, if you want to drive the master pistons at about 400 bar oil pressure.
- the guide of the 535 master piston is long to ensure a good seal at 4000 bar.
- the fluid in the first, the outer chamber, is preferably Del in order to have good lubrication and running properties.
- most of the master pistons usually have a radially greatly expanded piston foot 540, which pivotably supports a piston shoe 541 in its swivel bed, which slides on the stroke surface of the swash plate 542. Since no running surfaces that are well sealed and have little loss are known for 4000 bar, the piston feet and piston shoes of the large diameter are used in order to be able to work with pressures of less than 1000 bar in the drive device in the drive housing 536.
- the execution of the drive arrangement is only exemplary and preferred today.
- the swash plate for the master piston stroke may be formed on a drive shaft 553 and mounted in bearings 554, 555 so that it can circulate.
- Lubrication grooves or hydrostatic pressure fluid pockets may be arranged in the piston foot and the piston shoe. If a guide chamber is formed for it above the piston foot, a channel 543 prevents excessive pressure from building up in this room.
- the fill control hole 544 hits and opens into the master cylinder 538 in such a way that the master piston 535 only releases its opening near its outer dead center, so that the control filling process does not consume too much of the master piston stroke. Without a fill hole (channel) 544, the unit cannot be permanently reliable because oil deficiency in chamber 35 could occur.
- the exemplary unit in FIG. 42 is essentially drawn to scale and conveys about 2 cubic centimeters per stroke per element column, or about 5 .CC per revolution for 5 element sets in 5 bores 534, ie per revolution of shaft 553.
- 500 rpm about 5 liters of water from the second chambers 37 or 537 with, for example, 4000 bar.
- the diameter of the unit is about 300 millimeters, the axial length is about 450 mm.
- a large number of thick screws e.g. 15 pieces of M 30
- screws 539 are required as screws 539 in order to hold the unit together at the high pressure of 4000 bar.
- the wall thickness of the housing ring 91 is thicker than the diameter of the respective bore 534 and thus as the outer diameter of the elements, in order to prevent radial widening and widening of the first chamber 35, which would lead to losses in terms of delivery and efficiency. It is also important that the radial clearance between the outer diameter of the elements and the inner diameter of bore 534 (chamber 35) is very narrow, for example less than one millimeter, to avoid dead space with internal compression in the fluid. Likewise, any number of elements can be built into the columns if the unit is lengthened or shortened, so that other amounts and outputs can be obtained with the same diameter and dimensions of the elements of the invention.
- the outer chamber 35 is sealed by sealing rings 556 against the head cover 1 and the drive housing 536.
- the interior space between the elements 501 of the element column 526 is cleared of dead space by a filling block 557.
- Line 106 automatically ventilates the inlet valve space by directing the air therefrom to outlet valve 39.
- FIG. 43 shows a longitudinal section through an aggregate with a larger amount of conveyor.
- Those reference numerals in the figure which are the same as those in FIG. 42 show the same or corresponding parts, so that they are not repeated in the description of FIG. 43 because they are already known from the description of FIG. 42.
- the difference from FIG. 10 is that the elements 501 in FIG. 43 have larger diameters, which leads to a housing diameter of approximately 350 mm.
- 43 shows a filler ring 532 for the intermediate spaces on the outside between the adjacent elements and a filler ring 531 in the inner spaces between adjacent elements 501.
- Such filler rings are inserted everywhere in the relevant intermediate spaces in FIGS. 42 and 43, but not drawn in, because otherwise the figures would become too confusing.
- FIG. 43 also shows that the shaft 553 can also be extended through the housing 91.
- FIG. 43 furthermore shows that it is possible to assign a plurality of beber pistons 535, 635 and 735 to a single outer chamber 35, 535. These then receive corresponding, radially expanded piston feet 540, 64C, 740 with their piston shoes 541 pivotable therein for running on the stroke surface of the swash plate 542.
- the bore 543 for depressurizing the piston chamber running chambers is again drawn in, as is the important filling control bore 544 for correct filling the outer chamber 35.535. Also shown is a pressure oil connection 558 for conveying lubricating oil under pressure to the piston channels 560, 561, 562 for supplying pressure fluid pockets 563 and 562 in piston feet and piston shoes, so that hydrostatic bearings are formed which bear the large axial and oblique forces which act on the piston shoes and on the Pistons or piston feet occur.
- the arrangement of several Reciprocating piston per individual outer chamber 35 has the advantage that the unit can be made shorter, in order to still achieve the required delivery rate for pistons of small diameter.
- FIG. 43 shows. So that you can get by without the piston 549 of Figure 42.
- The. Construction length is about 450 mm and the outside diameter is about 350 millimeters.
- Figure 40 is a longitudinal section through a one-piece multi-chamber element of the invention. Instead of axially juxtaposing and sealing the elements, in this figure they are made in one piece from one piece of material. This can be plastic or stainless steel or metal. On the left you can see the flange 583 for clamping the element 582 between the head cover 1 and the housing 91. At the other end you can see the bottom 584 separating the first and second chamber.
- This figure also shows a special manufacturing method for the multi-chamber element. Instead of turning individual ring chambers radially from the inside and outside, the element is designed like a thread with an axial pitch, but the thread is not conical, but cylindrical. The element narrows backwards.
- the filler rings for the radially inner and outer intermediate spaces between the conical ring parts can also be produced in one piece, like the element itself.
- the filler rings can then be screwed into the element from the inside and outside.
- Corresponding parts of the inner filling blocks are shown by 586 and 585 shows outside filling blocks. The filling blocks are only drawn in one of the intermediate chambers, but installed in all of them.
- FIG. 41 shows that the one-piece filler blocks 585 or 586 can be cut open by radial slots 587, so that they become several suitable ring parts, which with their internal compression and expansion movement of the element 582 of FIG. 40 can follow external and external spaces.
- FIG. 44 shows part of a radial arrangement of the invention.
- the piston 568 feeds into the cylinder 535.
- the piston shoe 567 is pivotally mounted, which slides with its tread on the stroke surface of the eccentric 565 of the shaft 564.
- the channels 570 and 571 go through the piston and the piston shoe to fill the first chamber 35.
- the cylinders of radial pumps can be filled with fluid through the channels through the piston and piston shoe.
- a groove is then made in the eccentric 565, which reaches approximately half the circumference of the eccentric, namely half the inlet stroke. That has worked well, even with 750 bar pumps. However, when these grooves were used to drive the outer chamber of the invention, the elements suddenly relaxed as soon as the channels reached the groove.
- FIG. 45 shows that several master pistons 569.669 and 769 can work on a single outer chamber 35, even in radial piston pumps or motors. They then work one after the other in that they are driven one after the other via their piston shoes 567, which run on the lifting surface of the eccentric 565, thus ensuring that the aggregate is conveyed equally and that the short piston stroke is made possible.
- FIG. 46 shows a pulling device for withdrawing the separating piston 572 between the first chamber 35 and the second chamber 37. This allows fluid to be sucked in through the inlet valve 38.
- the separating piston 572 has the sealing ring 588 for separating the fluid in the first chamber from the one in the second chamber. It is important that the pressure in the first chamber is the same as that in the second chamber to avoid mixing the different fluids. However, if you now arrange a piston rod to pull the piston down, the cross sections of the first and second chambers are no longer the same, so that pressure differences should or could occur.
- the separating piston 572 is provided with the piston rod 573 in such a way that it has the pulling piston 575 in the pull cylinder 574, but the piston rod extension 578 extends from it and plunges into the additional chamber 579.
- pressure fluid is passed through channel 576 into the pull cylinder 574 and, accordingly, the other chamber beyond the pull piston 575 is depressurized through the relief channel 577.
- the filling line 580 for filling the first chamber is now connected not only to the first chamber 35, but also to the additional chamber 579 through line 581.
- FIGS. 47 and 48 FIG. 48 being a cross section along XUI-XUI through FIG. 47, shows a preferred placement of three master pistons for the common first chamber 35 of a radial piston machine. Depending on the direction of rotation of the shaft in the direction of the arrow in FIG. 16 or in the opposite direction, two pistons act first or one first.
- Figure 49 which is a cross section for example. can be through the housing of Figures 42 or 43, shows the corresponding placement of three master pistons to a common first chamber.
- the reference numerals are as in FIGS. 4-7 and 48.
- the arrangement of a plurality of master pistons compared to a single master piston per first chamber 35 still has the advantage that the axes of the master pistons are eccentric and consequently more space is created for larger piston shoes.
- FIG. 49 also shows the bearings of the several first chambers 35 around housing 91 around its axis 545, evenly placed at an angle. It is shown that a shaft 553 can extend through the housing 91.
- the thinning of the wall thickness of the elements of the invention compared to the thick ones of the EP OS also has the advantage that the elements can now make longer strokes with the same internal stresses according to the present invention.
- the elements of the invention are much simpler than the elements of the EP OS. In particular, the difficult problem of prevention and wear of the sealing rings is eliminated.
- the invention also solved the further problem of replacing the expensive and precise thick-walled elements of the EP OS by thin-walled elements with a larger stroke.
- the aggregates of the invention are mostly used for pumps. None has asked for motors for 4000 bar so far, because they usually work in the hydraulic system under 400 bar. But it is possible to use the units of this invention as motors, to operate them with up to 4000 bar and also with non-lubricating Liquids, for example with water.
- the inlet and outlet valves 38 and 39 must be controlled because they do not automatically open and close during engine operation. It is preferred to do this by mechanical means, such as in internal combustion engines.
- the non-lubricating or the propellant fluid is thus guided into the second, inner chamber 37 during engine operation by opening one of the valves and closing the other and out again by opening at least one of the valve parts 38 or 39.
- Diaphragm pumps for medication, for spraying and so on, with low pressures have been known for many decades and in principle, apparently, have been for centuries.
- the invention has also solved the further object of realizing an automatic suction stroke, so that if sufficiently strong elements or V-elements are used, the retraction of the pistons and a forced expansion of the volume of the inner chamber become superfluous because of the internal tension the strong elements automatically do this work.
- the tension work lost during the compression is partially recovered in the units of FIGS. 4-2 and 43 during the intake stroke, in that it is partially transferred to the swash plate and thus drives the shaft as well.
- the invention also overcomes the possible error that one could connect a follower piston or master piston with a membrane or element set, because the invention teaches that the bottom of the element column or element is moved faster than the piston would follow, because that Fluid from the spaces radially outside the elements moves in the outer chamber from the spaces below the bottom of the element or column of elements.
- bellows and disc springs to create a volume-changing chamber within the bellows, membranes or disc springs in the axial compression and expansion of these agents has long been known.
- the bellows and membranes are often made of plastically deformable materials, such as rubber or the like, while the plate springs are made of metal.
- Thin-walled metal parts are often used as membranes or bellows.
- these units were mostly built for gauntlet pumps or for compressors with a relatively low pressure and were mostly only usable for low pressures because they lacked the ability and principle to control high pressures. Such units are known, for example, from patent documents, patents, laid-open documents or interpretation documents.
- Diaphragms or disc springs show, they contain parts that can be used in pumps, e.g. Pistons and piston shoes.
- the literature locations mentioned are only for low to medium pressures because they lack the means to deliver fluid with good efficiency at high pressures of 400 to 5000 bar or because they lack the means to convey non-lubricating agents such as water to be able to.
- An attempt has also already been made to use an oil column in order to convey another liquid, if necessary, via a separating agent.
- Such technologies can be found, for example, in US Pat. No. 1,473,924; 2,207,226; the Europa OS 0.036, 945 or the DE OS 2,258,819.
- fluid has also already been fed into a chamber surrounding the disc springs in order to press the disc spring column together, for example in the large one
- conical ring elements are found to be suitable for high pressures in the inner chamber if the elements are at least about half as thick as their cross-section is extended in the radial direction.
- the expected publications of the applicant or the inventor will lead to the realization that at pressures of more than 2000 bar the stroke of such elements becomes so short that the operation is limited by the then decreasing efficiency and the construction costs due to the costs. Therefore, the expected publications mentioned will also teach that the pressures can be efficiently increased to about 4000 bar if pressure is passed into a chamber that surrounds the conical ring elements.
- the known seals cause significant losses in efficiency through internal compression of the plastic sealing ring material, through still remaining, non-fillable dead spaces with fluid, which then result in internal compression losses in the fluid, which reduce the efficiency and, above all, result in tiny, opening and closing Gaps of the order of 0.01 millimeters or less, which after a short time remove the material of the sealing rings and make the unit unusable.
- the known means of gluing, soldering or welding disc springs together on their radially inner or outer planes can be loosened at the required high stroke rates of approximately 10 million strokes per required service life of the unit, or they break.
- the membranes made of plastic material are unsuitable to suck in water or to relax axially enough with sufficient low pre-pressure in the inner chamber and this also applies to the thin conical ring parts made of metals for low pressure operation.
- the inner chamber within the elements must be capable of being filled with a low pre-pressure or self-priming, because the unit becomes too expensive if a pre-pressure pump has to be used at high cost to fill the inner delivery chamber. There is therefore an urgent need for a high pressure pump for 400 to 4000 or 5000 bar, which is easy to manufacture, is not too expensive in price, does not build too voluminoes and which can operate reliably for several million strokes in operation with sufficiently good efficiencies.
- the invention is therefore also based on the object in the generic term of high-pressure pumps with elements which are resilient in the axial direction to create a unit which is flowed through by fluid and which can also be operated at high pressures of over 400 bar and up to about 4,000 bar with little construction expenditure and with simple to produce means can work reliably for at least about 1000 hours or at least about 30 million strokes with a sufficiently high level of efficiency, or that the unit can be produced from such a simple and inexpensive design with such simple means that it can also be obtained and used for low pressures at a sufficiently low price becomes.
- a substance 602 is stored in the cylinder 601. It is loaded with "O” from above. The volume of the material is then: “L”.
- the fabric in the same cylinder is loaded with the load "P". This load compresses the fabric so that it loses height in the cylinder and shrinks by the height difference "Delta L” to height "1".
- the fabric received an internal compression under the load "P”. This is low for metals, very high for gases and only low for liquids up to a few hundred bar, but of very high importance at high pressures of over 400 bar.
- Plastic sealants are also subject to this compression through internal compression. For rubber, this is given in the inventor's literature. For oil and water it can be found in the general literature.
- V initial volume times the coefficient Fc (with index for the substance).
- Fc index for the substance
- This volume is a loss volume that cannot be pumped, but remains in the pump as part of the remaining volume or dead space volume.
- This loss of volume due to internal compression is the volume of the cross section of the cylinder space times the height "Delta L" of FIG. 51; namely; ⁇ V cross section ⁇ pruck “P” ⁇ coefficient “Fe”.
- the cylinder with the inner radius "r” is filled with a substance with the pressure "0".
- the material has the pressure "P”, as a result of which the cylinder wall widens radially outwards by the difference "Delta R” to the larger radius "Rp".
- the radius difference “ ⁇ Rp” is also called “ ⁇ ” and is calculated using the formula (5) in FIG. 59.
- Piston pumps the majority of which have three pistons driven by connecting rods and eccentric crankshaft parts, are in widespread use for water up to 800 bar. Some special designs reach 1500 bar and very sophisticated ones reach 2100 bar. Sapphire pistons or hard ceramic pistons are sometimes used. In principle, the increase in pressure of this system is already limited by the fact that the hydrostatic crankshaft bearings of the Eickmann patent application and the tangential balancing of the pistons are not used.
- the hydraulic piston 605 runs in the master cylinder 604 and is provided with the smaller diameter piston rods which act as reciprocating pistons in the water cylinders 606, run in them and admit water via the inlet valves 38 and deliver them via the outlet valves 39.
- a motor “M” drives a pump “PV” which either reverses itself, therefore PU with the control arrow above the pump for reversing, or the pressure fluid via a reversing valve (Pressure oil) alternately via the lines 607 and 608 into the relevant chamber of the cylinder 604 and thereby alternately to the piston 605 and apparently lead back from the relevant chamber of the cylinder 604.
- the oil volume in the relevant cylinder chamber 604 must be at least 11 times larger than the delivered or maximum deliverable high pressure volume of the cylinder 606.
- This type of high-pressure system therefore has at least about 20 percent non-recoverable losses due to internal compression in the driving fluid in master cylinder 604.
- each of these systems must therefore have at least about 20 percent of output based on the principle of Arrangement he give, so that the efficiency at 4000 bar can never exceed about 80 percent, but in reality drops to about 75 percent or to an even lower efficiency because of the further losses.
- a pair of disc springs is axially oppositely directed, folded together, the radially outer ends of which are face-ground.
- the spring 609 lies in the flat surface 610 on the spring 611.
- the angle of attack of the disc spring is "alpha". In this figure, the disc spring is in its original shape, unstressed.
- Figure 56 shows the same part of the plate spring as Figure 55, but the plate spring is now completely compressed in the axial direction, so that 'the previously conical. Inside surfaces touch in surface 618. The previous surfaces 610 of FIG. 55 now form a fork with the same angle alpha, so that a conical annular gap with the angle 2 times alpha is formed between the surface parts 610. This fact is an important finding of the invention.
- the common annular groove 613 for receiving a plastic sealing ring is incorporated into the radial outer parts of the springs 609 and 611, which in turn is a feature of the present invention.
- the plate springs are again not under tension, so that part of the surface parts 610 are again against one another.
- FIG. 58 the plate spring pair of FIG. 57 is fully pressed together in the axial direction, so that the previously conical inner surfaces 618 are in contact again.
- the conical annular gap 612 therefore opens again between the surface parts 610.
- the plastic sealing ring inserted into the recess 613 partially enters the annular gap 612 under the fluid pressure from the outside.
- this gap 612 clamps back together and in the process eats away part of the material from the plastic sealing rings in the recess 613.
- the clamped sealing ring material is later in the system than mostly black powder (0-ring powder) and the plastic sealing ring is usually completely scraped away after an hour of operation of the springs and converted into powder.
- a "back-up" ring support ring 616 or 617 is inserted into the recess 613.
- This support ring which serves to support the sealing ring and prevents the penetration of plastic sealing ring parts into the annular groove 612, is made of metal in high pressure systems of the invention for 4000 bar, the metal having a strength of over 45 kg per square millimeter, usually around 60 up to 80 kg per square millimeter.
- the support ring 616 or 617 has the radius "R" on the inside of FIG. 58 around the root of the gap 612 and the radius "r" on the outside around its radially inner center the radially inner contact surface.
- the support ring may have the angular cross-sectional shape of the ring 617, when the ideal shape of the support ring 616 cannot be realized for reasons of price.
- the plastic sealing ring which is inserted into the recess 613, adapts to the shape of the ring part layer 614 from the outside radially under the fluid pressure and fills the current spatial shape 615 of the recess 613 without being able to enter the gap 612 , because this gap is closed by the support ring 616 or 617.
- the shape of the support ring 616 with the radii “R” and “r” described in this way prevents parts of the plastic sealing ring (not shown in the figures) from entering gaps between the springs and the support ring, because the shape of the support ring 616 prevents them from occurring Column prevented.
- the support of the Type 617 gradually forms under the movements and pressures to the radius "R” and is therefore a makeshift solution of a cheaper design for the practice of.
- the support rings are an important embodiment of the present invention.
- FIGS. 59 and 60 show the mathematical foundations for calculating and changing the dimensions of the disc springs, while the strength and the conveyance of such conical ring elements can be found in FIGS. 23, 25 and 29a of the European patent application 0,102,441 by the applicant and inventor.
- Figure 59 shows the calculation of the dimensions "S", Delta R "and” LR "of the relevant half of the plate spring shown as a line.
- Figure 11 shows the calculation of the radial expansion of the plate spring or a tube under pressure from the radial inside. When the spring is pressed flat 59, the outer diameter of the disc spring increases, if the inside diameter remains unchanged, by the difference LR minus Delta R.
- FIG. 1 of the E-OS It is important not only for FIG. 1 of the E-OS, but also generally for the current invention that part of the internal compression losses of the overall system is recovered.
- This is made possible by the eccentric long-stroke drive of FIGS. 61 and 62, in which the eccentric lifting surfaces act as a hydraulic motor while releasing the fluid under internal compression.
- An arrangement which can absorb the high radial forces on the shaft is therefore shown in FIGS. 61 and 62.
- Figure 62 is a section through Figure 61 along the arrowed, dash-dotted line through Figure 6f.
- the shaft 619 is in the bearings 634 stored in circulation, the right bearing is only indicated by dashed lines to show the cutting line more clearly.
- the bearings 634 can be provided with hydrostatic pressure fluid pockets 635.
- the shaft has two axially outer eccentric discs 620,621 and. in between two axially inner eccentric discs 622,623, which are rotated in the radial direction with respect to the outer by 180 degrees.
- Each eccentric disc is provided with the central groove 628 for entry of the guide webs 628 for guiding the pistons 631 thereon.
- the guide webs are formed on the housing or on the cylinders which guide the Kolbeh 631 for the compression of the conical elements in the radial direction.
- the eccentric discs thus form the lifting surfaces 624 and 625 for the piston stroke, on which the running surfaces of the piston shoes 630 run.
- the piston shoes 630 are pivotable in the piston 631 and they are provided with pressure fluid pockets and channels 632 and 633 for hydrostatic bearing.
- the supply of this bearing results in principle from Figure 17 of the Europa DS mentioned, the shaft with the eccentrics, the piston guide, etc. results in principle from DE-OS 35 02 220 and 33 30 589.
- this long stroke eccentric in the current invention is useful because, without a long piston stroke with a small diameter of the piston stroke guide surfaces, use as a hydraulic motor to drive the shaft 619 during relaxation and the internal compression is not rationally possible.
- swashplate axial piston units are not suitable because they have too small angles of attack and piston strokes that are too short to be efficient as a motor.
- a long piston guide as was previously not possible with webs 629 in radial piston units (FIGS. 61 and 62), and consequently at high pressures, as required here, no sufficiently long piston strokes are possible for efficient engine operation to be recovered of energy used for internal compression.
- FIG. 63 shows that, compared to the previous figure 12 in question, the inside diameter of the cylinder 638 may only be a little larger than the outside diameter of the piston 639 in order to make possible the smallest amount of oil which brings about the least internal compression loss in order to do this To achieve the goal of the invention.
- this figure shows that the inlet and outlet valves 38 and 39 must be arranged so close to the water delivery chamber that the fluid-filling dead space becomes a minimum in order to keep the internal compression losses to a minimum.
- FIG. 65 shows a longitudinal section through a W element of the invention installed in an assembly with the cleat rings according to FIGS. 80 or 11. From FIGS. 8, 11 it was found that the sealing of the conical ring elements against the inner chamber to convey the water or fluid therefore Difficulties because small conical ring gaps periodically occur during compression and expansion form the conical ring elements which scrape off the material of the plastic sealing rings, as was also explained with reference to FIGS. 55 to 58. This disadvantage is completely overcome by the W element of the invention according to FIG. 65, namely that the element 646 approximately forms the shape of a "W" in cross section. The element 646 of the invention therefore has a front element 643 of FIG. 6 and a back element 644 of FIG.
- the front and rear parts that is to say the actual conical ring parts 643 and 644, have the axially projecting ring lugs 647, which correspond to those of the reference number 13 in the cited figures 3, 7, 9 and are the important features of the technology disclosed in the invention.
- the parts 646 enable the radial deformation, the radial breathing when compressing and expanding the actual conical ring elements 643 and 644.
- the central radial support 645 prevents excessive radial expansion under internal pressure and thereby losses in delivery.
- the W element 642 is a one-piece element, it is impossible to install the cleat rings that are required to hold adjacent conical ring parts together.
- FIG. 66 which is a section through FIG. 65 along the dash-dotted and arrowed line through FIG. 65, shows that the cleat rings can still be used and assembled if they are broken down into at least two parts by radial slots 647 according to the invention. It is useful to rotate the upper cleat ring 27 by 90 degrees relative to the lower cleat ring 28 and to incorporate an even number for the number of screw seats and threads at the same angle in the upper and lower cleat rings 27 and 28. In this way, it is possible to screw together two axially adjacent W elements of the invention, as the figure shows, and thus to form the working chambers between two adjacent conical ring parts 1,643,644. A filler shaft 648 is reinstalled. The centering rings and sealing rings 20 and 26 of FIG. 66 must be fitted into the chamber 50, but they are not shown in FIG. 65 for the sake of clarity.
- the invention of the W-element makes it possible to build an assembly without opening and closing conical ring gaps, thus preventing the plastic sealing rings from being scraped away, as shown in FIG. 67.
- FIG. 67 shows a longitudinal section through a housing 91 with a built-in follower piston and some shown W elements of the invention.
- the head cover 1001 contains the inlet and outlet valves 38 and 39 and is firmly screwed to the housing tube, also called the outer tube, or in one piece.
- the follower cylinder 650,651 with the follower piston or reciprocating piston 649,652 which can be reciprocated therein is located in the bottom of the housing or in its base plate or bottom cover.
- these cylinders and reciprocating pistons are designed as differential cylinders and as differential pistons in order to ensure that the piston 649 is guided by its piston rod 652 so that it does not tilt.
- both cylinder chambers 650 and 651 are connected to one another by a channel 660, so that they act as a single cylinder with the same pressure.
- the propellant fluid from the master piston is fed through line 659 into the lifting cylinder 650 in order to push up the follower piston and thus press the W element set together.
- a retraction device according to the invention is provided in FIG. This consists of the piston extension 655 of the reciprocating piston 649, the extension 655 protruding through a seal into the withdrawal cylinder 656 and carrying the withdrawal piston 657 therein. If pressure oil of low pressure is passed through line 658 into pull cylinder 656, piston 657 pulls piston 649 back to its starting position, in which it is shown.
- the W elements are screwed together by means of cleat rings, as in FIGS. 65 and 66. Only the upper and lower W elements are shown in FIG. 67. As a special feature, these are screwed onto the piston 649 or the head cover 1001 by means of the bolts 50. To facilitate assembly, the upper cleat ring 28 is extended through the head cover . Screw bolt 30 screwed tight to the head cover 1001. Since all W elements are held so firmly, they cannot separate from each other, so that the column of elements is connected to each other in a stroke and pull-tight manner.
- the plastic sealing rings in the chambers 50 press under the fluid pressure from the inside radially outwards against the support rings 653 and due to the beveling of the support rings, they are simultaneously axially upwards or under tightly against the base surface of the head cover 1001 or the top surface of the reciprocating piston 649 forced to form an effective seal against crushing plastic sealing ring parts.
- Filling blocks, not shown in the figure, are again inserted into the bores in the W-rings.
- a pull rod through the. Reciprocating piston can or must be set.
- the pull rod 661 may be in one piece with the head 670, with the head hold or be fastened to a base element or a base element 501 sealed by a sealing ring 681.
- the tie rod head or bottom member 501 may have a central thread 671 upward to secure the middle filler block in chamber 37 thereon or to hold the entire set of elements together by means of a screw.
- the pull rod 661 extends through the chamber 735, through a suitable bore 662 in the piston 652, through a suitable bore 1062 in the piston 649, through the chamber 651, through the seal and guide 664 and through the pull chamber 666 to hold the pull piston 668 in the pull chamber at the end of the pull rod.
- a spring means 669 may be arranged between the holder 664 and the pulling piston 668 in order to push the pulling piston back and pull the element set 501 back into the starting position via the piston rod 662.
- the feed line 667 may be arranged in order to conduct pressure fluid of low pressure into the pull chamber 666 and thereby act upon the pull piston 668 at the appropriate time and press the piston rod back with the elements attached to it into the starting position of the elements.
- FIG. 69 shows an advantageous embodiment for the upper element which bears against the end face of the head cover 1001.
- the upper element 527 is here provided according to the invention with a ring nose 684, the diameter of which is different from the other elements, in order to fulfill the purpose of support, mounting and sealing relative to the head cover 1001.
- the housing has an annular recess into which the annular flange 684 of the element 527 protrudes and fits therein and is firmly clamped therein.
- An annular groove 683 for receiving a sealing ring is also arranged.
- the annular space 820 between the outer diameter of the element 527 in question or its encirclement 682. According to the invention, this annular groove 820 is of great importance for the efficiency of the unit.
- the radial dimension of the 820 ring groove should still be a tenth of a millimeter so that some fluid can flow through it.
- Figure 69 repeats in principle an example for the drive of the reciprocating piston and also shows the arrangement of a short central retraction device.
- the pull rod 1003 again has the head 670 with the sealing ring seat 681 in order to hold the base element 514 in a sealing manner or to be fastened to it.
- the pull rod 1003 then extends around the central axis 1002 through a part of the housing 91 or its base cover 91 in order to enter the pull chamber 672 and to hold the pull piston 673 in it at the end of the pull rod.
- the spring means 699 between the parts of the housing 91 and the pulling piston 673 pushes the pull rod and thus the elements 527, 501, 1, etc. back into the starting position.
- the passage 1004 is used to empty the chamber 672 of pressure.
- the reciprocating pistons 535, 735 are arranged radially offset relative to the axis 1002 and run closer Fit in corresponding holes in the base cover or in the housing 91. Since it is difficult for such high pressures to drive the pistons directly without designing them as differential pistons 535,735, special driving pistons 540,740 are usually arranged, which act on the bottoms of the reciprocating pistons 535,735.
- the driving pistons have larger diameters compared to the reciprocating pistons in order to achieve a power transmission between the lubricating fluid of less than 1000 bar and the lifting fluid in the outer chamber of several 1000 bar.
- the driving pistons in the figure have the piston shoes 741 with hydrostatic bearing pockets 632, 678 and pressurized fluid lines 633, while they are driven and back by a stroke drive 677, 542. be left.
- the lifting drive may be connected to the central shaft 553 about the central axis 674 or may act together and act on a number of chambers 35 which can be arranged distributed around the central axis. Bearings or pressure fluid means 676,554, 675,1005,555,685 or the like may be arranged.
- Figures 70 and 71 show very important features of the invention, namely sealing arrangements radially of the contact between the elements.
- sealing arrangements radially of the contact between the elements.
- FIG. 22 shows an inner seal for use in the corresponding sealing ring seats 615,50,3,4,503,504 etc. of the relevant elements 1,501,527 etc.
- FIG. 70 has a fixed support ring 686 which is suitable for 4000 bar solid metal of over 45 kg per square millimeter strength, but is otherwise softer and a plastic sealing ring 687 surrounding it radially inwards and axially in both directions, the parts 688 and 689 of which are the axial Form encompassing the support ring 686.
- the arrangement of FIG. 71 has the fixed support ring 690 with the plastic sealing ring 691 and its axial gripping parts 692 and 693.
- the sealing ring parts expand radially and contract radially parallel to the radial change of the elements when the elements are compressed and expanded.
- the axial gripping parts 688, 689, 692 and 693 are important according to the invention, because without them the seal is not as good as it would have to be for use in units of the invention.
- Conventional cylindrical sealing rings are not suitable because conical gaps, which are not visible to the eye, open and close at the axial ends and would scrape off the plastic sealing ring. This is prevented by the design according to FIGS. 70, 71 and the subsequent related figures, because the plastic sealing ring material of the rings 686 and 691 can no longer touch any opening conical gaps.
- FIG. 72 shows important arrangements for the operational safety and the effectiveness of the relevant unit of the invention.
- a fluid supply line 709 is therefore led to the chamber 35, into which a check valve (one-way valve) 706 is switched on, near the chamber 35.
- a check valve (one-way valve) 706 is switched on, near the chamber 35.
- the bore 705 can be arranged in the housing 91 and the valve holder 707 with seals 708 can be inserted into it, it being possible to hold these parts with the connection 710 in the housing 91.
- the pressure line 709 is supplied with pressure fluid from the outside or out of the unit.
- the outlet bore 795 is arranged at a location in the head cover 1001 which is left free by the seals 694, 696 and which may lie above the gap 697 and is directed to a valve which closes automatically at a certain pressure.
- the self-closing valve sits in the recess 1006 and consists, for example, of a sleeve 1012 and a valve body 696 with a load, for example a spring, 701.
- the valve body 703 also has the thicker head 696 and the thinner end 703. Both parts can be moved axially in the cylindrical walls surrounding them and the load 701 presses the valve body in the figure below. When the pressure in the outer chamber 35 rises above the load 701, the fluid pressure lifts the valve upwards.
- sealing ring seat 696 has a sufficiently small outside diameter so that the bore 696 is not closed by the sealing ring.
- FIG. 73 shows a retraction device for the element column in the chamber 35.
- the reciprocating piston 712 which fits tightly in the cylinder wall 711, is sealed, runs in the axial direction and is driven by the driving piston 649 to the pressure stroke, has the piston rod 713 closely fitted in the axial direction into the cylinder wall of 1007 of the bore in the driving piston 649.
- the piston rod thus extends through the driving piston 649 upd and also through a seal 715 into the pull chamber 716, within which it carries the pull piston 717 at its end. If pressure fluid of lower pressure is passed through bore 718 into the pulling chamber 716 when the outer chamber 35 is under low pressure, the pulling piston 717 pulls the elements back into their starting position via the piston rod 713.
- the bores 665 and 659 are inflow and outflow bores for the chambers 663 and 650,651, the chamber 650,651 being the pressure chamber for driving the driving piston 649 which presses on the reciprocating piston 712.
- the BV element has a nose with a radially flat surface 723 at one axial end and a curved surface with a ring line tip 719 at the other axial end.
- a metallic line lies on a metallic plane and if so If the line lies on the level under load, it forms a metallic seal, so that plastic sealing rings can be avoided.
- this type of seal only works with high pressures if the line and the surface are perfectly made, so that there is no gap between them.
- the nose is formed by a radially very short flat surface 720, from which conical surface parts run radially outwards and inwards, which are shown by 721 and 722.
- the nose 719 in FIG. 75 thus consists of a plurality of parts of the surface positioned at an angle to one another, while the nose 719 in FIG. 74 is formed with a surface with a constant radius around the center of the nose, so that the cross section of the nose forms a semicircular surface.
- FIG. 76 shows one of the most elegant solutions of the support of the adjacent elements on top of one another, but this is only pleasant if a metallic ring, which has the shape of a standard round cord ring, is available or can be bought cheaply.
- the ring must have a perfectly round cross-section or at least a cross-section with the same radius around the round axis of the ring; at least in the area in which it is drawn to support the adjacent elements.
- it must be made of such strong metal or material that it can bear the forces that occur, which at 4000 bar are well over 50 kilograms per square millimeter, without deforming its figure of the same radius around the ring axis.
- round rings 727 of this type are not to be found like sand by the sea and also do not appear to be cheaply available on the market. In principle, however, they can be manufactured precisely, especially if they are formed radially inside and outside the masses b 0 ⁇ and B 0 ⁇ because then the remaining ring remnant can be clamped in and grinded precisely with grinding machines with swivel arrangements.
- the diameters b 0 ⁇ "and” B 0 ⁇ "with their distance delta B” then cause the elements according to FIGS. 33, 34 and so on to self-compress.
- the seal although a purely metallic one, should then be precise and absolute, because a sufficiently extended surface area is formed, provided that mirror-image ring grooves with radii around the common ring axis 1016 of the ring 727 are incorporated in the adjacent elements 724 and 725. Since no conical ring gaps open in this version, this version is the ideal version if it is manufactured precisely and firmly enough. Nevertheless, plastic sealing rings can be placed radially on the outside and inside in the gaps 1014 and 1015. There is no danger that these plastic sealing rings would scrape off, because no opening and closing gaps form during this training.
- the ring axis is shown by line 1016. It should also be noted that in the embodiment according to FIGS. 74 to 76 with a metallic seal, it must always be ensured that the pressure in the inner chamber 37 plus the resilience of the elements never reaches or exceeds the pressure in the outer chamber 35.
- FIG. 77 shows adjacent elements 501, 527 installed in the housing 91, these elements showing the sealing arrangement of FIG. 71 installed in their sealing ring seats.
- the arrangement according to FIG 7 0 is omitted here because instead the lugs are provided 502 with conical bevels 738 radially inwardly, so that a metallic deposit less radial dimension, is in the extreme case of a circular line formed, which then itself seals when the pressure in the outer chamber 35 always exceeds the internal pressure in the inner chamber 37 plus the clamping pressure of the elements. Under these circumstances, the inner seal is omitted in FIG. 77, that is, saved,
- FIG. 77 which is axially movable in the control cylinder 729 and with 731 is designated.
- the line (bore) 728 leads, for example, through the head cover 1001 to one end of the cylinder 729, while from the other end of the cylinder 729 the line (bore) 730 leads to the outer chamber 35.
- the control piston 731 is thus acted upon from above with the pressure of the inner chamber 37 and from below with the pressure of the outer chamber 35.
- FIG. 78 shows a cross section through the same elements as that which are installed in FIG. 76, but with the difference that clamping rings 739 are installed to hold adjacent elements together.
- the radially outer ends of the elements are thinned so that the ring encirclement can engage in the recesses in the elements created by the thinning. This is desirable because the outer filler blocks can become flat rings and the dead space can be filled in radially outside the conical ring parts of the elements. This is also possible according to this figure of the invention, since the full clamping force of the elements is required to extend radially outwards up to the nose 502.
- the parts adjacent to the sealing ring groove, in which the ring arrangement 690, 691 is installed, can thus be kept thinner in the axial direction than the other wall thicknesses of the elements, in order to be able to realize the encompassing by means of the relevant parts of the encircling ring 739.
- FIG. 79 shows a longitudinal section of the preferred embodiment of the arrangement of the upper element 501, 527 on the radially plane end face of the head cover 1001.
- the elements 1,501, 527, 642, etc. have the ring nose 502, 695.
- the head cover again has the bore 795 and the seal 694 is installed between the head cover and the housing 91.
- the diameter of the chamber 35 is again so small that the gap 762, 780 between the elements and the housing is so narrow that any undesired dead space is avoided. Since here, too, opening and closing conical ring gaps are created on the flat surfaces of the noses; if the elements compress and expand, a suitable seal must be provided to prevent scraping of the plastic sealing rings 654 and 761. avoid.
- metallic sealing rings 760.653 have to be installed, which have about 45 graceful bevels against the plastic sealing rings, so that the plastic sealing rings press the metallic sealing rings 653 and 760 against the nose 502, 695 and also against the end face of the top cover 1001 under the fluid pressure to secure or prevent the full sealing and the closing of the opening and closing conical ring gaps between the nose 502, 695 and the head cover 1001.
- FIG. 80 shows an embodiment of elements with radial ends into which a round ring 763 or a radial half of the same is inserted, the half being formed by line 764.
- Figure 81 shows the corresponding design for the radially inner ends of the elements with the parts 771,772,773,774,775 and 776, which correspond to the corresponding ones of Figure 60 in the radially opposite direction and thus the radial sealing dimensions a ⁇ "and” A ⁇ "with the diameter difference” delta A “of the invention.
- This overcomes the disadvantage of the preliminary technique that the glued or welded element ends loosen or break under the internal pressure.
- the sharp openings between adjacent elements of the preliminary technique are avoided by the designs according to these figures and the contact surfaces are enlarged.
- This version is therefore also suitable for gluing or welding the adjacent elements for higher pressures than was possible in the low pressure primary technology.
- FIG. 82 unites FIGS. 80 and 81, but additionally places the encircling ring 784 with the axial encasements 785 around the outer parts 783 of the elements.
- Plastic sealing rings can be inserted in the Raeuma 782 and 779, but this is not necessary if the parts 727, 1780 and 1781 are perfect and durable. Wrapping rings can also be used on the inside diameter, but they are not shown in this figure.
- FIG. 83 shows the formation of adjacent element ends in an enlarged representation in order to make the details clearer than in the previous figures.
- Figure 84 shows the preferred embodiment of adjacent elements made of fiber-reinforced plastic, for example made of carbon fiber, that is to say made of carbon fiber material.
- the round ring or semicircular ring 801 is preferably made of the same material. The shape essentially corresponds. that of FIGS. 80 and 81 for the outer and inner ends of the elements, only the senders being shown in FIG. 84.
- the fiber layers are overlaid with the adhesive, for example epoxy resin, and glued together and dried. It is the case that fabric parts 812 to 815 or 802 to 805 do not stop at the same places, but instead radially offset from one another, end in 806 to 809, so that uncut fibers in adjacent fiber layers always lie one above the other and are glued.
- Layers 816 to 819 show the bond between the fibers, the total adhesive mass, for example the epoxy resin, forms a one-piece solid plastic after cooling, which then contains the strong and strong carbon fibers.
- Figure 85 illustrates the formation of the bevels on the noses.
- the nose would go from diameter “d1” to diameter "d3".
- FIG. 85 of the invention has the conical bevels 794 and 795 from “d1” to “d2”, so that the flat support only goes from the diameter “d2” to the diameter “d3”.
- the opening width of the conical gap at "d3" is smaller than in FIGS. 33 to '37. This makes sealing easier.
- FIG. 86 can still be read together with FIG. 85, FIG. 86 showing a cross section through the housing 91 of FIG. 85.
- FIG. 88 shows that the beveled metallic support ring 838 should have a conical bevel 841 at the axial end in order to seal with the edge between the conical surfaces 840 and 841 on a radial flat surface when the flat surface is subjected to a deflection during compression and expansion, whereby the cylindrical surface 839 lies on an adjacent cylindrical surface, but is also conical if the adjacent surface of the adjacent part underlies corresponding deformations during operation of the system.
- FIG. 87 shows a plate spring as an element, the axial axis of the plate spring 830 in question being ground flat to form the radially flat contact surface 831.
- the ring 832 with radial flat surfaces or conical surfaces placed on the flat surfaces 831 of the elements. Then the beveled metallic rings, for example of FIG. 39, must be inserted, one in each of the four radial axial edges between the ring 832 and the elements 830, as shown in the figure.
- the sealing ring seats 839 then form and 845 for inserting the plastic sealing rings, which then the bevelled support rings 833,834 and 843,844 against the ring 832 and the relevant element 8 30 respectively. press its flat surface 831 and so that the Kompri-. Seal and expand the opening of the conical ring gaps axially of the ring 832 in the radial direction.
- Figure 89 shows how the arrangement for rusting liquid in the inner chamber 37 can be made operationally safe.
- the element 830 made of disc spring steel is placed under (above) another, for example thin element 846 or 847, made of material that cannot be attacked by the liquid or the gas in the inner chamber 37.
- it may consist of the Japanese stainless steel SUS 630 or VEW stainless steel or some other suitable material.
- the element 842 should extend radially up to the ring 832 and the conically bevelled support rings 843, 844 should then rest on the relevant element 842 and seal the known opening and closing conical gap together with the plastic sealing rings.
- Figure 90 shows a longitudinal section through an alternative embodiment to Figure 89.
- the protective elements 848 and 847 on the plate spring elements 830 with their flat surfaces 831 extend radially so far here that they replace the noses of the 33 to 37 figures and lie directly against one another. As a result, they form the sealing ring chamber 839, into which the support ring 690 with the plastic sealing ring 691 can be inserted, as also in the right alternative part of FIG. 89.
- the radial inner seal is made by interposing the ring 849 between flat surfaces of adjacent elements 830.
- a support ring 851 made of metal encompasses the ring 849 and part of the cylindrical inner surfaces 855 of the adjacent elements 830 radially from the inside.
- the radial flat surfaces of the adjacent elements on their radially inner ones End pieces are shown at 850.
- the protective elements 847, 846 encompass part of the cylindrical or slightly conical inner surfaces 855 of the elements 830 in the form of cylindrical parts 848.
- the ends 848 are axially flanged by the ends 864 of the inner encompassing ring 853, that is to say clamped together in the axial direction. This forms between the parts 830, 848, 851 and 853 the sealing ring chamber 852, into which a plastic straightening ring is inserted or clamped.
- the two lower elements 830 which can therefore be made of steel plate springs, are in this way related to a V-element of the invention. 33 to 37, the protective elements 847, 846 firmly against attacking substances from the inner chamber 37 the resulting V-element of the present invention are included.
- Figure 91 shows an arrangement of the invention with disc spring elements with radially ground axial end faces of the elements. These parts, which are installed here, are essentially all already described in the previous figures. This figure therefore shows the entire assembly of adjacent elements.
- the flat surfaces 831 and 876 are formed, the rings 832 and 849 are placed between them and so the chambers 860,861,862 and 863 are formed for inserting or installing the sealing arrangement.
- the encircling rings 784 with their bores 796 and 875 and with their encirclements 785 and 874 are arranged encompassing the element ends.
- attention must be paid to the dimensions of the encapsulation and the foot rings according to this figure.
- the encapsulations therefore receive the cylindrical end faces 869 and 872, while the filler rings 865 and 904 receive the cylindrical radial ends, for example 871, so that the radial ends just fit into the cleat ends 870, 872 when the elements are pressed together without any significant between them harmful dead space remains.
- the thickness of the filling blocks 865 and 905 corresponds in principle to the thickness of the rings 832 and 849, so that there is no dead space between the filling rings and the elements when the elements are pressed together.
- the filler rings 865,904 are conical, however, if the elements are not fully compressed due to their internal tension due to their service life. See the Europe OS mentioned above or the GDR patent mentioned for the tensions.
- the space 820 must be kept narrow, as described earlier, and the longitudinal grooves 822 are expediently machined into the housing 91.
- the conical ring elements are replaced by axially displaceable, radially nested, in principle cylindrical tubes 1882,883,884,885,886 and 887.
- the upper ring element 1882 is recessed with a radial flange 880 mung 881 clamped between the head cover 1001 and the housing 91.
- All other ring elements have a head 894, preferably with a sealing ring chamber with a sealing ring, 895 therein.
- all elements have an outer recess 892 and an inner recess 889 with stroke limiting rings 893 and 890 therein.
- the heads and the limiting rings limit the axial stroke of the elements relative to each other and prevent the elements from falling apart axially.
- additional guides 900 can be arranged in order to obtain good guidance of adjacent ring elements through the heads 894 on the inner surfaces 882 and through the inner surfaces 901 of the additional guide 900 on the cylindrical outer surfaces 899.
- the limiting rings can be round or radially flat.
- This unit according to FIG. 43 is also suitable for lower and medium pressures with large amounts of material in the inner chamber 37. According to the invention, it is driven either by reciprocating pistons acting on the lower element 887 or by pressurizing the outer chamber 35 with pressurized fluid.
- a withdrawal arrangement 902, 656, 657 and reciprocating piston 52 may be arranged within the scope of the invention.
- a filling block 903 or several filling blocks can be installed in the system for dead space filling. Since the inner chamber 37 can be reduced to practically zero here, such filling blocks are useful for the chamber 35 if they permit an arrangement.
- the elements must remain compressed at all times. This can be achieved by all times higher pressure in the outer chamber 35 or by the prestressing of the elements.
- the elements for example also those of FIGS. 82 to 86, are to be radially rolled in the hot state and the surface parts facing the inner chamber 37 are to be provided with a protective layer against attacking fluid in the inner chamber.
- the elements should be shot-peened in order to be durable.
- Figure 93 shows the element made from the plate spring or like the plate spring in a separate representation. It has the sealing ring recess 503 and the radially flat contact surfaces 831 and 850 on the element 830.
- FIG. 94 shows an element likewise produced from the plate spring or like the plate spring with a design of the holder for the encircling rings in such a way that the encircling ring comes axially outside the element axially to the support of the element on the adjacent element for engaging the element.
- This arrangement can also be carried out on other of the elements and has the purpose of preventing the axial loosening of the encircling ring.
- the wrap-around rings can be pulled apart axially, because when the elements are pressed together, the conical angles arise which also axially press the element against the part of the wrap-around ring and push away the part where the wrap-around ring engages the element. This is prevented by the design according to FIG. 45.
- the element 947 therefore receives the recess 926 and or 26 at such a point that an elevation 929 or 927 forms exactly axially beyond the support of the element on the neighboring element.
- FIG. 95 several of the elements 947 are assembled and encompassed by the relevant inner and outer wrap-around rings 936 and 937. These now touch the elements in the elevations 927 and 929 of FIG. 94. Since these elevations in the axial direction are exactly above the call position of the one element on the other, the elevations 927 and 927 only move in the radial direction during the compression and expansion of the elements, while they keep practically the same height in the axial direction, so that the elevations 927,929 only on the facing inner surfaces of the encircling rings 936 and 937 glide, but do not press or deform the encircling parts of the encircling rings axially.
- FIG. 96 An alternative valve for FIG. 77 is shown in FIG. 96. It serves to keep the pressure in the inner chamber low 37 relative to the outer chamber 35.
- Two bores, for example of different diameters, 938 and 938 are closed by valves 941 and 942, which are loaded by the springs 942, 943.
- a pressure body 944 is assigned to the springs and can be moved towards and away from the valves by a piston 945 which is slidable in the cylinder 946.
- One of the pressures is passed into the cylinder 946 in order to pressurize the piston 945 accordingly.
- One of the bores 938, 939 is connected to the inner chamber 37 and the other to the outer chamber 35.
- valve for the inner chamber opens at a lower pressure than that of the outer chamber.
- springs or valves of different strengths can be used, or other means can be used to ensure that the valve of the inner chamber opens at a lower pressure than the valve of the outer chamber.
- FIG. 97 shows that the problem of the losses of the pressure translators of FIG. 54 which have been in use up to now can be overcome by the present invention.
- the reversing of the reciprocating piston 605 is now carried out by the reversing valve 918.
- the pump 921 now delivers in only one direction.
- the return line 922 is connected from the cylinder spaces (via the reversing valve) to the feed line to the pump.
- a check valve (one-way valve) 919 is installed before connecting the return line to the inlet line to the pump, i.e. between this connection and the tank 920.
- FIG. 98 therefore shows a long-stroke unit.
- the long-stroke unit of the radial piston design was already shown in FIG. 6t.
- the long stroke is built into the housing 91 of the invention, but the principle of FIG. 98 can also be used in the pump 921 of FIG. 97.
- the driving pistons 949 are not provided with piston shoes, but rather with connecting rods 904, which are supported in a non-rotating swash plate 907.
- Such connecting rods and the inclined position of the pans in a disc or a drive flange set at an angle are known from the inclined axis units of the axial piston machines.
- the swash plate 907 does not rotate, but is prevented from circulating by a holder 914, 915, 916, the barrel body 916 or 915 of which is movable in a groove 917 in the housing 91.
- the inclined adjusting part 908 of the shaft 910 presses the inclined plate upwards and thus lets it run downwards at the opposite angle.
- the holder 915, 916 in the holding groove 917 moves once up and once down.
- the driving pistons 949 are periodically pressed upwards once per revolution of the shaft and left once downwards once.
- the swash plate 907 with the holding disc 913 does not therefore rotate, but rather swings around its center 925.
- the pistons 949 run in the cylinders 905. Pressure fluid lines and hydrostatic pressure fluid pockets (bearing pockets) 908, 912 can be arranged. As a result of the large angle of attack of the lifting part 909 to the axis of the shaft 910, the long piston stroke of the piston 949 arises. This is important because the highly compressed fluid from the outer chamber 35 or from the chamber 604 of FIG. 97 only occurs during part of the rotation of the shaft 910 works. would the piston travel be very short with this rotating part.
- the support rings 616, 617 that is to say the alternative designs, are not hatched in FIG. 58, so that they can be better recognized.
- FIG. 90 it is important that three support rings are inserted into the sealing ring seat, because three opening and closing conical ring gaps are created.
- these support rings 690, 833 and 834 have already been described, so that you now know how to arrange them.
- the outer support rings 833, 834 are shaped so that they touch or overlap the middle support ring 690.
- the filling rings are partially cast precisely because the radii and the bevels of the V-elements or other elements of the invention must also be filled in in order to achieve high efficiency at the high pressures. Machining this shape mechanically is often difficult or too expensive.
- the protective layers against attack by fluid in the inner chamber 37 should only be applied where the fluid can destroy the element.
- the invention also has the advantage that residual energy, tensioned fluids not conveyed from dead spaces in the inner chamber, presses on the elements and this energy is transferred to the fluid of the outer chamber, from where the inner energy together with the outer chamber according to the invention is at least partially used for the Motor drive of the pump can be recovered.
- the invention not only promote the conical parts of the elements, but also the chamber part formation radially inside the elements. In the invention, however, this subspace is practically dead space-free, that is, it can be used without remaining internal compression energy in the fluid.
- the amount of space in the outer chamber is therefore, according to the invention, smaller than the amount of space in the inner chamber, which increases the efficiency and performance accordingly.
- the large inner diameter of the elements increases the efficiency.
- the radial cross section of the elements is kept small in order to achieve high efficiency. None of these agents can be found in the known technology. Filling blocks can be poured into the compressed element columns hot, for example made of aluminum, zinc, tin, etc., if the steel-hardened elements are cooled immediately afterwards or from the other sewite, for example by means of water. Glued or welded or soldered elements break when safety valves fail and even at medium pressure. The compression of the plastic sealing rings is not taken into account in the known technology and there are no teachings for their use. The opening and closing conical sealing gaps were not recognized by previous technology and were not closed. The low pressure systems, many of which have diaphragms or weak disc springs, often only compress air and only for low pressures.
- the plate springs or element design according to FIGS. 85, 86 can have no dead space Fuellkloetze (slices) get along between the elements, because the elements after their axial compression leave no dead spaces between the elements.
- This arrangement can only work through the current invention, because only this, for example also through the formation of the support differences "Delta A” and “Delta B” or the diameter difference "d3 minus d2", the elements lying together and thus the sealing guarantee the inner chamber 37 from the outer chamber 35.
- the units of the invention bring lighter and cheaper units, which are easier to manufacture and which can offer higher efficiency.
- the version with higher pressure in the outer chamber is the cheapest version with the smallest outside dimensions.
- FIG. 99 creates further operational safety for the elements 1 of FIGS. 8 and 11.
- the flat surfaces 952 on the ring lugs 12 are clearly shown, which merge into the arches 954 before the initially radially plane surface merges with the conically running inner surface 4.
- the centering ring (usually made of hard stainless steel) 20 is closely fitted into the cylindrical partial surface 952, with its partial partial surface 953 cylindrical in this area, as a result of which it also closes the support 23 of the two elements 1 and 11. So that the centering ring 20 cannot abut anywhere, in particular cannot abut the curved surfaces 954, it preferably has a 45 chamfering chamfer surface 955.
- a centering ring 961 with spring-based sealing lips is drawn in the right half of the figure, which, in addition to the 45 grave chamfer on the side back, should also have the more pointed chamfer 963, so that the tip, as a pressed-on line seal with surface support, is so tight on the inner walls 4 of the elements can be pressed so that no plastic sealing ring parts can be squeezed into the gaps.
- FIG. 100 shows a strongly resilient U element with a high resilient clamping force, which only requires a single seal to the adjacent U element. Its resilient resilience is achieved in that the neck 12 of the U-element 111 is strengthened by the fact that its outer surface is not formed with a radius around the same center as the inner radius “Ri” but with the outer radius “Ro” around a circle , the center line of which is displaced radially outwards by the radius difference "Delta R" so that it is at a distance R2 from the axis, while the inner radius circle is at a distance R1 from the axis of the element.
- Radially inwardly tapering ring parts 966 are produced between the surfaces 964 and 965, which bring about the shape that springs well, has the same loads at all points and is simple to manufacture, with small deviations from the best elastic line Takes price reasons into account.
- the U-element receives the recesses 967 with the cylindrical surfaces 970 and the flat surfaces 969 on its radially inner outer edges.
- FIG. 101 shows several of these elements put together to form an element column and provided with the support rings 790 and the plastic sealing rings 791.
- the interior 50 must be partially filled, as was described in FIG. 30.
- This set of elements is one of the simplest and most reliable, once you look at the way of sealing, unscrewing the interior of . inside and accustomed to the methodology of bringing in the dead space filler block.
- FIG. 102 shows that this U-element can also be easily sealed against the outer chamber if the means of the invention are used, namely the sealing means 616,617,690,691. Most of the time, however, this element will be used for units with a purely inner chamber conveyor, so that the outer seal according to Figure 102 is then not required.
- FIG. 103 shows the structurally simple, but nevertheless highly resilient V-element with a large 'tensioning force in line with the elastic line with the same tension in all parts. Therefore, the V-element of this figure has the inner radius 976 around the ring line 975 at a distance R1 from the axis of the element, while the neck of the element forms its outer surface with the larger radius 978 around the circular line 977 with a smaller distance R1 from the axis of the element . This strengthens the neck 972 and increases the elasticity of the element. On the right you can see the inside and outside radii "Ri" and “Ro” and the radial distance "Delta R" can be found between the radii R1 and R2.
- the element is known from the figures described above. It should also be noted that when compressing axially, the outer diameter increases from 981 by the difference 983 to 982. The element must be calculated so that with this change in diameter it does not stick to the wall of the hole in which it is installed. As a result of the radius formation of the neck 529, a special filling block must be inserted between two adjacent V-elements of this figure.
- Figure 104 with 10.5 shows this formation of the assembly of two V-elements to form an element column.
- the filler block here receives the thickening with the radii 985 around the circular lines 986 for perfect dead space filling radially on the inside of the part 740.
- the outer filler block 1530 with its walls 987,988 along the flat surface 991 may be divided in a radial plane. It may be put together and held by means of the holder 989.
- the filler block 1530 is given the outer diameter 983 of FIG. 104, so that when the element is unstressed it projects radially beyond the diameter of the element by the radial distance 990.
- FIG. 106 shows in principle a repetition of FIGS. 12 and 63, but this figure is intended to show that, for the high pressures of the invention, this system can only fully achieve the aim of the invention if it fulfills the following condition, characterized, that the oil volume is limited to a fraction of the displacement volume of the piston 15, that if a separating block is arranged between the water and the oil, the material of the separating piston is limited to approximately three times the specific weight of the water in its specific weight, that the valves 38, 39 have conical seats of oppositely directed cones relative to the axis of the piston 15 and their end faces are in the closed state in the bottom plane of the cylinder 11; that the heavier liquid lies vertically below the lighter liquid and fluid in the lines between the piston 15 and the valves 38, 39, which causes bends, bevels or acceleration losses, is avoided, and the wall thickness of the housing 11 thickens than the diameter of the piston 11; it is furthermore desired that the lines 709 and 795, for example of FIG. 72, with the valve means assigned
- FIG. 107 shows a further alternative for a valve for checking the ventilation and filling of the outer chamber 35. It is arranged in the cylinder 993, designated 994 and axially movable in the cylinder, whereby it is pressed by the spring 701 into the right end position shown. In this position, fluid flows from the outer chamber 35 through bore 795 via the control groove 796 of the piston 994 into the outflow line 1020 with the flow restrictor 704.
- FIG. 108 shows that in some places in units of the invention the spacer ring 832 may not be completely flat, but instead conical bevels 1022 and 1023 adjacent to the flat end surfaces 1024 are useful in order to reduce the openings of conical ring gaps.
- the taper direction is reversed when installed elsewhere in the invention.
- Figures 109 and 110 show partially flat plate springs in the open and in the tensioned state. You can clearly see the opening conical ring gaps, because the angles of attack are drawn exaggeratedly enlarged. It can also be seen that the slants 1025 are created, which must be taken into account when preventing dead space.
- FIG. 110 shows the design of the surfaces 1026 that are flat in the untensioned state and the sealing ring seats 613.
- FIG. 112 shows the position of these parts after the elements have been pressed together.
- the sealing ring seats - are now characterized by the positions of the surfaces 1027 and 1028. This forms the axially outer tips 129, which are now well suited to being gripped by a retaining ring 1030.
- FIG. 113 shows this retaining ring 1030, which can be easily produced on the lathe (also automatically), the figure showing that it is either split radially flat along the line 1033 or divided radially through the slot 1034, so that it radially from the outside around the edges 1029 112 and placed with its NSussameter on the wall of the hole in which the arrangement is installed, that is held on the wall of the outer chamber 35 and can slide on it.
- such a wrap-around ring is not divided radially flat, but remains round, receives a thread and the other end part 1036 is screwed into it.
- FIG. 115 shows a set of elements made of disc springs in the tensioned state with outer seals to the outer chamber 35 and with inner seals to the inner chamber 37.
- These disc springs of this example of the invention have no sealing ring seat recesses, but the seals are built around the normal disc spring. Accordingly, the support rings 690 and 1043, 1044 according to the invention, the plastic sealing rings 691 and 1040, and the spacer ring 849 with the sealing ring (plastic) 861 and dead space filler block 865 can be seen again.
- two support rings must be provided radially on the inside, namely the Support rings 1043 and 1044.
- the inner retaining ring is easy to manufacture because it does not encompass any elements.
- the sealing and support rings 1040, 1042 and 1043 are only inserted from the outside into the groove between the rims 1041, 1046 of the inner retaining ring 1045.
- One of the designs described so far can be arranged as the outer retaining ring or can be arranged in FIG. This has a thick part 1037 under the encompassing flange, which is used to hold the sealing arrangement at the top.
- the lower limiting ring 1038 is inserted from below into the ring 1037, has a backward slope and is flanged over there by the lower end 1039 of the ring 1037.
- FIG. 116 shows the pressure curve of the unit with exposure to the outer chamber 35 and the inner chamber 37 over time "t".
- the pressure is labeled "P".
- M is the closure of the safety valve 795 with accessories according to FIGS. 72, 107 etc.
- the angle difference between H and K results from the automatic control valve of FIGS. 77, 96 or the like.
- Figure 117 shows the volumetric efficiency of aggregates with the U elements, W elements or those of Figures 8, 11, etc., as measured in the tests.
- Line D shows the measured volumetric efficiency over the pressure.
- the dashed line E shows the efficiency, not measured but expected, if the E elements and other arrangements were designed for 2000 bar instead of 1500 bar.
- FIG. 118 shows the volumetric efficiency of units with delta pressure in the outer chamber 35 for compressing the elements and conveying water from the inner chamber.
- Curve “C” shows the measured results, which correspond approximately to the state of the art, because the experimental unit had only part of the knowledge of the invention available.
- Curve “B” shows the best measured volumetric efficiencies so far with units built according to this invention.
- Curve “A” is the expected curve if the aggregate was further perfected or built 100 percent exactly according to the teachings of this invention.
- FIG. 119 is a longitudinal section through part of the housing tube 6, in which a set of elements from FIGS. 8, 11 is installed axially one above the other.
- the parts of this figure are not described here, because an exact description in Baelde from the Japanese. Patent office is published, in which you can read the parts and because it is already known from the Europe-OS mentioned at the beginning that the elements are pressed together by pressure oil to produce a pressure stroke. Therefore, it should only be mentioned here that the units built so far, with the internal chamber and elements 1, 11 placed on the reciprocating piston 1051 with a base block, which is pressed against the elements in the lifting cylinder 1050, when pressure oil is pressed into the cylinder by the supply line 1052 becomes. If the supply line is released, the elements push the Del out of the X cylinder and the piston back to the starting position. The upper element is fastened under the head cover (not shown) of the housing 6. The remaining parts within the housing 6 show tried or planned control means.
- FIGS. 120 and 121 show views, partly in sections, of transmitter units for driving the controls in housing 6 of FIG. 119.
- these are partly outdated and only brought to indicate the development work to some extent completely.
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Abstract
Description
In der Technik sind seit dem vorigem Jahrhundert MembranPumpen bekannt, die meistens fuer nieder Drucke eingesetzt sind. Gelegentlich wird auch Literatur ueber angeblich Hochdruck Aggregate mit Tellerfedern gebracht, doch hat sich bei der Erprobung der Erfindung herausgestellt, dass diese schon bei wenigen hundert Atmospheren Druck versagen. Eine Hochdruckausfuehrung wurde in der Europa OffenlegungsSchrift (imfolgendem:E-OS) E-OS-□ 102 441 vorgeschlagen. Dieses Aggregat wurde im Rahmen der Vorberitung zu der gegenwaertigen Erfindung in mehreren Exemplaren und Ausfuehrungen gebaut und erprobt. Dabei bewaehrte es sich fuer Drucke bis. etwa 1500 Bar gut, liess auch hoehere Drucke zu, wurde bei hoeheren Drucken aber zu praezise und teuer in der Fabrikation. Andererseits werden insbesondere Wasserpumpen fuer hohe Drucke von mehreren tausend Bar benoetigt, zum Beispiel beim Steinböhren, Wasserstrahlschneiden und dergleichen. Weil es keine Pumpen dafuer gibt, wurden Axial Booster verwendet, die teuer und voluminoes sind. Es besteh daher ein dringender Bedarf an einer Pumpe fuer Wasser fuer mehrere tausend Bar, die es bis heute nicht gibt.Diaphragm pumps, which are mostly used for low pressures, have been known in the art since the last century. Occasionally literature is also published on allegedly high-pressure units with disc springs, but when testing the invention it was found that these fail even at a few hundred atmospheres of pressure. A high-pressure version was proposed in the European disclosure document (hereinafter: E-OS) E-OS- □ 102 441. This unit was built and tested in the course of the preparation for the current invention in several examples and designs. It has proven itself for prints up to. around 1500 bar good, also allowed higher pressures, but became too precise and expensive to manufacture for higher pressures. On the other hand, water pumps for high pressures of several thousand bars are particularly required, for example for stone drilling, water jet cutting and the like. Because there are no pumps for it, Axial Boosters were used, which are expensive and voluminoes. There is therefore an urgent need for a pump for water for several thousand bars, which does not exist until today.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe auch fuer nicht schmierende Medien, wie zum Beispiel Wasser, fuer Drucke bis zu mehreren tausend Bar, zum Beispiel bis zu 4000 Bar zu schaffen, die billig in der Herstellung, raumsparend, betriebssicher und dauerhaft ist, sowie mit gutem Wirkungsgrade arbeitet. Weitere Ziele, Teilaufgaben oder Aufgaben werden anhand der Beschreibung der in den Figuren erlaeuterten Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung in Erscheinung treten.The invention is therefore based on the object to provide a pump for non-lubricating media, such as water, for pressures up to several thousand bars, for example up to 4000 bar, which is inexpensive to manufacture, space-saving, reliable and durable , as well as works with good efficiency. Further objectives, subtasks or tasks will appear from the description of the exemplary embodiments of the invention explained in the figures.
Die Erfindung ist anhand der Figuren noch naeher beschrieben, in denen zeigen :
- Fig.1 einen Laengsschnitt durch eine bekannte Anordnung;
- Fig.2 einen Laengsschnitt in schematischer Darstellung;
- Fig.3 einen laengsschnitt durch eine Anordnung;
- Fig.4 ein Diagramm;
- Fig.5 ein Diagramm;
- Fig.6 einen Laengsschnitt durch einen konischen Ring;
- Fig.7 einen Laengsschnitt durch eine Anordnung;
- Fig.8 einen Laengsschnitt durch eine Pumpanordnung und die
- Fig.9 und Fig.10 sind Laengsschnitte durch alternative Ausbildungen zu einigen der genannten anderen Figuren.
- Fig.11 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat der Erfindung.
- Fig.12 ist ein Laengsschnitt durch ein Ausfuehrungsbeispiel;
- Fig.13 ist auch ein Schnitt durch ein Ausfuehrungsbeispiel;
- Fig.14 ist ebenfalls ein Schnitt durch ein Ausfuehrungsbeispiel der Erfindung.
- Fig./5 ist ein Diagramm mit technischen Daten.
- Fig.16 ist ein Diagramm mit weiteren technischen Daten;
- Fig.17 ist ein Schnitt durch ein weiteres Ausfuehrungsbeispiel, und :
- Fig.18 ist ein Schnitt durch einen Teil der Erfindung.
Figuren 19 bis 32 zeigen laengsschnitte durch 14 Aus fuehrungsbeispiele der Erfindung oder durch ihre Teile.- Fig.33ist ein Laengsschnitt durch die bekannte Technik.
Figuren 34 bis 37 sind Laengsschnitte durch Teile von Ausfuehrungsbeispielen nach der Erfindung.- Fig.38 ist eine technische Erklaerung der Erfindungswirkung.
Figuren 39 bis 43 zeigen Laengsschnitte durch erfindungsgemaesse Teile oder Ausfuehrungsbeispiele.Figuren 44 bis 47 zeigen Laengsschnitte durch alternative Ausfuehrungsbeispicle oder Formen der Erfindung.Figuren 48 und 49 zeigen entsprechende Querschnitte durch Laengsschnitte der in den Figuren dargestellten Ausfuehrungsbeispiele.- Fig.50 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
- Fig.51 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
- Fig.52 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
- Fig.53 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technick.
- Fig.54 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
- Fig.55 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.56 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.57 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.58 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.59 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
- Fig.60 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
- Fig.61 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.62 ist ein Querschnitt entlang der gepfeilten linie durch
Figur 61. - Fig.63 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.64 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.65 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.66 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.67 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.68 ist. ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.69 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.70 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.71 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.72 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.73 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.74 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.75 ist ein Laengsschnitt durch, eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.76 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig. 77 ist ein Laengsschnitt durch. eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.78 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.79 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.80 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.81 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.82 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.83 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.8; ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.85 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.86 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.87 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.88 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.89 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.90 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.91 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.92 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.93 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.94 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.95 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.96 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.97 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung, und, :
- Fig.98 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.99 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.100 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.101 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.102 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.103 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.104 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.105 ist ein
Querschnitt durch Figur 103 entlang der Pfeillinie. - Fig.106 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.107 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.108 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.109 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.110 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.111 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.112 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.113 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.114 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.115 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.116 i5t ein Diagramm.
- Fig.117 ist ein Diagramm.
- Fig.118 ist ein Diagramm.
- Fig.119 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- Fig.120 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung, und
- Fig.121 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
- 1 shows a longitudinal section through a known arrangement;
- 2 shows a longitudinal section in a schematic representation;
- 3 shows a longitudinal section through an arrangement;
- 4 shows a diagram;
- 5 shows a diagram;
- 6 shows a longitudinal section through a conical ring;
- 7 shows a longitudinal section through an arrangement;
- 8 shows a longitudinal section through a pump arrangement and
- 9 and 10 are longitudinal sections through alternative designs to some of the other figures mentioned.
- 11 is a longitudinal section through an assembly of the invention.
- Fig.12 is a longitudinal section through an exemplary embodiment;
- Fig.13 is also a section through an exemplary embodiment;
- Fig.14 is also a section through an exemplary embodiment of the invention.
- Fig. 5 is a diagram with technical data.
- Fig. 16 is a diagram with further technical data;
- 17 is a section through another exemplary embodiment, and:
- Figure 18 is a section through part of the invention.
- FIGS. 19 to 32 show longitudinal sections through 14 from exemplary embodiments of the invention or through its parts.
- Fig. 33 is a longitudinal section through the known technique.
- FIGS. 34 to 37 are longitudinal sections through parts of exemplary embodiments according to the invention.
- Fig. 38 is a technical explanation of the effect of the invention.
- FIGS. 39 to 43 show longitudinal sections through parts or exemplary embodiments according to the invention.
- FIGS. 44 to 47 show longitudinal sections through alternative exemplary embodiments or forms of the invention.
- FIGS. 48 and 49 show corresponding cross sections through longitudinal sections of the exemplary embodiments shown in the figures.
- Fig. 50 is a longitudinal section through an arrangement of technology.
- Fig. 51 is a longitudinal section through an arrangement of technology.
- Fig. 52 is a longitudinal section through an arrangement of technology.
- Fig. 53 is a longitudinal section through a Technick arrangement.
- Fig. 54 is a longitudinal section through an arrangement of technology.
- Fig. 55 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 56 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 57 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 58 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 59 is a longitudinal section through an arrangement of technology.
- Fig. 60 is a longitudinal section through an arrangement of technology.
- Fig. 61 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 62 is a cross section along the arrowed line through Fig. 61.
- Fig. 63 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 64 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 65 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 66 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 67 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 68 is. a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 69 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 70 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 71 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 72 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 73 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 74 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig.75 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 76 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 77 is a longitudinal section through. an arrangement of the invention.
- Fig. 78 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 79 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 80 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 81 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 82 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 83 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig.8; is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 85 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 86 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 87 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 88 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 89 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Figure 90 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 91 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 92 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 93 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 94 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 95 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 96 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 97 is a longitudinal section through an arrangement of the invention, and:
- Fig. 98 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 99 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 100 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 101 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 102 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 103 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 104 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Figure 105 is a cross section through Figure 103 along the arrow line.
- Fig. 106 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 107 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 108 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 109 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 110 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 111 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 112 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 113 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 114 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 115 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig. 116 i 5 t a diagram.
- Fig. 117 is a diagram.
- Fig. 118 is a diagram.
- Fig.119 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
- Fig.120 is a longitudinal section through an arrangement of the invention, and
- Fig. 121 is a longitudinal section through an arrangement of the invention.
Aus der EP OS - 0 102 441 ist die Berechnung der konischen Ringe oder Tellerfedern nach Almen und Lascio bekannt. Diese Schrift bringt auch die Berechnungen der Foerdermenge unter dem konischem Ringe und die Belastung des ko = nischen Ringes durch Flulddrueck nach Eickmann, wenn der Tellerfeder aehnliche konische Ring als Pumpelement benutzt wird. Auch sind in dieser Schrift Beispiele fuer die Verwen= dung der konischen Ringe als Pumpelemente, sowie Zusammen = Klamp-Ringiteile fuer Ringpaare gezeigt..The calculation of the conical rings or disc springs according to Almen and Lascio is known from EP OS - 0 102 441. This document also provides the calculations of the amount of conveyance under the conical ring and the loading of the conical ring by flood pressure according to Eickmann, if the conical spring is used as a similar conical ring as a pump element. This document also shows examples of the use of the conical rings as pump elements, and also together clamp ring parts for ring pairs.
Die Erfindung erkennt, dass die hoechste Belstung des konischen Ringes in der Linie auftritt, mit der der ko = nische Ring auf einer ebenen Flaeche liegt. Denn die gesamte Last des Koerpers des konischen Ringes bei seiner Zusammendrue= kung oder Entspannung plus der eventuellen Last auf die Quer= schnittsflaeche des konischen Ringes durch eventuellen Fluid - Druck unter der Ringflaeehe faellt bei der Auflage auf der ebenen·Platte in einer unendlich duennen Linie zusammen. Die Belastung der Auflagelinie wird dabei unendlich hoch und so hoch, dass das Material, aus dem der Ring hergestellt ist, die Belasgung 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 Zusammen= drueckung oder Entspannung des konischen Ringes nimmt dessen Innendurchmesser Auflageline ab und die Aussendurchmesser Aufla= gelinie nimmt zu. Es entsteht also eine radial bewegte Linien = auflage sowohl am Innendurchmesser, als auch am Aussendurchmes = ser des konischen Ringes oder der Tellerfeder. Diese Radialbe= wegung erfolgt unter der unendlich hohen Last. Zwar ist die Radialbewegung nur sehr klein, bei Ringen mit etwa 10 Milli= meter Unterschied zwischen Innen und Aussen - Radius und einer Durchbiegung von etwa 0,3 Millimetern betraeget 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 Ueberwindung bis zu zehnmal mehr Kraft aufgewendet werden muss, als zur Zusammendrueckung des betreffenden koni= sehen Ringes.Das ist eine sehr hohe Kraftverschwendung, die die bisherige Technik nicht erkannt hat und fuer deren Ueber= Windung sie keine Lehren gab.The invention recognizes that the highest load on the conical ring occurs in the line with which the conical ring lies on a flat surface. Because the total load of the body of the conical ring during its compression or relaxation plus the eventual load on the cross-sectional area of the conical ring due to possible fluid pressure under the ring surface falls when resting on the flat plate in an infinitely thin line together. The load on the support line becomes infinitely high and so high that the material from which the ring is made can no longer bear the load. This load on the line becomes particularly high with conical rings used as high-pressure pump elements. However, it is not enough to cope with the high load on the line support alone, because when the conical ring is compressed or relaxed, the inner diameter of the support line decreases and the outer diameter of the support line increases. This creates a radially moving line support both on the inside diameter and on the outside diameter of the conical ring or the plate spring. This radial movement takes place under the infinitely high load. The radial movement is only very small, for rings with a difference of about 10 millimeters = difference between inside and outside - radius and a deflection of about 0.3 millimeters, it is only about 0.003 millimeters radially inwards and outwards. Under the infinitely high load, especially on conical rings used as high-pressure pump elements, friction arises, the overcoming of which requires up to ten times more force than the compression of the respective conical ring. This is a very high waste of power that the previous technology has not recognized and for their Swirl she gave no lessons.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Reibkraefte an den achsialen Auflagen oder Halterungen der konischen Ringe zu verringern, dabei Kraefte und Rei= bungen einzusparen und gleichzeitig als Folge dessen die Be= triebssicherheit der so verwendeten konischen Ringe zu erhoe= hen und die Zusammenklampringe fuer konische Ringelemente in der Herstellung zu verbilligen.The invention is therefore based on the object of reducing the frictional forces on the axial supports or brackets of the conical rings, thereby saving forces and friction and at the same time increasing the operational safety of the conical rings used in this way and the clamp rings for making conical ring elements cheaper in production.
Diese Aufgabe wird an der im.Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Tellerfeder oder an dem koni= schem Ringe nach dem kennzeichnendem Teile des Patentan spruchs 1 geloest.This object is achieved on the disc spring described in the preamble of
Hilfreiche Ausgestaltungen werden nach den Unteran= spruechen 2 bis 13 erreicht.Helpful configurations are achieved according to
In den Figuren zeigen die Endziffern 1 einen konischen Ring bzw. was im Prinzip das gleiche ist, eine Tellerfeder beson= derer Abmessungen; 2 einen radial nachgiebigen Ringteil; 3 ein aufliegendes achsiales Ende eines konischen Ringes; 4 die achsiale Innenflaeche und 5 die achsiale Aussenflae = ehe eines konischen Ringes. Auch die Tellerfeder ist ein koni= scher Ring, sodass im Folgendem die Bezeichnung konischer Ring verwendet wird und das die Tellerfeder mit einschliesst.In the figures, the
In Figur 1 sind die konischen Ringe mit ihren hohlkonischen Innenflaechen 4 eineinander zugekehrt achsialgleich 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. Drueckt man jetzt mit ausreichend hoher Kraft von oben auf die obere Platte 6, dann werden die konischen Ringe 1 und in achsialer Richtung zusammengedrueckt. Die gleiche Anordnung ist in Figur 2 sehe = matisch gezeigt und zwar derart, dass die konischen Ringe 1 und 11 als gerade , schraege Linien dargestellt sind.In Figure 1, the conical rings with their hollow conical
Bei der Zusammendrueckung, auch Kompression genannt, der konischen Ringe 1 und 11 biegen diese sich um ihre jeweilige Mitte, sodass, da die Schraege 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 aeusseren und inneren Enden der konischen Ringe 1 und 11 die radial gerichteten Wege 16 und 17 auf der Platte 8, bezie hungsweise auf den Platten 6 und 7 zurueck. Da beim Zusammen= druecken der konischen Ringe 1 und 11 in diesen innere Span= nungen entstehen, pressen die radial inneren und aeusseren Enden der konischen Ringe auf die Platten 6 bis 8 und bei den Radialbewegungen 16 und 17 entsteht eine Reibung unter Last.When compression, also called compression, of the
Diese Reibung ist nicht gering, denn die Last ruht auf den Ringlinien 9 und 10 der Figur 2. Last auf einer Linie ist immer unendlich hoch, weil die Linie keine Flaeche ist. Eine Flaechenauflage entsteht aber nicht nur bei den Linien 1 und 11 der Figur 2 nicht, sondern auch bei den aktuellen Ringen 1 und 11 der Figur nicht. Denn, zwar kann man die achsialen Enden der konischen.Ringe 1 und 2 an den gewollten Auflage= stellen 3 und 13 planschleifen, sodass sie im ungespanntem Zustande, den die Figur 1 zeigt, plane Flaechenauflagen 3 und 13 bilden. Sobald aber die Zusammendrueckung beginnt, biegen sich ja die konischen Ringe 1 und 11, sodass sich der Anstellwinkel zu den Platten 6 bis 8 aendert. Wenn sich aber dieser Anstellwinkel aendert, weil die konischen Ringe 1 und 11 sich biegen, dann biegen sich auch die geschliffen gewesenen achsialen Auflageflaechen 3 und 13 etwa im gleichem Winkelaenderungsumfange, wie die konischen Ringe 1 und 11 sich selber biegen. Es entsteht also ein Winkel zwischen den achsialen Auflageflaechen 3,13 der konischen Ringe 1,11 und den Platten 6 bis 8. Wenn dieser Winkel entsteht, der ja bereits bei der geringsten Zusammendrueckung der konischen Ringe 1,11 entsteht, wenn auch zunaechst sehr klein entsteht, dann liegt der betreffende konische Ring 1,11 nicht mehr mit der Auflage flaeche 3,13 auf der betreffenden Platte 6 bis 8 auf, sondern nur noch mit der Ringlinie, die sich zwischen der eben geschli= ffenen Auflageflaeche 3,13 und dem dort beginnendem konischem Teil, der Aussen oder Innenflaeche 4 oder 5 des betreffenden ko = nischen Ringes 1,11 bildet. In jedem Falle entsteht also eine Linienauflage statt einer Flaechenauflage und die Belastung der Linie, die ja unendlich duenn ist, wird unendlich hoch.This friction is not small because the load rests on the
Bei geringen Belastungen mag sich die Linie noch durch plasti= sche Verformbarkeit des betreffenden Stueckes des betreffenden konischen Ringes 1,11 und der betreffenden Platte 6 bis 8 in eine Flaechenauflage verwandeln.Bei starker Durchbiegung und auf jedem Falle bei Belastung des konischen Ringes durch Fluiddruck von der hohlkonischen achsialen Innenflaeche 4 her, kann das Material, aus dem Ringe 1,11 und Platten 6 bis 8 hergestellt sind, nicht mehr ausreichend dehnend nachgeben und entsteht eine untragbar. hohe oertliche, der Linienauflage aehnliche, Belastung.At low loads, the line may transform into a surface support due to the plastic deformability of the piece of the
In der herkoemmlichen Tellerfedernverwendung mag diese technische Wir lichkeit unbeachtet geblieben sein, weil entweder die Belastungen nicht sehr hoch waren, man die Belastung, Materialzerstoerung und Reibung in Kauf nahm oder auch nicht be-achtete und vor allem, weil meistens Federsaeulen 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.In conventional disc spring use, this technical functionality may have gone unnoticed because either the loads were not very high, the load, material destruction and friction were accepted, or they were not taken into account, and above all because spring columns made of many springs were mostly used , where these problems do not occur, because only the last plate spring rests on a flat ring or on a
Bei dicken konischen Ringen aber werden die beschriebe= nen Kraefte und Reibungen sehr hoch, insbesondere in den Hoch= druckpumpen der eingangz erwaehnten Europa Offenlegungsschrift.In the case of thick conical rings, however, the forces and friction described become very high, especially in the high pressure pumps of the European patent application mentioned at the beginning.
Figur 6 zeigt ein Beisoiel einer in diesen Pumpen der EP OS verwendeten konischen Ringe im Mass-stabe 1:1 mit 60 Millimeter Innendurchmesser und 7 Millimeter Ringdicke. Die Nase 12 ist allerdings eine erfindungsgemaesse und in den Ringen der genannten EP OS nicht vorhanden. In den Figuren 6 bis 8 ist dieser konische Ring lediglich bezueglich des Winkels des Konus uebertrieben gross gezeichnet, weil er in der Aktualitaet so klein ist, dass man ihn nicht mass-staeblich zeichnen kann. Denn der Ring ist nur o,3 Millimeter konisch. Er kann also nur 0,3 Millimeter zusammengedrueckt werden, bis er voellig plan ist. Bei dieser Zusammendrueckung von 0,3 Millimetern verkleinert sich der Innendurchmesser um das.Mass 17, um etwas unter o,oo3 Millimeter, also von 60,000 mm auf 59,997 Millimeter und der Aussendurchmesser erweitert sich von 87,000 mm auf 87,003 Millimeter, also UM das Maß 16, um etwas unter 0,003 Millimeter.Figure 6 shows a Beisoiel a conical rings used in these pumps EP OS in mass letter 1: 1 with 60 mm inner diameter and 7 mm ingdicke R. The
Die im Sinne von Almen Lascio berechnete Kraft, die benoetigt wird, den konischen Ring der Figuren 6 bis 8 um den Betrag von o,3 Millimeter zusammenzudruecken, liegt bei etwa 3200 Kilogramm. Bei einem Oeldruck oder Wasser= druck von zum Beispiel 1500 Atmospheren innerhalb des hohlkonischen Teils, also auf die Innenflaeche 4 wirkend, ist die durch Fluiddruck auf den Ring ausgeuebte Kraft etwa 22000 Kilogramm. Die Gesamtlast auf die Ringlinie 9 ist also etwas hoeher, als 25000 Kilogramm. Diese hohe Last liegt nicht auf einer ringfoermigen Flaeche, sondern auf einer Ringlinie, wie bisher ausgefuehrt wurde. Eine derar tig hohe Last kann die Linie nie tragen. Einmal wird das Material zerstoert und zum anderem entstehen bei dieser Last auch bereits bei einer Radialbewegung von nur 0,003 Millimetern schon ganz erhebliche Reibungskraefte, die nicht zurueck zu gewinnende Verluste sind. In einem Pumpensatz konischer Ringe nach der EP 06 zum Beispiel waren fuer den Ring der Groesse der Figur 8 bei 700 Atmos= pheren Wasserdruck in der Pumpkammer 50 bereits rund 30 000 Kilogramm Kraft zur Zusammendrueckung der beiden konischen Ringe um je 0,3 Millimeter erforderlich, wie die gegenwaertige Erfindung erkannte.The force calculated in the sense of Almen Lascio, which is required to compress the conical ring of FIGS. 6 to 8 by the amount of 0.3 millimeters, is approximately 3200 kilograms. With an oil pressure or water pressure of, for example, 1500 atmospheres within the hollow conical part, that is to say acting on the
Nach der Figur 7 werden daher die ersten Massnahmen der gegenwaertigen Erfindung getroffen. Einmal wird am konischem Ring der Figuren 6 bis 8 das achsial erstreckte Ringteil 12 an der radialen Aussenkante des konischen Ringes 1,11 angeordnet und vom hohlkonischem Teil, also von der achsialen Innenflaeche 4 in Richtung des hohlkonischen Ringendes 4 erstreckt und am achsialem Ende des zylindrischen Ringteils 12 die Auflage 13 angeordnet. Nach der Figur 7 werden die beiden Auflageflaechen 13 der konischen Ringe 1,11 achsgleich aufeinandergelegt, sodass sie die gemeinsame Auflage 23 bilden. Die koni= schen Ringe 1,11 sind dabei entgegengesetzt gerichtet, um das konische Ringpaar 1,11 zu bilden, wobei die hohlkoni= schen Innenflaechen 4 einander zugekehrt gerichtet sind und zwischen ihnen der hohlkonische Raum 50 ausgebildet . ist, der spaeter, 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 Zusammendrueckung 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 Kraeften zu Rissen im Material fuehren, die die konischen Ringe zerbrechen wuerden; am achsial aeusserem Teile aber ist die Nase 12 als zylindrisches Ringteil ausgebildet mit zylinderischer Innenflaeche, sodass 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 Aussenflaeche angepasst geformt formt sein oder Abschraegungen an den Enden eines zylindri= schen Mittelteiles seiner Aussenflaeche haben. Radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 kann der plastische Dicht= ring 26 abgeordnet sein, um die Pumpkammer 50 abzudichten.According to FIG. 7, the first measures of the current invention are therefore taken. On the one hand, the axially extended
Damit die beschriebene Reibung auch an der radir ial inneren Auflage 3 verhindert wird, ist achsial der achsialen Enden des konischen Ringpaares 1,1,1 jeweils ein radial stellenweise nachgiebiger oder federbarer, im wesent= lichem zylindrischer, Ring 2 angeordnet;-einer am konischem Ring 1 und der andere am konischem Ringe 11. Bei der Zusammendrueckung der konischen Ringe 1,11 wird infolge der radialen Einwaertsbewegung 17 der Figur 2 der zylindri= sehe Ring 2 am am konischem Ringe anliegendem Ende radial nach innen gedrueckt, wie die Figur 3 das durch strichliert gezeichnete Linien in uebertriebenem Masse darstellt.. Das andere achsiale Ende des Ringes 2 bleibt ruhig auf der betreffenden Platte 6,8 aufliegen. Die Verformung des Rin= ges 2 erfolgt im plastischem Materialbereiche, sodass der Ring gleichcitig als achsiale Stuetze und als radiale Feder wirkt.So that the described friction is also prevented on the radially
Die zur plastischen Verformung des betreffenden Teiles des federbaren,im Wesentlichem zylindrischen, Ringes 2 erforderlichen Kraefte sind geringer, als die fuer die Zusammendrueckung der konischen Ringe 1,11 erforderlichen und um ein Vielfaches geringer, als die zur Ueberwindung der Reibung der herkoemmlichen Bauart in der Ringlinie 9 erforderlich gewesenen.The forces required for the plastic deformation of the relevant part of the resilient, essentially cylindrical,
In der Figur 5 zeigt die Kurve E die gemessene nen Kraefte zur Zusammendrueckung der konischen Ringe 1,11 bei der Ringpaaranordnung nach der Figur 17 der EP OS 0 102 441, jedoch mit 7 mm Dicke der konischen Ringe, wie in der Figur 6. Die Kurve A, also die strichpunktiert ge= zeichnete Linie in der Figur 5 zeigt die nach Almen und Lascio berechneten Kraefte zur Zusammendrueckung des konischen Ringpaares. Die Linie C der Figur 5 zeigt die geme= ssenen Kraefte fuer die Zusammendrueckung des konischen Ringpaares nach Figur 1, also mit einem planem Ring 8 zwi= . schen den konischen Fingen 1 und 11. Die Kurve B der Figur 5 zeigt die gemessenen Kraefte fuer die Zusammendrueckung des konischen Ringpaares nach der erfindungsgemaessen Anord= nung der Figur 3 mit den Massen nach der Figur 7 und mit zylindrischen.Ringen 2 von 3,6 mm Wanddicke und 20 mm Laen= ge. Man sieht, daß bei der Ausfuehrung nach der gegenwaertigen Erfindung nach Figuren 3 und 6,7 bei voller Zusammendrue= ckung des Ringpaares 1,11 um zusammen 0,6 mm die zur Zusa= mmendrueckung erforderlich gewesen Kraefte fast zehnmal gerin= ger sind, als bei der Anordnung nach der genannten Figur 17 der genannten 'EP OS und sich nur um etwa 30 Prozent von denen theoretisch berechneten Werten nach Almen Lascio unter= scheiden. 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 fuer die konischen Ringe 1,11 beim Betrieb als Pumpe im Sinne der Figur 22 der genannten EP OS mit Geberkolben und Folgekolben teilweise beim Betrieb der Anlage zurueckgewonnen 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 Geberkolbene der Kompressionspumpe pressen und so als Motor zum Antrieb der Geberstufe wirken, zum Antrieb des Hubringes 336, bezw. des Rotors 336 der Figur 22 der genannten EP OS. Die Kraefte nach Kurve B der Figur 5 sind also nicht immer voll Verluete, wachrend die Reibung, die swisohen der Kurve A und der Kurve E in Figur 5 liegt, also die Auefuehrung der bisherigen Ringpaaranordnungen nach der EP OS, voll verloren waren und nicht zurueckgewo-nnen werden koennen.In FIG. 5, curve E shows the measured forces for compressing the conical rings 1, 11 in the ring pair arrangement according to FIG. 17 of
Bekannt ist aus der genannten EP OS bereite, dass fuer den superkritischen Bereich die radialen Aussen, enden der konischen Ringe susammengeklemmt werden muessen.It is known from the above-mentioned EP OS that the radial outer ends of the conical rings must be clamped together for the supercritical range.
Im Rahmen dieser Erfindung wurde sunaschet veraucht, die erforderlichen Klampenringe so su bemessen, dass die Zwischenringe 8 und die Klampringe gleiche Radialausdehnung erleiden. Diese Gleichheit ist zwar herstellbar, sie hat aber keinen Sinn, weil die Figur 4, die im Wesentlichem dem Prinsip der Figur 25 der genannten EP OS entapricht, seigt, dass die Radialveraenderungen nicht gleichseitig erfolgen, Denn nach Figur 4 seigt die Kurve F den ploetsliohen, fruehen oder schnellen Druckanstieg in der Pumpkammer 50, der den Rind 8 ausdehnt und die Kurve G die sinusfoer- mige allmachliche Zusammendrueokung der konischen Ringe 1 und 11 ueber dem umlaufwinkel alpha der Geberstufe. Das be- deutet, dass der Ring 8 sich schnell radial ausdehnt, waehrend die Radialenden oder Auflagen 13 sich langsam aysdehnen im Vergleieh sur Zeit der Ausdehnung des Rin. ges 8, (wenn die Platte 8 ein Ring 320 der Figur 22 der genannten EP OS ist), Wenn die gleiche radiale Ausdehnung aber nicht sur gleichen Zeit orfolgt, dann, bleibt ja die Raibung an den Auflagen 13 vorhanden. Also muessen erfindung gagemaess andere Wege beschritten werden.Within the scope of this invention, sunaschet was fumigated, the necessary cleat rings dimensioned so that the
Die Figur 8 seigt daher weitere erfindungsge maesse Anordnungen am konischem Ringpaar 1,11, Danach sind die Klampringe oder spannringe 27,28, die durch die Schrauben 30 susammengehalten sind - es koennen auch Nieten sein - mit radial federbaren im wesentlichem sylindrischen Ringteilen oder Ringstuecken 42 oder 32 und 42 verschen, die die Halterungen fuer die Auflagen 33 der Konischen Ringe 1,11 fuer den superkritischen Arbeitsbereich der Pumpe, des Motors, Kompressors oder Entspanners bilden. Diese Ringteile oder Ringstuecke 32 oder 32 und 42 sind in der gleichen Weise radial federbar, wie die Ringe 2 der Figuren 3,7 und 8.FIG. 8 therefore shows further arrangements according to the invention on the
Da die Kraft an den Auflagen 33 hoeher ist, als die zur radialen Federung oder Durchbiegung der Ringteile 32 oder 32,42 erforderliche Kraft ist, folgen die Spitzen der RingteiLe oder Ringstuecke 32, die die Auflagen 33 beruehren, der Radialbewegung der Auflagen 33 und damit der radial aeusseren Enden der konischen schen Ringe 1 und 11. Auch diese Federkraft ist teilweise im Geber-Folger Betrieb der Figur 22 der genannten EP OS wieder zurueck zu gewinnen, da sie als Motorantrieb auf die Geberstufe wirken kann. Zu beachten ist noch, dass die Kraefte 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 Kompressionskraefte 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 betreffende Teile der 3 200 Kg Spannkraft der konischen Ringe 1 und 11 plus der Spannkraft der Haltemittel 30,27,28,32 und 42.Since the force on the
Um die federbaren Ringteile oder Ringstuecke bzw. Zylinder oder Zylinderteile bzw. Zylinderstuecke 32,42 zu verwirk= liehen, ist es praktisch die Ringnuten 29 und eventuell die Ringnuten 36 und 37 in den Klampringen 27 und 28 anzuordnen. Das ist herstellungsmaessig einfach und billig, zum Beispiel 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 ermoeglichen und um achsiale Toleranzen fuer billige Herstellung zulassen zu koennen. Radial innerhalb der _Zylinder oder Ringe 2 der Figur 8 ist vorteilhafterweise ein Raum oder eine Ausnehmung 47 anzuordnen , damit die Ringe 2 der radialen Einwaertsbewegung der Auflagen 3 auch folgen koennen und nicht durch solide Koerper daran gehindert werden.In order to realize the resilient ring parts or ring pieces or cylinders or cylinder parts or
Erfindungsmeaess ist auch die Dichtungsanordnung 22,49 innerhalb des konischen Ringpaares der Radialbewegung der zylinc drischen Innenflaeche 60 des betreffenden konischen Rin= ges 1 oder 11 anzupassen. Der plastische Dichtring 49 wird fuer diesen Zweck erfindungsgemaess in 'ein teil= weise radial federbares Zylinderstueck oder Ringteil 22 eingesetzt. Um dieses Ringteil in einem Koerper herstellen zu koennen, ist es zweckdienlich, die Ausnehmungen 48 ra= dial innerhalb der Lippen oder Ringteile 22 achsial er= streckt anzuordnen,damit die zylindrischen Ringteile 22 radial auch nach innen federn koennen, wenn die zylindri= schen Innenflaechen 60 der konischen Ringe radial einwaerts 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 wir= ken und diese an die Innenflaeche 60 der konischen Ringe 1,11 anpressen kann, denn die Dichtringe 49 verhindern ja das Eindringen von Druckfluid zwischen die Innenflaechen 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 koennen, beziehungsweise die Luft durch die Leitung 77 und das Aus= lassventil 70 entweicht. Ebenso wird im Rahmen der Erfin= dung eine Luftableitung 76 vom oberem Ende des Einlassventils 69 zum Auslassventil 70 angeordnet.The
Um die Uebersichtlichkeit der Figuren nicht einzuschraenken sind in ihnen radial nach innen gerichtete Linien von Kanten nicht eingezeichnet, obwohl das in techni= schen Zeichnungen ueblich ist. In den Patsntzeichnungen wuerden sie die Uebersichtlichkeit der Figuren stoeren. Au5 dem gleichem Grunde sind auch die in Fluidraeumen nach der genannten EP OS erforderlichen Fuellteile nicht einge= zeichnet, in der praktischen Ausfuehrung aber verwendet, wie das aus der genannten EP OS bekannt.ist. In Figur 8 sieht man noch den Hubkolben 66 zum Antrieb der Zusammen= drueckung der konischen Ringe 1,11 im Zylinder 67 angeord= net, dessen Druckkammer 68 ihr Druckfluid ueber die Leitung 46 erhaelt und durch sie abgibt von und zur Geberstufe der genannten EP 06. Die Leitung 46 entpricht also der Verbindungsleitung 303 der EP OS,z.B. derer Figur 22.In order not to limit the clarity of the figures, lines of edges directed radially inwards are not shown in them, although this is common in technical drawings. In the patents drawings they would interfere with the clarity of the figures. For the same reason, the filling parts required in fluid spaces according to the aforementioned EP OS are not shown, but are used in practical implementation, as is known from the aforementioned EP OS. FIG. 8 also shows the
Fuer noch besseren Wirkungsgrad einer Hochdruckpumpe ist es zweckmaessig,die Anordnung der Klampringe der Figur 8 durch den Klampring 80 der Figur 9 zu ersetzen. Denn dieser Ring 80 der Figur 9 ist gewichtsmaessig lei= chter und setzt der Achsialbewegung weniger Massenkraefte entgegen, die ja bei der Kompression und Expansion der, konischen Ringe in achsialer Richtung beschleunigt werden muessen. Ausserdem ist die Ausfuehrung nach der Figur 9 in der Massenproduktion billiger. Die untere Halterung 86 des Klampringes 80 mag von anfang an an den Ring 80 angearbeitet werden. Die obere Halterung 87 bleibt aber zunaechst naechst zylindrisch gerade nach oben erstreckt. Das konische sehe Ringpaar 1,11 wird nach Einlegen des 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 vorgewaermt. Nach dem sekundenschnellem automatischem Einlegen des konischen Ringpaares wird die obere Halterung 87 des gewaermten Klampringes 80 zu der umgreifenden Form der Halterung 87 der Figur 9 schnell und automatisch umgeboerdelt und danach wird der Zusammenbau automatisch ins Kuehlfluid geworfen. Dabei zieht sich der Ring 80 achsial 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 vergueteten konischen Ringe 1 und 11 uebertraegt, ist es zweckmaessig fuer die Herstellung der Anordnung nach der Figur 9 eine automatische Maschine zu bauen und, solange die nicht vorhanden ist, die Anordnung nach der Figur 8 zu verwenden. Die Anordnung nach Figur 9 ist nicht loesbar, ohne den Ring 80 zu zerstoeren. Sie muss aber auch nicht loesbar sein, weil man ja den plastischen Dichtring 26, der die Hitze des Ringes 80 nicht vertragen kann , nachtraeglich, nachdem das Aggregat gekue= hlt worden ist, radial von innen her in seinen Platz radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 einlegen kann.F he u even better efficiency of a high pressure pump, it is expedient to replace the arrangement of the 9 Klampringe the figure 8 by the
In der Figur 10 ist das Ringpaar 1,11 durch einen einteiligen Federkoerper 111 ersetzt, indem die konischen Ringe 1 und 11 Teile dieses einteiligen Federkoerpers bilden. Die Ringteile 1 und 11 sind durch ihre Verbin= dung 112 miteinander verbunden, sodass die Teile 1,112 und und 11 den gemeinsamen hohlen Federkoerper 111 bilden.In FIG. 10, the pair of
Im Federkoerper 111 ist die Radialkammer 550 zwischen den konischen Innenflaechen 4 der konischen Ringteile 1 und 111 ausgebildet, denn ohne diese Ringkammer koennte der Koerper kein Federkoerper sein. Die zylindrischen Ringtei = le 2 koennen ebenfalls mit dem Federkoerper 111 einteilig ausgebildet sein oder sie koennen auf seine Auflagen 3 aufgelegt werden. Da die Verbindung 112 zwischen den koni = schen Teilen 1 und 11 elastisch ist und da die konischen Ringteile 1 und 11 ebenfalls elastisch, also federbar sind, kann der Federkoerper 111 in achsialer Richtung zusammen= gedrueckt werden und danch wieder expandieren. Der Federkoerper 111 kann also als eine die Pumpkammer 50 mit 550 enthaltende Pumpe, insbesondere Hochdruckpumpe verwendet werden. Bei duenneren Waenden oder plastischerem Material ist diese Ausfuehrung auch als Niederdruck Pumpe oder Motor geeignet. Dieser Federkoerper 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 hab. Es ist also leicht moeglich, mit einem starkem Drehstahl von innen her an den Innenflaechen 60 vorbei, die konischen Innenenden 4 und die radiale Ringnut 550 in den Federkoerper 111 herein zu drehen. Bei Plastikausfuehrung 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 fuer den Federkoerper mittels Fluiddruck oder Pressluftdruck in die Form herein druecken, wodurch dann die Form des Koerpers 111 der Figur 10 in einfacher und billiger Weise durch Trocknen des Werkstoffes entsteht.The
Die Figur 9 ist etwa mass-staeblich fuer etwa 1500 Bar Fluiddruck in der Kammer 50 gezeichnet. Denn der Klampring 80 darf nicht zu duenn sein, damit er in achsialer Richtung nicht zu weit dehnt, er darf.aber auch nicht so dick sein, dass er radial nicht ausreichend federt, oder die Federungskraftsumme der Gesamtanord= nung unnuetz hoch macht. Denn, die Kraefte sind ja nicht voll, sondern nur teilweise als Motorantrieb der Pumpe der Geberstufe zurueck zu gewinnen, sondern nur teilweise, weil ja Pumpe und Motoreffekt der Geberstufe auch einen Wirkungsgrad mit einigen Prozenten Verlusten haben.FIG. 9 is drawn to scale for approximately 1500 bar fluid pressure in
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind teilweise in den Patentanspruechen beschrieben, sodass die Patentan= sprueche, die ja Bezugszeichen enthalten, mit als zur Beschreibung der Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung gehoerend, angesehen werden sollen.Further details of the invention are partially described in the patent claims, so that the patent claims, which contain reference numerals, are to be regarded as belonging to the description of the exemplary embodiments of the invention.
Die Zahlenangaben und Diagramme beziehen sich nur auf eine einzige Groesse' der Teile der Erfindung. Anhand der Zahlenbeispiele und Diagramme der einzigen Groessenabmessung werden die Wirkungen der Erfindung deutlich sichtbar. Die Erfindung betrifft aber nicht nur diese einzige Abmessungs= groesse und Formgebung, sondern alle anderen kleinem und groesseren auch. Die Verwendung der Erfindung ist in dieser Schrift nicht weiter erlaeutert, weil die Verwendung in der industriellen Praxis aus der genannten EP OS hinreichend bekannt ist, deren Anordnungen durch die gegenwaertige Erfin= dung teilweise verbessert werden.The figures and diagrams relate to only one size of the parts of the invention. Based on the numerical examples and diagrams of the only size dimension, the effects of the invention are clearly visible. The invention relates not only to this single dimension = size and shape, but also to all other smaller and larger ones. The use of the invention is not further explained in this document because the use in industrial practice is sufficiently known from the EP OS cited, the arrangements of which are partially improved by the present invention.
Die Erfindung betrifft auch ein Hochdruck Aggregat mit in achsialer Richtung federbaren oder deformierbaren Elementen fuer besonders hohe Drucke von bis zu etwa 5000 Bar, wobei das gepumpte oder mit verwendete Fluid eine nicht schmierende Fluessigkeit, wie zum Beispiel Wasser, sein kann.The invention also relates to a high-pressure unit with elements which are spring-loaded or deformable in the axial direction for particularly high pressures of up to approximately 5000 bar, the fluid which is pumped or used can be a non-lubricating liquid, such as water.
In den bisherigen Figuren sind konische Ringelemente durch Klampenringe zusammengehalten, die radial federnde Haltelippen haben. Diese Ringe und Elemente sind zwar fuer Druecke von ueber tausend Bar geeignet, doch erlauben sie keine unbegrenzt hoeheren Drucke.In the previous figures, conical ring elements are held together by cleat rings that have radially resilient retaining lips. These rings and elements are suitable for pressures of over a thousand bar, but they do not allow unlimited higher pressures.
Daher werden .die Ringanordnungen in einem starkem Gehaeuse untergerbracht und das Gehaeuse zeitlich parallel zum Druck in der Arbeitskammer in der Ringanordnung gesteuert. Die Ringanordnung wird so von einem Fluiddruck umgeben, der etwa die halbe Hohe des Druckes in der Arbeitskammer hat.Therefore, the ring arrangements are housed in a strong housing and the housing is controlled in time in parallel with the pressure in the working chamber in the ring arrangement. The ring arrangement is thus surrounded by a fluid pressure which is approximately half the pressure in the working chamber.
Folglich kann der Druck in der Anlage etwa verdoppelt werden und mehrere tausend Bar erreichen. Nach einem weiterem Ausfuehrungsbeispiel wird eine pumpe fuer zum Beispiel Wasser mit unbegrenzter Lebensdauer und mehrere tausend Bar Druck geschaffen, indem der Pumpkolben in eine oberhalb des Wassers angeordnete Fluessigkeit mit schmierenden und nicht rostenden Eigenschaften pumpend eintaucht.As a result, the pressure in the system can be approximately doubled and reach several thousand bars. According to a further exemplary embodiment, a pump for, for example, water with unlimited service life and several thousand bar pressure is created by pumping the pump piston into a liquid arranged above the water with lubricating and rusting properties.
Aus den bisherigen Figuren und frueheren Veroeffentlichun= gen des Anmelders oder des Erfinders sind Pumpen mit konischen Ringelementen fuer hohe Drucke bekannt geworden. Derartige Aggregate sind mit Drucken von ueber tausend Bar gebaut worden und noch weiter in der Entwicklung fuer noch hoehere Drucke. Doch kann man die Drucke nicht unbegrenzt hoch steigern, da auch die Ringelemente dabei immer dicker und die Pumphuebe immer kleiner wuerden, je mehr der Druck gesteigert wird. Bei den bei so hohen Drucken nat/urgemaess kleinen Foerdermengen der Pumpe bewirkt jede kleine Formveraenderung bereits erhebliche Foerderverluste.Pumps with conical ring elements for high pressures have become known from the previous figures and previous publications by the applicant or the inventor. Such units have been built with pressures of over a thousand bar and are still in development for higher pressures. However, the pressure cannot be increased indefinitely, since the ring elements become thicker and the pump strokes smaller the more the pressure is increased. The at such high pressures of the pump nat / urgemaess low flow causes any small shape alteration already considerable Foerderverluste.
Die bekannte Technik ist daher mit Grenzen belastet, die keine weiteren Drucksteigerungen bei ausreichendem Wirkungs= grade mehr zulassen, sodass ein Bedarf an neuen Loesungen besteht, um den Druck der Hochdruck Aggregate, insbesondere der Hochdruckpumpen fuer nicht schmierende Fluessigkeiten noch weiter erhoehen zu koennen.The known technology is therefore burdened with limits that do not allow any further pressure increases with sufficient effectiveness, so that there is a need for new solutions in order to be able to increase the pressure of the high-pressure units, in particular the high-pressure pumps, for non-lubricating liquids even further.
Der ' Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Druckbereich der Pumpen und Motoren ueber tausend Bar hinaus bei tragbar gutem Wirkungs/grade zu steigern und dabei den Betrieb des Aggregates auch fuer Wasser zu ermoeglichen sowie nach Moeglichkeit auch einen Pumpe oder einen Motor fuer nicht schmierende oder Rost verursachende Fluessigkeiten moeglichst fuer unbegrenzte Lebensdauer mit einfachen und bet-riebssicheren technischen Mitteln zu schaffen.The 'invention is therefore based on the object of increasing the pressure range of the pumps and motors above a thousand bar with a good level of efficiency and at the same time enabling the operation of the unit for water and, if possible, a pump or a motor for non-lubricating or to create rust-causing liquids for an unlimited service life with simple and reliable technical means.
Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnendem Teil des Patentanspruches 14 geloest und weitere bevorzuegte Loesungen der Aufgabe erfolgen durch die Unteransprueche 15 bis 32.This problem is solved according to the characterizing part of
Die genannten Ausfuehrungsbeispiele sind Ausfuehrungs= beispiele nach der Erfindung und die Schnitte sind im Wesentli= chem Laengsschnitte durch die Aggregate, wobei jedoch stellenwei= se Teile, zum Beispiel die Treibwellen, quer geschnitten sind, weil sie senkrecht zu der betreffenden Laengsschnitt-Ebene stehen.The above-mentioned exemplary embodiments are exemplary embodiments according to the invention and the cuts are essentially longitudinal sections through the units, although parts, for example the drive shafts, are cut transversely because they are perpendicular to the relevant longitudinal section plane.
Figur 11 zeigt im Wesentlichem alle Teile der Figur 8. Da diese
beschrieben sind, wird hier auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet. Siehe zum Beispiel die Teile 1,2,27,28, 29 und 32. Eine Verbesserung gegenueber der Figur 8Figure 11 shows essentially all parts of Figure 8. Since this
are repeated, the description is not repeated here. See, for example,
besteht darin, dass die Nuten 29 tiefer und die Traglippen 32 laenger ausgebildet sind, als in der Figur 8 der Hauptanmeldung. Dafuer aber sind die Nuten radial ausserhalb der Nut 29 fortgelassen. Erreicht wird dadurch, dass keine auf Zug beanspruchten duennwandigen Teile verbleiben. Die Traglippen 32 sind lediglich auf Druck beansprucht. Damit trotzdem ausreichende radiale Federfaehigkeit entsteht, sind sie entsprechend laenger ausgebildet,was eine Vertiefung der Nuten 29 verlangt. Ausserdem sind die Eindrehungen unter den Dichtlippen der Vorfigur 8 jetzt in der Figur 11 der gegenwaer= tigen Anmeldung fortgelassen. Denn sie sind schwer herstellbar, weil die Fuellkloetze 5 bei Wasseraggregaten ja aus nicht rostendem Material hergestellt werden muessen. Solches Material aber ist zaehe und die Drehstaehle brechen leicht beim Drehen schmaler tiefer Nuten in solchem Material. Stattdessen ist in der Figur 11 erfindungsgemaess das Dichtringtragrohr 3 angeordnet. Es umgibt den Fuellklotz '5 derart, dass ein enger Spalt 4 von einigen hundertstel Milimetern zwischen dem Aussendurchmesser und dem Innendurchmesser des Rohres 3 entsteht, der jedenfalls o,1 bis D,2 mm moeglichst nicht ueberschreiten soll. Denn bei dieser Spaltweite dringen ausreichende Druckfluidmengen aus der Arbeitskammer in den Spalt ein, um ihn zu fuellen und so das Tragrohr 3 radial von inner 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 duenner, 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 Element 1 es tun.. Das sichert automatisch eine zu allen Zeiten wirkende gute Dichtung, gleichgueltig, wie weit sich die Elemente 1 auch radial unter dem Arbeitsdruck in der 'Arbeitskammer ausdehnen moegen. 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 waere.consists in that the
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist in Figur 11, dass die Anordnung in einem staerkem Gehaeuse 6, zum Beispiel in einem dickwandigem Rohre 6 angebracht wird und dieses Gehaeuse 6 mit einer zeitlich steuerbaren Druckfluid= leitung 7 versehen wird. Das Gehaeuse 6 wird voellig verschlossen und durch die Leitung 7 wird in den Innenraum im Gehaeuse 6 zeitlich parallel zum Druckanstieg und Abstieg in der Arbeit/skammer zwischen den Elementen 1 ein im Vergleich zum Arbeitskammerdruck etwa halb hohen Fluiddruck gefuellt. Dadurch koennen die Elemente 1 und alle anderen Teile der Anordnung zwischen dem Kammer ndruck der Arbeitskammer und dem Drucke innerhalb des Gehaeuses 6 arbeiten. Die Teile der Anordnung sind dadurch nur halb so hoch belastet unter rbneitskammer Innendruck, als in der Ausfuehrung der Hauptan= meldung. 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 muessen. Allerdings muss das Gehaeuserohr 6 entsprechend dickwandig sein, um nicht zu sehr radial aufzubiegen, wenn es mit dem Halbdruck gefuellt ist.A further feature of the invention in FIG. 11 is that the arrangement is mounted in a
Figur 12 zeigt den Laengs-Schnitt durch das einfachste Aggregat der Erfindung. Die Arbeitskammer 17 befindet sich im Gehaeuse 11 und hat ein Einlass und ein Auslass Ventil 20 und 21, wobei entsprechende Verbindungskanaele 22 und 23 angeordnet sein koennen. Wichtig ist, dass die Achse der Arbeitskammer senkrecht steht. Denn unten in der Kammer 17 soll das zu pumpende nicht schmierende oder rostverursachende Medium, zum Beispiel, das Wasser, gepumpt werden. Oberhalb des Kammernteiles 17 befindet sich der Kammernteil 16, der erfindungsgemaess mit einem schmierfaehigem Fluid gefuellt ist, das im Vergleich zum Fluid in Kammernteil 17 eine geringere Dichte bzw. ein geringeres spezifisches Gewicht hat. Diese Fluessigkeit des geringeren spezifischen Gewichts wird die erste Fluessigkeit genannt und die Fluessigkeit in dem Kammernteil 17 mit dem hoeherem spezifischem Gewicht wird die zweite Fluessigkeit genannt. Die erste ist die schmierende, die zweite die nicht schmierende Fkluessigkeit. Infolge des Unterschiedes der spezifischen Gewichte der Fluessigkeiten schwimmt die erste immer oben im Kammernteil 16 auf der zweiten darunter im Kammernteil 17. Die beiden unterschiedlichen Fluessigkeiten trennen sich also immer automatisch voneinder durch ihr unterschiedliches spezifisches Gewicht.Figure 12 shows the Laengs section through the simplest unit of the invention. The working
Daher kann der Betrieb des Motors oder der Pumpe in den Bereich der schmierenden, oberen, ersten Fluessigkeit 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 zum Beispiel durch die Anordnung der Umlaufwelle 12 mit einem Exzenterhubteil 13, dessen Aussenflaeche dann ueber einen im Kolben schwenkbar gelagerten Kolbenschuh 14 den Kolbenn treiben kann. Man drueckt 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 zurueck gedrueckt wird. Stattdessen koennte man den Kolben 15 auch durch eine Gleitfuehrung oder durch ein Federmittel in seine Ursprungslage zurueckziehen. Zweckdienlicherweise werden Einlaesse oder Kontroll - Oeffnungen 18 und 19 angeord= net, um sicherzustellen, dass sich die richtigen Fluidmengen des. ersten und des zweiten Fluids in den Kammernteilen 16 und 17 befinden.Therefore, the operation of the motor or the pump can be shifted into the area of the lubricating, upper, first liquid in the
In der Figur 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 gefuellt 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 Mittelleitung 31 geleitet werden kann, um diese mit der richtigen Fluidmenge zu fuellen.The same system is shown in FIG. 13, but it is indicated by the
Der Mittelkanal 30 fuehrt von dem Zylinder, in dem der Kolben 15 laeuft, und zwar von dessen Zylinderboden aus, zu der ebenfalls im Gehaeuse 11 angeordneten Arbeitskammer 32. In ihrem Oberteil ist der Folgekolben 33 dichtend rezipro= kierbar gelagert. Der Kolben 15 ist der Erstkolben, waehrend der Kolben 33 der Zweitkolben ist. Zwischen den beiden Kolben befindet sich die den Mittelkanal 31' fuellende Fluidsaeule 31, die die Bewegung des einen der Kolben auf den anderen Kolben uebertraegt. Im Beispiel der Figur 3 ist, wenn das Aggregat als Pumpe verwendet wird, der Erstkolben 15 der Geberkolben und der Zweitkolben 33 der Folgekolben. Die Kolben koennen unterschiedliche Durchmesser zwecks Erzielung einer Kr tuebersetzung haben. Der Erstkolben kleineren Durchmessers aber laengeren Hubes bewirkt so eine groessere Kraft kuerzeren 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 erstem Fluid gefuellt ist, also mit dem schmierendem Fluid gefuellt ist, damit der. Kolben 33 und dessen Einpassung in der Laufbuchse 45 nicht durch nichtschmierendes oder rostverursachendes Fluid beschaedigt werden kann. Unterhalb des Kammernteils 33, das dem.Kammerteil 16 der Figur 2 entspricht. befindet sich der Kammernteil 37, der dem Kammernteil 17 der Figur 2 entspricht und das nicht schmierende zu pumpende zweite Fluid enthaelt. 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 fuer den Einlass und Auslass aller Arbeitsaggregate verbunden. Als Besonderheit im vergleich zur Grundfigur 2 ist in Figur 3 ein Trennmittel 36 zwischen den Kammernteilen 35 und 37 angeordnet, um Vermischen durch Planschen der ersten und der zweiten Fluessigkeit 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 Uebersicht der Figuren beeintraechtigen wuerden.The
Da es bei den Ausfuehrungen der Erfindung nach den Figuren 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 zweckmaessig, die Oeffnungen oder Anschluesse 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 Anschluesse ist es einmal die betreffenden Kammernteile oder den Mittelkanal zu fuellen, oder deren Inhalt an Fluidmenge zu kontrollieren oder zu berichtigen. Besonders zweckdienlich ist diese Kontrolle oder Fuellung automatisch zu gestalten, zum Beispiel mittels elektronischer Senser und entsprechend gesteuerter Fuell - oder Kontroll - Aggregate. Die Anordnung der Teile 12,13,23,24 bewirkt regulierte Foerderung ueber den Umlaufwinkel der Welle 12,
die Anordnung des Teiles 36 bewirkt Vermeidung der Mischung des ersten mit dem zweitem Fluid und die Anordnung des Teiles 33 ermoeglicht eine entsprechende Kraftverstaerkung.Since it is very important in the embodiments of the invention according to FIGS. 12 to 14 that the
the arrangement of the
In der Figur 14 ist die Ausfuehrung fuer hoechste Drucke als Pumpe und fuer praktisch unbegrenzte Lebensdauer gezeigt. Die Kolbenantriebsteile 12,13 usw. fuer den Geberteile koennen mit den Mitteln der hydrostatischen Aggregate des Anmelders fuer unbegrenzte Lebensdauer gebaut werden, weil sie kein nicht schmierendes oder Rosten verursachendes Fluid beruehren. Der bereits aus der Figur 13 bekannte Trennkoerper 36 hat deshalb unbegrenzte Lebensdauer, weil er keinen Belastungen ausgesetzt ist. Er schwimmt ja nur zwischen zwei Fluiden gleichen Druckes. Die Ventile und Kanaele, wie die Kammernteile 35 und 37 sind angeordnet und wirken sinngemaess, wie in Figur 13. Ebenso die Anschluesse.FIG. 14 shows the design for the highest pressures as a pump and for a practically unlimited service life. The piston drive
Der Geberkolben 15 hat einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zu dem von ihm ueber die Fluidsaeule in dem Mittelkanal 31 angetriebenem Folgekolben 49. Dadurch wird erreicht, dass der Folgekolben 49 wegen seiner groesseren Querschnittsflaeche 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 muendet in die bevorzugterweise drucklose Zwischenkammer 50. Sie mag drucklos gehalten sein durch den Anschluss 51, der mit der Atmosphaere oder besser mit einer druckarmen Kammer des Aggregates verbunden sein mag. Die Besonderheit der Figur 14 im vergleich zur Figur 13 besteht darin, dass in der Figur 14 der Folgekolben 49 auf einen Hochdruck Pumpkolben 52 kleineren Durchmessers 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 gefuehrt. Er taucht mit seinem vorderem, unterem Ende in den Kammernteil 35 mit dem erstem Fluid darin ein und sein rueckwaertiges, obers Ende lagert auf der Stirnflaeche des Folgekolbens 49. Die uebrigen Teile der Figur 14 entsprechen im Pri/nzip denen der Figur 13 und brauchen daher 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, waehrend der Hochdruck Pumpkolben 52 einen kleinen Querschnitt hat. Dadurch erreicht der Hochdruck Pumpkolben 52 einen wesentlich hoeheren Druck in der Kammer 35-37, als der Folgekolben darin erreichen koennte, weil ja infolge der Querschnittsunterschiede eine Kraftuebersetzung 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 Oeldruck. Macht man nun den Querschnitt des Hochdruck Pumpkolbens 52 etwa viermal kleiner, als den des Folgekolbens 49, dann hat man eine vierfache Druckuebersetzung, was zur Folge hat, dass der Hochdruck Pumpkolben 52 dann mit 2000 oder 4000 Bar arbeitet, also in den Kammernteilen 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 Uebersetzungen koennen beliebig gewaehlt werden, soweit die Anlage ausreichend stabil gebaut ist.The
Die Figuren sind so gezeichnet, dass man die erforderli= chen Teile gut erkennen kann, aber nicht immer mass-staeblich. Etwa mass-staeblich sind die Klampenringe und Elemente mit ihren Innenteilen, sowie das Gehaeuserohr 6 der Figur 11. Auch die Kolben und Wandstaerken der rechten Seite der Figur 14 kann man noch als grob mass-staeblich ansehen. Demgegenueber sind die Wellen und Exzenter Hubteile der Figuren 12 bis 14 voellig unmass-staeblich gezeichnet. In der Praxis sind die Wellen 12 viel dicker und sie sind fuer die hohen Drucke wenn sie unbegrenzte Lebensdauer erreichen sollen, in Lagern nach dem USA Patent 4,310,203 des Erfinders gelagert. Die Laufbuchsen sind fuer Wasserbetrieb in dem Kammernteil 37 bevorzugterweise aus VEW Edelstahl und in starkwandige Gehaeuse eingesetzt, doch koennen auch die Gehaeuse aus dem genanntem Edelstahle sein.The figures are drawn in such a way that the necessary parts can be easily recognized, but not always to scale. The cleat rings and elements with their inner parts, as well as the
In der Figur 17 ist der Trennkoerper 36 der Figuren 13 und 14 durch eine eingespannte Membrane 61 ersetzt. Diese ist mittels des Einsatzes 91 im Gehaeuse 1 in Sitzen fuer ihren Bord 62 fest gehalten,. wobei die Schrauben 92 zur Befestigung des Halteeinsatzes 91 verwendet sein moegen. Zu beachten ist hier, dass. es sich nicht um eine pumpende Membrane des herkoemmlichem Einsatzes, sondern um eine FluidIn FIG. 17, the separating
Trennmembrane handelt. Uebliche Membranenen wuerden als Pumpen bei den hohen Druecken, die die Erfindung verwenden will, laengst brechen, bevor der Druck erreicht waere. Als Trennmembrane fuer die Verhinderung der Vermischung des ersten Fluids mit dem zweitem Fluid in den Kammernteilen 35 und 37 aber ist die Membrane von beiden Enden her mit gleichen Drucken belastet. Sie traegt also keine Pumplast und ist keiner Pumpbelastung ausgesetzt. Doch ist ihr Durchmesser ausreichend gross zu waehlen und ist ihre Dicke ausrei/chend duenn zu halten, damit sie ohne hohe innere Spannungen durchbie= gen 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 fuer den Elastizitaetsmodul der Membrane 61 zur Verfuegung hat.Separating diaphragm. Conventional diaphragms as pumps would break at the high pressures that the invention intends to use long before the pressure was reached. As a separating membrane for preventing the mixing of the first fluid with the second fluid in the
In der Figur 18 ist gezeigt, dass der Trennkoerper 36 der Figuren 3 und 4 durch einen Trennkoerper 136 der Figur 8 ersetzt werden kann. Die Besonderheit des Trennkoerpers 136 ist, dass er zwei Nuten 82 und 83 fuer den Einsatz von plastischen Dichtringen hat, die achsial voneinander distanziert an geordnet sind. Zwischen ihnen befindet sich die Leckage Sammelnut 80 zur Sammlung von eventueller Leckage ueber undicht gewordene plastische Dichtringe der Nuten 82 oder 83. Zur Sammelkammer 80 ist die Leitung oder Muendung,bzw. der Anschluss 81 gesetzt, um eventuelle Leckage aus der Sammelkammer 80 ableiten zu koennen. Es ist empfeh lenswert , zur Leitung 81 automatische, zum Beispiel, 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 koennte.FIG. 18 shows that the separating
In Figur 14 ist schliesslich noch angedeutet,dass die Anlage dreiteilig aus Mittelgeheaeuse 11, Boden 111 und Deckel 1111 gebaut werden kann, um alle Einzelheiten sauber produzieren und montieren zu koennen.In Figure 14 it is finally indicated that the system can be built in three parts from the
Die Figuren 15 und 16 bringen fuer den Bau der Aggregate der Erfindung wichtiges " know - how " .FIGS. 15 and 16 provide important “know-how” for the construction of the units of the invention.
In der Europa Offenlegungsschrift EP 0 102 441 sind in den Figuren 23,25 und 29-A genaue Berechnungen fuer die achsialen Belastungen, Durchbiegungen und Spannungen der konischen Ringelemente 1 angegeben. Bei den spaeteren 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 Unzuverlaessigkeit wo anders zu liegen scheint. Es ist naemlich so, dass die radialen Aufweitun= gen der Innendurchmesser der Rohre unter Innendruck entsprechend der deutschen Literatur und nach den deutschen DIN Normen aufgrund der von Profesor E.Siebel angegebenen und im Buche von Juergensonn "Elastizitaet und Festigkeit im Rohrleitungsbau" veroeffentlichten 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 Elastizitaets= modul E errechnet werden soll. Fuer die Aufweitung des Rohres wird in deutschsprachigen Hydraulikfachbuechern, zum Beispiel in dem Buche "Oelhydraulik" von Dr. Jean Thoma, zur Zeit Professor an der Water 100 Universitaet in Canada, auf Seite 211 angegeben, dass die Aufweitung = pR / Es sein soll mit s = Wanddicke. Ansc/heinend sind die radialen Durchme= sseraufweitungen des dickwandigen Rohres aber wesentlich groesser. Bei einem Uerhaeltnis Aussendurchmesser D zu Innen= durchmesser d von 2 zum Beispiel scheint die radiale Aufweitung mehr als doppelt so hoch zu sein, als sie nach der Formel von Professor Dr.Jean Thoma sein wuerde. 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 Figur 5 diese Formeln verglichen worden. Dazu ist der Faktor "fR" eingefuehrt, der diejenige Formel gibt, die nach Pd/E zu folgen hat, um die radiale Aufweitung des Innendurchmessers des Rohres, des Pumpelemetes 1, der Dichtringtragrohe 3 oder des Gehaeuseroh= res 1 undsoweiter zu berechnen. Man sieht aus Figur 6, dass der "fR" Faktor nach Herrn Igarashi, naemlich
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 Elastizitaetsmodul und viele andere Einzelheiten des Dichtringmaterials an, aber sie bringen nichts ueber 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 Delhydraulik die Dichtringe, zum Beispiel die O-Ringe, sich etwa verhaeltnisgleich zum Oele verhielten. Waere das aber so, dann waerde jeder dichtring, zum Beispiel den Nuten 93,43 usw., aehnliche innere Kompression unter Druck erleiden, wie das Del oder das Wasser. Da diese Nuten trotz ihrer Enge und Duenne erhebliche Volumen in der Gesamtanla= ge heben, wuerden durch diese plastischen Dichtungen, wie z.B. O-Ringe aus gummiaehnlichen Stoffen FoerderverLuste des Aggregates von 5 bis 30 Prozent bei den hohen Drucken des Aggregates bringen. Nach langem Suchen ist es nun gelungen, die Kompressionsverhaeltnisse der Gummi - aehnlichen Stoffe teilweise zu erfahren. Die Figur 16 bringt diese und zwar in Kurve 1 die Volumenabnahme 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, dass der Stoff bei etwa 5000 Bar sproede und unstetig wird. Herr Bridman hat die Kompressionen (Volumenabnahmen) vieler Stoffe, einschliesslich Metallen und vieler Gummi-Arten gemessen, jedoch nur in Intervallen von 5000, 10000 Atmospheren usw. bis 25000 Bar. Im fuer das Aggregat der Erfindung wichtigem Bereiche von 1000 bis 5000 Bar kann man vermuten, dass ueber 1000 Bar plastische Dichtstoffe etwa halb so viel an Volumen verlieren, wie Wasser oder Oel, wenn man die richtigen Stoffe auswaehlt und einsetzt.Furthermore, it is hardly known from the literature how much the plastic sealing rings made of rubber etc. compress their volume under pressure. The extensive catalogs of many specialist companies specify the elasticity module and many other details of the sealing ring material, but they do nothing to reduce the volume of the material at high pressure. If you ask them, they often answer that you do not know this and do not need it either, because in the practice of delhydraulics, the sealing rings, for example the O-rings, behave roughly in the same way as the oil. But if this were so, then every sealing ring, for example the
Die Dichtringnuten sollte man daher im Querschnitt so gering halten, dass sie noch gut dichtende Dichtringe halten koennen und die duennen Dichtringe in der Fabrikation nicht zu duenn oder zu teuer werden.The sealing ring grooves should therefore be kept so small in cross-section that they can still hold well-sealed sealing rings and the thin sealing rings are not too thin or too expensive to manufacture.
Man erkennt aus den Betrachtungen, dass zum Beispiel in der Figur 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 achsialen Entspannung dem wirkungsgrade des Aggregates nutzbar zu machen. Das erreicht man, indem man die Fluidsaeule in dem Mittelkanal 31 auf den Geberkolben 15 wirken laesst, um diesen in seinem Rueckhube gegen den Fuehrungsflae/che des Hubantriebes,z.B. 13,23,24 druecken zu lassen. Der Erstkolben 15 wirkt dann bei seinem Rueckhube auf die Welle 12 als Hydromotor treibender Hydromotor Drueck - Kolben. Ohne diesen Effekt auszunutzen, waere der Wirkungsgrad des Aggregates der Erfindung bei sehr hohen Drucken von ueber 1000 Bar sehr gering. Die Grundlagen der Figuren 15 und 16 geben dafuer die Berechnungsmoeglichkeiten. Um einen guten Hydromotorenwir= kungsgrad des Kolbens 15 beim Rueckhube zu verwirklichen, ist es zweckdienlich die aus den Patentschriften des Erfinders bekannten Systeme zu verwenden.It can be seen from the considerations that, for example in FIG. 11, practically all parts spring under the high pressure in the unit. For example, expand radially and contract when you relax. It is expedient to utilize the effect of the resilient radial contraction and the axial relaxation to the efficiency of the unit. This is achieved by letting the fluid column in the
Bezueglich der Figur 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 mass-staeblich kopieren kann, um ein wirkungsgradhohes Aggregat zu erhalten. Nimmt man folgende, Masse in Figur 12 an: Kolbendurchmesser (15) = 10 mm; Innendurchmesser des Gehaeuses (11) = Durchmesser der Kammer (16,17) = 24 mm; Kolbenhub des Kolbens (15) = 4 mm; Volumen der Leitungen 22,23 = 4,25 cc. Dann erhaelt man Volumen der Fluessigkeiten bei Atmospherendruck = 16 cc; Foerderung des Kolbens 15 = 0,312 cc. Das gibt 0.312/16 = 0,019; also 1,9 Prozent des Fluessigkeitsvolumens als Foerdermenge durch den Kolben 15. Da Wasser, siehe Figur 16, aber bereits bei 1000 Bar um mehr als 1.9 Prozent komprimiert, kann die Pumpe im Mass-stabe der Figur 12 nicht einmal 1000 Bar Druck erreichen. Sie wuerde nur bis etwa 700 Bar foerdern und dann wuerde die Foerdermenge zu null. In Wirklichkeit wird sie schon frueher, bei noch geringerem Drucke zu null, weil die Wand des Gehaeuses 1 sich unter dem Innendrucke radial nach aussen aufweitet.With regard to FIG. 12, it should be borne in mind that this is drawn in such a way that the system can be easily recognized from the figure. This does not mean, however, that you can simply copy them to scale in order to obtain a high-efficiency unit. Assume the following, mass in Figure 12: piston diameter (15) = 10 mm; Inner diameter of the housing (11) = diameter of the chamber (16, 17) = 24 mm; Piston stroke of the piston (15) = 4 mm; Volume of the lines 22.23 = 4.25 cc. The volume of the liquids is then obtained at atmospheric pressure = 16 cc; Promotion of the
Folglich ist es so, dass die Kammern 16,17; 35,37 so klein bemessen werden muessen, dass beim Ende des Pumphubes fast kein Totraum mit Fluessigkeit darin verbleibt. Die Menge des ersten Fluids muss so klein gehalten werden, dass der betreffende Kolben- gerade noch im erstem Fluid laeuft, ohne das zweite Fluid zu beruehren. Die Leitungen 22,23 usw. bis zu den Einlass und Auslass Ventilen muessen so wenig wie moeglich Volumen haben. In der Praxis sind die Ventile direkt an die Kammern 17,37 angebaut, um Totraum zu vermeiden. Ausserdem muessen die Wandstaerken der Zylinder sehr dick sein. Kurzum, in der Praxis werden die Bauteile in hundertstel Millimetern toleriert, weil sonst die gewuenschten Drucke nie mit ausreichendem Wirkungsgrade erreicht werden koennen.As a result, the
werden neue konische Ringelemente vorgestellt, die achsial gerichte Nasen an ihren radial inneren und aeusseren Endteilen haben. Radial innerhalb und ausserhalb der Nasen sind Dichtringbetten ausgebildet, in die plastische Dichtringe eingesetzt werden. Durch die Innendurchmesser und Ausendurchmesser der Nasen wird eine Querschnittsflaeche der Nasen geschaffen und die Radialabmessung der Fluidkammern radial innerhalb und ausserhalb der Nasen scharf begrenzt. Die Elemente werden in eine Bohrung eines Koerpers eingesezt, die oben duch einen Kopfdeckel verschlossen ist, der ein Einlass und ein Auslass Ventil enthaelt. Unterhalb der Bohrung ist ein Geberkolben angeordnet, der Fluid in die verschlossene Bohrung. pumpt. Das obere Element einer Elementensaeule 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 Elementensaeule nicht voneinander abhebt, sondern sie selbstdichtend zusammendrueckt. Dadurch gelingt es der Erfindung eine Pumpe fuer nicht schmierende Medien mit bis zu rund 4000 Bar wirkungsgradhoch und betriebssicher zu schaffen. Weitere alternativ beispiele zeigen moegliche verwandte Ausführungsformen der Erfindung.new conical ring elements are presented that have axially aligned lugs on their radially inner and outer end parts. Sealing ring beds are formed radially inside and outside the lugs, into which plastic sealing rings are inserted. The inside diameter and outside diameter of the lugs create a cross-sectional area of the lugs, and the radial dimension of the fluid chambers is sharply delimited radially inside and outside the lugs. The elements are inserted into a bore in a body, which is closed at the top by a head cover, which contains an inlet and an outlet valve. A master piston is arranged below the bore, the fluid into the closed bore. pumps. The upper element of a column of elements lies sealingly against the head cover. This creates an inner chamber connected to the valves and an outer chamber connected to the master piston. The design of the elements guarantees that the pressure in the chambers does not separate the elements of the column of elements from one another, but rather compresses them in a self-sealing manner. As a result, the invention succeeds in creating a pump for non-lubricating media with an efficiency of up to around 4000 bar and which is reliable in operation. Further alternative examples show possible related embodiments of the invention.
In dem bisherigen Figuren ist ein Hochdruckfluid Aggregat beschrieben, das zwei verschiedene Medien, von denen das eine ein nicht schmierendes Fluid sein kann, durch ein in achsialer Richtung dehnbares Ringelement trennt, das die beiden Medien voneinander getrennt haelt, wenn das eine Fluid am einem Ende des Elementes einen Pumphub auf das Element ausuebt und dadurch das andere Fluid am anderem Ende des Elementes aus seiner Pumpkammer herausgedrueckt wird. Im Hauptpatent konnte das Element auch eine Membrane sein, weil die Drucke an beiden achsialen Enden des Elements nach dem Hauptpatent im Prinzip gleich sind und sich nur durch den Widerstand des Elements bei dessen Verformung unterscheiden.In the previous figures, a high-pressure fluid unit has been described, which separates two different media, one of which can be a non-lubricating fluid, by means of an axially expandable ring element which keeps the two media separate from one another if the one fluid at one end of the element exerts a pumping stroke on the element, thereby pushing the other fluid out of its pump chamber at the other end of the element. In the main patent, the element could also be a membrane, because the prints on both axial ends of the element are basically the same after the main patent and differ only in the resistance of the element when it is deformed.
Die Ausfuehrung des Elementes des bisherigen Figuren hat aber den Nachteil, dass der Hub des Elementes relativ kurz ist, weil die Membrane bei langem Hube infolge Ueberspannung reissen wuerde. Ausserdem ist die Membrane des Hauptpatents eine schwache ohne besondere eigene Staerke und Widerstandsfaehigkeit. Dadurch ist dem Aggregat des Hauptpatents eine Leistungsgrenze durch dessen Element, also durch dessen Membrane gegeben.However, the design of the element of the previous figures has the disadvantage that the stroke of the element is relatively short because the membrane would tear due to overvoltage if the stroke were long. In addition, the membrane of the main patent is a weak one with no particular strength and resistance. This means that the aggregate of the main patent has a performance limit due to its element, i.e. its membrane.
Die Erfindung hat daher auch die Aufgabe, ein widerstandfaehiges Element und dazu zweckdienliche Teile eines Aggregates mit hoher Haltbarkeit und langem Achsialhub des Elementes betriessicher und mit einfachen Mitteln zu schaffen, um Lebensdauer und Leistung von Hochdruckaggregaten zu vergroessern.The invention therefore also has the task of creating a resistant element and useful parts of a unit with high durability and long axial stroke of the element, reliable and with simple means to increase the service life and performance of high-pressure units.
Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnendem Teile des Patentanspruchs 33 geloest. Weitere vorteilhafte Loesungen der Aufgabe ergeben sich aus den Anspruechen 34 bis 62.This object is achieved according to the characterizing part of
Die Figuren 19 bis 32 zeigen Laengsschnitte durch 14 verschiedene Ausfuehrungsbeispiele eines Hochdruck Aggregates nach der Erfindung oder durch Teile des Rggregates.FIGS. 19 to 32 show longitudinal sections through 14 different exemplary embodiments of a high-pressure unit according to the invention or through parts of the unit.
Figur 19 zeigt in einem Deckel 1,11 die zweite Pumpkammer 37 mit einem Einlassventil 38 und einem Auslassventil 39. Zu den Ventilen fuehren die Leitungen 41 und 42. Die Uentile koennen durch Federn 40 gespannt sein. In den Deckel 1 ist ein Einsatz 91 eingespannt und zum Beispiel 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 Element 61 und dem Einsatz 91 verbunden ist und in dem sich der Hubkolben 52 auf und abn bewegt. Die Befestigung 104 bildet mit ihrem Innendurchmesser den Aussendurchmesser der ersten und der zweiten Pumpkammern 35 und 37. In Figur 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 Stirnflaeche des Elements 61 und der Kopfanlage 100 ausgebildet, wobei die Kopfanlage 100 an dem Deckel 1 ausgeformt ist. In den Figuren 19 und 20 ist die Kopfanlage ein schwachwinkliger Hohlkegel, dessen achsiale Tiefe nicht laenger sein darf, als der maximal zulaessige Hubweg des Elements 61 ist. Presst der Hubkolben 52 nach oben, dann wird Fluid aus dem Zylinder 35 gegen den Boden des Elements 61 gedrueckt und das Element hebt sich nach oben, dabei ueber Ventil 38 eingetretenes Fluid ueber Ventil 39 aus der zweiten kammer 37 herauspumpend, bis die obere Stirnflaeche des Elements 61 an der Kopafanlage 100 anliegt. In diesem Zustande ist unter dem Element 61 die erste Pumpkammer 37 voll ausgebildet. Der Hubkolben 52 hat seinen vollen Hubweg getan.FIG. 19 shows in a cover 1.11 the
Wahrend im bisherigem die Membrane frei zwischen den beiden Medien der Kammern 35 und 37 schwang, ohne mechanische Endauflagen zu beruehren,., hat das Element 61 der Erfindung jetzt Endanlagen 100 und 101 zwischen denen es sich achsial bewegt. Das hat den Uorteil, dass die Anlagen 100 und 101 so platziert werden koennen, dass der zulaessige Hubweg des Elements 61 nie ueberschritten werden kann. Das Element 61 erhaelt so eine lange Lebensdauer und Betriebssicherheit..Die Formgebung der Anlagen 100 und 101 werden so bemessen, dass das Element in allen Teilen zulaessige Spannungen behalt. Die Kopfanlage ist daher radial in der Mitte weiter ausgebaucht, als an den radialen Aussen Enden. Die Auflage des Elements 61 an der Bodenauflage 101 verhindert toten Raum und dadurch Kompressionsverliuste im Fluid. Diese werden ebenfalls durch das Anstossen des Elements 61 an die Kopfanlage 100 verhindert. Der Winkel des Hohlkonus unter der Kopfanlage 100 ist in den Figuren stark vergroessert gezeichnet. In der Praxis ist das Element in dem Masstab der Figuren etwa 2 mm dick (plus minus 1,5 mm) und besteht aus flexiblem Material, fuer Hochdruck Wasserpumpen von bis zu 5000 Bar aber oft aus dem japanischem SUS 630 Stahl oder aus Edelstahl von VEW. In den Figuren 1 und 2 ist dabei ein Hubweg des Elements von O,s. bis 0,4 mm zulaessig, wenn die. genannten Staehle verwendet sind.While in the past the membrane swung freely between the two media of the
Erwuenscht ist aber oft ein noch groesserer Hubweg des Elements.However, what is often desired is an even longer travel of the element.
Daher zeigt die Figur 21 im Mass-Stabe 1:1 ein Hochdruck Aggregat fuer bis zu 5000 Bar Wasserdruck aus der zweiten Pumpkamer 37 fuer etwa 10 Cubiccentimeter Foerdermenge pro Hub. Das Element 61 macht dabei in der radialen Mitte etwa 4 mm Hub bei einer Dicke von 3 mm. Die Berechnung der Foerdermenge erfolgt nach den Formeln der Figur 29-A der Europa Offenlegungsschrift 0102441.Therefore, Figure 21 shows on a 1: 1 scale a high-pressure unit for up to 5000 bar water pressure from the
Der lange Hubweg des Elements 61 und damit die grosse Foerdermenge der Kammer 37 bei dem hohem Druck ist nach der Figur ZI dadurch erreicht, dass das Element 61 mit Ringwellen (161,261,361) geformt ist, die Wellen Taeler und Berge bilden. Diese sind in der Figur sehr stark ausgepraegt und bilden zwischen den Wellenhoehen 161,261 und den Wellentiefen 461 fast achsparallele oder nur schwach geneigte Elementenstuecke 361. In Radialrichtung ist durch diese Ausformung der Wellenteile eine Laenge des Elements 61 geschaffen, die die Radialabmessung der Kammern 35,37 bei weitem uebersteigt. Das Element 61 ist daher besonders elastisch, obwohl es aus Tefton, anderen Werkstoffen oder aus Edelstahl besteht. Die Wellenhoehen und Wellentiefen gehen in guten Boegen in die Zwischenstuecke 361 ueber. Die radial aeusseren Wellenberge und Wellentaeler sind praktischerweise achsial kuerzer, als die radial inneren. So erreicht man eine automatische Entlueftung, indem man das Auslassventil 39 an die hoechste Stelle der zweiten Pumpkammer 37 setzt, wo sich der hoechte Wellenberg 161 befindet. Die Figur ist etwa mass-staeblich gezeichnet. Der Deckel 1 ist entsprechend mit der Kopfanlage 112 geformt, wobei diese den Hubweg des Elements 61 begrenzt und die obere Stirnflaeche des Elements 61 nach Beendigung des Hubweges des Elements 61 an der Kopfanlage 112 anliegt. Die Kopfanlage hat also zum Element komplementaere Wellenformen, wobei diese sich jedoch um die betreffenden oertlichen Achsialmasse von der ungespannten Lage des Elements 61 entfernen. Der Einsatz 91 hat an seinem oberem Ende die Bodenauflage 111, die komplementaer zum Boden des Elementes 61 geformt ist, also auch die Wellen Taeler und Berge 191 und 192 hat und auf der die Grundflaeche des Elements 61 in dessen ungespanntem Zustande aufliegt. Man sieht in der Figur deutlich, dass die Berge des Deckels 1 und die Berge des Einsatzes 91, zum Beispiel die Teile 191 und 212 tief in die betreffenden Wellentaeler des Elements 61 eintreten. Totraum ist dabei vermieden, um hohen Wirkungsgrad der Foerderung zu erreichen. Die Ventile sind in der Figur so ausgebildet, dass nur wenig Totraum entsteht und die Ventile trotzdem gut wirken. Die Bohrungen 105 und 106 dienen zur Ableitung von Luft, die sich in den Hoehen sonst sammeln und das Pumpen verhindern wuerde. Die Bohrungen 105 und 106 verbinden die Hoehen der Kammer 37 mit dem Auslassventil. Die Hoehen um 191 unter dem Element 61, also in der Kammer 35, koennen durch die EntlueftungsThe long stroke of the
Bohrung 120, die dafuer angeordnet ist, entlueftet werden. Sie soll an der hoechsten Stelle unter dem Element 61 muenden, wie gezeichnet, um ihre Entlueftungswirkung erfuellen zu koennen.
Die Positionen 461,312,291. zeigen weitere Taeler, Hoehen oder Auflageflaechen im Zusammenhang mit der Formgebung des Elementes oder der Anlage- bzw. Auflage-Flaeche. Die Federbarkeit des Elementes 61 ergibt sich auch durch die langen Achsialstege 361, die in radialer Richtung federn koennen.Positions 461,312,291. show further valleys, heights or support surfaces in connection with the shape of the element or the contact or support surface. The resilience of the
Der Deckel 1 und der Einsatz 91 sind durch die Verbindungen 92 zusammen gehalten. Das Einlassventil 38 kann mit den Federn 40 gespannt sein und die Anschluesse sind durch 41 und 42 gezeigt, wobei 32 der Einlass und 41 der Auslass Anschluss sind.The
Das Element 61 ist mit dem Flansch 104 versehen, mit dem es zwischen dem Deckel 1 und dem Einmsatz 91 gespannt ist, wobei die Abdichtung durch Dichtringe - nicht eingezeichnet- in den Dichtring Nuten 102 und 103 erfolgen kann. Fuer die Entlueftung der Wellen Berge sorgen die Entlueftungsbohrungen 105 und 106. Die Ringnase 110 zeigt den tiefen Eingriff in das Wellental oberhalb des Talbodens 291.The
Im Zylinder 35 der Hubdruck Kammer 35 laeuft der Kolben 52, der die Kammer 35 periodisch fuellt und entleert. Der Antrieb des Kolbens 52 erfolgt zum Beispiel nach der genannten Europa Offenlegungs Schrift oder mittels einem Druck Kolben 124 in einem Zylinder 125 mit Einlass 123. Statt dem Druckkolben 124 zu benutzen kann man auch einen mechanisch angetriebenen Druck Kolben 128 verwenden, der dazu einen Kolbenschuh 127 im Kolben 128 schwenkbar enthaelt, waehrend der Kolbenschuh auf einer Laufflaeche eines Exzenters 126 angetrieben ist. Der Kolbenschuh mag hydrostatische Lagertaschen 130 und Verbindungsleitungen 129 enthalten. Ein Mass Stab ist links in der Figur eingezeichnet, um die Groesse fuer die benannte Foerdermenge in etwa zu zeigen. Wenn der Kolben 124 im Zylinder 125 angeordnet ist, wird am oberem Zylinderende eine Entlueftungsbohrung 122 angeordnet. Von besonderer Bedeutung fuer die Praxis ist die Fuell - Kontrol Bohrung 121, die sich in der unteren Totpunktlage des Kolbens 52 befindet und dort in den Zylinder 35 muendet. 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 gefuellt werden kann. Nach kurzem Hubweg verschliesst der Kolben 52 die Bohrung 121 und beginnt damit die Hubfoerderung des betreffenden Druckfluids aus dem Zylinder 35 in die Kammer 35 unter das Element 61 hinein, um das Element 61 nach oben zu druecken und dadurch das andere Fluid aus der Kammer 37 durch das Auslass Ventil 39 und den Auslass 41 zu foerdern. Das Element 61 haelt dabei die beiden unterschiedlichen Fluiden in den Kammermn 35 und 37 voneinander getrennt, damit sie nicht vermischen koennen.The
Figur 22 entspricht im Wesentlichen der Figur 20, doch ist das Auslassventil 39 nahe dem Einlassventil 38 angeordnet, was eine einfache Herstellung bringt, aber wirkungsgradmaessig der Figur 20 nachstehen kann, weil die Entlueftung in Figur 22 nicht so gut automatisch erfolgt, wie in Figur 20 denn der Anschluss des Ventils 39 liegt in Figur 22 nicht an der oberen Stelle, an der sich die Luft sammelt. Verdreht man die Figur 27 um 90 Grad nach links, dann ist die automatische Entlueftung jedoch wieder gesichert.FIG. 22 essentially corresponds to FIG. 20, but the
In Figur 23 ist eines der effektivsten Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung fuer grosse Foerdermenge gezeigt. Die Besonderheit dieses Ausfuehrungsbeispiels ist die Anordnung des Multi - Axial Elementes der Figur 24. Es ist in Figur 2e separiert dargestellt. Mit dem Flansch 210,284 ist das Element 210 zwischen den Dichtungen 209 und 211 zwischen dem Deckel 201 und dem Gehaeuse 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 konisch Ringteil, wie.. das erstgenannte, anschliesst. Das ganze Element 284,210 ist in dem Ausfuehrungsbeispiel aus einem einzigem Teile geformt. Zum Beispiel ist es aus dem japanischem Edelstahl SUS 630 oder aus einem VEW Edelstahle gedreht. Die inneren und ausseren Boegen sind keine scharfen Spitzen, damit sie nicht brechen. Ein Boden 218 mag das andere Ende des Elementes bilden. Die Herstellung mittels Drehen aus dem einem Werkstueck ist relativ einfach und kann auch automatisch erfolgen. Doch wuerde das Element hohe Foerderverluste durch innere Kompression haben, denn die doppelkonischen Innenraeume 282 lassen sich nicht mit nicht komprimierbaren Fuellstoffen ausfuellen und bilden toten Raum, in dem das Fluid komprimieren und dadurch an Foerdermenge verlieren wuerde. Dieser Nachteil ist jedoch durch die gegenwaertige Erfindung ueberwunden. Zum Beispiel giesst man danach das Element, bzw. die Elementensaule 210 innen voll mit Aluminium oder einem anderem geeignetem Stoffe aus. Aluminium ist gut geeignet, weil es eine so geringe Schmelztemperatur hat, dass beim Ausgiessen mit der Aluminium Schmelztemperatur der Edelstahl, aus dem das Element meistens besteht, noch nicht beschaedigt wird und ausser/dem weil das Aluminium unter Druck (Zusammendrueckung) wenig an Volumen verliert. Es verliert etwas weniger, als das 16 tel des Volumens, das Wasser unter gleichem Druck verlieren wuerde. Wasser verliert bei 5000 Bar schon fast 20 Prozent an Volumen, Blei etwa 2,3 Prozent, Aluminium aber nur etwa o,55 Prozent. Der Foerdermengenverlust des Aggregates bei Ausfuellung der Innenraeume mit Aluminium verringert also die Kompressionsverluste im Vergleich zu Wasser fast um das dreissig bis 4o fache. Nachdem die Innenraeume des Elementes mit dem Blei oder Aluminium ausgegossen sind, wird aus dem Element der Fuellstoff, also zum Beispiel das Aluminium auf den Innendurchmesser der Innenboegen 281 ausgedreht. Dann wird das Element auf die Knettemperatur des Ausfuellstoffes erhitzt, nachdem auch die auesseren Zwischenraeume 283 mit dem Fuellstoff ausgegossen waren. Bei Erreichen der Knettemperatur wird das Element unter einer Presse auf die gewollte Hublaenge axial zusammengedrueckt, wobei sich der Fuellstoff entsprechend auch zusammendrueckt. Nach dem Erkalten wird erneut ausgedreht und zwar wieder auf den Innendurchmesser der Innenboegen 281 und radial aussen auf den Aussendruchmesser der Aussenboegen 280. Dabei haben sich dann infolge der Zusammendrueckung des Fullstoffes. die Zwischenraeume zwischen Fuellstoff und konischen Teilen des Elementes gebildet, die nunmehr einen teil der Arbeitskammer bilden. Das Element arbeitet dann zwischen dem entspanntem Zustande der Figuren 5 und 6, und dem gespanntem Zustande, in dem die genannten Zwischenraeume verschwunden sind, weil Elementenwaende und Fuellstoffwaende dann aneinander anliegen. Der Innenraum des Elementes erhaelt dann einen InnEnraum Fuellklotz. z.B. 216 und die genannten Zwischenraume 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 naemlioch den Vorteil, dass man dann den Hubkolben 227 in den Zylinderraum 220 des Fuellkolbens 217,219 eintauchen lassen kann, um eine kurze Baulaenge des Aggregates zu bekommen. Der mittels der Befestigungsschrauben am Gehaeuse 222 gehaltene Kopfdeckel enthaelt die Einlass- und Ruslass- Ventile 202,204, 206 und 2087, die auch die Spannfedern 203 haben koennen. Die aeusseren der Doppelventile sind aus Herstellungsgrueden in Einsaetzen 205,207 im Kopfdeckel 201 untergebracht. Im Aggregat befinden sich die erste Arbeitskammer 212 fuer das zu pumpende, nicht schmierende Fluid, z.B. das Wasser und die zweite Arbeitskammer oder Hubkammer 213, wobei die letztere mit dem Zylinderraum 220 verbunden ist. Die Hub - kammer wird mittels des Hubkolbens 227 mit dem Hubdruckfkluid gefuellt was meistens eine schmierende Fluessigkeit ist, zum Beispiel : Oel. Der Hubkolben 227 mag hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein, wie aus der Europa Offenlegungsschrift oder aus der Hauptanmel/dung bzw. aus anderen Figuren bekannt. Der Antrieb kann aber auch mechannisch ueber eine Kurbelwelle mit Pleueln oder ueber einen Kolben 226 mit Kolbenschuh 230 und einem Langhubexzenter 232 mit Hubflaeche 233 an einer Welle 231 nach der DE OS 33 30 983,z.B. Fig. 30, erfolgen, wobei dem Kolbenschuh Druckfluidtaschen 228,229 zugeordnet sein moegen. Der im Kolbenbett schwenkbare Kolbenschuh 230 laeuft mit der Gleitflaeche 234 an den Kolbenhub Fuehrungsflaechen 233 des Exzenters 232. Wichtig ist wieder die Fuell-Kontroll Bohrung 223, die auf die innerste Totpunktlage des Hubkolbens 227 muenden soll, damit dedie Hubkammer 213 rationell ohne Stoerung und Verluste ghefuellt werden kenn. Beim Druckhub des Hubkolbens 227 wird die Elementenanordnung 210 unter dem Fluiddruck in Hubkammer 213 nach oben zusammen gedrueckt, wodurch die erste Arbeitskammer 212 komprimiert und das nicht schmierende Fluid aus der Kammer 212 ueber die Auslass Ventile 206 und 208 aus dem. Aggregat heraus foerdert. Des hohen Druckes in der Kammer 212 wegen hat der Hubkolben 227 im Vergleich zum Elementensatz 210 relativ kleinen Durchmesser, dafuer aber langen Hub. Es ist daher gelegentlich zweckdienlich, dem Hubkolben einen Fuehrungskolben 226 im Fuehrungszylinder 224 zu zu ordnen, der durch Federn 225 jeweils in der Mitte zwischen dem Kolben 226 und dem oberem Ende des Zylinders 224 gehalten wird. Der Kolben 226 hat meistens die Druckfluid Taschen 227 zum Lauf an der Zylinderwand des Zylinders 224. Dieses Aggregat ist in der Abmessung des Mass Stabes ebenfalls fuer die Foerderung von etwa 10 Cubiccentimeter bei etwa 4000 Bar. Man bea/chte des hohen Druckes wegen die Dicke der Wand des Gehaeuses 222, damit es nicht radial ausdehnt, was Foerderverluste bringen wuerde.FIG. 23 shows one of the most effective exemplary embodiments of the invention for large quantities. The special feature of this exemplary embodiment is the arrangement of the multi-axial element of FIG. 24. It is shown separately in FIG. 2e. With the
Die Figur 24 ist zusammen mit der Figur 23 bereits beschrieben worden.FIG. 24 has already been described together with FIG. 23.
In Figur 25 ist eine Alternative zum Element der Figur 6 dargestellt. In dieser Figur ist das Element aus faserverstaerktem Kunststoff, zum Beisiel aus Carbon Fiber hergestellt. An den Flansch 250 schliesst sich wi/eder ein konisches Ringelement an. Am radial innerem Ende ist dieses erste Element mit einem zweitem symmetrisch konischem Ringelement 252 zusammen geklebt, des heisst, unter Druck zusammen gefuegt, zum Beispiel mit Epoxy Resin, 'dem Bindestoff im Carbon Fiber. Am radial aeusserem Ende ist bei 253 dem zweitem Element wieder ein erstes Element angeklebt undsoweiter, bis zum Boden 256. Von Bedeutung ist, dass die inneren Verbindentellen 254 leicht herstellbar sind, indem man jeweils ein Element 251 und ein Element 252 unter der Presse zusammen klebt. Danach koennen dann die Aussenverbindungen 263 dadurch hergetsellt werden, dass man einen radial geteilten Ring 255 radial von sussen her zwischen zwei benachbarte Ringelemante 252 legt. Der Ring 255 bildet denn die Unterlage fuer das Zusammenpreseen beim Verkleben der benachbarten Elemente 252 in der Verbindung 253.An alternative to the element of FIG. 6 is shown in FIG. In this figure, the element is made of fiber-reinforced plastic, for example made of carbon fiber. At the
In der Figur 26 ist ein sinngomasssar Elemantensatz aus rein mechanischen Einzelteilen hergestellt. Er besteht aus symmotrisch gegeneinander gelegten konisehan Ringen, wie Tellerfedern, 260 und 266 mit. Distenzringen 263 und 270 zwischen den benachbarten radiel inneren und aeueseren Enden der Elemente. Jewaile radiel innerhalb und radial ausserhalb der Diatanzringe befinden sich die piastischen Dichtringe 264 und 268 bzw. 269 und 271. Die radial inneren und asusseren Endan der konischen Ringe 260 und 266 sind mit Bordringen 264 bzw. 272, achsial umgriffen und zussmmen gehalten, Dabei masgen die Bordrings radial kleinar oder groasser gedreht werden und radial nach innen oder aussen aufgerollt warden, um die betreffenden Enden der konischan Elemente zu umgreifan. Es ist hier wichtig, dass die Disranzrings 263 und 270 radial von innen und radial von aussen von plastischan Dichtringen umgeben sein muassen. Die Dichtringe 271 und 264 mussaen dabei jeweile sinen Distanzring und zwei konische Ringelemante radiel umgreifen, um die beneetigte Dichtwirkung fuer das Aggregat zu arrsichen.In FIG. 26, a Sinngomasssar element set is made from purely mechanical individual parts. It consists of symmetrically placed konisehan rings, such as disc springs, 260 and 266 with. Distance rings 263 and 270 between the adjacent radially inner and outer ends of the elements. The piastic sealing rings 264 and 268 or 269 and 271 are located radially inside and radially outside of the diet rings. The radially inner and outer ends of the conical rings 260 and 266 are axially encompassed and held together with flange rings 264 and 272, thereby measuring the rim rings are turned radially smaller or larger and rolled up radially inwards or outwards in order to encompass the relevant ends of the conical elements. It is important here that the spacer rings 263 and 270 must be surrounded radially from the inside and radially from the outside by plastic rings. The sealing rings 271 and 264 must encompass radially their respective spacer ring and two conical ring elements in order to ensure the pretended sealing effect for the unit.
Die Figur 28 zeigt in grassem Masstabe ein antsprachandes konisches Ringelement der Erfindung und die ihm zugeordneten wichtigen Teile desses Ausfuehrungsbeispiels der Erfindung. Das Element 301 hat die Ausdrehung 371 zur Aufnahme des Zentrierungsringes und des Dichtringes der Figur 27 oder einer der bisherigen Figuren. Radial nach innen erstreckt sich davon die konische Abschraegung 370, die den Pumpraum bildet und an die sich die zylindrische Innenflaeche 379 anschliesst, die am jenseitigem Ende im Ausfuehrungsbeispiel den Konus 378 sehr kleinen Winkels ha+. Diese Abschraegung (der Konus) ist deshalb wichtig, weil das Element axial zusammen gedrueckt wird und diese Axialdrueckung eine Innendurchmesser Verringerung bringt, die am rueckwaertigem Ende staerker ist, als am vorderem Ende des Elementes. Nach der Zusammendrueckung wuerde die Innenflaeche daher nicht mehr zylindrisch sein. Als naechstes folgt die rueckwaertige Auflageflaeche, an die sich die Verstaerkungsausbauchung 374 anschliesst und schliesslich hat das Element 301 noch die Halteflaeche 373 zum Ansatz der Klampenringe der Hauptanmeldung und der Figur 27 zum Zusammenbau zweier benachbarter, symmetrisch angeordneter Elemente 301 zu einem Elementen Paare. Die Elemente liegen auf den Stuetzringen 375 des Distanz Stueckes 376 auf. Gemaess diesem Ausfuehrungsbeispiel der Erfindung ist das Distanzstueck einteilig mit dem Dichtlip/pentraeger 386 und zwar deshalb, damit die Dichtlippen 380 keine achsiale Relativ Verschiebung relativ zum Element 301 erleiden koennen, weil solche Verschiebung die Dichtlippen 380 und die Dichtrtinge 387 beschaedigen bzw. abnuetzen koennten.FIG. 28 shows, on a large scale, an English-speaking conical ring element of the invention and the important parts of its exemplary embodiment of the invention assigned to it.
Wichtiges Erfindungsmerkmal ist in diesem Ausfuehrungsbeispiel noch der Dichtlippentraeger 381 mit seinen Ergaenzungsteilen. Der Dichtlippentraeger hat die an der Innenflaeche 379 des Elementes anliegende Dichtkante (den Dichtsteg) 380, vor dem, der Arbeitskammer zu gerichtet, der Dichtringsitz (die Dichtrtingnut) zur Aufnahme des plastischen Dichtrings 387 angeordnet ist. Die Dichtlippe 380 ist eng in die Innenflaeche 379 des Elementes aingepasst. Die Dichtringnut ist nahe der Arbeitskammer, also 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 beschraenkt, dann auch die Dichtwirkung der Dichtlippe und des Dichtringes 387 unsicher macht und schliesslich die Foerdermenge des Pumpaggregates abnimmt, wenn das Element 301 radial aufweitet.An important feature of the invention in this exemplary embodiment is the sealing
Aus den gleichen Gruenden ist die Dichtringnut mit dem Dichtring 387 in achsialer Richtung kurz gehalten, denn der plastisch verformbare Dichtring 387 wuerde den Druck radial von innen. her auf die radiale Innenflaeche 380 des ElementEs 301 uebertragen. 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 Fuellklotz ausgebildet, denn der Dichtlippentraeger 381 muss radial von innen her mit Druck beaufschlagt werden, damit die Dichtlippe 380 den Radialkbewegungen der Innenflaeche 380 des Elementes 301 folgen kann, indem der Innendruck sie jeweils an die Innenflaeche 380 andrueckt und angepresst haelt, wenn das Element 301 sich radial im Durchmesser veraendert. Der Dichtlippentraeger 381 ist daher in diesem Ausfuehrungsbeispiel ein vom Koerper 386 aus achsial erstrecktes duennes rohrfoermiges Teil 381, dass am Koerper 386 dadurch ausgebildet ist, dass der Koerper 386 die Ausnehmung 382 hat, in die der Fuellklotz 383 eingelegt ist. Zwischen dem Fuellklotz 383 und dem Dichtlippen traeger 381 bleibt ein enger Ringspalt 382, zu dem die Bohrung(en) 388 durch den Halteflaecht des Klotzes 383 fuehren, um die Arbeits-. kammer mit dem Ringspalt 382 verbunden zu halten, damit der Druck der Arbeitskammer auch allezeit in dem Ringspalt 382 wirkt. Rueckwaertig der Dichtlippe 380 hat der Dichtlippentraeger oft die Durchmesser Verringerung 377, die dafuer dient, das Anstossen des ruec kwaertigen Teiles des Innendurchmessers 379 des Elementes 301 an den Dichtlippentraeger 381,386 zu verhindern. Die Dichtlippe 380 des Dichtlippentraegers 381 ist in achsialer Richtung wieder sehr kurz, weil achsiale Laenge bei der Federung des Elementes 301, die die zylindrische Innenflaeche 379 nach der Er findungserkenntnis periodisch in eine konische verwandelt, die Dichtlippe 380 entweder am vorderen oder am hinterem achsialem Ende periodisch um einige tausendstel oder hundertstel Millimeter von der Innenflaeche 379 abhebt, was zu einem Spalte fuehrt, 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 unbnrauchbar macht.For the same reasons, the sealing ring groove with the sealing
Die Dichtlippen Ausbildung, wie die Ausbildung des Elementes und der Umgebungsteile erfordert hohe Aufmerksamkeit, weil ohne Harmonie aller Einzelheiten das Aggregat keinen Wirkunsgrad oder keine Lebensdauer erreicht. Die Tiefe der Ringnut 382 bewirkt die Aneinander-Presskraft zwischen der Dichtlippe 380 und der Innenflaeche 379. Ist sie zu tief, also der Dichtlippentraeger 381 zu lang, dann nutzt die Dichtlippe 380 infolge zu hoher Flaechenpressung 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 Innenflaeche 379 des Elementes 301 zu druecken. Der Fuellklotz 383 kann zum Beispiel mittells der Rohrniete 384 im und am Koerper 386 gehalten werden, wobei die Rohrform der Niete die Bohrung 385 zur Verbindung mehrer Arbeitskammern enthaelt.The formation of the sealing lips, like the formation of the element and the surrounding parts, requires a great deal of attention, because without harmony of all the details, the unit cannot achieve any efficiency or lifespan. The depth of the
In der Figur 27 befinden sich unter dem nicht eingezeichnetem Kopfdeckel mit den Einlass und Auslass Ventilen die Pumpelemente 301 als Elementenpaare mit ihren Klampenringen 327 und 328. Die Klampenringe haben die Ringnuten 329, durch die die radial federbaren Halte ungen 332 zum Angriff an den Spannflaechen der Elemente 301 ausgebildet werden, damit die Elementen Paare 301 symmetrisch zueinander zusammengehalten sind, um die Pumpkammer(n) zu bilden. Die Bolzen halten die Klampenringe zusammen. Die Totraum Ausfuellkloetze einschliesslich der Kloetze 359 sind angeordnet und so die Dichtringe 393, die Fluidnuten 361, die Dichtringtraeger 360 und die Distanzringe 302. Die Besonderheit dieses Ausfuehrungsbeispiels der Erfindung besteht darin, dass eine Beaufschlagung des Innenraumes 350 des Gehaeuses automatisch und parallel zum Druckanstieg und Abfall in der Hauptpumpkammer (den Hauptpumpkammern) zwischen den Elementen 301 mit einem geeignetem Druck erfolgt. Um dieses Erfindungsziel zu erreichen; durch das die Elemente 301 zwischen zwei Drucken federn und dadurch hoehere Drucke in der Hauptarbeitskammer zwischen den Elementen zulassen, wird der Druck aus dem Hubzylinder 352 unter dem Hubkolben 354 durch die Verbindungsbohrung 351 in den Gehaeuse Innenraum 350 geleitet. Diese Bohrung oder Fluidleitung 351 ist daher ein wichtiges Erfindungsmerkmal. Der Hubkolben 354 zum Zusammendruecken der Pumpelemente 301 und damit zur Foerderung aus der Haupt Arbeitskammer, drueckt auf den Boden der Arbeitskammernanlage, ist im Zylinder 352 achsial beweglich und drueckt 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 Ausfuehrungsbeispiel als Differentialkolben 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 Atmosphaerendruck haelt. Damit der Differentialkolben 354-357 montiert werden kann, ist das Gehaeuse 306 mit einem abnehmbarem Boden 362 versehen, der mittels der Halterung 363 (z.B.Schrauben) am Gehaeuse 306 gehalten ist. Der Unterschied der Durchmesser der Kolbenteile 354 cind 357 bestimmt den Unterschied des Druckes in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 301 und dem Druck im Hubzylinder 352 und dem dazu gleichem Drucke im Innenraum 350. Wird das Aggregat zum Beispiel als Pumpe mit 3200 Bar in der Arbeitskammer zwischen den Elementen 301 gefahren und ist der Kolbendurchmesser Unterschied so, dass die Haelfte dieses Druckes im Zylinder 352 mit Raum 350 herrscht, dann halten die Elemente 301 bei 3200 Bar genau so lange, wie sie bei 1600 Bar halten wuerden, wenn kein Druck im Innenraum 350 waere. 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 Arbeitrskammer und Atmospherendruck im Innenraum 350. Auf diese Weise, also mittels Anordnung des Differentialkolbens 354-357 und der Leitung 351 ist es also moeglich geworden, das Aggregat mit hoeheren Drucken, zum Beispiel, mit doppeltem Drucke zu fahren, als in den Aggregaten nach der genannten Europa Offenlegungsschrift. Gle ichzeitig ist bei dieser Ausfuehrung sichergestellt, dass der Druckanstieg und Abfall in der Arbeitskammer und im Innenrauim 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 Durchmesserverhaeltnis 354-357 bestimmten Prozentsatz des Druckes der Arbei/tskam mer hat. Ausfuellkloztze 362 zwischen Teilen innerhalb 306 redurieren den Totraum in Raum 350 aüf ein Minimum 363 ist ein Dichtring.In FIG. 27, the
In Figur 29 ist eine andere Dichtlippen Anordnung gezeigt. Die Dichtlippen 408 liegen hierbei nicht radial innerhalb der Innenflaeche des betreffenden Elementes 401, sondern sie bilden eine Achsial Auflagedichtung an den achsial inneren Waenden der Elemente 401. Die Dichtlippentraeger 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 Niuten 406 eingesetzt werden, angeordnet sein koennen. Bei dieser Ausbildung nach diesem Ausfuehrungsbeispiel faellt die Radialaufweitung der Elemente 301 der Figur 28 und damit deren Problematik fort. Die Elemente 401 liegen mit Flaechen 402 aneinander und sie sind durch den Zentrierring 403 zueinander zentriert. Mehrere Elementenpaare sind wieder durch die Distanzringe 405 aneinander gelegt. Die Dichtlippentraeger 409 bilden also in diesem Ausfuehrungsbeispiel Radialfortsaetze 417 als Dichtlippenteile aus, die die Auflageflaechen 415 bilden, die dann gleichzeitig die Dichtlippen sind und an den Radialplanflaechen Innen-Teilflaechen 416 der Elemente 401 anliegen und die Achsialauflage und Dichtung 408 bilden.Another sealing lip arrangement is shown in FIG. The sealing
Die Dichtlippentraeger 409 koennen nicht einteilig fuer zwei Elemente 401 sein bei dieser Ausfuehrung. Daher hat jedes Element 401 einen eigenen Dichtlippentraeger 409 in Ringform. In zwei dieser ringfoermigen Dichtlippentraeger 409 ist ein Ausfuellklotz 410 mit Fluidleitungsbohrung 412 eingesetzt. Die Traeger 409 haben praezise zylinderische Innenflaechen, damit Dichtringe in Dichtringnuten 411 zwischen KLotz 410 und Trager 409 die Abdichtung von einem Trager 409 zum beachbartem herstellen und somit die Arbeitskammern zwischen den Elementen 401 abdichten koennen. Die Elementenpaare 401 werden wieder durch die Klampenringe 327,328 der Figur 27 zusammen gehalten. Halteborde 413 koennen zwei benachbarte Dichtlippentraeger 409 durch den Fuellteil 410 zusammen halten.The sealing
Figur 30 zeigt ein U-Element nach einer der Uoranmeldungen. Es hat das Pumpelement aus zwei symmetrisch zueinander ausgebildeten konischen Ringteilen, die radial aussen miteinander den Aussenbogen 423 bilden..Radial innen haben sie die Auflag/enansaetze oder Anlageflaechen 424,425. Bei diesen Elementen bestand das Problem, dass der. Innenraum 426 im U-Ring mit Fluid gefuellt war und einen Totraum bildete, in dem beim Pumpvorgang das Fluid unter Druck komprimierte, wodurch ein Foerdermengenverlust entstand. Nach der Erfindung wird das Element jetzt. mit einem Fuellstoff, zum Beispiel Aluminium, Blei, oder dergleichen ausgefuellt. Die Ausfuellung erfolgt dabei so, wie anhand der Figur 24 beschrieben wurde. Durch Rusgiessen, dann abdrehen, Erwaermen auf Knettemperatur und Zusammenpressen, bis der Hubraum 426 ausgebildet ist. Die Ausfuellung ist in der Figur mit 427 bezeichnet. Das U-Element kann zylindrische Innenflaechen zum Einsatz von Dichtlippentraegern erhalten, oder die Planflaechen 424 und 425 koennen aneinander abdichten, wenn mehrere U-Elemente anei/nander gelegt sind, so dass jeweils eine Auflageflaeche 425 and der Auflageflaeche 424 des benachbarten U-Elementes aufliegt und und unter Druck durch Vorspannung des Elemenets oder unter Hubkolbendruck dichtet.FIG. 30 shows a U element after one of the Uoran applications. It has the pump element made of two symmetrical conical ring parts, which together form the
In Figur 3/ ist gezeigt, dass die Pumpelemente der Figur 26 auch aus einem einzigem Stueck zusammenhaengend hergestellt werden koennen. Sie entsprechen dann etwa dem Elementensatz der Figur 24, haben dann jedoch Kanten statt der Boegen zwischen den konischen Ringelementen. An den Flansch 250 schliesst sich das erste konische Element 266 an, um in die innere Uerbindung 270 zum naechstem, zum erstem symmetrischem konischem Ringelement 260 uebergeht. Dieses verbindet mittels der Aussenverbindung zum naechstem Element 266 und so fort.In FIG. 3 / it is shown that the pump elements of FIG. 26 can also be produced in a single piece. They then correspond approximately to the element set in FIG. 24, but then have edges instead of arches between the conical ring elements. The first
Figur 32 zeigt einen Ringelementensatz der Figur 24 in Uerbindung 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 traegt darin einen Kolben 443, der zusammen mit dem Bolzen 441 in dem zylinder 444 abgedichtet achsial beweglich ist. Zum Zylinder 444 fuehrt die Druckfluidleitung 445. Das jenseits des Kolbens 443 ausgebildete Zylinderstueck 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 Innerem 710, des Elementes 210, also aus der Arbeitskammer 710 gefoerdert war, wird Druckfluid durch Bohrung 445 in den Zylinder 444 geleitet und drueckt 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 duennwandigen Elementen zweckdienlich, weil diese keine so grosse Spannung haben, um mit Sicherheit neues Fluid schnell genug durch das Ansaugventil anzusaugen, weil ja das Herausdruecken des Fluids in der Kammer um das Element herum Kraft benoetigt, vor allem dann, wenn die Neueinleitung von Fluid in die Arbeitskammer 710 schnell erfolgen soll. Diese Anordnung kann auch in anderen Figuren angewendet werden.FIG. 32 shows a ring element set from FIG. 24 in connection with a pulling device according to the invention. On the
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 fuer andere gelten.Parts recognizable from one of the figures are usually no longer shown in other figures because they can already be recognized from one figure. It is therefore the case that parts of one of the figures also apply, at least in part, to others.
im Rahmen der Erfindung besonders von Fluid durchstroemte Aggregate fuer hohe Drucke von 400 bis 5000 Atmospheren untersucht. Der Vergleich der bekannten Technik und der mit dieser Erfindung zusammen haengenden Voranmeldungen zeigt, dass die bekannte Technik so hohe Drucke nicht ohne erheblichen Aufwand und nicht ohne erhebli-' che Wirkungsgradverluste verwirklichen kann. Diese Maengel lassen sich teilweise ueberwinden, wenn bei der Mitverwendung konischer Ringelemente bei der Bildung der Arbeitskammer die Ringelemente besonderer Formgebung unterworfen und ihnen weitere Mittel zugeordnet werden, die die BetriebsSicherheit, den Druck und den Wirkungsgrad erhoehen oder das Aggregat so vereinfachen, dass es auch fuer niedere Drucke wirtschaftlich rationell wird.in the context of the invention, fluid-aggregates for high pressures of 400 to 5000 atmospheres were investigated. A comparison of the known technology and the prior applications associated with this invention shows that the known technology cannot achieve such high pressures without considerable effort and without significant losses in efficiency. These deficiencies can be partially overcome if the conical ring elements are used in the formation of the working chamber and the ring elements are given a special shape and additional means are assigned to them that increase operational safety, pressure and efficiency or simplify the unit so that it is also suitable for low prints becomes economically efficient.
Aus der EP - O]S - 0 102 441 des Anmelders und Erfinders ist bekannt, dass man konische Ring Elemente zum Bilden von Pumpkammern verwenden kann. Diese Literaturstelle lehrt, dass die Elemente nur fuer den subkritischen Bereich geeignet sind, fuer den superkritischen Bereich aber Klampenringe angeordnet werden muessen, die die Aussenkanten benachbarter Elementenpaare mit einander fest verbinden, weil die Elemente sonst im superkr itischem Bereich voneinander abheben und Fluid aus der Kammer innerhalb der Elemente entweicht. Inzwischen wurde durch die Hauptanmeldung erkannt, dass die Elemente nur fuer Drucke bis etwa 1500 Bar ration 11 sind, weil sie bei noch hoeheren Drucken zu dick werden und zu kurze Huebe geben wuerden. Die Hauptanmeldung hat dann einen weg gezeigt, einen doppelten Druck dadurch zu erhalten, dass man einen ersten Druck radial aussen um die Elemente legt, der etwa halb so hoch, wie der Druck innerhalb der Elemente ist.From EP - O] S - 0 102 441 of the applicant and inventor it is known that conical ring elements can be used to form pumping chambers. This reference teaches that the elements are only suitable for the subcritical range, but that for the supercritical range cleat rings must be arranged, which firmly connect the outer edges of adjacent pairs of elements to one another, because otherwise the elements will lift apart from one another in the supercritical range and fluid from the chamber escapes within the elements. In the meantime, it was recognized by the main application that the elements are only 11 for pressures up to about 1500 bar, because they would become too thick and give too short strokes at even higher pressures. The main application then showed a way to obtain double pressure by placing a first pressure radially outside around the elements, which is about half the pressure inside the elements.
Beide Anordnungen nach den genannten Literaturstellen haben den Nachteil, dass sie hohen Bauaufwand erfordern und trotzdem, im Druck auf einige tausend Bar beschraenkt bleiben. Noch schmerwiegender ist der Nachteil der Ausfuehrungen nach den genanntew Patentanmeldungen, dass die Klampenringe schwer sind, weil sie haltbar sein muessen bei grossen Kraeften und daher der Achsialbewegung einen Widerstand bei der periodischen Achsialbesc hleunigung entgegengsetzen, der einen Wirkungsgrad Verlust bringt. Die Ausfuehrungen der genannten Literaturstellen sind daher schwer, voluminoes, kompliziert und zeitraubend aufwendig in der Fabrikation und noch mit Maengeln behaftet, die ihren Wirkungsgrad und ihre Betriebssicherheit bzw. ihre Lebensdauer beschraenken. Die Technik der Hochdruck Aggregate bedarf daher noch einer Uervollkommnung und Vereinfachung.Both arrangements according to the literature references mentioned have the disadvantage that they require high construction costs and nevertheless remain limited to a few thousand bars in pressure. Even more painful is the disadvantage of the designs according to the patent applications mentioned that the cleat rings are heavy because they have to be durable with large forces and therefore oppose the axial movement with resistance in the periodic axial acceleration, which results in a loss of efficiency. The versions of the cited references are therefore heavy, voluminoes, complicated and time-consuming, expensive to manufacture and still have defects which limit their efficiency and their operational reliability or their service life. The technology of high pressure units therefore still requires perfection and simplification.
Der Erfihdung Liegt daher noch die Aufgabe zugrunde, ein Hochdruck Aggregate in einfacher und billiger Bauweise mit hohem Wirkungsgrad und hoher betrieblicher Zuverlaessigkeit und Lebensdauer zu schaffen.The invention is therefore based on the task of creating a high-pressure unit in a simple and inexpensive design with high efficiency and high operational reliability and service life.
Diese Aufgabe wird in der Technik des Gattungsbegriffs des Patentanspruchs 63 nach dem kennzeichnendem Teil des Patentanspruchs 63geloest.This object is achieved in the technique of the generic term of claim 63 according to the characterizing part of claim 63.
Weitere vorteilhafte Vervollkommnungen und Vereinfachungen erhaelt man nach den Anspruechen 64 bis 87 oder weiteren patensprurcheFurther advantageous perfections and simplifications can be obtained according to claims 64 to 87 or other patents
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 duennen Hochdruck Wasserstrahlen beschrieben. Danach wird heute noch der sogenannte "booster" verwendet, um den hohen Wasserdruck von circa 4000 Bar zu erzeugen. Mittels Elektromotoren werden eine Anzahl Hydropumpen getrieben, die Hochdruck Oel von einigen hundert Bar in einen doppelrichtungswirkenden Zylinder grossen Durchmessers leiten, worin dann ein Kolben grossen Durchmessers unter dem Oeldruck 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 foerdern. Die Abdichtun der Achsialbewegung der Kolbenstangen bei Wasser unte dem hohem Druck ist sehr schwierig und teuer. Zwar sind in den letzten Jahren Loesungen gefunden worden, doch koennen 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 fuer ihn viel zu teuer sind. Die eingangs erwaehnte Europa Offenlegungsschrift des Anmelders und Erfinders schafft daher einfache Pumpe fuer hohe Drucke mittels der Verwendung von tonischen Ringelementen ohne Abdichtung der Wasserstufe unter Bewegung und Reibung. Die Abdich tung ist rein stationaer. Dieser vorteil ist aber mit dem Bauaufwand der Benutzung von Klampenringen verbunden, die die Elemente fuer 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 Bemuehungen und des Bedarfs von Wasserschneidanlagen fuer Handwerker, Fischer, Baecker, Fleischer, Tischler undsoweiter ist es also nicht nicht gelungen , ausreichend leichte, raumsparende und billige Wasserpumpen fuer Wasserst ra hlschneiden mit etwa 4000 Bar zu schaffen. Der seit langem bestehende Bedarf, die lange ersehnte Hoffnung auf eine entsprechende Technik konnte also bisher nicht erfuellt werden. Daher ist die Aufgabe der Erfindung die beschriebene, denn eine einfache, billige und betriebssichere Pumpe dieses Bedarfs gibt es bisher nicht.The June 1985 issue of the US magazine "Popular Science" describes the current state of the art of "water jet cutting", ie the cutting of materials with thin high pressure water jets. After that, the so-called "booster" is still used today to generate the high water pressure of around 4000 bar. A number of hydraulic pumps are driven by means of electric motors, which conduct high-pressure oil of a few hundred bars into a double-directional cylinder of large diameter, in which a piston of large diameter is then reciprocated under the oil pressure. Piston rods of small diameter connect to the piston, which then bring the water to the high pressure and convey it in cylinders of small diameter. Sealing the axial movement of the piston rods in water under high pressure is very difficult and expensive. Solutions have been found in recent years, but the piston rods can only run slowly because the seals do not allow high speeds. Therefore, these plants are still very large and they are very heavy and expensive. As a result, the application of water jet cutting remains limited to the industry, which can afford such expensive and heavy equipment. The craftsman cannot use the systems because they are far too expensive for him. The European patent application of the applicant and inventor mentioned at the outset therefore creates a simple pump for high pressures by means of the use of tonic ring elements without sealing the water level under movement and friction. The seal is purely stationary. However, this advantage is associated with the construction costs of using cleat rings, which make the elements usable for the supercritical area. The strong cleat rings counteract the axial movement and thus reduce the efficiency. They are also expensive. Despite all efforts and the need for water cutting systems for craftsmen, fishermen, bakers, butchers, carpenters and so on, it has not been possible to create sufficiently light, space-saving and cheap water pumps for cutting water with around 4000 bar. The long-standing need, the long-awaited hope for a corresponding technology has so far not been met. Therefore, the object of the invention is as described, because there is no simple, cheap and reliable pump for this need.
Durch die jetzige Erfindung wird eine solche Pumpe aber geschaffen. Das wird verstaendlich anhand der in den Ausfuehrungsbeispielen beschriebenen Techniken und Anordnungen.However, such a pump is created by the present invention. This is understandable on the basis of the techniques and arrangements described in the exemplary embodiments.
In Figur 33 traegt der Hubkolben 103 die Tellerfeder 101, die ein konisches Ring Element im Sinne dieser Patentanmeldung ist. Die Feder 101 liegt oben am Kopfdeckel 1 dichtend an. Der Deckel hat das Einlass Ventil 38 und das Auslassventil 39. Derartige Ventile haben auch die Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung mit der gleichen Nummer 38 bzw. 39. Auch der Kopfdeckel ist in den Beispielen der Erfindung sowohl enthalten, wie auch der Koerper oder das Gehaeuse 91. Diese in allen Beispielen wiederkehrenden Teile werden daher im Folgenden bei der Beschreibung der anderen Figuren nicht mehr erwaehnt. Wird dem Zylinder 102 Druckfluid zugeleitet, dann drueckt der Hubkolben 103 nach oben und drueckt das Element 101 zusammen, sodass aus der Kammer 37 innerhalb des Elements 101 Druckfluid aus dem Auslassventil 39 gefoerdert wird. Diese Sache funktioniert gut im subkritisachem Bereich. Sobald aber der Druck in der kammer 37 so hoch wird, dass die Spannkraft der Feder 101 ihm nicht mehr unnachgiebig stand halten kann, drueckt der hohe Druck das Element 101 in Richtung der Pfeile in Figur 33 vom Kopfdeckel 1 weg. Das Fluid entweicht aus der kammer 37 durch den dann entstehenden Spalt zwischen Deckel 1 und Element 101, statt durch das Auslassventil 39 zu foerdern. Das Aggregat foerdert also nicht mehr. Was geschah, ist dass vom subkritischem Bereich zum superkritischem Bereich uebergegangen wurde. Im superkritischem Bereich muss daher die Aussenkante des Elements 101 am Deckel 1 befestigt werden. Wenn zwei Elemente 101 aneinander liegen, muessen Klampenringe der eingangs erwaehnten Europa Ofenlegungsschrift verwendet werden, um die Elemente zusammen zu schrauben. Nachdem es eine der Aufgaben der Erfindung ist, die Klampenringe zu sparen, erhaelt man nach der Erfindung die Grundloesung der Erfindung nach Figur 34.In FIG. 33, the
In Figur 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 erfindungsgemaessen konischen Ring - Elements 501. Das Element 501 ist, wie in Figur 33 der bekannten Technik, an den Kopfdeckel 1 angelegt. Das Gehaeuse 91 bildet eine verschloessene erste Kammer 35 um das Element 501. Zu der ersten Kammer 35 fuehrt 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 Planflaeche 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 Querschnittsflaeche 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 gefuellt. Leitet man jetzt Fluid unter Druck durch Leitung 506 in die erste Kammer 35, dann wird das Element 501 achsial zusammen gedrueckt, wodurch das Volumen der zweiten Kammer 37 abnimmt und die Kammer 37 jetzt Fluid aus der Kammer 37 ueber das Auslassventil 39 nach aussen foerdert. Soweit geschieht das, wie im subkritischem Bereich der bekannten Technik nach. Figur 33. Die erfindungsgemaess auftretende Ueberraschung ist, dass beim Uebergang zum Drucke des superkritischen Bereichs, das Element der Figur 33 der bekannten Technik abhob und· die zweite Kammer oeffnete, das erfindungsgemaesse Element 501 der Figur 34 bei diesem Drucke des superkritischen Bereiches aber nicht abhebt und nicht oeffnet, also die zweite kammer 37 verschlossen haelt, weil es an der Lageflaeche des Deckels 1 dichtend liegen bleibt, auch im superkritischem Druckbereich.In FIG. 34, the
Die Erfindung bringt also das ueberraschende Ergebnis, dass das Element 501 der Erfindung auch im superkritischem Druckbereich nicht mehr am Kopfdeckel 1 festgeschraubt werden braucht. Das ist aber gerade das Ergebnis, nach dem man sich immer sehnte, es aber nicht erfuellen konnte, weil man die Loesungsmoeglichkeit nicht kannte. Es ist daher zweckdienliche nunmehr noch genau zu untersuchen, wodurch dieser ueberraschende Effekt der Erfindung erzielt wurde. Das geschieht anhand der naechsten Figuren.The invention thus brings the surprising result that the
Figur 35 zeigt das bevorzugte Element 501 der Erfindung im Laengs- schnitt. Das Element hat das konische Ringteil 501 mit dem radial innerem und aeusserem Endstueck, Nach achsial vorne ist das Element konisch hohl, nach achsial hinten hat es radial der Mitte zu die konische Aufbauchung. Oben ist also in Figur 35 vorne, unten ist hinten. Das radial aeussere Stueck wird in Zukunft das Aussenstueck genannt und das radial innere das Innenstueck. Am Aussenstueck ist nach vorne die Nase 502 ausgebildet und am Innenstueck nach hinten die Nase 508. Diese Nasen bilden von dem Element achsial erstreckte Zylinder. Sie sind willkuerlich "Nasen" genannt, weil sie ja irgendwie benannt werden muessen. An' die Wurzeln der Nasen schliessen sich radial plane Flaechenstuecken an, die auch etwas konisch oder gewoelbt sein koennen und die die Dichtringsitze 503,504,507 und 508 bilden.FIG. 35 shows the
In Figur 36 sind mehrere solcher Elemente mit ihren Nasen aufeinander achsial hintereinander gelegt, um um eine gemeinsame Achse eine Elementensaeule zu bilden. Die Sceule hat das Bezugsszeichen 526. Zwei einander vorne zugekehrte Elemente bilden ein Elementenpaar. Das letzte Element der Saeule traegt. einen Verschluss 514, der ebenfalls eine Nase hat. Die Nasen 502 liegen mit der gemeinsamen Dichtung 509 aufeinander, waehrend die inneren Nasen 508 mit der gemeinsamen Dichtung 511 aneinander liegen. Die bereits genannten Dichtsitze sind achsial in der Saeule zwischen benachbarten Elementen 501 so bemessen, dass sie zwischen zwei benachbarten Elementen gemeinsame Dichtsitze 510,513 oder 512 und 612 bilden.In FIG. 36, several such elements are placed axially one behind the other with their lugs in order to form a column of elements about a common axis. The column has the
In Figur 37 ist die linke Haelfte der Figur 36 in Vergroesserung gezeigt, wobei ein Elementenpaar an dem Kopfdeckel 1 mit seinen Uentilen anliegt. In die Dichtsitze sind die Dichtringe 516, 517 und 524,525 eingelegt. Die erstgenannten sind die kurzen Dichtringe fuer die Dichtung am Deckel, waehrend die letztgenannten Dichtringe 524,525 die achsial laengeren fuer die gemeinsamen Dichtsitze zwische zwei jeweils benachbarten Elementen 501 sind. Diese Ausbildungen dienen der Erreichung des erfindungsgemaessen Effekts der Aufrechterhaltung der Dichtung der betreffenden Kammern im superkritischem Bereich ohne Bedarf an Halterngen oder Klampenringen. Warum dieser Effekt durch die Erfindung erzielt wird, ist anhand der Figur 38 erklaert.In FIG. 37, the left half of FIG. 36 is shown in an enlarged view, a pair of elements resting on the
In Figur 38 beruehrt das Element oben die innere oder zweite Pumpkammer 37 und unten die aeussere 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 dazwischen liegenden Querschnittsflaeche 523. Die aeussere Nase hat den Innendurchmesser 519, der auch die Momentenachse 515 bildet, den Aussendurchmesser 518 und den dazwischen liegenden Querschnitt 520. Da die plastischen Dichtringe verformbar sind und folglich wie Fluid wirken (Siehe hierzu die Parallelpatentanmeldung P -3446107.8) sind die Druckbereiche "Pi" und "Po" radial scharf begrenzt. "Po" geht von 522 bis 518 und "Pi" geht von 521 bis 51'5,519. Die Durchmesser erhalten die Benennungen a,A,b und B nach der Figur. Der Querschnitt der "Po" Druckzone ist dann:
Da die Durchmesser der "Pi" Zone kleiner, als die der "Po" Zone sind, erhaelt man die Gleichung (1) der Figur, naemlich :
Zwischen "B" und "b" befindet sich die Differenzzone "FA B" und sie ist nach Gleichung 2 berechenbar, wäehrend man fuer die entsprechende innere Differenzzone "FΔA" die Gleichung (3) erhaelt.The difference zone "F A B" is located between "B" and "b" and can be calculated according to
Aus der Gleichung (1) erkennt man bereits, dass infolge des Abstandes der Durchmesser der betreffenden Nasen die aeussere Druckzone das Element zu allen Zeiten gegen den Deckel druekt, oder von aussen her immer zwei benachbarte Elemente gegeneinander drueckt, auch dann, wenn die Drucke in der inneren und in der aeusseren Kammer gleich sind, weil der Querschnitt, an dem der Druck angreift, in der Aussenkammer groesser ist, als in der Innenkammer.From equation (1) it can already be seen that due to the distance between the diameters of the lugs in question, the outer pressure zone presses the element against the cover at all times, or always presses two adjacent elements against one another from the outside, even if the prints in the inner and outer chambers are the same because the cross-section to which the pressure acts is larger in the outer chamber than in the inner chamber.
- Man erkennt also, dass in Figur 37 der gleiche Druck in der Aussen kammer zu allen Zeiten das obere Element gegen die Deckel 1 drueckt und ausserdem die beiden unteren Elemente in der Aussenauflage (509 der Figur36) zusammen drueckt.- It can be seen that in Figure 37 the same pressure in the outer chamber at all times presses the upper element against the
Dadurch koennte aber der Eindruck entstehen, dass der gleiche Druck in der Aussenkammer dann die innere Auflage (511 der Figur 36) auseinander druecken wuerde, also die beiden unteren Elemente der Figur 37 voneinander abheben und die innere Kammer oeffnen wuerde.However, this could give the impression that the same pressure in the outer chamber would then push the inner support (511 of FIG. 3 6) apart, that is to say the two lower elements of FIG. 37 would be lifted apart and the inner chamber would open.
Die Untersuchung zeigt, dass das nicht eintreten kann, denn betrachtet man bei gleichem Druck in der Aussen und der Innen- Kammer die Momente um die Momenten Achse 515, dann erhaelt man das Moment der Innenkammer nach Gleichung (6) als : "M Pi (515) groesser, als das Moment der Aussenkammer " M Po (515). Das ist daraus erklaerlich, dass das Element ja radial ausserhalb von 515 fest aufliegt, also nicht entweichen kann. Folglich kann nur die Kraft " Po x ( b - A ) pi/4 die innere Dichtung abzuheben versuchen, waehrend die Kraft: ( b - a ) pi/4 die innere Dichtung zwischen den benachbarten Elementen zusammen drueckt. Da die Differenz (b-A) kleiner ist, als die Differenz (b-a) ist die die innere Dichtung susammen drueckende Draft bei gleichen Drucken in der Innenkammer und in der Aussenkammer groesser, als die sie auseinander zu druecken versuchende Kraft aus der Aussenkammer. Folglich bleibt bei der erfind/ungsgemaessen Ausbildung des Elementes 501 die Innenkammer und auch die Aussenkammer immer geschlossen, weil die inneren und die aeusseren Auflagen der Elemente immer anliegend bleiben und nie oeffnen, wenn die Drucke in der Innen und in der Aussen Kammer gleich sind.The investigation shows that this cannot happen, because if one looks at the moments around the
Die Kraft, mit der die Elemente in ihren Auflagen 509 und 511 aneinander gepresst bleiben, ist bei gleichen Drucken in den Kammern abhaengig von der Groesse der Differenzquerschnitte "F4B" und "F4A". Je groesser die Abstaende B und b oder A und a voneinander sind, je groesser ist die Zusammenhaltekraft. Diesen Abstaenden ist aber eine bauliche Grenze gesetzt, weil radial zu weite Abstaende beim Durch: biegen der Elemente, also bei deren achsialer Kompression, zu konischen paltoeffnungen fuehren, in die Teile der Dichtringe eintreten wuerden. Das periodische Deffnen und Schliessen dieser konischen Spalte wuerde nach und nach mit der Zeit die Dichtringe abschaben und unbrauchbar machen.The force with which the elements in their
Eine genaue Differentialgleichung der Momente um die Momentenachse 515 ist zur Zeit noch nicht aufgestellt. Sie waere analog der Momentenberechnung nach der eingangs erwaehnten EP OS erstellbar, doch ist sie zur Zeit nicht unbedingt erforderlich, weil die obigen Erklaerungen bereits beweisen, dass sowohl die auesseren, als auch die inneren Auflagen 509 und 511 der Figur 36 nach der Erfindung bei gleichen Drucken in den benachbarten Kammern immer selbstandrueckend wirken und verschlossen bleiben, sodass durch diese gegenwaertige Erfindung die Klampenringe ueberfluessig geworden sind.An exact differential equation of the moments about the
Figur 39 zeigt noch einen Laengsschnitt durch das erfindungsgemaesse "U-Element", bei dem zwei benachbarte Elemente einteilig aus einem Stueck Material hergestellt sind,' sodass die Innenauflage 511 fortfaellt. Der innere Ruecken 529 traegt radial nach aussen konisch und symmetrisch zueinander die beiden Elementteile, die an ihren aeusseren Teilen wieder die Nasen 502 mit den Dichtringsitzen 503,504 bilden. Das "U-Element" hat das Bezugszeichen 527 und zwischen den Schenkeln des Elements befindet sich die aeussere Ringkammer 528. Man kann sie mit einem Totraum reduzierendem Ausfuellklotz versehen, indem man einen in sie herein passenden, den Ringraum 528 im komprimiertem Zustande des Elements 527 fuellenden Fuellring 530 herstellt und diesen in radialer Richtung aufsaegt (teilt), sodass man die beiden Halbringe radial von aussen her in die Ringnut 528 einlegen kann. Das U-Element der Erfindung ist besonders einfach, betriebssicher, spart die innere Auflage und die inneren Dichtringsitze mit den Dichtringen und mehrere dieser Elemente koennen zu einem U-Elementensatz achsial gleichachsig hintereinander zu einem V-Elementensatz zusammen gelegt werden, indem man die Nasen 502 aneinander legt und die Dichtringe 524 und 525 einsetzt. Schliesslich kann ein inner Fuellklotz 548 in das V-Element eingelet werden. Die Grundlagen der Erfindung sind amit im wesentlichem beschrieben. Die Figuren 40 und 4l zeigen eine Alternativ Loesung. Figur 41 zeigt ein Beispiel fuer 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. 39 also shows a longitudinal section through the “U element” according to the invention, in which two adjacent elements are made in one piece from one piece of material, so that the
Figur 42 zeigt daher einen Laengsschnitt 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 Figuren 40,41 eingesetzt werden kann oder ein entsprechender Elementen oder Membranensatz der Parallel Anmeldung P - 35 34 811.9 eingesetzt werden kann, we er entsprechend bemessen ist. Das Gehaeuse (die Platte, der Ring) 91 traegt durch Schrauben 539 mit ihm verbunden, den Kopfdeckel 1 mit seinen Ventilen und unten das Antriebsgehaeuse 536. Im Gehaeuse 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 traegt und schwach vorkomprimiert. Der Hubkolben ist in der Bohrung achsial beweglich. In einem Erstzylinder 538 ist der Geberkolben 535 achsial beweglich und dichtend angeordnet. Er ist mit einer Antriebsvorrichtung 540 bis 544 versehen, durch die er auf und ab reziprokiert wird. Durch die Fuellnut (Kontrollbohrung) 544 wird die erste, die aeussere Pumpkammer 35 in ihrem Zustande ihres groesstem Volumens (aeussere Totpunktlage oder nahe dazu) mit Fluid voll gefuellt. Eine Entlueftungsbohrung mit Anschluss,550,551 , kann benutzt werden, um Luft aus der aeusseren Kammer heraus zu lassen. Im auesserem Potpunkt haben die Elemente sich infolge ihrer inneren Spannung entspannt, der zweiten, der inneren Pumpkammer 37 ihr groesstes Volumen gegeben und dabei Fluid durch das Einlassventil 38 herein gelassen und die innere Kammer 37 voll mit Fluid gefuellt, wobei das zweite Fluid in der inneren Kammer 37 ein nicht schmierendes Fluid sein kann. Beginnt jetzt der Geberkolben 535 seinen Druckhub, dann drueckt er den Hubkolben 549 gegen den Elementensatz und komprimiert die Elementensaeule. 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 Raumen radial ausserhalb der Elemente nach unten gedrueckt und bildet zwischen dem Hubkolben und dem unterem, dem nach unten verschlo/ssenem, letztem Element, dem End Element, ein Fluidpolster das bei steigendem Hube in seiner Dicke zunimmt. Bei diesem Druckhub bis zu seinem Ende wird das zweite Fluid aus der zweiten, der inneren Kammer, 37, ueber das RusLassventil 39 heraus gedrueckt und von der Pumpe 9eliefert.FIG. 42 therefore shows a longitudinal section through an assembly of the invention using the
In der Praxis hat das Gehaeuse meistens nicht nur eine Bohrung 534, sondern mehrere, zum Beispiel 5,7 oder 9 achsparallele Bohrungen 534, die in gleichen Winkeln um die Achse 545 des Gehaeuses 91 angeordnet sind. Das hat den Uorteil, dass man in dem Antrieb sgehaeuse 536 eine Schraegscheibe 542 rotieren lassen kann, die dann bei einem ihrer Umlaufe nacheinander die der Bohrungszahl entsprechende Anzahl der Geberkolben 535 zum Druckhub und Rueckhub antreibt bzw. steuert. Die Geberkolben 535 haben sehr kleine Durchmesser und Querschnitte, wobei die Querschnitte bei 4000 Bar Anlagen 10 etwa zehnmal kleiner, ald die der Aussendurchmesser der Elemente sind, wenn man mit etwa 400 Bar Oeldruck der Geberkolben fahren will. Die Fuehrung der Geberkolben 535 ist lang, um die gute Abdichtung bei 4000 Bar zu sichern. Das Fluid in der ersten, der auesseren Kammer, ist bevorzugterweise Del, um gute Schmier und Lauf Eigenschaften zu haben. In der Praxis hat meistens jeder Geberkolben einen radial stark erweiterten Kolbenfuss 540, der schwenkbar in seinem Schwenkbette einen Kolbenschuh 541 traegt, der auf der Hubflaeche der Schraegscheibe 542 gleitet. Da fuer 4000 Bar keine Laufflaechen, die gut gedichtet sind und wenig Verluste haben, bekannt sind, werden die Kolbenfuesse und Kolbenschuhe des grossen Durchmessers verwendet, um mit Drucken von unter 1000 Bar in der Antriebsvorrichtung im Antriebsgehaeuse 536 arbeiten zu koennen. Die Ausfuehrung der Antriebsanordnung ist aber nur beispielhaft und heute bevorzugt. Man koennte auch eine Radialkolben Bauweise oder einen Kurbelwellen Antrieb oder dergleichen verwenden. Die Schraegscheibe fuer den Geberkolbenhub mag an einem Antriebsschaft 553 ausgebildet und in Lagren 554,555 umlauffaehig gelagert sein. Schmiernuten oder hydrostatische Druckfluidtaschen moegen im Kolbenfuss und dem Kolbenschuh angeordnet sein. Wenn oberhalb des Kolbenfusses eine Fuehrungskammer fuer ihn ausgebildet ist, wird. man durch einen Kanal 543 verhindern, dass sich zu hoher Druck in diesem Raume aufbaut.In practice, the housing usually has not only one
Von besonderer Wichtigkeit ist, dass die Fuell Kontroll Bohrung 544 den Geberzylinder 538 so trifft und in ihn muendet, dass der Geberkolben 535 ihre Muendung nur nahe seinem aeusserem Totpunkte frei gibt, damit fuer den Kontroll-Fuellvorgang kein zu hoher Prozentsatz des Geberkolbenhubes verbraucht wird. Ohne Fuellbohrung (Kanal) 544 kann das Aggregat nicht dauerhaft zuverlaessig sein, weil Oelmangel in Kammmer 35 entstehen koennte.It is particularly important that the
Das beispielhafte Aggregat der Figur 42 ist im Wesentlichem mass staeblich gezeichnet und foerdert pro Elementensaeule etwa 2 Cubiccentimeter pro Hub, bei 5 Elementensaetzen in 5 Bohrungen 534 also pro Umdrehung der Welle 553 etwa 10 .CC pro Umdrehung. Bei 500 Upm also etwa 5 Liter Wasser aus den zweiten Kammern 37 .oder 537 mit zum Beispiel 4000 Bar. Der Durchmesser des Aggregates ist dabei etwa 300 Millimeter, die achsiale Baulaenge etwa 450 mm. Man beachte, dass eine grosse Anzahl dicker Schrauben (z.B. 15 Stueck M 30) als Schrauben 539 erforderlich sind, um das Aggregat bei dem hohem Drucke von 4000 Bar zusammen zu halten. Die Wandstaerke des Gehaeuseringes 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 Foerder-und Wirkungsgrad- Verlusten fuehren wuerde. 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, zum Beispiel unter einem Millimeter, um Totraum mit innerer Kompression im Fluid zu vermeiden. Ebenso kann man beliebig mehr oder weniger Elemente in die Saeulen einbauen, wenn man das Aggregat verlaengert oder verkuerzt, sodass man bei gleichem Durch= messer und gleichen Abmessungen der Elemente der Erfindung auch andere Foerdermengen und Leistungen erhalten kann. Ebenso muss man nicht unbedingt 4000 Bar fahren, sondern man kann das Aggregat auch fuer niedere Drucke rationell verwenden. Bei 4000 Bar benoetigt es rund 50 PS Antrieb., z.B. durch Elektromotor und Keilriemen zur Welle 553, sodass das ganze Aggregat einschliesslich elektromotorischem Antrieb in einem Gehaeuse von etwa Schreibtischgroesse untergebracht werden kann. Man beachte, dass bei 4000 Bar und der beschriebenen Foerdermenge sehr dicke Schrauben zum Zusammenhalten der Teile 1,91 und 536 benoetigt werden. Zum Beispiel 15 Stueck M 30 Schrauben oder 5 Stueck M 42 Schrauben. Die Wandstaerke des Gehaeuses 91 ist dicker, als der Durchmesser der Bohrung 534 und der Elemente, um radiale Aufweitungen des Gehaeuses 91 zu vermeiden, was zu Foerderverlusten und damit zu Wirkungsgrad Verlusten fuehren wuerde.The exemplary unit in FIG. 42 is essentially drawn to scale and conveys about 2 cubic centimeters per stroke per element column, or about 5 .CC per revolution for 5 element sets in 5
Die Aussenkammer 35 wird durch Dichtringe 556 gegen den Kopfdeckel 1 und das Antriebsgehaeuse 536 abgedichtet. Ebenso die Steuerleitung 544, wenn sie durch mehrere Teile gesetzt ist. Der Innenraum zwischen den Elementen 501 der Elementensaeule 526 wird durch einen Fuellklotz 557 von Totraum befreit. Die Leitung 106 bewirkt die automatische Entlueftung des Einlassventilraumes, indem sie die Luft daraus zum Auslassventil 39 leitet.The
, In der Figur 43 ist ein Laengsschnitt durch ein Aggregat mit groesserer Foerdermenge gezeigt. Diejenigen Bezugszeichen in der Figur, die denen der Figur 42 gleich sind, zeigen gleiche oder sinngemaesse Teile, sodass sie in der Beschreibung der Figur 43 nicht wiederholt werden, weil sie aus der Beschreibung der Figur 42 bereits bekannt sind. Der Unterschied zu Figur 10 ist, dass die Elemente 501 in der Figur 43 groessere Durchmesser haben, was zu einem Gehaeusedurchmesser von etwa 350 mm fuehrt. Eingezeichnet sind in Figur 43 oben jeweils ein Ausfuellring 532 fuer die Zwischenraume aussen zwischen den benachbarten Elementen und ein Ausfuellring 531 in den Innenraeumen zwischen benachbarten Elementen 501. Derartige Ausfuellringe sind ueber- all in die betreffenden Zwischenraeume in den Figuren 42 und 43 eingelegt, aber nicht eingezeichnet, weil die Figuren sonst zu unuebersichtlich wuerden. Ebenso sind nur die Dichtringsitze in diesen Figuren eingezeichnet, aber keine eingelegten Dichtringe. Die Dichtringe sind aber in allen Dichtsitzen der Figuren 42 und 43 eingebaut. Sie sind aber nicht mit Bezugszeichen versehen und nicht schraffiert, weil dafuer in den Figuren 42 und 4, kein Platz ist. Die Figur 43 zeigt noch, dass der Schaft 553 auch durch das Gehaeuse 91 erstreckt werden kann. Ferner zeigt die Figur 43, dass es moeglich ist, mehrere beberkolben 535,635 und 735 einer einzigen Aussenkammer 35,535 zu zuordnen. Diese erhalten dann entsprechende radial erweiterte Kolbenfuesse 540,64C,740 mit ihren darin schwenkbaren Kolbenschuhen 541 zum Lauf auf der Hubflaeche der Schraegscheibe 542. Die Bohrung 543 zur Druckentleerung der Laufkammern der Kolbenfuesse ist wieder eingezeichnet und ebenso die wichtige Fuellungs-Steuerbohrung 544 zur richtigen Fuellung der Aussenkammer 35,535. Gezeigt ist ferner ein Druckoelanschluss 558 zur Foerderung von Schmieroel unter Druck zu den Kolbenkanaelen 560,561,562 zur Speisung von Druckfluidtaschen 563 und 562 in Kolbenfuessen und Kolbenschuhen, damit hydrostatische Lager gebildet werden, die die grossen Achsial und Schraeg Kraefte tragen, die an den Kolbenschuhen und an den Kolben bzw. Kolbenfuessen auftreten. Die Anordnung meherer Hubkolben pro einzelner Aussenkammer 35 hat den Vorteil, dass das Aggregat kuerzer bauen kann, um bei Kolben kleinen Durchmessers trotzdem die benoetigte Foerdermenge zu erreichen. Darueber hinaus hat das den Vorteil, dass das Aggregat gleichmaessiger und leiser arbeitet, weil die Sinuskurvenfoerderung so angeordnet werden kann, dass einer der mehreren Hubkolben nach dem anderem zu arbeiten beginnt, sodass die fuenfkammerige Maschine die Foerdergleichheit der 15 kammerigen Maschine erhalten kann und folglich mit nur ganz geringen Fluktuationen arbeitet, wenn jede der 5 Kammern drei Hubkolben erhaelt. Entsprechend erhaelt man 21 Hubkolben fuer die 7 kammerige Maschine undsoweiter. Von besonderer Wichtigkeit ist in Figur 43, dass die Geberkolben 535,635 und 735 direkt in die erste, die aeussere Kammer 35 arbeiten, ohne dass ein Hubkolben 549, wie in Figur 42 angeordnet ist. Es ist naemlich so, dass der Hubkolben 549 der Figur 42 sowieso waehrend dem Hube von dem Boden der Elemente abhebt, weil die Elementensaeule schneller komprimiert, als der Hubkolben nachfolgt, weil das Fluid aus den auesseren Zwischenraeumen zwischen den Elementen unter den Boden der Elemen nsaeule stroemt, wenn diese komprimiert. Die Figur 43 zeigt. also, dass man ohne den Hubkolben 549 der Figur 42 auskommen kann. Das Aggregat der Figur 43 macht etwa 8 Kubiccentimeter Foerderung bei 4000 Bar wasser, wenn 5 der Elementensaeulen eingebaut sind, erhaeltman bei 500 Upm rund 8 mal 5 mal 500 = 20 Liter pro Minute oder 40 CC pro Umdrehung. Die. Baulaenge ist etwa 450 mm und der Aussendurchmesser etwa 350 Millimeter.FIG. 43 shows a longitudinal section through an aggregate with a larger amount of conveyor. Those reference numerals in the figure which are the same as those in FIG. 42 show the same or corresponding parts, so that they are not repeated in the description of FIG. 43 because they are already known from the description of FIG. 42. The difference from FIG. 10 is that the
Die beschriebenen Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung zeigen, dass Loesungen fuer die folgenden Aufgaben der Erfindung gebracht wurden, die zur beschriebenen Aufgabe der Erfindung gehoeren :
- a) die Aufgabe, die schweren und teuren Achsialbooster 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 ermoeglicht und die die Verwendung solcher Aggregate in anderen Techniken, zum Beispiel beim Steinbohren usw. ermoeglicht;
- 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 Beschleunigungswiderstaende der schweren Klampenringe zu sparen;
- f) ein Aggregat zu schaffen, dass bei Verwendung einfacher Prinzipien die Niederdrucktechnik der plastischen Membranen' der Aerzte, Niederdruck Techniker usw. fuer hohe Drucke , von mehreren tausend Bar wirkungsgradhpch und billig bei einfacher Fabrikationsweise betriebssicher zu verwirklichen.
- g) diejenigen Aufgaben, deren Loesungen sich aus den Figuren und deren Beschreibung ergeben.
- a) the task of replacing the heavy and expensive axial boosters of the water jet cutting systems and their heavy pressure accumulators with small, light, cheap units;
- b) to create a high pressure water pump which enables the construction of cheap, light and space-saving water jet cutters and which enables the use of such units in other techniques, for example in stone drilling, etc.;
- c) to create a high pressure pump that makes the water jet cutting systems so small and cheap that the artisan can afford them;
- d) the cleat rings of the mentioned European patent application save;
- e) to save the efficiency losses due to acceleration resistance of the heavy cleat rings;
- f) to create an aggregate that, using simple principles, the low-pressure technology of the plastic membranes of the physicians, low-pressure technicians, etc. for high pressures, several thousand bar efficiency and cheap to implement in a reliable manner with simple manufacturing methods.
- g) those tasks whose solutions result from the figures and their description.
Die weiteren Figuren zeigen Alternativloesungen zu der Aufgabe (den Aufgaben) der Erfindung. ,The other figures show alternative solutions to the object (s) of the invention. ,
Figur 40 ist ein Laengsschnitt durch ein einteiliges Mehrkammern Element der Erfindung. Anstatt die Elemente achsial aneinander zu legen und abzudichten, sind sie in dieser Figur einteilig aus einem Stueck 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 Gehaeuse 91. Am anderem Ende sieht man den die erste und zweite Kammer trennenden Boden 584. Diese Figur zeigt ausserdem eine besondere Fabrikationsmethode fuer das Multikammern Element. Anstatt einzelne Ringkammern radial von innen und aussen einzudrehen, ist das Element wie ein Gewinde mit achsialer Steigung ausgefuehrt, wobei die Gewindegaenge jedoch nicht zylindrisch, sondern konisch sind. Das Element verengt sich nach hinten. Daher kann es mit einer Gewindedrehbank mit Konuseinrichtung hergetsellt oder in entsprechenden konischen Gewindeformen geformt werden. Der besondere Vorteil davon ist, dass auch die Ausfuellringe fuer die radial inneren und aeusseren Zwisc/henraueme zwischen den konischen Ringteilen einteilig hergestellt werden koennen, wie das Element selbst. Mann kann dann die Ausfuellringe von innen und von aussen in das Element einschrauben. Entsprechende Teile der Innenfuellkloetze sind durch 586 gezeigt und 585 zeigt Aussenfuellkloetze. Die Fuellkloetze sind nur in eine der Zwischenkammern eingezeichnet, aber in allen eingebaut.Figure 40 is a longitudinal section through a one-piece multi-chamber element of the invention. Instead of axially juxtaposing and sealing the elements, in this figure they are made in one piece from one piece of material. This can be plastic or stainless steel or metal. On the left you can see the
Figur 41 zeigt, dass die einteiligen Ausfuellkloetze 585 oder 586 durch radiale Schlitze 587 aufgeschnitten werden koennen, sodass sie zu mehreren passenden Ringteilen werden, die der achsialen Kompressions und Expansions Bewegung des Elementes 582 der Figur 40 mit ihren inneren und aeusseren Zwischenraeumen folgen koennen.FIG. 41 shows that the one-piece filler blocks 585 or 586 can be cut open by
In Figur 44 ist ein Teil einer Radialanordnung der Erfindung gezeigt. Der Kolben 568 foerdert in den Zylinder 535. Im Beffe des kolbens ist schwenkbar der Kolbenschuh 567 gelagert, der mit seiner Laufflaeche auf der Hubflaeche des Exzenters 565 der welle 564 gleitet. Durch den Kolben und den Kolbenschuh gehen die Kanaele 570 und 571 zur Fuellung der Erstkammer 35. Mit diesem System kann man die Zylinder von Radialpumpen durch die Kanaele durch Kolben und Kolbenschuh mit Fluid fuellen. Es ist dann in dem Exzenter 565 eine Nut angebracht, die etwa den halben Umfang des Exzenters, naemlich die Haelfte des Einlasshubes erreicht. Dass hat sich auch gut bewaehrt, selbst bei 750 Bar Pumpen. Als diese Nuten jedoch zum Antrieb der Aussenkammer der Erfindung eingesetzt wurden, fuehrte das dazu, dass die flemente sehr ploetzlich entspannten, sobald die Kanaele die Nut erreichten. Unter dieser ploetzlichen Entspannung schiesst das Fluid aus der Aussen- kammer wie aus einer Kanone heraus und es bilden sich Blasen, sodass anschliessend die Fuellung der Erstkammer mit gutem Fluid nicht schnell genug gelingt. Daher ist es erforderlich, um eine gute Wirkung sicher zu stellen, dass die Nut 566 im Exzenter 565, die Hubflaeche durchbrechend in den Exzenter eintritt, und sie daher als kurze Kontroll-Fuellnut auszubilden, die die aeussere oder erste Kammer 35 ueber dioe entsprechenden Leitungen nur zur Zeit der Lage des Geberkolbens in seinem aeusserem Totpunkt oder in dessen Nahe erreicht. Das ist in der Figur im Prinzip gezeigt.FIG. 44 shows part of a radial arrangement of the invention. The
Figur 45 zeigt, dass mehrere Geberkolben 569.669 und 769 auf eine- einzige Aussenkammer 35 arbeiten koennen, auch in Radialkolbenpumpen oder Motoren. Sie arbeiten dann zeitlich nacheinander, indem sie ueber ihre Kolbenschuhe 567, die an der Hubflaeche des Exzenters 565 laufen, zeitlich nacheinander angetrieben werden und so die Foerdergleichheit des Aggregates bewirken und die kurzen Kolbenhube ermaeglichen.FIG. 45 shows that several master pistons 569.669 and 769 can work on a single
Figur 46 zeigt eine Zugvorrichtung zum Zurueckziehen 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 Fluiden 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, sodass Druckdifferenzen auftreten muessten oder koennten. 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 von Druck entleert. Erfindungsgemaess wird die Fuelleitung 580 zur Fuellung 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 gewuenschte Druckgleichheit und die gewuenschte Querschnittsgleichheit der Erstkammer und der Zweitkammer diesseits und jenseits des Trennkolbens 572 ist dann gegeben.FIG. 46 shows a pulling device for withdrawing the
Figuren 47 und 48, wobei Figur 48 ein Querschnitt entlang XUI-XUI durch Figur 47 ist, zeigt eine bevorzugte Platzierung von drei Geberkolben zur gemeinsamen Erstkammer 35 einer Radialkolbenmaschine. Je nach Drehrichtung der welle im Sinne des Pfeiles in Figur 16 oder entgegengesetzt gerichtet dazu, wirken dann zwei Kolben zuerst oder einer zuerst.FIGS. 47 and 48, FIG. 48 being a cross section along XUI-XUI through FIG. 47, shows a preferred placement of three master pistons for the common
Figur 49, die ein Querschnitt zum Beispiel. durch das Gehaeuse der Figuren 42 oder 43 sein kann, zeigt die entsprechende Platzierung von drei Geberkolben zu jeweils einer gemeinsamen Erstkammer. Die Bezugszeichen sind dabei wie in den Figuren 4-7 und 48. Die Anordnung von mehreren Geberkolben hat im Vergleich zu einem einzigem Geberkolben pro Erstkammer 35 noch den Vorteil, dass die Achsen der Geberkolben aussermittig liegen und folglich mehr Platz fuer groessere Kolbenschuhe geschaffen ist. Denn fuer die hohen Drucke in der Erst - und der Zweit - Kammer von mehreren tausend Bar benoetigt man grosse Laufflaechen der Kolbenschuhe, um in der Schmierung der Laufflaechen mit einigen hundert Bar Druck auskommen zu koennen, oder, um ueberhaupt hydrodynamisch die Laufflaache der Kolbenschuhe zu tragen und dadurch die hydrostatischen Druckfluid Aggregate ,fuer hydrostatische Lager hydrostatischen Tragens der Laufflaechen der Kolbenschuhe zu sparen.Figure 49, which is a cross section for example. can be through the housing of Figures 42 or 43, shows the corresponding placement of three master pistons to a common first chamber. The reference numerals are as in FIGS. 4-7 and 48. The arrangement of a plurality of master pistons compared to a single master piston per
Im Uebrigen zeigt die Figur 49 noch die Lager der mehreren Erstkammern 35 um Gehaeuse 91 um dessen Achse 545 winkelmaessig gleichmaessig platziert. Gezeigt ist, dass eine welle 553 durch das Gehaeuse 91 erstreckt sein kann.For the rest, FIG. 49 also shows the bearings of the several
Fuer die praktische Verwendung der Erfindung mag noch folgendes von Interresse sein :
- Fuer die Berechnung der Wandstaerken der Gehaeuse 91 sollte man nicht die ueblichen bekannten Formeln verwenden, weil diese fuer dickwandige Rohre nicht voll gueltig sind, sondern die von Herrn Igarashi von Riken Seiki erhaltene der DE Patentanmeldung P - 34 46 107.8.
- For the calculation of the wall thickness of the
housing 91 one should not use the usual formulas, because these are not fully valid for thick-walled pipes, but rather the DE patent application P - 34 46 107.8 received from Mr. Igarashi von Riken Seiki.
Der Druck "Pi" in der zweiten oder der inneren Kammer 37 entsteht durch das Komprimieren der Elemente infolge des Druckanstiegs in der aeusseren, 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 erwaehnten 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 achsiale Zusammendrueckung. Diese nimmt mit dem Ausmass der Zusammendrueckung zu. In der Praxis ist diese Kraft viel geringer, als die beiden Drucke sind, sodass der Innendruck Pi in der Praxis fast immer ueber 90 Prozent des Aussendruckes Po ist. Man muss diese Tatsache beachten, um Abheben der Innennasen 508 voneinander zu verhindern.The pressure "Pi" in the second or the
Da die Drucke Po und Pi um ueber 90 Prozent gleich sind, in der Praxis, kann man duennwandige Elemente 501 in der Erfindung benutzen und somit die dickwandigen Elemente der eingans erwaehnten EP OS im Rahmen dieser gegenwaertigen Erfindung einsparen.Since the prints Po and Pi are over 90 percent the same, in practice, thin-
Die Verduennung der Wandstaerken der Elemente der Erfindung im Vergleich zu den dicken der EP OS hat ausserdem den Vorteil, dass die Elemente jetzt nach der gegenwaertigen Erfindung bei gleichen inneren Spannungen laengere Huebe machen koennen. Ausserdem sind die Elemente der Erfindung wesentlich einfacher, als die Elemente der EP OS. Insbesondere faellt das schwierige Problem der Verhinderung , der Abnutzung der Dichtringe fort.The thinning of the wall thickness of the elements of the invention compared to the thick ones of the EP OS also has the advantage that the elements can now make longer strokes with the same internal stresses according to the present invention. In addition, the elements of the invention are much simpler than the elements of the EP OS. In particular, the difficult problem of prevention and wear of the sealing rings is eliminated.
Durch die Erfindung ist also auch noch die weitere Aufgabe geloest , worden, die teuren und praezisen dickwandigen Elemente der EP OS durch duennwandige mit groesserem Hube zu ersetzen.The invention also solved the further problem of replacing the expensive and precise thick-walled elements of the EP OS by thin-walled elements with a larger stroke.
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 fortfaellt. Dann muss man das V-Element der Figur 39 verwenden.If the
Die Aggregate der Erfindung werden meistens fuer Pumpen verwendet. Nach Motoren fuer 4000 Bar hat bisher noch niemand gefragt, denn die arbeiten in der Hydraulik meistens unter 400 Bar. Doch ist es moeglich, die Aggregate dieser Erfindung auch als Motoren einzusetzen, sie mit bis zu 4000 Bar zu betreiben und das auch mit nicht schmierenden Fluessigkeiten, zum Beispiel mit Wasser. Beim Motorbetrieb muessen die Einlass und Auslass Ventile 38 und 39 jedoch gesteuert werden, weil sie beim Motorbetriebe nicht automatisch oeffnen und schliessen. Es wird bevorzugt, das mit mechanischen Mitteln, wie zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren, zu bewirken. Das nicht schmierrende oder das Treibfluid wird so beim Motorbetrieb in die zweite, die innere Kammer 37 geleitet durch Deffnung eines der Ventile und Schliessen des anderen und wieder herausgeleitet durch Oeffnen mindestens eines der Uerntile 38 oder 39.The aggregates of the invention are mostly used for pumps. Nobody has asked for motors for 4000 bar so far, because they usually work in the hydraulic system under 400 bar. But it is possible to use the units of this invention as motors, to operate them with up to 4000 bar and also with non-lubricating Liquids, for example with water. During engine operation, however, the inlet and
An der Entwicklung von Hochdruck boostern haben mehrere Dutzend Firmen in der Welt gearbeitet. Die EP OS ist schon seit einigen Jahren oeffentlich bekannt. Die Entwicklung der Pumpen mit den konischen Elementen nach der EP OS hat bisher etwa 30 000 Arbeits- und Maschinen- Stunden verschlungen.Several dozen companies around the world have worked on developing high pressure boosters. The EP OS has been publicly known for several years. The development of the pumps with the conical elements according to the EP OS has so far devoured around 30,000 working and machine hours.
Membran Pumpen fuer Arznei, zum Spritzen undsoweiter, mit niederen Drucken sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und im Prinzip anscheinend schon seit Jahrhuhderten. Trotz des Einsatzes von Dutzenden von Industriefirmen und trotz des Wunsches des Marktes ist es aber nicht gelungen, die gegenwaertige Erfindung zu machen, die theoretischen technischen Grundlagen zu erkennen, oder auch nur zu ahnen, mit wie einfachen Mitteln die Hochdruck Technik fuer nicht schmierende Medien verwirklicht werden kann, wenn eine erfinderische Taetigkeit erfolgt.Diaphragm pumps for medication, for spraying and so on, with low pressures, have been known for many decades and in principle, apparently, have been for centuries. Despite the use of dozens of industrial companies and despite the desire of the market, it has not been possible to make the current invention, to recognize the theoretical technical basics, or even to guess how simple the high-pressure technology for non-lubricating media is can be, if an inventive step takes place.
Durch die Erfindung ist auch noch die weitere Aufgabe geloest worden, einen selbsttaetigen Ansaughub zu verwirklichen, sodass im Falle der Verwendung ausreichend starker Elemente oder V-Elemente der Rueckzug der Kolben und eine erzwungene Erweiterung des Volumens der inneren Kammer ueberfluessig werden, weil die innere Spannung der starken Elemente diese Arbeit automatisch besorgt. Die bei der Kompression verlorene Spdnnungsarbeit wird in den Aggregaten der Figuren 4-2 und 43 beim Ansaughub Eeilweise zurueck gewonnen, indem sie teilweise auf die Schraegscheibe uebertragen wird und somit die Welle mit antreibt. Ueberwunden ist durch die Erfindung auch der moegliche Irrtum, dass man einen Folgekolben oder Geberkolben mit einer Membrane oder einem Elementensatze verbinden koennte, denn die Erfindung lehrt, dass der Boden der Elementensaeule oder des Elementes schneller bewegt wird, als der Kolben folgen wuerde, weil das Fluid aus den Zwischenraeumen radial ausserhalb der Elemente sich in der Aussenkammer von den Zwischenraeumen unter den Boden des Elementes oder der Elementensaeule hin bewegt.The invention has also solved the further object of realizing an automatic suction stroke, so that if sufficiently strong elements or V-elements are used, the retraction of the pistons and a forced expansion of the volume of the inner chamber become superfluous because of the internal tension the strong elements automatically do this work. The tension work lost during the compression is partially recovered in the units of FIGS. 4-2 and 43 during the intake stroke, in that it is partially transferred to the swash plate and thus drives the shaft as well. The invention also overcomes the possible error that one could connect a follower piston or master piston with a membrane or element set, because the invention teaches that the bottom of the element column or element is moved faster than the piston would follow, because that Fluid from the spaces radially outside the elements moves in the outer chamber from the spaces below the bottom of the element or column of elements.
Die Verwendung von Faltenbaelgen und Tellerfedern zur Schaffung einer ihr Volumen veraendernden Kammer innerhalb der Baelge, Membranen oder Tellerfedern bei der axialen Kompression und Expansion dieser Mittel ist seit langem bekannt. Die Baelge und Membranen sind dabei oft aus plastisch verformbaren Materialien, wie Gummi oder dergleichen, waehrend die Tellerfedern aus Metall sind. Oft sind auch duennwandige Metallteile als Membranen oder Baelge verwendet. Diese Aggregate sind jedoch meistens fuer Miederdruckpumpen oder fuer Kompressoren realtiv niederen Druckes gebaut worden und meistens auch nur fuer niedere Drucke verwendbar gewesen, weil es ihnen vom Prinzip und von der Konstruktion her an der Faehigkeit, hohe Drucke zu beherrschen, mangelte. Derartige Aggregate sind zum Beispiel aus Patent - Dokumenten, Patenten, Offenlegungsschriften oder Auslegeschriften bekannt.The use of bellows and disc springs to create a volume-changing chamber within the bellows, membranes or disc springs in the axial compression and expansion of these agents has long been known. The bellows and membranes are often made of plastically deformable materials, such as rubber or the like, while the plate springs are made of metal. Thin-walled metal parts are often used as membranes or bellows. However, these units were mostly built for gauntlet pumps or for compressors with a relatively low pressure and were mostly only usable for low pressures because they lacked the ability and principle to control high pressures. Such units are known, for example, from patent documents, patents, laid-open documents or interpretation documents.
Soweit die genannten Literaturstellen nicht direkt die Baelge. Membranen oder Tellerfedern zeigen, beinhalten sie in Pumpen verwendbare Teile, wie z.B. Kolben und Kolbenschuhe. Die genannten LitEraturstellen sind jedoch fuer nur niedere bis mittlere Drucke, weil ihnen di Mittel fehlen, bei hohen Drucken 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, foerdern zu koennen. Es ist auch bereits versucht worden, eine Oelsaeule zu verwenden, um ggf. ueber ein Trennmittel, eine andere Fluessigkeit zu foerdern. Solche Technologien findet man zum Beispiel in den US PS 1,473,924; 2,207,226; der Europa OS 0,036, 945 odcer der DE OS 2,258,819. Fuer niedere Drucke wurde auch bereits Fluid in eine die Tellerfedern umgebende Kammer geleitet, um die Tellerfedernsaeule zusammen zu druecken, wie zum Beispiel in der GrossAs far as the cited references are not directly the bellows. Diaphragms or disc springs show, they contain parts that can be used in pumps, e.g. Pistons and piston shoes. However, the literature locations mentioned are only for low to medium pressures because they lack the means to deliver fluid with good efficiency at high pressures of 400 to 5000 bar or because they lack the means to convey non-lubricating agents such as water to be able to. An attempt has also already been made to use an oil column in order to convey another liquid, if necessary, via a separating agent. Such technologies can be found, for example, in US Pat. No. 1,473,924; 2,207,226; the Europa OS 0.036, 945 or the DE OS 2,258,819. For low pressures, fluid has also already been fed into a chamber surrounding the disc springs in order to press the disc spring column together, for example in the large one
Jedoch ist auch das nur fuer niedrige Drucke gedacht, naemlich fuer die Kompression von Luft und fuer hohe Fluiddrucke von 400 bis 5000 Bar kann e5 nicht verwendet werden, weil die Mittel fehlen, derartig hohe Drucke zu verwirklichen. Auch wurde bereits Oel zwischen einen Kolben und eine Membrane gefuellt, wobei jenseits der Membrane Luft verdichtet wird. Dabei ist die Membrane aber mit dem Kolben verbunden, schafft keine grosse Foerdermenge und ist fuer die genannten hohen Drucke betrieblich nicht einsetzbar, weil der Kolben dafuer von der Membrane getrennt sein muss.However, this is also only intended for low pressures, namely for the compression of air and for high fluid pressures from 400 to 5000 bar, e 5 cannot be used because there are no means of realizing such high pressures. Oil has also already been filled between a piston and a membrane, with air being compressed beyond the membrane. However, the membrane is connected to the piston, does not create a large delivery rate and cannot be used for the high pressures mentioned because the piston must be separated from the membrane for this.
! Fuer sehr hohe Drucke geeignete Pumpen mit tellerfedern aehnlichen konischen Ringteilen, Elemente genannt, findet man zum erstem Male in der Europa Offenlegungsschrift E-OS 0,102,441 des Anmelders oder des Erfinders, der das DDR Patent 207,403 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.! Pumps suitable for very high pressures with conical ring parts similar to disc springs, called elements, can be found for the first time in the European patent application E-OS 0,102,441 by the applicant or the inventor, which corresponds to the GDR patent 207.403 and in the analogous DE OS, as well as in succession Disclosure documents of the applicant or inventor in the FRG or Japan, which, if not yet disclosed, are expected to be published in 1986 or 1987.
Aus der E- OS (dem DDR Patent) ergeben sich konische Ringelemente als fuer hohe Drucke in der Innenkammer geeignt, wenn die Elemente mindestens etwa halb so dick sind, wie ihr Querschnitt in radialer Richtung ausgedehnt ist. Die zu erwartenden Veroeffentlichungen des Anmelders oder des Erfinders werden dazu die Erkenntnis bringen, dass bei Drucken von ueber 2000 Bar der Hub solcher Elemente so kurz wird, dass dem Betrieb durch den dann gering werdenden Wirkungsgrad und dem Bauaufwand durch die Kosten economische Anwendungsgrenzen gesetzt sind. Daher werden die genannten zu erwartenden Veroeffentlichungen auch lehren, dass die Drucke auf etwa 4000 Bar rationell gesteigert werden koennen, wenn man Druck in eine Kammer leitet, die die konischen Ringelemente umgibt.From the E-OS (the GDR patent), conical ring elements are found to be suitable for high pressures in the inner chamber if the elements are at least about half as thick as their cross-section is extended in the radial direction. The expected publications of the applicant or the inventor will lead to the realization that at pressures of more than 2000 bar the stroke of such elements becomes so short that the operation is limited by the then decreasing efficiency and the construction costs due to the costs. Therefore, the expected publications mentioned will also teach that the pressures can be efficiently increased to about 4000 bar if pressure is passed into a chamber that surrounds the conical ring elements.
Alle diese Loesungen aber haben noch technische Schwierigkeiten, die aus dem bekanntem Stande der Technik nicht ueberwindbar sind. Zum Beispiel bewirken die bekannten Dichtungen erhebliche Wirkungsgrad Verluste durch innere Kompression des plastischen Dichtringmaterials, durch immer noch verbleibende, nicht fuellbare Totraeume mit Fluid, die dann innere Kompressions Verluste im Fluid bringen, die den Wirkungsgrad verringern und vor allem entstehen winzige, sich oeffnende und schliessende Spalte in der Groessenordnung 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 aeusseren Ebnden zusammen zu kleben, loeten oder schweissen, loesen sich bei den benoetigten hohen Hubzahlen von etwa 10 Millionen Hueben 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 achsial zu entspannen und das trifft auch fuer die duennen konisctien Ringteile aus Metallen fuer den Niederdruck Betrieb zu. Die Innenkammer innerhalb der Elemente muss mit geringem Vordruck fuellbar oder selbstansaugend wirkbar sein, weil das Aggregat zu teuer wird, wenn eine Vordruckpumpe hoher Kosten fuer die Fuellung der inneren Foerderkammer verwendet werden muss. Es besteht daher ein dringender Bedarf an einer Hochdruckpumpe fuer 400 bis 4000 oder 5000 Bar, die einfach herstellbar ist, im Preis nicht zu teuer wird, nicht zu voluminoes baut und die im Betrieb fuer meherere Millionen Huebe mit ausreichend gutem Wirkungsgrade betriebssicher arbeiten kann.However, all of these solutions still have technical difficulties which cannot be overcome from the known prior art. For example, the known seals cause significant losses in efficiency through internal compression of the plastic sealing ring material, through still remaining, non-fillable dead spaces with fluid, which then result in internal compression losses in the fluid, which reduce the efficiency and, above all, result in tiny, opening and closing Gaps of the order of 0.01 millimeters or less, which after a short time remove the material of the sealing rings and make the unit unusable. The known means of gluing, soldering or welding disc springs together on their radially inner or outer planes can be loosened at the required high stroke rates of approximately 10 million strokes per required service life of the unit, or they break. The membranes made of plastic material are unsuitable to suck in water or to relax axially enough with sufficient low pre-pressure in the inner chamber and this also applies to the thin conical ring parts made of metals for low pressure operation. The inner chamber within the elements must be capable of being filled with a low pre-pressure or self-priming, because the unit becomes too expensive if a pre-pressure pump has to be used at high cost to fill the inner delivery chamber. There is therefore an urgent need for a high pressure pump for 400 to 4000 or 5000 bar, which is easy to manufacture, is not too expensive in price, does not build too voluminoes and which can operate reliably for several million strokes in operation with sufficiently good efficiencies.
Der Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, im Gattungsbegriff der Hochdruckpumpen mit in achsialer Richtung federbaren Elementen ein von Fluid durchstroemtes Aggregat zu schaffen, das auch mit hohen Drucken von ueber 400 Bar und bis zu etwa 4000 Bar bei geringem Bauaufwand und mit einfach herstellbaren Mitteln fuer mindestens etwa 1000 Stunden oder mindestens etwa 30 Millionen Huebe betriebssicher mit ausreichend hohem Wirkungsgrade arbeiten kann, oder dass das Aggregat von so einfacher und billiger Ausfuehrung mit so einfachen Mitteln herstellbar ist, dass es auch fuer niedere Drucke zu einem ausreichend niedrigem Preise erhaeltlich und verwendbar wird.The invention is therefore also based on the object in the generic term of high-pressure pumps with elements which are resilient in the axial direction to create a unit which is flowed through by fluid and which can also be operated at high pressures of over 400 bar and up to about 4,000 bar with little construction expenditure and with simple to produce means can work reliably for at least about 1000 hours or at least about 30 million strokes with a sufficiently high level of efficiency, or that the unit can be produced from such a simple and inexpensive design with such simple means that it can also be obtained and used for low pressures at a sufficiently low price becomes.
In Figur 50 ist im 'Zylinder 601 ein Stoff 602 gelagert. Von oben ist er mit der Belastung "O" belastet. Die Hoehe des Volumens des Stoffes ist dann : "L". In Figur 51 ist der Stoff im gleichem Zylinder mit der Last "P" belastet. Diese Last drueckt den Stoff zusammen, sodass er im Zylinder an Hohe verliert und um die Hoehendifferenz "Delta L" auf die Hohe "1" zusammenschrumpft. Der Stoff hat unter der Last "P" eine innere Kompression erhalten. Diese ist bei Metallen gering, bei Gasen sehr hoch und bei Fluessigkeiten bis zu einigen hundert Bar zwar nur gering, doch von sehr hoher Bedeutung bei hohen Drucken um ueber 400 Bar. Auch plastische Dichtstoffe unterliegen dieser Zusammendrueckung durch innere Kompression. Fuer Gummi ist diese in der Literatur des Erfinders gegeben. Fuer oel und Wasser ist sie aus der allgemeinen Literatur entnehmbar. Im Folgen werden die Koeffizienten "Fcw" fuer Wasser oder ein anderes zu foerderndes Fluid "Fco" fuer Oel oder ein anderes Fluid; "Fcg" fuer Gummi oder einen anderen plastischen Dichtstoff und "Fom" fuer Fuellmetall oder ein anderes Metall oder einen anderen Stoff eingefuehrt. Fuer die genaue Berechnung muessen diese Werte durch Umrechnung aus den genannten Literaturstellen entnommen werden, wobei die Abhaengigkeit von Druck und Temperatur mit zu beruecksichtigen ist. Um jedoch grobe Ueberblicke ueber die Technik gewinnen zu koennen, werden folgende abgerundeten Koeffizienten fuer sehr grobe Berechnung zugrunde gelegt :
Bei der Zusammendrueckung des Stoffes erleidet dieser eine Volumenverminderung um V = Ausgangsvolumen mal dem Koeffizienten Fc (mit Index fuer den Stoff). Dieses Volumen ist ein Uerlustvolumen, das bei Pumpen nicht gefoerdert 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 Zylinderraumes mal der Hoehe "Delta L" der Figur 51; naemlich; Δ V Querschnift × Pruck "P" × koeffizient "Fe".When the substance is compressed, it undergoes a volume reduction by V = initial volume times the coefficient Fc (with index for the substance). This volume is a loss volume that cannot be pumped, but remains in the pump as part of the remaining volume or dead space volume. This loss of volume due to internal compression is the volume of the cross section of the cylinder space times the height "Delta L" of FIG. 51; namely; Δ V cross section × pruck “P” × coefficient “Fe”.
In der Figur 52 oben ist der Zylinder mit dem Innenradius "r" mit einem Stoffe mit dem Druck "0" gefuellt. Im unterem Teile der Figur 52 hat der Stoff den Druck "P", wodurch sich die Zylinderwand um den Differenzbetrag "Delta R" radial nach aussen zum groesserem Radius "Rp" aufweitet. Die Radiendifferenz "ΔRp" wird auch "δ" genannt und nach der Formel (5) der Figur 59 berechnet.52, the cylinder with the inner radius "r" is filled with a substance with the pressure "0". In the lower part of FIG. 52, the material has the pressure "P", as a result of which the cylinder wall widens radially outwards by the difference "Delta R" to the larger radius "Rp". The radius difference “ΔRp” is also called “δ” and is calculated using the formula (5) in FIG. 59.
Diese technischen Grundlagen sind einfaches Schulmaedchen Wissen das jeder Fachingenieur taeglich benutzt.These technical basics are simple schoolgirl knowledge that every specialist engineer uses every day.
Trotzdem aber ist keine einzige Hochdruckpumpe mit ausreichend hohem Wirkungsgrade und baulicher Einfachheit auf dem Markt und daher nicht kaeuflich erhaeltlich. 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 muessen. 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 fuer hochdruekfaehige, von Fluid durchstroemte Aggregate unerwartet und unerkannt in Erscheinung treten, wird wohl die Ursache dafuer sein, dass es heute noch keine Hochdruck Pumpe mit gutem Wirkungsgrade fuer 2000 bis 4000 Bar Druck gibt.Nevertheless, there is not a single high-pressure pump with a sufficiently high efficiency and structural simplicity on the market and therefore not commercially available. The result of this is that it has not yet been fully recognized where these foundations occur in the above direct or in modified forms in technology and must be applied correctly. It will probably be the case that they can be used once it has been recognized where they appear. The failure to recognize where they appear unexpectedly and unrecognized in the technology for high-pressure, fluid-flowed aggregates will probably be the reason why there is still no high-pressure pump with good efficiencies for 2000 to 4000 bar pressure.
Verbreitet eingesetzt sind Kolbenpumpen, deren meistens drei Kolben durch Pleuel und exzentrische Kurbelwellenteile getrieben sind, betriebssicher fuer Wasser bis 800 Bar. Einige Sonderausfuehrungen erreichen 1500 Bar und ganz hoch gezuechtete 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 hydrostatischen Kurbelwellen Lager der Eickmannschen Patentanmeldungeri und die Tangentialbalanzierung der Kolben nicht eingesetzt ist.Piston pumps, the majority of which have three pistons driven by connecting rods and eccentric crankshaft parts, are in widespread use for water up to 800 bar. Some special designs reach 1500 bar and very sophisticated ones reach 2100 bar. Sapphire pistons or hard ceramic pistons are sometimes used. In principle, the increase in pressure of this system is already limited by the fact that the hydrostatic crankshaft bearings of the Eickmann patent application and the tangential balancing of the pistons are not used.
. Fuer die hohen Drucke bis zu etwa 6000 Bar werden im allgemeinem Achsial - Booster der Figur 54 eingesetzt. Im Gehaeuse 603 laeuft 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 ueber die Einlassventile 38 einlassen und ueber die Auslassventile 39 abliefern. Ein Motor "M" treibt eine Pumpe "PV" die entweder selber umsteuert, daher PU mit dem Regelpfeil ueber der Pumpe fuer die Umsteuerung, oder die ueber ein Umsteuerventil das Druckfluid (Druckoel) abwechselnd ueber 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 zurueck leiten. Obwohl diese Anlagen anfangs. erhebliche Schwierigkeiten bei der Abdichtung der Hochdruck Wasserstufe hatten, wurden sie in dem letztem Jahrzehnt relativ betriebssicher und sind heute als betriebssicher anerkannt. Trotzdem, haben diese Anlagen aber einen erheblichen prinzipiellen Nachteil, der nicht ueberwindbar ist, weil er sich aus dem Prinzip ergibt. Dieser Nachteil ist, dass das Druckfluid im Zylinder 604 komprimiert, also der anhand der Figuren 1 und 2 erklaerten Erscheinung unterworfen ist. Selbst wenn das Druckoel in der betreffenden Kammer des Zylinders 604 nur 350 Bar hat, erhaelt man bereits 350 Bar mal Fco (= 0,0055) = 1,925 Prozent Zusammendrueckung 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 11 mal groesser sein, als der Querschnitt durch den Zylinder 606 der Hochdruckstufe. Das bedeutet, dass das Oelvolumen in der betreffenden Zylinderkammer 604 mindestens 11 mal groesser sein muss, als das gefoerderte oder maximal foerderbare 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 Hochdruckfoerderung aus dem Zylinder 606. Diese Art Hochdruck Anlagen haben also mindestens etwa 20 Prozent nicht rueckgewinnbare 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 unberuecksichtigt laesst und auch die Verluste durch Totraum infolge der Ventilanordnung im Folgezylinder 606 auch unberuecksuechtigt laesst, muss jede dieser Anlagen also mindestens etwa 20 Prozent an Leistung infolge des Prinzips der Anordnung ergeben, sodass der Wirkungsgrad bei 4000 Bar niemals etwa 80 Prozent uebersteigen kann, in Wirklichkeit aber wegen der weiteren Verluste auf etwa 75 Prozent oder auf einen noch geringeren Wirkungsgrad absinkt.. For the high pressures up to about 6000 bar the general axial booster of Figure 54 is used. In the
In der Figur 55 ist ein Tellerfedernpaar achsial entgegengesetzt gerichtet, zusammen gelegt, dessen radial aeussere Enden plangeschliffen sind. Die Feder 609 liegt in der Planflaeche 610 auf der Feder 611. Der Anstellwinkel der Tellerfeder is "alpha". In dieser Figur ist die Tellerfeder in hrer Originalform, ungespannt.In FIG. 55, a pair of disc springs is axially oppositely directed, folded together, the radially outer ends of which are face-ground. The
Figur 56 zeigt das gleiche Teil der Tellerfeder, wie die Figur 55, jedoch ist die Tellerfeder jetzt in achsialer Richtung vollkommen zusammen gedrueckt, sodass' die bisher konischen. Innenflaechen sich in der Flaeche 618 beruehren. Die bisherigen Flaechen 610 der Figur 55 bilden jetzt eine Gabel mit dem gleichem Winkel alpha, sodass ein konischer Ringspalt mit dem Winkel 2 mal alpha zwischen den Flaechenteilen 610 entsteht, Diese Tatsache ist eine wichtige Erkenntnis der Erfindung.Figure 56 shows the same part of the plate spring as Figure 55, but the plate spring is now completely compressed in the axial direction, so that 'the previously conical. Inside surfaces touch in
In Figur 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 gegenwaertigen Erfindung ist. In Figur 8 sind die Tellerfedern wieder ungespannt,sodass ein Teil der Flaechenteile 610 wieder aneinander liegt.In FIG. 57, the common
In Figur 58 ist das Tellerfedernpaar der Figur 57 in achsialer Richtung voll zusammen gedrueckt, sodass die vorher konischen Innenflaechen 618 wieder aneinander liegen. Zwischen den Flaechenteilen 610 oeffnet sich daher wieder der konische Ringspalt 612. Der in die Ausnehmung 613 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 spaeter als meistens schwarzes Pulver (0-Ring Pulver) in der Anlage und der plastische Dichtring ist meistens schon nach einer Stunde Betrieb der Federn voellig weggeschabt und in Pulver umgewandelt. Das Aggregat ist schon nach einer oder nach wenigen Stunden unbrauchbar. Daher wird nach der gegenwaertigen Erfindung ein "Back-up" Ring = Stuetzring 616 oder 617 in die Ausnehmung 613 eingelegt. Dieser Stuetzring, der der Stuetzung des Dichtringes dient und der das Eindringen von plastischen Dichtringteilen in die Ringnut 612 verhindert, ist in Hochdruckanlagen der Erfindung fuer 4000 Bar aus Metall hergestellt, wobei das Metall eine Festigkeit von ueber 45 Kg pro Quadratmillimeter hat, meistens um 60 bis 80 Kg pro Quadratmillimeter liegt. Bei der perfekten Ausfuehrung hat der Stuetzring 616 oder 617 innen der Radius "R" der Figur 58 um die Wurzel des Spaltes 612 und aussen der Radius "r" um seine radial innere Mitte der radial inneren Auflageflaeche. In der Praxis mag der Stuetzring die kantige Querschnittsform des Ringes 617 haben, wann die ideale Form des Stuetzringes 616 aus Preisgruenden nicht verwirklicht werden kann. Der plastische Dichtring, der in die Ausnehmung 613 eingeklegt ist, passt sich unter dem Fluiddruck von radial aussen her der jetzt vorhandenen Form der Ringteil-Lage 614 an und fuellt die jetzige Raumform 615 der Ausnehmung 613 aus, ohne in den Spalt 612 eintreten zu koennen, weil dieser Spalt durch den Stuetzring 616 oder 617 verschlossen ist.In FIG. 58, the plate spring pair of FIG. 57 is fully pressed together in the axial direction, so that the previously conical
Die so beschriebene Formgebung des Stuetzringhes 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 Stuetzring, weil die Formgebung des Stuetzringes 616 das Entstehen solcher Spalte verhindert. Der Stuetzriung der Type 617 formt sich unter den Bewegungen und Drucken nach und nach zu dem Radius "R" angenaehert aus und ist daher eine Behelfsloesung billigerer Ausfuehrung fuer die Praxis des Die sfuefzringe sind eine wichtige Ausfuehrungsart der gegenwaertigen Erfindung.The shape of the
In den Figuren 59 und 60 sind die mathematischen Grundlagen fuer die Berechnung und Aenderung der Abmessungen der Tellerfedern dargestellt, waehrend man die Festigkeit und die Foerderung derartiger konischer Ringelemente aus den Figuren 23,25 und 29a der Europa Offenlegungsschrift 0,102,441 des Anmelders und Erfinders entnimmt. Figur 59 zeigt die Berechnung der Massze "S", Delta R" und "LR" des betreffenden Halbteils der als Linie dargestellten Tellerfeder. Figur 11 zeigt die Berechnung der Radialaufweitung der Tellerfeder oder eines Rohres unter Druck von radial innen her. Beim Flachdruecken der Feder der Figur 59 erhoeht sich der Aussendurchmesser der Tellerfeder, dann, wenn der Innenduchmesser unveraendert bleibt, um die Differenz LR minus Delta R. Bei Innendrueck und sonst gleichen Bedingungen ueberlagern sich die Radialaenderungen, sodass maximal die Differenz "δ " = "Delta D" zum Ursprungs Aussendurchmesser "D" hinzu zu zaehlen ist plus der Differenz LR minus Delta R" der Figur 59. Die Gleichung (5) zur Berechnung der Radialaufweitung "δ" unter Innendruck ist noch an anderer Stelle der Eickmannschen Patentliteratur naeher erlaeutert.FIGS. 59 and 60 show the mathematical foundations for calculating and changing the dimensions of the disc springs, while the strength and the conveyance of such conical ring elements can be found in FIGS. 23, 25 and 29a of the European patent application 0,102,441 by the applicant and inventor. Figure 59 shows the calculation of the dimensions "S", Delta R "and" LR "of the relevant half of the plate spring shown as a line. Figure 11 shows the calculation of the radial expansion of the plate spring or a tube under pressure from the radial inside. When the spring is pressed flat 59, the outer diameter of the disc spring increases, if the inside diameter remains unchanged, by the difference LR minus Delta R. With internal pressure and otherwise the same conditions, the radial changes are superimposed, so that the difference "δ" = "Delta D" at most To add the original outer diameter "D" plus the difference LR minus delta R "of FIG. 59. Equation (5) for calculating the radial expansion" δ "under internal pressure is explained in more detail elsewhere in the Eickmann patent literature.
Nachdem in der Beschreibung der Grundlagen der Erfindung nachgewiesen wurde, dass die bisherigen Systeme unueberwindbare Wirkungsgrad-und damit Leistungs- Maengel haben, ergibt sich insbesondere unter Beruecksichtigung der Beschreibung der Figur 54, dass die Ausfuehrung nach der Figur 17 der genannten Europa Offenlegungsschrift (das genannte DDR Patent) die wirkungsgradbeste Loesung fuer eine 4000 Bar Hochdruck, Pumpe bringen muesste, wenn sie vollendbar waere. Um sie vollendbar zu machen, muesste der Kolben 52 praezise gefuehrt sein und ausserdem muesste seine Querschnittsflaeche etwa 5 mal groesser sein, als die Querschnittsflaeche durch die Kammer zwischen den konischen Ringelementen 1. Dieser Querschnittsunterschied deshalb, weil die Hydraulischen hydrostatischen Lager, die unumgaenglich sind, bis etwa 750 oder 100 Bar betriebssicher sind., waehrend der Druck in der Wasser foerdernden 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 Ausfuehrung 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 gegenwaertigen Erfindung zuordnet. Diese Mittel sind vor allem die Abdichtung der sich oeffnenen Spalte, also die Verhinderung des Wegschabens der plastischen Dichtringe und die Anordnung der Figur 61. mit Figur 62. Es ist naemlich so, dass die Kraefte bei dem Exzenterantrieb nach der Figur 17 der Europa OS derartig hoch werden, dass die Waelzlager sie nicht mehr tragen koennen, ohne eine riesig voluminoese Bauweise zu ergeben. Ausserdem sind so starke Lager meistens nicht auf Lager und muessten speziell gebaut werden. Sie sind auch zu teuer. Nicht nur fuer die Figur 1 der E-OS, sondern auch generell fuer die gegenwaertige Erfindung ist wichtig, dass ein Teil der inneren Kompressionsverluste der GesamtAnlage wieder zurueck gewonnen wird. Das wird moeglich durch den Exzenter Langhubantrieb der Figuren 61 und 62, bei denen die Exzenter Hubflaechen unter der Entspannung von Fluid unter innerer Kompression als Hydromotor wirken. Eine Anordnung, die die hohen Radialkraefte auf die Welle aufnehmen kann, ist daher in Figuren 61 und 62 gezeigt. Dabei ist Figur 62 ein Schnitt durch Figur 61 entlang der gepfeilten, strichpunktierten Linie durch Figur 6f. Die Welle 619 ist in den Lagern 634 umlauffaehig gelagert, wobei das rechte Lager nur strichliert angedeutet ist, um die Schnittline deutlicher zu zeigen. Die Lager 634 koennen mit hydrostatischen Druckfluidtaschen 635 versehen sein. Die Welle hat zwei achsial aeussere Exzenterscheiben 620,621 und . dazwischen zwei achsial innere Exzenterscheiben 622,623, die in Radial ichtung gegenueber den aeusseren um 180 Grad verdreht sind. Jede Exzenterscheibe ist mit der mittleren Nut 628 zum Eintritt der Fuehrungsstege 628 fuer die Fuehrung der Kolben 631 daran versehen. Die Fuehrungsstege sind am Gehaeuse oder an den Zylindern ausgebildet, die die Kolbeh 631 fuer die Kompression der konischen Elemente in Radialrichtung fuehren. Durch den Eintritt der Kolbenfuehrungen 628 in die Ringuten 629 zwischen den Teilen der betreffenden Exzentersacheibe wird der lange Kolbenhub erzielt, der wichtig ist, um das Aggregat zeitweise als Hydromotor zur Rueckgewinnung von innerer Kompression aus dem Fluid und in den konischen Ringelementen, Dichtlippen usw. ausnutzen zu koennen. Die Exzenterscheiben bilden so die Hubflaechen 624 und 625 fuer den Kolbenhub, an denen die Laufflaechen der Kolbenschuhe 630 laufen. Die Kolbenschuhe 630 sind in den Kolben 631 schwenkbar und sie sind mit Druckfluidtaschen und Kanaelen 632 und 633 zur hydrostatischen Lagerung versehen. Die Speisung dieser Lager ergibt sich im Prinzip aus der Figur 17 der genannten Europa DS, die Welle mit den Exzentern, der Kolbenfuehrung usw. ergibt sich im Prinzip aus den DE-OS 35 02 220 und 33 30 589.After it has been demonstrated in the description of the principles of the invention that the previous systems have insurmountable efficiency and thus performance deficiencies, it becomes apparent, taking into account the description of FIG. 54 in particular, that the embodiment according to FIG. 17 of the aforementioned European publication (the aforementioned GDR patent) the best efficiency solution for a 4000 bar high pressure, pump would have to bring, if it were complete. In order to make it complete, the
Die Anwendung dieser Langhubexzenter in der gegenwaertigen Erfindung ist .deshalb zweckdienlich, weil ohne langen Kolbenhub bei kleinem Durchmesser` der Kolbenhubfuehrungsflaechen eine Benutzung als Hydromotor zum Antrieb der Welle 619 bei der Entspannund der inneren Kompressionen nicht rationell moeglicn ist. Aus diesem Grunde sind zum Beispiel Schraegscheiben Achsialkolben Aggregate nicht geeignet, weil sie zu kleine Anstellwinkel und zu kurzen Kolbenbhub haben, um als Motor rationell zu sein. Bei solchen Schraegscheiben der Axialkolben Ausfuehrung ist eine lange Kolbenfuehrung, wie durch die Stege 629 bei Radialkolbemnaggregaten (Figuren 61 und 62) bisher nicht moeglich und folglich bei hohen Drucken, wie sie hier erforderlich sind, keine ausreichend langen Kolbenhuebe moeglich, um rationellen Motorbetrieb zur Rueckgewinnung von Energie , die fuer die innere Kompression verbraucht wurde, zu ermoeglichen. Die Hochdruckfaehigkeit fuer 4000 Bar der Figuren 61 und 62 ergibt sich daraus, dass die benachbarten Kolbenhubflaechen radial diametral gegenueber liegen, also die Hubflaechen 624 die Radiallasten der Hubflaechen 625 und vice versa, so aufheben, dass die Welle 619 keine radiale Durchbiegung erfaehrt 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 fuehrt sie beim Rueckhub, 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 Hubflaechen 624,625 infolge der Hubflaechenform mit langen Radien 626 um die Exzenterachsen 636 und 637 gross werden.The use of this long stroke eccentric in the current invention is useful because, without a long piston stroke with a small diameter of the piston stroke guide surfaces, use as a hydraulic motor to drive the
Figur 63 zeigt, dass im Vergleich zu der betreffenden frueheren Figur 12 der Innendurchmesser des Zylinders 638 nur wenig groesser, als der Aussendurchmesser des Kolbens 639 sein darf, um die geringste Oelmenge moeglich 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 Wasserfoerderkammer angeordnet sein muessen, dass der sich mit Fluid fuellende Totraum ein Minimum wird, um die inneren Kompressions Verluste bei einem Minimum zu halten.FIG. 63 shows that, compared to the previous figure 12 in question, the inside diameter of the
Figur 64 zeigt dafuer .noch bessere Einlass und Auslass Ventile 38 und 39, die noch weniger Totraum bilden, weil die Ventilflaechen direkt an der Zylinderwandflaeche 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 Tangeetiol Balanzierungs DruckfluidTaschen 640 mit den Leitungen 641 angeordnet sein muessen, wenn ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Betriebssicherheit erreicht werden sollen. Im Uebrigen arbeiten die Figuren 14 und 15 wie die Figuren 12 und 13 .64 shows even better inlet and
Figur 65 zeigt einen Laengsschnitt durch ein W - Element der Erfindung eingebaut in ein Aggregat mit den Klampenringen nach den Figuren 80der 11. Aus den Figuren 8,11 ergab sich, dass die Abdichtung der konischen Ringelemente gegenueber der Innenkammer zur Foerderung 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 Figuren 55 bis 58 erlaeutert wurde. Durch das W-Element der Erfindung nach der Figur 65 wird dieser Nachteil vollkommen ueberwunden und zwar dadurch, dass das Element 646 im Querschnitt etwa die Form eines "W" bildet. Das Elemement 646 der Erfindung hat daher ein Front-Element 643 der Figuren 6 und ein Rueckelement 644 der Figuren 6 einteilig zusammen mit den radial flexiblen Ringteilen 646 der Figuren-3,7,9 und der mittleren Radialverstaerkung 645, worin die Figuren frueher in dieser Anmeldung oder in einer oder mehreren der Voranmeldungen erscheinen und die genannten Teile darin andere Bezugszeichen haben. Die Front und Rueck Teile, also die eigentlichen konischen Ringteilel, 643 und 644 haben die achsial vorstehenden Ringnasen 647, die denen der Bezugszeichen 13 der genannten Figuren 3,7,9 entsprechen und die wichtige Merkmale der in der Erfindung offenbarten Technik sind. Die Teile 646 ermoeglichen die radiale Deformation, das radiale Atmen beim Komprimieren und Expandieren der eigentlichen konischen Ringelemente 643 und 644. Die mittlere Radialstuetze 645 verhindert zu starkes radiales Aufweiten unter Innendruck und dadurch Lieferverluste.FIG. 65 shows a longitudinal section through a W element of the invention installed in an assembly with the cleat rings according to FIGS. 80 or 11. From FIGS. 8, 11 it was found that the sealing of the conical ring elements against the inner chamber to convey the water or fluid therefore Difficulties because small conical ring gaps periodically occur during compression and expansion form the conical ring elements which scrape off the material of the plastic sealing rings, as was also explained with reference to FIGS. 55 to 58. This disadvantage is completely overcome by the W element of the invention according to FIG. 65, namely that the
Da das W-Element 642 ein einteiliges Element ist, ist es unmoeglich, die Klampenringe, die zum Zusammenhalten benachbarter konischer Ringteile erforderlich sind, einzubauen.Since the
Daher zeigt Figur 66, die ein Schnitt durch Figur 65 entlang der strichpunktierten und gepfeilten Linie durch Figur 65 ist, dass die Klampenringe dann doch ver wendet und montiert werden koennen , wenn man sie erfindungsgemaess durch Radialschlitze 647 in mindestens zwei Teile zerlegt. Dabei ist es zweckdienlich den oberen Klampenring 27 um 90 Grad gegenueber dem unterem Klampenring 28 zu verdrehan und eine gerade Zahl fuer die Anzahl der Schraubensitze und Gewinde unter gleichen Winkeln in den oberen und unteren Klampenringen 27 und 28 einzu arbeiten. Auf diese Weise ist es moeglich, zwei achsial benachbarte W-Elemente der Erfindung zusammen zu schrauben, wie die Figur zeigt und so die Arbeitskammern zwischen zwei benachbarten konischen Ringteilen 1,643,644 zu bilden. Ein Ausfuellschaft 648 ist wieder eingebaut. Die Zentrierringe und Dichtringe 20 und 26 der Figur 66 muessen in die Kammer 50 eingepasst werden, doch sind sie der Uebersichtlichkeit halber in die Figur 65 nicht eingezeichnet.Therefore, FIG. 66, which is a section through FIG. 65 along the dash-dotted and arrowed line through FIG. 65, shows that the cleat rings can still be used and assembled if they are broken down into at least two parts by
Durch die Erfindung des W-Elementes wird es moeglich, ein Aggregat ohne sich oeffnende und schliessende konische Ringspalte zu bauen, also das Wegschaben der plastischen Dichtringe zu verhindern, wie die Figur 67 zeigt.The invention of the W-element makes it possible to build an assembly without opening and closing conical ring gaps, thus preventing the plastic sealing rings from being scraped away, as shown in FIG. 67.
, In Figur 67 ist ein Laengsschnitt durch eine Gehaeuse 91 mit eingebautem Folgehubkolben und einigen eingezeichneten W-Elementen der Erfindung gezeigt. Der Kopfdeckel 1001 enthaelt die Einlass- und Auslass - Ventile 38 und 39 und ist mit dem Gehaeuserohr, auch Aussenrohr genannt, 91 fest verschraubt oder einteilig. Im Boden des Gehaeuses oder in dessen Bodenplatte oder Bodendeckel befindet sich der Folgezylinder 650,651 mit dem darin reziprokierbarem Folgekolben oder Hubkolben 649,652. Diese Zylinder und Hubkolben sind in der Figur als Differentialzylinder und als Differentialkolkben ausgebildet, um eine Fuehrung 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, sodass 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 hoch zu druecken und so den W-Elementensatz zusammen zu druecken. Da die Elemente evnetuell nach langem Betrieb ermueden, wird erfindungsgemaess eine Rueckzugsvorrichtung in Figur 18 vorgesehen. Diese besteht aus dem Kolbenfortsatz 655 des Hubkolbens 649, wobei der Fortsatz 655 durch eine Abdichtung in den Rueckzugzylinder 656 hereinragt und darin den Rueckzugkolben 657 traegt. Wird Druckoel 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, zurueck. Als weitere besondere Erfindungsmerkmale sind die W-Elemente mittels Klampenringen zusammen geschraubt, wie in den Figuren 65 und 66. Nur die oberen und unteren W-Elemente sind in Figur 67 eingezeichnet. Als Besonderheit sind diese mittels der Bolzen 50 am Hubkolben 649 beziehungsweise am Kopfdeckel 1001 angeschraubt. Um die Montage zu ermoeglichen, wird der obere Klampenring 28 mittels durch den Kopfdeckel erstreckter. Schraubenbolzen 30 am Kopfdeckel 1001 festgeschraubt. Da alle W-Elemente so fest gehalten sind, koennen sie sich nicht voneinander loesen, sodass die Elementensaeule Hub- und Zug-fest miteinander verbunden ist.FIG. 67 shows a longitudinal section through a
Da die Anlageflaechen beim Zusammendruecken konische Ringoeffnungen mit dem Winkel "alpha" wie in der Figur 56 bilden wuerden, sind metallische Stuetzringe mit Abschraegungen von etwa 45 Grad in die Kammern 50 eingebaut und mit 653 bezeichnet, um die plastischen Dichtringe 654 dagegen zu schuetzen, dass sie in die sich oeffnenden konischen Ringspalte an den Ringnasen 13 bezw. zwischen diesen und dem Kopfdeckel 1001 oder dem Kolben 649 teilweise eintreten koennen und dort abschaben. Die sich oeffnenden konischen Ringspalte sind so eng, dass man sie mit dem Auge nicht sehen kann und sie nur durch die geometrisch-mathematischen Ueberlegungen der Erfindung erkannt werden konnten. Die plastischen Dichtringe in den Kammern 50 druecken unter dem Fluiddruck von innen her radial nach aussen gegen die Stuetzringe 653 und infolge der Abschraegung der Stuetzringe werden diese dabei gleichzeitig achsial nach oben oder unter zum dichtem Anliegen an der Grundflaeche des Kopfdeckels 1001 oder der Kopfflaeche 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 Ausfuellkloetze eingesetzt.Since the contact surfaces would form conical ring openings with the angle "alpha" as shown in FIG. 56, metallic support rings with bevels of approximately 45 degrees are installed in the
In den Figurenbeschreibungen werden Teile, Wirkungen und Aufgaben, die bereits anhand einer frueheren 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 the description of the figures, parts, effects and tasks which have already been discussed with reference to a previous figure are not discussed repeatedly in this application, with a few exceptions, because they are already understood from the previous description of the previous figure.
In Figur wird gezeigt, dass, insbesondere bei Aggregaten mit Beaufschlagung der Aussenkammer 35 und bei weichen konischen Ringelementen oder bei ermuedenden 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 Ausfuellklotz in Kammer 37 daran zu befestigen, oder um den ganzen Elementensatz mittels einer Schraube zusammen zu halten. 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 Fuehrung 664 und durch die Zugkammer 666, um in dert 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 zuruack zu druecken und ueber die Kolbenstange 662 den Elementensatz 501 in die Ausgangslage zurueck zu ziehen. 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 zurueck zu drueäken.In the figure it is shown that, particularly in the case of units with an action on the
In Figur 69 ist eine vorteilhafte Ausbildung fuer das obere, an der Stirnflaeche des Kopfdeckels 1001 anliegende Element gezeigt. Das obere Element 527 ist hier erfindungsgemaess mit einer Ringnase 684 versehen, deren Durchmesser unterschiedlich zu den anderen Elementen ist, um den Zweck der Auflage, Halterung und Abdichtung relativ zum Kopfedeckel 1001 zu erfuellen. Das Gehaeuse hat eine Ringausnehmung, in die der Ringflansch 684 des Elements 527 hereinragt und darin passt und darin fest eingeklemmt ist. Eine Ringnut 683 fuer 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 erfindungsgemaess von hoher Bedeutung fuer 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 Gehaeuses 91 verbleibt, weil dieser Ringspalt otraum 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 shows an advantageous embodiment for the upper element which bears against the end face of the
Figur 69 wiederholt im Prinzip ein Beispiel fuer den Antrieb der Hubkolben und zeigt ausserdem die Anordnung einer kurzen zentralen Rueckzugvorrichtung. 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 Gehaeuses 91 oder dessen Bodendeckel 91, um in die Zugkammer 672 einzutreten und in ihr am Zugstangendende den Zugkolben 673 zu halten. Das Federmittel 699 zwischen dem Teile des Gehaeuses 91 und dem Zugkolben 673 drueckt die Zugstange und damit die Elemente 527,501,1 usw. in die Ausgangslage zurueck. Die Bahrung 1004 dient der Entleerung der Kammer 672 von Druck. Da die Rueckzuganordnung in dieser Figur zentrisch um die Kammmernachse 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 relative zur Achse 1002 versetzt angeordnet und laufen mit enger Passung in entsprechenden Bohrungen im Grunddeckel oder im Gehaeuse 91. Da es schwierig ist fuer so hohe Drucke, die Kolben direkt anzutreiben, ohne sie als Differentialkolben 535,735 auszubilden, werden meistens besondere Treibkolben 540,740 angeordnet, die auf die Boeden der Hubkolben 535,735 wirken.Figure 69 repeats in principle an example for the drive of the reciprocating piston and also shows the arrangement of a short central retraction device. The
Die Treibkolben haben im Vergleich zu den Hubkolben groessere Durchmesser, um eine Kraftuebersetzung 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, waehrend sie durch einen Hubantrieb 677,542 angetrieben und zurueck. gelassen werden. Der Hubantrieb mag mit dem zentralem Schaft 553 um die Zentralachse 674 verbunden oder zusammen wirkend sein und auf eine Anzahl von Kammern 35 wirken, die um die Zentralachse verteilt angeordnet sein koennen. Lager oder Druckfluid Mittel 676,554, 675.1005,555,685 oder dergleichen moegen angeordnet sein.The driving pistons have larger diameters compared to the reciprocating pistons in order to achieve a power transmission between the lubricating fluid of less than 1000 bar and the lifting fluid in the outer chamber of several 1000 bar. The driving pistons in the figure have the piston shoes 741 with hydrostatic bearing pockets 632, 678 and
Figuren 70 und 71 zeigen sehr wichtige Merkmale der Erfindung, naemlich Abdichtanordnungen radial der Auflagen der Elemente aneinander. Wie bereits beschrieben, offenen sich beim Komprimieren und Expandieren der konischen Ringelemente enge konische Ringspalte, die zwar nur Abmessungen von wenigen hundertstel oder unter einem hundertstel Millimeter maximale Oeffnungsweite erreichen, aber die plastischen Dichtringe schnell abschaben. Die Figur zeigt daher eine Aussenabdichtung und die Figur 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 Figur 70 hat einen festen Stuetzring 686, der fuer 4000 Bar aus festem Metall von ueber 45 Kg pro Quadratmillimeter festigkeit, sonst aber weicher ist und einen ihn radial nach innen und achsial nach beiden Richtungenm umgebenden plastischen Dichtring 687, dessen Teile 688 und 689 die achsiale Umgreifung des Stuetzringes 686 bilden. In radialer Richtung umgekehrt hat die Anordnung der Figur 71 den festen Stuetzring 690 mit dem plastischem Dichtring 691 und dessen Achsialumgreifteilen 692 und 693. Die Dichtringteile dehnen sich radial aus und ziehen sich radial zusammen parallel zur Radialaenderung der Elemente beim Komprimieren und Expandieren der Elemente. Die achsialen Umgreifteile 688,689,692 und 693 sind erfindungsgemaess wichtig, weil ohne sie die Abdichtung nicht so gut ist, wie sie fuer die Anwendung in Aggregaten der Erfindung sein muss. Herkoemmliche zylindrische Dichtringe sind nicht geeignet, weil sich an deren Achsialenden wiederum konische Spalte, mit dem Auge nicht sichtbar, oeffnen und schliessen und den plastischen Dichtring abschaben wuerden. Das ist durch die Ausbildung nach den Figuren 70, 71 und den nachfolgenden verwandten Figuren verhindert, weil nun das plastische Dichtringmaterial der Ringe 686 und 691 keine sich oeffnenden konischen Spalte mehr beruehren kann. Der Druck radial innerhalb oder radial ausserhalb der Ringe drueckt 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 oeffnenden konischen Ringspalte zwischen den Elementen oder zwischen einem Element und einem Nachbarteile.Figures 70 and 71 show very important features of the invention, namely sealing arrangements radially of the contact between the elements. As already described, when the conical ring elements are compressed and expanded, narrow conical ring gaps open up which, although they only reach dimensions of a few hundredths or less than a hundredths of a millimeter, open the plastic sealing rings quickly. The figure therefore shows an outer seal and FIG. 22 shows an inner seal for use in the corresponding
Die Figur 72 zeigt wichtige Anordnungen fuer die Betriebssicherheit und das Wirken des betreffenden Aggregates der Erfindung.FIG. 72 shows important arrangements for the operational safety and the effectiveness of the relevant unit of the invention.
Damit die Aussenkammer 35 effecktiv wirken kann, ist es ausserordentlich wichtig, dass sie immer mit der richtigen Menge an Del (Fluid) gefuellt und frei von Luftblasen ist. Daher wird eine Fluidzuleitung 709 zur Kammer 35 geleitet, in die, nahe der kammer 35, ein Rueckschlagventil (Einwegventil) 706 eingeschaltet ist. Dazu kann man aus konstruktiven und aus Baugruenden die Bohrung 705 im Gehaeusa 91 anordnen und in sie den Ventilhalter 707 mit Dichtungen 708 einsetzen, wobei man diese Teile mit dem Anschluss 710 im Gehaeuse 91 halten kann. Die Druckleitung 709 wird von aussen her oder aus dem Aggregate heraus mit Druckfluid gespeist. Ferner wird an einer Stelle im Kopfdeckel 1001, die durch die Abdichtungen 694,696 frei gelassen ist und ueber dem Spalt 697 liegen mag, die Auslassbohrung 795 angeordnet und zu einem bei einem bestimmtem Druck selbst schliessendem Ventil geleitet. Das selbstschliessende Ventil sitzt in der Ausnehmung 1006 und besteht zum Beispiel aus einer Huelse 1012 und einem Ventilkoerper 696 mit einer Belastung, zum Beispiel einer Feder, 701. Der Uentilkoerper 703 hat ausserdem den dickeren Kopf 696 und das duennere Ende 703. Beide Teile sind achsial beweglich in den sie umgebenden zylindrischen Waenden eingepasst und die Belastung 701 drueckt den Ventilkoerper in der Figur nach unten. Bei Druckanstieg in der Ausenkammer 35 ueber 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 Duchmessers ueber 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 oberem Ende der Kammer 35 befindet. Bei starekerem Druckanstieg in der Kammer 35 kann nicht mehr viel mehr Fluid entweichen, infolge der Drosselwirkung, sodass der Ventilkoerper 703 sich gegen die Belastung 701 nach oben hebt, wobei die Bohrung 702 in die zylindrische Wand der Huelse 1012 eintritt und durch diese verschlossen wird, sodass kein Fluid mehr entweichen kann. Diese Anordnung haelt also die Kammer bei geringem Drucke offen und verschliesst sie bei hohem Druck. Das bedeutet, dass beim Rueckhub der Elemente, bei dem niederer Druck in der Aussenkammer 35 ist, die Kammer mit etwas Frischfluid aus der Leitung 709 gefuellt wird, Luft und uebermaessige Fluidmengen bei diesem Zustande 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 Drucke so einzustellen, dass die Innenkammer 37 nie hoeheren Druck, als die Aussenkammer 35 hat, damit die Elemente sich selber ohne Klampenringe zusammen druecken koennen. Meistens werden die Ventile so eingestellt, dass der Druck in der Innenkammer beim Rueckhub der Elemente 2 Bar (plus minus 5 Bar) unter dem der Aussenkammer 35 liegt. Vm die Bohrung 795 so anordnen zu koennen, dass sie die Kammer 35 trifft, erhaelt das obere Element 527 oft eine Ringnase 695 mit etwas kleinerem Durchmesser, als die Ringnase 502 der uebrigen Elemente 501,527 ist.In order for the
Das ist erwuenscht, damit der Dichtringsitz 696 aussen ausreichend geringen Durchmesser hat, um die Bohrung 696 nicht durch den Dichtring zu verschliessen.This is desired so that the sealing
Die Figur 73 zeigt eine Rueckzugvorrichtung fuer die Elementensaeule in der Kammer 35. Der Hubkolben 712, der eng in der Zylinderwand 711 eingepasst, abgedichtet, in achsialer Richtung laeuft und vom Treibkolben 649 zum Druckhube angetrieben ist, hat in achsialer 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 upd ausserdem durch eine Abdichtung 715 hindurch in die Zugkammer 716 hinein, innerhalb der sie an ihrem Ende den Zugkolben 717 traegt. Wird Druckfluid geringeren Druckes durch Bohrung 718 in die Zugkammer 716 geleitet, wenn die Aussenkammer 35 unter Niederdruck steht, zieht der Zugkolben 717 ueber die Kolbenstange 713 die Elemente in ihre Ausgangslage zurueck. Die Bohrungen 665 und 659 sind Zufluss und Abflussbohrungen fuer die Kammern 663 und 650,651, wobei die Kammer 650,651 die Druckkammer fuer den Antrieb des auf den Hubkolben 712 drueckenden Treibkolbens 649 ist.FIG. 73 shows a retraction device for the element column in the
In Figur 74 ist das V-Element der Figur 33, 34 gezeigt, jedoch mit einer erfindungsgemaessen Modifikation. Das BV-Element hat in Figur 74 am einem achsialen Ende eine Nase mit radial planer Flaeche 723 und am anderem achsialem Ende eine gewoelbte Flaeche mit einer Ringlinienspitze 719. Dadurch liegt beim achsialem 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, sodass plastische Dichtringe vermeidbar werden. Diese Art Dichtung funktioniert aber bei den hohenm Drucken nur dann, wenn die Linie und die Flaeche einwandfrei beschaffen sind, sodass zwischen ihnen keine Luecke entsteht.74 shows the V-element of FIGS. 33, 34, but with a modification according to the invention. In Figure 74, the BV element has a nose with a radially flat surface 723 at one axial end and a curved surface with a ring line tip 719 at the other axial end. As a result, when two V elements are placed axially on top of each other, a metallic line lies on a metallic plane and if so If the line lies on the level under load, it forms a metallic seal, so that plastic sealing rings can be avoided. However, this type of seal only works with high pressures if the line and the surface are perfectly made, so that there is no gap between them.
In Figur 75 ist die Nase durch eine radial sehr kurze Planflaeche 720 gebildet, von der aus konische Flaechenteile nach radial aussen und innen verlaufen, die durch 721 und 722 gezeigt sind. Die Nase 719 besteht also in Figur 75 aus mehreren, winkelmaessig zueinander angestellten Flaechenteilen, waehrend die Nase 719 in Figur 74 mit einer Flaeche mit konstantem Radius um die Nasenmitte gebildet ist, sodass der Querschnitt der Nase eine Halbkreisflaeche bildet.In FIG. 75, the nose is formed by a radially very short flat surface 720, from which conical surface parts run radially outwards and inwards, which are shown by 721 and 722. The nose 719 in FIG. 75 thus consists of a plurality of parts of the surface positioned at an angle to one another, while the nose 719 in FIG. 74 is formed with a surface with a constant radius around the center of the nose, so that the cross section of the nose forms a semicircular surface.
In Figur 76 ist eine der elegantesten Loesungen der Auflage der benachbarten Elemente aufeinander gezeigt, die aber nur dann angenehm ist, wenn man einen metallischen Ring, der die Form eines handets-ueblichen Rundschnurringes hat, zur Verfuegung 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; zumindestens in dem Bereich, indem er zur Auflage der benachbarten Elemente heran gezogen ist. Ausserdem muss er aus so festem Metall oder Material sein, dass er die auftretenden Kraefte, die bei 4000 Bar weit ueber 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 kaeuflich erhaeltlich zu sein scheinen. Sie sind aber prinzipiell praezise herstellbar, insbesondere dann, wenn man sie radial innerhalb und ausserhalb der Masse b 0̸ und B 0̸ zylindrisch ausbildet, weil man dann den verbleibenden Ringrest einspannen und mit Schleifmaschinen mit Schwenkanordnungen praezise schleifen kann. Die Durchmesser b 0̸ "und" B 0̸ "mit deren Abstand delta B" bewirken dann das Selbstzusammenpressen der Elemente nach den Figuren 33,34 undsoweiter. Die Abdichtung, obwohl eine rein metallische, sollte dann praezise und absolut sein, weil eine ausreichend ausgedehnte FLaechenauflage gebildet ist, vorausgesetzt, dass spiegelbildliche Ringnuten mit Radien um die gemeinsame Ringachse 1016 des Ringe's 727 in die benachbarten Elemente 724 und 725 eingearbeitet sind. Da sich bei dieser Ausfuehrung keinerlei konische Ringspalte oeffnen, ist diese Ausfuehrung die Ideal-Ausfuehrung wenn sie praezise und fest genug heregestellt 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 wuerde, weil sich bei dieser Ausbildung keine sich oeffnenden und schliessenden Spalte bilden.FIG. 76 shows one of the most elegant solutions of the support of the adjacent elements on top of one another, but this is only pleasant if a metallic ring, which has the shape of a standard round cord ring, is available or can be bought cheaply. The ring must have a perfectly round cross-section or at least a cross-section with the same radius around the round axis of the ring; at least in the area in which it is drawn to support the adjacent elements. In addition, it must be made of such strong metal or material that it can bear the forces that occur, which at 4000 bar are well over 50 kilograms per square millimeter, without deforming its figure of the same radius around the ring axis. The problem nowadays is that round rings 727 of this type are not to be found like sand by the sea and also do not appear to be cheaply available on the market. In principle, however, they can be manufactured precisely, especially if they are formed radially inside and outside the masses b 0̸ and B 0̸ because then the remaining ring remnant can be clamped in and grinded precisely with grinding machines with swivel arrangements. The diameters b 0̸ "and" B 0̸ "with their distance delta B" then cause the elements according to FIGS. 33, 34 and so on to self-compress. The seal, although a purely metallic one, should then be precise and absolute, because a sufficiently extended surface area is formed, provided that mirror-image ring grooves with radii around the common ring axis 1016 of the
Die Ringachse ist durch die Linie 1016 gezeigt. Zu bemerken ist noch, dass bei der Ausfuehrung nach den Figuren 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 ueberschreitet.The ring axis is shown by line 1016. It should also be noted that in the embodiment according to FIGS. 74 to 76 with a metallic seal, it must always be ensured that the pressure in the
Figur 77 zeigt einmal benachbarte Elemente 501,527 in das Gehaeuse 91 eingebaut, wobei diese Elemente in ihren Dichtringsitzen die Dichtanordnung der Figur 71 eingebaut zeigen. Die Anordnung nach Figur 70 ist hier fortgelassen, weil stattdessen die Nasen 502 mit konischen Abschraegungen 738 radial nach innen versehen sind, sodass 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 zuzueglich dem Spanndruck der Elemente ueberschreitet. Die InnenabdichtunÖ ist unter diesen Umstaenden in der Figur 77 fortgelassen, also eingespart,FIG. 77 shows
Da es wichtig ist, dass der Druck in der Russenkammer 35 immer die Summe des Druckes in der Innenkammer 37 plus dem Spanndruck der Elemente ueberschreitet, ist ein entsprechendes selbstregelndes Differenzdruckventil in der Figur 77 eingebaut, das sich im Regelzylinder 729 achsial beweglich befindet und mit 731 bezeichnet ist. Von der Innenkammer 37 fuehrt die Leitung (Bohrung) 728 zum Beispiel durch den Kopfdeckel 1001 zum einem Ende des Zylinders 729, waehrend vom anderem Ende des Zylinders 729 die Leitung (Bohrung) 730 zur Aussenkammer 35 fuehrt. 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 duenneres Kolbenteil 735 und ein unten dickeres Kolbenteil 734 in entsprechende Bemessung der Durchmesserteile des Zylinders 729 eingepasst, worin er achsial beweglich ist und wobei die Durchmesser Differenz der Teile 734 und 735 die Hoehe der Differenz des Druckunterschiedes in der Innenkammer 37 und in der Ausenkammer 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 naehert, dann wird das Ventil 731 nach unten gedrueckt und gibt die Ueberlaufschlitze 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 drueckt der Druck in der Aussenkammer 35 den Kolben 731 wieder nach oben und schliesst das Ventil, sodass die Anlage betriebssicher weiter arbeiten kann.Since it is important that the pressure in the
Figur 78 zeigt einen Querschnitt durch die gleichen Elemente wie die, die in Figur 76 eingebaut sind, jedoch mit dem Unterschied, dass Umklampungsringe 739 zum Zusammenhalten benachbarter Elemente eingebaut sind. Dabei sind die radial ausseren Enden der Elemente verduennt, damit die Ringumgreifung in die durch die Uerduennung entstandenen Ausnehmungen der Elemente eingreifen kann. Das ist erwuenscht deshalb, dass die aeusseren Ausfuellkloetze plane Ringe werden koennen und der Totraum radial ausserhalb der konischen Ringteile der Elemente einwandfrei ausgefuellt werden kann. Das ist nach dieser Erfindungsfigur auch moeglich, da die volle Spannkraft der Elemente zur radial nach aussen bis zur Auflagen Nase 502 benoetigt wird. Die der Dichtringnut benachbarten Teile, in der die Ringanordnung 690,691 eingebaut ist, kann also in achsialer Richtung duenner, als die sonstige Wandstaerke der Elemente gehalten werden, um die Umgreifung mittels der betreffenden Teile des Umgreifringes 739 verwirklichen zu koennen.FIG. 78 shows a cross section through the same elements as that which are installed in FIG. 76, but with the difference that clamping rings 739 are installed to hold adjacent elements together. The radially outer ends of the elements are thinned so that the ring encirclement can engage in the recesses in the elements created by the thinning. This is desirable because the outer filler blocks can become flat rings and the dead space can be filled in radially outside the conical ring parts of the elements. This is also possible according to this figure of the invention, since the full clamping force of the elements is required to extend radially outwards up to the
Figur 79 zeigt im Laengsschnitt die bevorzugte Ausbildung der Anlage des oberen Elementes 501,527 an die radial plane Stirnflaeche 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 Gehaeuse 91 eingebaut. Der Durchmesser der Kammer 35 ist wieder so klein, dass der Spalt 762, 780 zwischen den Elementen und dem Gehaeuse so eng ist, dass jeder unerwuenschte Totraum vermieden wird. Da auch hier an den Planflaechen der Nasen sich oeffnende und schliessende konische Ringspalte entstehen; wenn die Elemente komprimieren udn expandieren, muss eine geeignete Dichtung vorgesehen werden, um das Abschaben der plastischen Dichtringe 654 und 761 .zu. vermeiden. Dabei ist die Dichtung nach den Figuren 21 und 22 aber hier nicht geeignet. Stattdessen muessen metallische Dichtringe 760.653 eingebaut werden, die etwa 45 graedige Abschraegungen gegen die plastischen Diuchtringe haben, damit die plastischen Dichtringe unter dem Fluiddruck die metallischen Dichtringe 653 und 760 einmal gegen die Nase 502,695 und zum anderem auch gegen die Stirnflaeche des Kopfgdeckels 1001 pressen, um die volle Abdichtung und das Uerschliessen der sich oeffnenden und schliessenden konischen Ringspalte zwischen der Nase 502,695 und dem Kopfdeckel 1001 zu sichern, bzw. zu verhindern.FIG. 79 shows a longitudinal section of the preferred embodiment of the arrangement of the
Figur 80 zeigt eine Ausfuehrung von Elementen Radialenden, in die wieder ein Rundring 763 oder eine radiale Haelfte desselben eingelegt ist, wobei die Haelfte durch die Linie 764 gebildet ist. Man erhaelt so die Dichtauflagen 766 des Elements mit den Dichtflaechenteilen 769 zwischen dem Element und dem Rundring 763,764, die die Radialabmessung der Durchmesser 'b φ' und "B φ" mit deren Differenz "delta B' nach der Erfindung bilden. Radial ausserhalb dieser befinden sich die Radialenden 768 der Elemente, die in der Flaeche 770 aneinander liegen und dort auch verklebt oder verschweisst sein koennen.FIG. 80 shows an embodiment of elements with radial ends into which a
Figur 81 zeigt die entsprechende Ausfuehrung fuer die radial inneren Enden der Elemente mit den Teilen 771,772,773,774,775 und 776, die den entsprechenden der Figur 60 in radial umgekehrter Richtung entsprechen und so die Radialabdichtungs Abmessungen a φ" und "A φ" mit der Durchmesser Differenz "delta A" der Erfindung bilden. Dadurch wird der Nachteil der Vortechnik ueberwunden, dass die zusammengeklebten oder verschweissten Elementenenden unter dem Innendruck loesen oder brechen. Denn die scharfen Oeffnungen zwischen benachbarten Elementen der Vortechnik sind durch die Ausfuehrungen nach diesen Figuren vermieden und die Auflageflaechen sind vergroessert. Diese Ausfuehrung eignet sich daher auch zum Verkleben oder Verschweissen der benachbarten Elemente fuer hoehere Druecke, als das in der Uortechnik des Niderdruckes moeglich war.Figure 81 shows the corresponding design for the radially inner ends of the elements with the parts 771,772,773,774,775 and 776, which correspond to the corresponding ones of Figure 60 in the radially opposite direction and thus the radial sealing dimensions a φ "and" A φ "with the diameter difference" delta A "of the invention. This overcomes the disadvantage of the preliminary technique that the glued or welded element ends loosen or break under the internal pressure. The sharp openings between adjacent elements of the preliminary technique are avoided by the designs according to these figures and the contact surfaces are enlarged. This version is therefore also suitable for gluing or welding the adjacent elements for higher pressures than was possible in the low pressure primary technology.
Figur 82 vereinigt die Figuren 80 und 81., setzt aber zusaetzlich den Umgreifring 784 mit den Achsial Umgreifungen 785 um die Aussenteile 783 der Elemente. In die Raeuma 782 und 779 koennen plastische Dichtringe eingelegt werden, doch ist das dann nicht erforderlich, wenn die Teile 727,1780 und 1781 einwandfrei und dauerhaft in der Ausfuehrung sind. Auch am Innendurchmesser koennen Umgreifringe eingesetzt werden, die aber in dieser Figur nicht eingezeichnet sind.FIG. 82 unites FIGS. 80 and 81, but additionally places the
Figur 83 zeigt die Ausbildung benachbarter Elementenenden in vergroesserter Darstellung, um die Einzelheiten deutlicher, als in den bisherigen Figuren sichtbar zu machen. Man sieht die radial verkuerzte Auflage der Nasen, die Abschraegungen 794 und 795 fuer 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.FIG. 83 shows the formation of adjacent element ends in an enlarged representation in order to make the details clearer than in the previous figures. One can see the radially shortened support of the lugs, the
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 Ausfuehrung fuer die radialen Aussenden der Elemente auch fuer die radialen Innenden der Elemente gebaut werden koennen.790, 691, 792, 692, 792, 693, 793 and the encompassing
Figur 84 zeigt die bevorzugte Ausfuehrung benachbarter Elemente aus faserverstaerkter Plastik, zum Beisiel aus Carbon Fiber, also aus Kohlenfaser Werkstoff. Der Rundring oder Halbrundring 801 ist dabei bevorzugterweise aus dem gleichem Werkstoff hergestellt. Die Ausformung entspricht im Wesentlichem. der der Figuren 80 und 81 fuer die Aussen-und die Innenenden der Elemente, wobei in Figur 84 nur, die Aussendenden gezeichnet sind. Die Faserschichten werden uebereinander mit dem Klebstoff, zum Beispiel Epoxy Resin, versehen und zusammen geklebt und getrocknet. Dabei ist es so, dass Stoffteile 812 bis 815 oder 802 bis 805 nicht an gleichen Stellen aufhoeren, sondern radial voneinander vesetzt, in 806 bis 809 enden, damit immer unabgeschnittene Fasern in benachbarten Faserschichten uebereinander liegen und verklebt sind. Die Schichten 816 bis 819 zeigen die Verklebnaehte 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 enthaelt.Figure 84 shows the preferred embodiment of adjacent elements made of fiber-reinforced plastic, for example made of carbon fiber, that is to say made of carbon fiber material. The round ring or
Figur 85 verdeutlicht die Ausbildung der Abschraegungen an den Nasen. Die Nase ginge nach den Figuren 33 bis 37 vom Durchmesser "d1" bis zum Durchmesser "d3". In der Figur 85 der Erfindung hat sie aber von "d1" bis "d2" die konischen Abschraegungen 794 und 795, sodass die plane Auflage nur vom Durchmesser "d2" bis zum Durchmewsser "d3" geht. Durch diese Auflagenverkuerzung in Radialrichtung wird die Oeffnungsweite des konischen Spaltes bei "d3" geringer, als in den Figuren 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 Gehaese 91 so eng, dass die Elementenaussenflaechen im zusammengedruecktem Zustand der Elemente die Wand des Gehaeuses 91 fast beruehren, um jeden schaedlichen Totraum zu vermeiden. Daher ist noch die Figur 86 zusammen mit der Figur 85 zu lesen, wobei Figur 86 einen Querschnitt durch das Gehaeuse 91 der Figur 85 zeigt. Man sieht in Figur 86 den Durchmesser D = 821 des Gehaeuses 91 und durch den Vergleich der Figuren erkennt man, dass erfindungsgemaess die Laengsnuten 822 geringen Querschnitts radial von innen her in das Gehaeuse 91 eingearbeitet sind, um den Fluidstrom achsial entlang der Elemente in der Aussenkammer 35 mit dem geringstem Totraum in der Aussenkammer 35 zu verwirklichen.Figure 85 illustrates the formation of the bevels on the noses. According to FIGS. 33 to 37, the nose would go from diameter "d1" to diameter "d3". In FIG. 85 of the invention, however, it has the
Figur 88 zeigt, dass der abgeschraegte metallische Stuetzring 838 am Achsialende eine konmische Abschraegung 841 haben soll, um mit der Kante zwischen den konischen Flachen 840 und 841 an einer radialen Planflaeche zu dichten, wenn die Planflaeche einer Durchbiegung beim Komprimieren und Expandieren unterworfen ist, wobei die zylindrische Flaeche 839 an einer benachbarten zylindrischen Flaeche liegt, jedoch dann auch konisch ausgebildet ist, wenn die benachbarte Flaeche des benachbarten Teiles entprechenden Verformungen beim Betrieb der Anlage unterligt.FIG. 88 shows that the beveled
Figur 87 zeigt eine Tellerfeder als Element, wobei das betreffende Achsialande der Tellerfeder 830 plan geschliffen ist, um die radial plane Auflageflaeche 831 zu bilden. Bei zwei benachbarten solcher Elemente, die herstellungsmaessig besonders einfach und billig sind, wird bei etwa gleichen Drucken in der Aussenkammer 35 und der Innenkammer 37, die nach dem entsprechenden Ausfuehrungsbeispiel der Erfindung nur um wenige Bar unterschiedlich sind, auch bei hohen Drucken in beiden Kammern von mehreren tausend Bar, der Ring 832 mit radial planen Flaechen oder konischen Flaechen an die Planflaechen 831 der Elemente gelegt. Dann muessen die abgeschraegten metallischen Ringe, zum Beispiel der Figur 39, eingelegt werden und zwar je einer in die vier Radial-Achsialkanten 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 fuer das Einlegen der plastischen Dichtringe, die dann die angeschraegten Stuetzringe 833,834 und 843,844 gegen den Ring 832 und das betreffende der Element 830 bezw. dessen Planflaeche 831 druecken und so die sich beim Kompri- . mieren und Expandieren oeffnenden konischen Ringspalte achsial des Ringes 832 in Radialrichtung verschliessen.FIG. 87 shows a plate spring as an element, the axial axis of the
Figur 89 zeigt, wie die Anordnung fuer rostende Fluessigkeit in der InnenkammEr 37 betriebssicher gemacht werden kann. Zu dem Zwecke ist unter (ueber) das Element 830 aus Tellerfedernstahl ein weiteres, zum Beispiel duenners Element 846 oder 847, aus von der Fluessigkeit oder dem Gas in der Innenkammer 37 nicht angreifbarem Material gelegt. Es mag zum Beispiel aus dem japanischem Nichtroststahl SUS 630 oder aus VEW Edelstahl bzw. aus einem andem geeignetem Material bestehen. Dabei soll das Element 842 radial bis an den Ring 832 heran reichen und die konisch abgeschraegten Stuetzringe 843,844 sollen dann an dem betreffendem dieser Elemente 842 anliegen und den bekannten sich offnenden und schliessenden konischen Spalt zusammen mit den plastischen Dichtringen abdichten.Figure 89 shows how the arrangement for rusting liquid in the
Figur 90 zeigt einen Laengsschnitt durch eine Alternative Ausfuehrung zur Figur 89. Die Schutzelemente 848 und 847 an den Tellerfederelementen 830 mit deren Planflaechen 831 gehen hier radial so weit ausgedehnt,-dass sie die Nasen der 33 bis 37 Figuren ersetzen und direkt aneinander liegen. Dadurch bilden sie die Dichtringkammer 839, in die der Stuetzring 690 mit dem plastischem Dichtring 691, wie auch im rechtem Alternativteil der Figur 89, einsetzbar, einlegbar ist. Die radiale Innenabdichtung erfolgt durch Zwischenlegen des Ringes 849 zwiscchen Planflaechen benachbarter Elemente 830. Ein Stuetzring 851 aus Metall umgreift radial von innen her den Ring 849 und einen Teil der zylindrischen Innenflaechen 855 der benachbarten Elemente 830. Die radialen Planflaechen 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 Innenflaechen 855 der Elemente 830. Die Elementen Enden 848 sind durch die Enden 864 des Innenumgreifringes 853 achsial umboerdelt, also in achsialer Richtung zusammen geklemmt. Zwiscchen 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 Tellerfedern Stahl sein koennen, sind auf diese Weise zu einem V-Element der Erfindung bezw. der Figuren 33 bis 37 verbunden, wobei die Schutzelemente 847,846 gegen angreifende Stoffe aus der Innenkammer 37 fest in das so entstandene V-Element der gegenwaertigen Erfindung eingeschlossen sind.Figure 90 shows a longitudinal section through an alternative embodiment to Figure 89. The
Figur 91 zeigt eine Anordnung der Erfindung mit Tellerfedern Elementen mit radial plan geschliffenen achsialen Endflaechen der Elemente. Diese Teile, die hier eingebaut sind, sind im wesentlichem alle schon in den voraufgegangenen Figuren beschrieben. Diese Figur dient daher der Darstellung des gesamten Zusammenbaues benachbarter Elemente. Die Planflaechen 831 und 876 sind ausgebildet, die Ringe 832 und 849 sind dazwischen gelegt und so die Kammern 860,861,862 und 863 fuer das Einlegen oder Einbauen der Abdicht Anordnung gebildet. Die Umgreifringe 784 mit ihren Bohrungen 796 und 875, sowie mit ihren Umgreifungen 785 und 874 sind, die Elementenenden umgreifend, angeordnet. Um die gewuenschte Wirkung der Erfindung zu erzielen, naemlich um die Anlage fuer 4000 Bar betriebssicher bei ausreichendem Wirkungsgrade zu machen, muss nach dieser Figur noch Acht auf die Abmessungen der Umboerdelungen und der Fuallringe gegeben werden. Die Umboerdelungen erhalten daher die zylindrischen Endflaechen 869 und 872, waehrend die Fuellringe 865 und 904 die zylindrischen Radialenden, zum Beispiel 871 erhalten, sodass die Radialenden gerade in die Klampenenden 870, 872 hereinapssen, wenn die Elemente zusammen gedrueckt sind, ohne dass zwischen ihnen nennenswerter schaedlicher Totraum verbleibt. Die Dicke der Fuellkloetze 865 und 905 entspricht prinzipiell der Dicke der Ringe 832 und 849, damit kein Totraum zwischen den Fuellringen und den Elementen verbleibt, wenn die Elemente zusammen gedrueckt sind. Die Fuellringe 865,904 werden jedoch konisch ausgebildet, wenn die Elemente aus Lebensdauer Gruenden 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 frueher beschrieben und zweckdienlicherweise werden die Laengsnuten 822 in das Gehaeuse 91 eingearbeitet.Figure 91 shows an arrangement of the invention with disc spring elements with radially ground axial end faces of the elements. These parts, which are installed here, are essentially all already described in the previous figures. This figure therefore shows the entire assembly of adjacent elements. The
In der Figur 92 sind die konischen Ringelemente durch achsial relativ zueinander veschiebbare, radial ineinandergeschachtelte im Prinzip zylindrische Rohre 1882,883,884,885,886 und 887 ersetzt. Das ist an sich bekannt, jedoch sind die bekannten Ausfuehrungen nicht betriebssicher, da sie auseinander fallen. Daher ist erfindungsgemaess das obere Ringelement 1882 mit einem Radialflansch 880 in eine Ausnehmung 881 zwischen den Kopfdeckel 1001 und das Gehaeuse 91 eingespannt. Alle weiteren Ringelemente haben einen Kopf 894, bevorzugterweise mit einer Dichtringkammer mit Dichtring, 895 darin. Ausserdem haben alle Elemente eine aeussere Ausnehmung 892 und eine innere Ausnehmung 889 mit Hubbegrenzungsringen 893 bzw. 890 darin. Die Koepfe und die Begrenzungs Ringe begrenzen den Achsialhub der Elemente relativ gegeneinander und verhindern das achsiale Auseinanderfallen der Elemente. Ausserdem koennen Zusatzfuehrungen 900 angeordnet sein, um gute Fuehrung benachbarter Ringelemente durch die Kopfe 894 an Innenflaechen 882 und durch die Innenflaechen 901 der Zusatzfuehrung 900 an zylindrischen Aussenflaechen 899 zu erhalten. Die Begrenzungsringe koennen rund oder radial plan sein. Dieses Aggregat nach der Figur 43 ist auch fuer geringere und mittlere Drucke mit grossen Foerdermengen in der Innenkammer 37 geeignet. Erfindungsgemaess wird es entweder durch auf das untere Element 887 wirkenden Hubkolben angetrieben oder durch Druckbeaufschlagung der Aussenkammer 35 mit Druckfluid. Eine Rueckzugsanordnung 902,656,657 und Hubkolben 52 moegen im Rahmen der Erfindung angeordnet sein. Ein Fuellklotz 903 oder mehrere Fuellkloetze koennen in die Anlage zur Totraumfuellung eingebaut sein. Da die innere Kammer 37 hier zu praktisch null verkleinert werden kann, sind solche Fuellklotze fuer die Kammer 35 zweckdienlich, wenn sie eine Anordnung zulassen.In FIG. 92, the conical ring elements are replaced by axially displaceable, radially nested, in principle
Bei den Figuren 74 bis 76 ist noch zu beachten, dass die Elemente zu allen Zeiten zusammengedrueckt bleiben muessen. Das kann durch alle Zeiten hoeheren Druck in der Aussenkammer 35 erreicht werden oder durch die Vorspannung der Elemente.In the figures 74 to 76 it should also be noted that the elements must remain compressed at all times. This can be achieved by all times higher pressure in the
In Figur 72 ist von wichtiger Bedeutung, wie auch in den anderen einschlaegigen Figuren, dass der untere Verschlussdeckel der Elementen saeule oder der inneren Kammer 37 vom Hubkolben in achsialer Richtung getrennt sein muss, da bei mit achsial unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen. Das Fluid wird aus den Raeumen aussen zwischen den Elementen radial aussen um die Elemente herum in den Raumteil unterhalb der Elemente gedrueckt, wenn die Elemente komprimiert werden.In FIG. 72, as in the other relevant figures, it is important that the lower sealing cover of the pillar elements or of the
Die Elemente, zum Beispiel auch die der Figuren 82 bis 86 sollen im heissem Zustande radial gewalzt werden und die der Innenkammer 37 zugekehrten Flaechenteile sollen mit einer Schutzschicht gegen angreifendes Fluid in der Innenkammer versehen sein. Die Elemente solle kugelgestrahlt sein, um lange haltbar zu werden.The elements, for example also those of FIGS. 82 to 86, are to be radially rolled in the hot state and the surface parts facing the
Figur 93 zeigt das aus der Tellerfeder oder wie die Tellerfeder hergestellt Element in separierter Darstellung. Es hat die Dichtring Ausnehmung 503 und die radial planen Auflageflaechen 831 und 850 an dem Element 830.Figure 93 shows the element made from the plate spring or like the plate spring in a separate representation. It has the sealing
Figur 94 zeigt ein ebenfalls aus der Tellerfeder oder wie die Tellerfeder hergestelltes Element mit einer Ausbildung der Halterung fuer die Umgreifringe in solcher Weise, dass der Umgreifring achsial aussen das Element achsial der Auflage des Elementes auf dem benachbartem Element zum Angreifen am Element kommt. Diese Anordnung kann auch an anderen der Elemente ausgefuehrt werden und hat den Zweck, die achsiale Lockerung des Umgreifringes zu verhindern. In den vorauf beschriebenen Figuren koennen die Umgreifringe achsial auseinander gezogen werden, weil beim Zusammendruecken der Elemente die konischen Winkel entstehen, die auch dort das Element achsial gegen den Teil des Umgreifringes druecken und das Teil wegdruecken, wo der Umgreifring am Element angreift. Das wird durch die Ausbildung nach Figur 45 verhindert. Das Element 947 erhaelt daher die Ausnehmung 926 und oder 26 an solcher Stelle, dass sich genau achsial jenseits der Auflage des Elements auf dem nachbarelement eine Erhoehung 929 oder 927 bildet.FIG. 94 shows an element likewise produced from the plate spring or like the plate spring with a design of the holder for the encircling rings in such a way that the encircling ring comes axially outside the element axially to the support of the element on the adjacent element for engaging the element. This arrangement can also be carried out on other of the elements and has the purpose of preventing the axial loosening of the encircling ring. In the figures described above, the wrap-around rings can be pulled apart axially, because when the elements are pressed together, the conical angles arise which also axially press the element against the part of the wrap-around ring and push away the part where the wrap-around ring engages the element. This is prevented by the design according to FIG. 45. The
In Figur 95 sind meherere der Elemente 947 zusammengebaut und von den betreffenden inneren und aeusseren Umgreifringen 936 und 937 umgriffen.. Diese beruehren die Elemente jetzt in den Erhoehungen 927 bzw. 929 der Figur 94. Da diese Erhoehungen in achsialer Richtung genau ueber der Ruflage des einen Elements am anderem liegen, verschieben sich die Erhoehungen 927 und 927 bei der Zusammendrueckung und Expansion der Elemente nur in radialer Richtung, waehrend sie in achsialer Richtung praktisch die gleiche Hohe behalten, sodass die Erhoehungen 927,929 an den zugekehrten Innenflaechen der Umgreifringe 936 und 937 nur gleiten, die Umboerdelteile der Umgreifringe aber nicht achsial wegdruecken oder verformen.In FIG. 95, several of the
In Figur 96 ist ein Alternativ Ventil fuer die Figur 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 Druckpoerper 944 zugeordnet, der durch einen im Zylinder 946 gleitfaehigen Kolben 945 in Richtung auf die Ventile und in Richtung von ihnen fort bewegt werden kann. In den Zylinder 946 leitet man einen der Drucke, 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 oeffnet sich das Uentil fuer 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 Drucke oeffnet, als das Ventil der Aussenkammer.An alternative valve for FIG. 77 is shown in FIG. 96. It serves to keep the pressure in the inner chamber low 37 relative to the
Figur 97 zeigt, dass das Problem der Verluste der Druckuebersetzer der Figur 54, die bisher im Einsatz sind, durch die gegenwaertige Erfindung ueberwunden werden kann. Die Umsteuerung des Hubkolbens 605 erfolgt nun durch das UmsteuErventil 918. Die Pumpe 921 foerdert jetzt in nur einer Richtung. Erfindungsgemaess wird. die Rueckleitung 922 von den Zylinderraeumen (ueber das Umsteuerventil) zu der Zulaufleitung zur Pumpe verbunden. Jedoch wird vor dem Anschluss der Ruecklaufleitung an die Zulaufleitung zur Pumpe, also zwischen diesem Anschluss und dem Tank 920 ein Rueckschlagventil (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 Einlasseite der Pumpe 921 zu druecken, sodass deren Rotor als Hydromotor durch das komprimierte Fluid aus der Druckkammer 604 angetrieben wird, bis dieses Fluid voll entspannt ist.FIG. 97 shows that the problem of the losses of the pressure translators of FIG. 54 which have been in use up to now can be overcome by the present invention. The reversing of the
Um die Energie des hoch komprimierten Fluids aus der Kammer 604 oder aus der Aussenkammer 35 der Erfindung teilweise fuer 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.In order to partially obtain the energy of the highly compressed fluid from
Die Figur 98 zeigt daher ein Langhubaggregat. Das LanghubAggregat der Radialkolbenbauweise war bereits in Figur 6t gezeigt. In Figur 98 ist der Langhub in das Gehaeuse 91 der Erfindung eingebaut, doch kann das Prinzip der Figur 98 auch in der Pumpe 921 der Figur 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 gegen gelagert sind. Solche Pleuel und die Schraegstellung der Pfannen in einer unter einem Winkel angestellten Scheibe oder einem Triebflansch sind aus den Schraegachsen Aggregaten der Achsialkolben Maschinen bekannt. Erfindungsgemaess laeuft die Schraegscheibe 907 aber nicht um, sondern sie ist am Umlauf durch eine Halterung 914,915,916, deren Laufkoerper 916 oder 915 in einer Nut 917 im Gehaeuse 91 beweglich ist, gehindert. Wenn der Schaft 910 des Aggregates umlaeuft, drueckt der Schraegstellteil 908 der Welle 910 die Schraegscheibe bei einem Winkel nach oben und laesst so beim gegenueber liegendem Winkel nach unten laufen. Wenn der Schaft einmal umlaeuft 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 zurueck gelassen. Die Schraegscheibe 907 mit der Haltescheibe 913 lauft 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 koennen 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 Figur 97 nur bei einem Teil des Umlaufs der Welle 910 wirkt. Waere der Kolbenweg bei diesem Umlaufteil' sehr kurz. dann staenden die Kolben fast senkrecht zur KoLbenhubfuehrung, die Reibung waere hoch und die inare Energie des hoch gespannten Fluids wuerde zum grossen Teil durch Reibung verbraucht, wie bei Kurzhub Aggregaten der Radialkolben Aggregate und der Schraegscheiben Achsialkolkben Aggregate, die handels ueblich auf dem Markte sind. Demgegenueber erreichen die Figuren 61 und 98 dieser Erfindung eine bessere Ausnutzung der inneren Energie des hoch gespannten Fluids mit besserem Wirkungsgrad infolge ihres langen Kolbenhubes.FIG. 98 therefore shows a long-stroke unit. The long-stroke unit of the radial piston design was already shown in FIG. 6t. In FIG. 98 the long stroke is built into the
In Figur 58 sind die Stuetzringe 616,617, also die Alternativ Ausfuehrungen nicht schraffiert gezeichnet, damit man sie besser erkennen kann.The support rings 616, 617, that is to say the alternative designs, are not hatched in FIG. 58, so that they can be better recognized.
In der Figur 90 und entsprechenden Figuren oder Ausfuehrungen ist wichtig, dass in den Dichtringsitz drei Stuetzringe eingelegt sind, weil drei sich oeffnende und schliessende konische Ringspalte entstehen. Diese Stuetzringe 690,833 und 834 sind aber bereits, beschrieben, sodass man jetzt weiss, wie sie anzuordnen sind. Dabei koennen z.B. die ausseren Stuetzringe 833,834 so geformt sein, dass sie den mittleren Stuetzring 690 beruehren oder ueberlagern.In FIG. 90 and the corresponding figures or designs, it is important that three support rings are inserted into the sealing ring seat, because three opening and closing conical ring gaps are created. However, these support rings 690, 833 and 834 have already been described, so that you now know how to arrange them. Here, e.g. the outer support rings 833, 834 are shaped so that they touch or overlap the
Die Fuellringe werden teilweise praezise gegossen, weil auch die Radien und die Abschraegungen der V-Elemente oder sonstiger Elemente der Erfindung mit ausgefuellt werden muessen, um hohen Wirkungsgrad bei den hohen Drucken 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 zerstoerend beruchren kann.The filling rings are partially cast precisely because the radii and the bevels of the V-elements or other elements of the invention must also be filled in in order to achieve high efficiency at the high pressures. Machining this shape mechanically is often difficult or too expensive. The protective layers against attack by fluid in the
Uergleicht man die Ausfuehrungsbeispiele oder diese mit der bekannten Technik, dann erkennt man leicht, dass eine Hochdruck Pumpe fuer nicht schmierende Fluessigkeiten fuer mehrere tausend Bar nicht mit einem einzigem Erfindungsgegenstande verwirklicht werden kann, sondern eine Anzahl von neuen oder von bekannten Merkmalen in jeweils einer bestimmten, die Aufgabe der Erfindung loesenden Kombination angewendet werden muessen. Diese Kombination (diese Kombinationen), die die Aufgabe der Erfindung, eine einfache betriebssichere Hochdruck Pumpe fuer mehrere tausend Bar zu schaffen, ist (sind) in der bekannten Technik nicht zu finden und das ist der Grund dafuer, dass eine Pumpe, wie die Erfindungsaufgabe sie schafft, bisher nicht auf dem Markte erhaeltlich ist, Es hat also an der Erfindung und Kenntnis der richtigen Kombinationen bisher gemangelt, sodass die gegenwaertige Erfindung fuer den Fortschritt der Technik sehr notwendig war.If one compares the exemplary embodiments or these with the known technology, one can easily see that a high-pressure pump for non-lubricating liquids for several thousand bars cannot be realized with a single subject of the invention, but rather a number of new or known features in a specific one , the object of the invention solving combination must be applied. This combination (these combinations), which is the object of the invention to create a simple, reliable, high pressure pump for several thousand bars, cannot be found in the known technology and this is the reason why a pump such as the object of the invention it creates, so far not available on the market, so there has been a lack of invention and knowledge of the right combinations, so that the current invention was very necessary for the progress of technology.
Pumpen mit Beaufschlagung der Aussenkammer und mit Tellerfedern koennen die Aufgabe der Erfindung nicht loesen, wenn die Aussenkammer nicht frei von schaedlichem Totraum ist und wenn die Gehaeusewand nicht dicker als der Radius der Aussenkammer ist. nicht entsprechend dick im Vergleich zum Radius der Aussenkammer ist.Niederdruck Elemente koennen die Aussenkammer nicht schnell genug vom Druckfluid leeren, um den naechsten Druckhub folgen lassen zu koennen, wenn keine Rueckzugsvorrichtung angebracht ist. Parallel zusammen geklebt Elemente brechen unter dem ausserordentlich hohem Innendruck. Die Achsialbooster der Figur 54 haben unumgaengliche Verluste, die erst durch die gegenwaertige Erfindung ueberwindbar sind. Die Erfindung hat ausserdem den Vorteil dass Restenergie, gespannten nicht gefoerderten Fluids aus Totraeumen in der Innenkammer auf die Elemente drueckt und diese diese Energie auf das Fluid der Aussen- kammer uebertragen, von wo die innere Energie dann zusammen mit der Aussenkammer erfindungsgemaess mindestens teilweise fuer den Motorantrieb der Pumpe zurueck gewonnen werden kann. Erfindungsgemaess foerdern 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 erfindungsgemaess kleiner als die Raumsumme der Innenkammer, was den Wirkungsgrad und die Leistung entsprechend erhoeht. Grosser Innendurchmesser der Elemente erhoeht also den Wirkungsgrad. Entsprechend haelt man den Radialquerschnitt der Elemente klein, um den hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Alle diese Mittel sind in der bekannten Technik nicht zu finden. Ausfuellklotze koennen in die komprimierten Elementensaeulen heiss eingegossen werden, zum Beispiel aus Aluminium, Zink, Zinn usw., wenn man die staehlernen, gehaerteten Elemente sofort danach oder dabei von der anderen Sewite her, zum Beispiel mittels Wasser, kuehlt. Verklebte oder verschweisste, bzw. verloetete Elemente brechen beim Versagen von Sicherheits Ventilen und auch schon bei Mitteldruck. Die Kompression der plastischen Dichtringe ist in der bekannten Technik nicht beruecksichtigt und es sind keine Lehren fuer deren Anwendung zu finden. Die sich oeffnenden 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 Tellerf edern gibt, komprimieren oft nur Luft und nur fuer geringe Drucke. Sie lehren keine Rueck Gewinnung der inneren Energien, die bei den hohen Drucken wichtig ist, wenn der Totraum nicht voellig abgeschafft ist. Die Tellerfedern oder Elementenausfuehrung nach den Figuren 85, 86 kann ohne Totraum Fuellkloetze (Scheiben) zwischen den Elementen auskommen, weil die Elemente nach ihrem achsialem Zusammendruecken keine Totraeume zwischen den Elementen belassen. Diese Anordnung kann aber nur durch die gegenwaertige Erfindung funktionieren, weil nur diese, zum Beispiel auch durch die Ausbildung der Auflagendifferenzen ."Delta A" und "Delta B" oder die Durchmesser Differenz "d3 minus d2" 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 hoeheren Wirkungsgrad bieten koennen.Pumps with action on the outer chamber and with disc springs cannot achieve the object of the invention if the outer chamber is not free of harmful dead space and if the housing wall is not thicker than the radius of the outer chamber. is not sufficiently thick compared to the radius of the outer chamber. Low pressure elements cannot empty the outer chamber of the pressure fluid quickly enough to allow the next pressure stroke to follow if no retraction device is attached. Elements glued in parallel break under the extremely high internal pressure. The axial boosters of Figure 54 have inevitable losses that can only be overcome by the current invention. The invention also has the advantage that residual energy, tensioned fluids not conveyed from dead spaces in the inner chamber, presses on the elements and this energy is transferred to the fluid of the outer chamber, from where the inner energy together with the outer chamber according to the invention is at least partially used for the Motor drive of the pump can be recovered. According to the invention not only promote the conical parts of the elements, but also the chamber part formation radially inside the elements. In the invention, however, this subspace is practically dead space-free, that is, it can be used without remaining internal compression energy in the fluid. The amount of space in the outer chamber is therefore, according to the invention, smaller than the amount of space in the inner chamber, which increases the efficiency and performance accordingly. The large inner diameter of the elements increases the efficiency. Accordingly, the radial cross section of the elements is kept small in order to achieve high efficiency. None of these agents can be found in the known technology. Filling blocks can be poured into the compressed element columns hot, for example made of aluminum, zinc, tin, etc., if the steel-hardened elements are cooled immediately afterwards or from the other sewite, for example by means of water. Glued or welded or soldered elements break when safety valves fail and even at medium pressure. The compression of the plastic sealing rings is not taken into account in the known technology and there are no teachings for their use. The opening and closing conical sealing gaps were not recognized by previous technology and were not closed. The low pressure systems, many of which have diaphragms or weak disc springs, often only compress air and only for low pressures. They do not teach the recovery of internal energies, which is important at high pressures if the dead space is not completely eliminated. The plate springs or element design according to FIGS. 85, 86 can have no dead space Fuellkloetze (slices) get along between the elements, because the elements after their axial compression leave no dead spaces between the elements. This arrangement can only work through the current invention, because only this, for example also through the formation of the support differences "Delta A" and "Delta B" or the diameter difference "d3 minus d2", the elements lying together and thus the sealing guarantee the
Die Ausfuehrung mit hoeherem Druck in der Aussen- Kammer ist die billigste Ausfuehrung mit der geringsten Aussenabmessung.The version with higher pressure in the outer chamber is the cheapest version with the smallest outside dimensions.
Sie vermag auch hoheren Wirkungsgrad zu erzielen, als die bekannten, heute verwendeten, achsialen Booster der Figur 54.It is also able to achieve higher efficiency than the known axial boosters of FIG. 54 used today.
Leitet man halben Druck in die Aussenkammer und verwendet die W-Elemente oder die Elemente der U-Figuren, dann kann man noch hoehere Wirkungsgrade erreichen. Verwendet man das Aggregat der Figuren 65 bis 67 ohne Druck in der Aussenkammer dann erhaelt man fuer den Druckbereich bis mindestens 1500 Bar den hoechsten Wirkungsgrad, den man aber mit Bauaufwand, Gewicht, Abmessungsgroesse und Bauaufwand bezahlen muss. Das gleiche erreicht man durch die Elemente der V-Figuren.If you pass half pressure into the outer chamber and use the W elements or the elements of the U figures, you can achieve even higher levels of efficiency. If you use the unit of Figures 65 to 67 without pressure in the outer chamber, you get the highest efficiency for the pressure range up to at least 1500 bar, but you have to pay for it with construction costs, weight, size and construction costs. The same can be achieved through the elements of the V-figures.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentanspruechen, die daher Teil der Beschreibung der Erfindung sind.Further details of the invention emerge from the patent claims, which are therefore part of the description of the invention.
Figur 99 schafft weitere Betriebssicherheit fuer die Elemente 1 der Figuren 8 und 11. Hier sind die Planflaechen 952 an den Ringnasen 12 deutlich gezeigt, die in die Boegen 954 uebergehen, bevor die zunaechst radial plane Flaeche der den konisch verlaufenden Innenflaeche 4 uebergeht. Deutlich gezeigt ist auch, dass der Zentrierungsring (meistens aus hartem Stainless Stahl) 20 eng in die Zylinderteilflaechen 952 eingepasst ist und zwar mit seiner in diesem Bereich zylindrischen Teilflaeche 953, wodurch er auch die Auflage 23 der beiden Elemente 1 und 11 verschliesst. Damit der Zentrierungsring 20 nirgendwo anstossen kann, insbesonder nicht an die Bogenflaechen 954 anstossen kann, hat er eine bevorzugterweise 45 graedige Abschraegflaeche 955. Damit der plastische Dichtring bei dem eventuellem Deffnen sehr enger konischer Spalte nicht verletzt werden kann, sind radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 die doppelt konischen Stuetzringe 959 mit ihren konischen Flaechen 958 und 960 eingelegt, die in ihrer prinzipiellen Form denen der Figur 88 entsprechen. Radial innerhalb dieser und des Zentrierringes 20 liegt der plastische Dichtring 26 und drueckt die Stuetzringe, der Bewegung der Teile des Elementes 1,11 folgend dicht gegen den Zentrierungsring 26 und gegen die Innenwaende 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 fuer die geforderten hohen Drucke. In der rechten Haelfte der Figur ist als alternative ein Zentrierungsring 961 mit federbasren Dichtlippen eingezeichnet, die neben der 45 graedigen Abschraegung am seitlichem Ruecken noch die spitzere Abschraegung 963 haben sollen, damit die Spitze als angepresste Liniendichtung mit Flaechenstuezte an den Innenwaenden 4 der Elemente so fest angepresst liegemn kann, dass keine plastischen Dichtringteile in Spalte gequetscht werden koennen.FIG. 99 creates further operational safety for the
Die Figur 100 zeigt ein stark federndes U-Element mit hoher federnder Spannkraft, das nur eine einzige Dichtung zum benachbartem U-Element benoetigt. Seine federnde Spannkraft wird dadiurch erreicht, dass der Nacken 12 des U-Elements 111 verstaerkt wird, indem seine Aussenflaeche nicht mit Radius um .die gleiche Mitte gebildet wird, wie der Innenradius "Ri", sondern den Aussenradius "Ro" um einen Kreis erhaelt, dessen Mittellinie um die Radiendifferenz "Delta R" radial nach aussen verlegt ist, sodass sie den Abstand R2 von der Achse hat, waehrend der innere Radienkreis den Abstand R1 von der Achse des Elements hat. Dabei werden sich radial nach innen verjuengende konische Ringteile 966 zwischen den Flaechen 964 und 965 erzeugt, die in etwa diejenige Form bringen, die gut federt, gleiche Belastungen an allen Stellen hat und herstellungsmaessig einfach ist, wobei man kleine Abweichungen von der besten elastischen Linie aus Preisgruenden in Kauf nimmt. Zum Zwecke der Abdichtung dem benachbartem Element gegenueber erhaelt das U-Element an seinen radial inneren Aussenkanten die Ausnehmungen 967 mit den zylindrischen Flaechen 970 und den Planflaechen 969.FIG. 100 shows a strongly resilient U element with a high resilient clamping force, which only requires a single seal to the adjacent U element. Its resilient resilience is achieved in that the
Figur 101 zeigt mehrere dieser Elemente zu einer Elementensaeule zusammen gesetzt und mit den Stuetzringen 790 und den plastischen Dichtringen 791 versehen. Man sieht hier eine sehr einfache Bauweise eines auf automatischen Drehbaenken herstellbaren Doppel Elements mit einfachsten Sitzen fuer die Abdichtung. Man beachte dabei, dass der Innenraum 50 teilweise ausgefuellt sein muss, wie in Figur 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 Fuellklotzes gewoehnt hat.FIG. 101 shows several of these elements put together to form an element column and provided with the support rings 790 and the plastic sealing rings 791. Here you can see a very simple design of a double element that can be produced on automatic turning racks with the simplest seats for the seal. It should be noted that the interior 50 must be partially filled, as was described in FIG. 30. This set of elements is one of the simplest and most reliable, once you look at the way of sealing, unscrewing the interior of . inside and accustomed to the methodology of bringing in the dead space filler block.
Figur 102 zeigt, dass dieses U-Element auch einfach gegen die Aussenkammer abgedichtet werden kann, wenn man die Mittel der Erfindung einsetzt, naemlich die Dichtmittel 616,617,690,691 einsetzt. Meistens aber wird man dieses Element fuer Aggregate mit reiner Innenkammer Foerderung verwenden, sodass man die Ausendichtung nach Figur 102 dann nicht benoetigt.FIG. 102 shows that this U-element can also be easily sealed against the outer chamber if the means of the invention are used, namely the sealing means 616,617,690,691. Most of the time, however, this element will be used for units with a purely inner chamber conveyor, so that the outer seal according to Figure 102 is then not required.
Figur 103 zeigt das baumaessig einfache, aber trotzdem hoch federbare V-Element mit grosser' Spannkraft in Annaehrung 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 R1 von der Achse des Elements, waehrend der Nacken des Elements seine Aussenflaeche mit dem groesserem Radius 978 um die Kreislinie 977 mit geringerem Abstande R1 von der Achse des Elements bildet. Der Nacken 972 ist dadurch verstaerkt und erhoeht 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 R1 und R2. Im Uebrigen ist das Element aus den voraufbeschriebenen Figuren bekannt. Zu beachten ist noch, dass beim achsialem Komprimieren der Aussendurchmesser von 981 um die Differenz 983 auf 982 waechst. Das Element muss so berechnet werden, dass es bei dieser Durchmesser Aenderung 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 Ausfuellklotz eingesetzt werden.FIG. 103 shows the structurally simple, but nevertheless highly resilient V-element with a large 'tensioning force in line with the elastic line with the same tension in all parts. Therefore, the V-element of this figure has the
Die Figur 104 mit 10.5 zeigt diese Ausbildung des Zusammenbaues zweier V-Element zu einer Elementensaeule. Der Fuellklotz erhaelt hier zur perfekten Totraum Ausfuellung radial innen vom Planteil 740 die Verdickung mit den Radien 985 um die Kreislinien 986. Fuer praezise Totraum Ausfuellung mag der Aussenfuellklotz 1530 mit seinen Waenden 987,988 entlang der Planflaeche 991 (Figur 105) radial plan geteilt sein. Mittels der Halterung 989 mag er zusammen gesetzt und gehalten sein. Fuer perfekte Totraumfuellung erthaelt der Fuellklotz 1530 den Aussendurchmesser 983 der Figur 104, sodass er beim ungespanntem Zustande des Elements um die Radial Distanz 990 radial ueber den Durchmesser des Elements hinausragt.Figure 104 with 10.5 shows this formation of the assembly of two V-elements to form an element column. The filler block here receives the thickening with the
Die Figur 106 zeigt im Prinzip eine Widerholung der Figuren 12 und 63, jedoch soll anhand dieser Figur gezeigt werden, dass fuer die hohen Drucke der Erfindung dieses System das Ziel der Erfindung nur dann voll erfuellen kann, wenn es folgende Bedingung erfuellt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Oelvolumen auf einen Bruchteil des Verdraengungs-Volumens des Kolbens 15 begrenzt ist, dass, falls ein Trennklotz zwischen dem Wasser und dem Oel angeordnet ist, das Material des Trennkolbens auf etwa das dreifache des spezifischen Gewichts des Wassers in seinem spezifischem Gewicht begrenzt ist, dass die Ventile 38,39 konische Sitze entgegengesetzt gerichteter Konen relativ zur Achse des Kolbens 15 haben und ihre Stirnflaechen im verschlossenem Zustande in der Bodenebene des Zylinders 11 liegen;
dass die schwerere Fluessigkeit senkrecht unter der leichteren liegt und Boegen, Schraegen oder Beschleunigungsverluste verursachendes Fluid in Leitungen zwischen dem Kolben 15 und den Ventilen 38,39 vermieden sind,
und die Wandstaerke des Gehaeuses 11 dickert, als der Durchmesser des Kolbens 11 ist;
wobei ferner noch erwuenscht ist, dass gerade an dem unterem Niveau des Oels im unkomprimiertem Zustande die Leitungen 709 und 795, zum Beispiel der Figur 72 mit den diesen Leitungen zugeordneten Ventilmitteln angeordnet sind.FIG. 106 shows in principle a repetition of FIGS. 12 and 63, but this figure is intended to show that, for the high pressures of the invention, this system can only fully achieve the aim of the invention if it fulfills the following condition,
characterized,
that the oil volume is limited to a fraction of the displacement volume of the
that the heavier liquid lies vertically below the lighter liquid and fluid in the lines between the
and the wall thickness of the
it is furthermore desired that the
Die Figur 107 zeigt eine weitere Alternative fuer ein Ventil zur Kontrolle der Entlueftung und Fuellung der Aussenkammer 35. Es ist im Zylinder 993 angeordnet, mit 994 bezeichnet und im Zylinder achsial beweglich, wobei es durch die Feder 701 in die gezeichnete rechte Endlage gedrueckt wird. In dieser Lage stroemt Fluid aus der Aussenkam mer 35 durch Bohrung 795 ueber die Steuernut 796 des Kolbens 994 in die Ausstroemleitung 1020 mit der Durchflussdrossel 704.FIG. 107 shows a further alternative for a valve for checking the ventilation and filling of the
Nimmt der Druck in Kammer 35 zu, dann drueckt der Druck auf durch Bohrung 992 auf das rechte Kolbenende und dadurch den Steuerkolben 994 gegen die Feder 701 bis die Steuernut 796 die ASuslass Steuernut 1020 ueberlaufen hatr und der Kolben 994 den Durchfluss von der Bohrung 795 zum Auslass 704 absperrt und die Kammer 35 verschliesst.If the pressure in
Figur 108 zeigt, dass an manchen Stellen in Aggregaten der Erfindung der Distanzring 832 nicht ganz plan sein darf, sondern angrenzend an die planen Endflaechen 1024 konische Abschraegungen 1022 und 1023 zweckdienlich sind, um die Oeffnungen konischer Ringspalte zu verringern. Die Konusrichtung wird umgekehrt, wenn an entsprechend anderer Stelle in der Erfindung eingebaut.FIG. 108 shows that in some places in units of the invention the
Figuren 109 und 110 zeigen stellenweise plan geschliffene Tellerfedern im geoeffnetem und im gespanntem Zustande. Man sieht dabei deutlich die sich oeffnenden konischen Ringspalte, weil die Anstellwinkel stark uebertrieben vergroessert gezeichnet sind. Man sieht auch, dass die Schraegen 1025 entstehen, die bei der Totraumverhinderung beruecksichtigt werden muessen.Figures 109 and 110 show partially flat plate springs in the open and in the tensioned state. You can clearly see the opening conical ring gaps, because the angles of attack are drawn exaggeratedly enlarged. It can also be seen that the
Figur 110 zeigt die Ausbildung der im ungespanntem Zustand planen Flaechen 1026 und die Dichtringsitze 613.FIG. 110 shows the design of the
Figur 112 zeigt die Lage dieser Teile nach dem Zusammendruecken der Elemente. Die Dichtringsitze - sind jetzt durch die Lagen der Flaechen 1027 und 1028 gekennzeichnet. Dabei bilden sich die achsial auesseren Spitzen 129, die sich jetzt gut fuert die Umgreifung durch einen Haltering 1030 eignen.FIG. 112 shows the position of these parts after the elements have been pressed together. The sealing ring seats - are now characterized by the positions of the
Figur 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, sodass er radial von aussen her um die Kanten 1029 der Figur 112 gelegt werden und mit seinem NSussendurchmesser an der Wand der Bohrung, in die die Anordnung eingebaut ist, also an der Wand der Aussenkammer 35 gehalten und an ihr gleiten kann.FIG. 113 shows this
In Figur 114 ist ein solcher Umgreifring nicht radial plan geteilt, sondern er bleibt rund, erhaelt ein Gewinde und darin eingeschraubt das andere Endteil 1036.In FIG. 114, such a wrap-around ring is not divided radially flat, but remains round, receives a thread and the other end part 1036 is screwed into it.
Figur 115 zeigt einen ERlementyensatz aus Tellerfedern im gespanntem Zustande mit Aussenabdichtungen zur Aussenkammer 35 und mit Innenabdichtungen zur Innenkammer 37. Dabei haben diese Tellerfedern dieses Erfindungsbeispiel keine Dichtringsitz Ausnehmungen, sondern die Dichtungen sind um die normale Tellerfeder herum gebaut. Man sieht entsprechend wieder die erfindungsgemaessen Stuetzringe 690 und 1043,1044, die plastischen Dichtringe 691 und 1040, sowie den Distanzring 849 mit Dichtring (plastisch) 861 und Totraumfuellklotz 865. Zu beachten ist hier, dass radial innen zwei Stuetzringe vorgesehen sein muessen, naemlich die Stuetzringe 1043 und 1044. Der innere Haltering ist dabei leicht herstelbar, weil er keine Elemente umgreift. Die Dicht- und Stuetz Ringe 1040,1042 und 1043 sind lediglich von aussen her in die Nut zwischen den Borden 1041,1046 des Innenhalteringes 1045 eingelegt. Als Aussen Haltering kann einer der bisher beschriebenen Ausfuehrungen angeordnet werden oder der Figur 115 angeordnet sein. Dieser hat hier einen dicken Teil 1037 unter dem Umgreifflansch, der zur oberen Halterung der Dichtungsanordnung dient. Von unten her ist ist unterer Begrenzungsring 1038 in den Ring 1037 eingesetzt, hat eine rueckwaertige Abschraegung und wird dort vom unterem Ende 1039 des Ringes 1037 fest umboerdelt.FIG. 115 shows a set of elements made of disc springs in the tensioned state with outer seals to the outer chamber 35 and with inner seals to the
Figur 116 zeigt den Druckverlauf des Aggregates mit Beaufschlagung der Aussenkammer 35 und der Innenkammer 37 ueber der Zeit "t". Der Druck ist mit "P" bezeichnet. Man sieht den ersten Lieferverlauf G, den Druckabfall F, die Fuellung der Aussen kammer 35 durch die beschriebenen Ventile, wozu auch deren Entleerung von Luft gehoert, .wie beschrieben und den Druckanstieg zum naechstem Foederhub G, wobei der Druckanstieg H der in der Aussenkammer und K der in der Innenkammer ist. M ist der Uerschluss des Sicherheitsventils 795 mit Zubehoer nach den Figuren 72, 107 usw.. Die Winkeldifferenz zwischen H und K ergiebt sich aus dem automatischem Steuerventil der Figuren 77,96 oder dergleichen.FIG. 116 shows the pressure curve of the unit with exposure to the
Figur 117 zeigt den volumetrischen Wirkungsgrad von Aggregaten mit den U-Elementen, W-Elementen oder denen der Figuren 8,11 usw., wie bei den Erprobungen gemessen.Figure 117 shows the volumetric efficiency of aggregates with the U elements, W elements or those of Figures 8, 11, etc., as measured in the tests.
Die Linie D zeigt den gemessenen volumetrischen Wirkungsgrad ueber dem Druck. Die strichlierte Linie E zeigt den nicht gemessenen, aber erwarteten Wirkungsgrad, wenn die ERlemente und sonstigen Anordnungen fuer 2000 Bar statt fuer 1500 Bar ausgelegt wuerden.Line D shows the measured volumetric efficiency over the pressure. The dashed line E shows the efficiency, not measured but expected, if the E elements and other arrangements were designed for 2000 bar instead of 1500 bar.
Figur 118 zeigt den volumetrischen Wirkungsgrad von Aggregaten mit Deldruck in der Aussenkammer 35 zur Komprimierung der Elemente und Foederung 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 Verfuegung 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 Aggregate noch weiter vbervollkommnet oder 100 prozentig exact nach den Lehren dieser Erfindung gebaut wuerde.FIG. 118 shows the volumetric efficiency of units with delta pressure in the
Figur 119 ist ein Laengschnitt durch einen Teil des Gehaeserohres 6, in das ein Satz von Elementen der Figuren 8,11 achsial uebereinander eingebaut ist. Die Teile dieser Figur werden hier nicht beschrieben, weil einmal eine genaue Beschrteibung in Baelde vom japanischem. Patentamt veroeffentlicht wird, in der man die Teile nachlesen kann und weil es zum anderem aus der eingangs erwaehnten Europa - OS bereits bekannt ist, dass man die Elemente durch Druckoel zum Druckhub zusammenpresst. Daher sei hier nur erwaehnt, dass die bisher gebauten Aggregate mit Beaufschlagung der Innenkammer und Elementen 1,11 mit einem Griundblock auf dem Hubkolben 1051 aufgesetzt sind, der im Hubzylinder 1050 gegen die Elemente gedrueckt wird, wenm durch die Zueleitung 1052 Druckoel in den Zylinder gedrueckt wird. Wird die Zuleitung frei gegeben, druecken die Elemente das Del wieder aus dem XZylinder heraus und den Hubkolben in die Ausgangslage zurueck. Das obere Element ist unter dem Kopfdeckel (nicht eingezeichnet) des Gehaeuses 6 befestigt. Die uebrigen Teile innerhalb des Gehaeuses 6 zeigen erprobte oder geplant gewesene Steuerungsmittel.FIG. 119 is a longitudinal section through part of the
Die Figuren 120 und 121 zeigen Ansichten, teilweise in Schnitten, Geber Aggregate zum Antrieb der Steuerungen im Gehaeuse 6 der Figur 119. Diese sind aber durch die gegenwaertige Erfindung teilweise ueberholt und nur gebracht, um die Entwicklungsarbeiten einigermassen vollstaendig anzudeuten.FIGS. 120 and 121 show views, partly in sections, of transmitter units for driving the controls in
Blickt man auf die beschriebene Erfindung zurueck, dann sind noch folgende Merkmale wesentlich fuer die Erfindung :
- dass die konischen Spalte zwischen Elementen in Richtung zur Aussenkammer oeffnen, aber gegen die
Innenkammer 37 eine Auflage zur Begrenzung der Radialabmessung der Innenkammer mit dem radialem Differenzabstand "Delta A" vom Aussende des betreffenden konischen Spaltes bildet und die an den radial plan geschliffenen achsialen Aussenflaechen der radial inneren Enden der Tellerfedern Elemente eine benachbarte radial plane Flaeche (eines Ringes, einer Wand) beruehren, sodass dort beim Komprimieren der Tellerfeder (des Elements) eine Auflagenlinie "B" zur radialen Begrenzung der Aussenkammer besteht und die sich dabei oeffnenden konischen Spalte zwischen dem Element und der benachbarten Planflaeche der Innenkammer zu oeffnen;
und/oder dadurch gekennzeichnet, - dass die konischen Spalte durch Stuetzringe (bevorzugterweise metallischer Stuetzringe) ueberdeckt und mit plastischen Dichtringen jenseits der Stuetzringe abgedichtet sind,
und/oder - ein Koerper (Rohr) mit Dichtringnuten und plastischen Dichtringen radial innerhalb der Innendurchmesser der Elemente angeordnet sind.
- that the conical gaps between elements open towards the outer chamber, but forms a support against the
inner chamber 37 to limit the radial dimension of the inner chamber with the radial difference distance "Delta A" from the outside of the conical gap in question and that on the radially ground axial outer surfaces of the the radially inner ends of the disc springs contact an adjacent, radially flat surface (a ring, a wall), so that when the disc spring (the element) is compressed there is a support line "B" for the radial delimitation of the outer chamber and the conical gaps that open between it To open the element and the adjacent plane surface of the inner chamber;
and / or characterized by - that the conical gaps are covered by support rings (preferably metallic support rings) and sealed with plastic sealing rings on the other side of the support rings,
and or - a body (tube) with sealing ring grooves and plastic sealing rings are arranged radially within the inner diameter of the elements.
Ferner;
- dadurch geklennzeichnet,
- dass die Innenkammer zur Aussenkammer und die Aussenkammer zur Innenkammer relativ zu den Radialdurchmesser Begrenzungen, den Stuetzrngen, den Dichtringen wird, wenn Einlass und Auslass Ventile der Aussenkammer verbunden sind. und dadurch gekennzeichnet,
- dass das Volumen der Aussenkammer im unkomprimiertem Zustande kleiner, als das der Innenkammer ist.
- characterized by
- that the inner chamber becomes the outer chamber and the outer chamber becomes the inner chamber relative to the radial diameter limits, the support rings, the sealing rings when the inlet and outlet valves of the outer chamber are connected. and characterized by
- that the volume of the outer chamber in the uncompressed state is smaller than that of the inner chamber.
Bei einem wesentlichem Teile der Erfindung ist noch wesentlich, dass das betreffende Aggregat der Erfindung raumsparend und preisguenstig ist. Dazu betrachte man zum Beispiel die Figuren 69, 35 undsoweiter. Denn es nicht alleine damit getan, dass man 4000 Bar machen kann, weil das bei erheblichem Aufwande mit den Achsial Boostern auch geht. Das Prinzip der Figuren 12,63,106 laeuft zu langsam, wenn es keine leichten, haltbaren Trennkolben hat. Die schwachen Elemente der bekannten Techniuk koennen die Kolben nicht schnell genug zurueck druecken. Die Elemente mit Boegen innen und aussen koennen oft keine schnellen Hubfolgen zulassen, ohne zu brechen. Die richtigen Elemente, die im Rahmen der Erfindung offenbart werden, aber koennen 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 Huebe aushalten und mit mindestens 400 Hueben pro Minute arbeiten, um abmessungsmaewssig und gewichtsmaessig klein und leicht genug zu bauen und um die Kosten der Herstellung ausreichend zu senken.In an essential part of the invention, it is still essential that the relevant unit of the invention is space-saving and inexpensive. For example, consider Figures 69, 35 and so on. Because it is not enough to be able to make 4000 bar, because with the Axial Boosters this can also be done with considerable effort. The principle of Figures 12, 63, 106 runs too slowly if it does not have light, durable separating pistons. The weak elements of the well-known technology cannot push the pistons back fast enough. The elements with arches inside and outside can often not allow rapid stroke sequences without breaking. The correct elements disclosed within the scope of the invention can be used at 400 to 1200 rpm. depending on the case, run. This is very important to get small, cheap units. The units are said to be able to withstand around 30 million strokes today and work with at least 400 strokes per minute in order to be small and light enough in terms of size and weight and to reduce the costs of production sufficiently.
Da die Teile der Ausfuehrungsbeispiele auch in den Patentanspruechen mindestens teilweise umfangreich beschrieben sind, sollen die Patentansprueche mit als Teil der Offenbarung und der Beschreibung der Erfindung gelten.Since the parts of the exemplary embodiments are also at least partially extensively described in the claims, the claims should also be considered part of the disclosure and description of the invention.
Claims (151)
dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zur Steigerung der Leistuing, des Wirkungsgrades, der Bertriebssicherheit, der Gewichtssenkung, Platzbedarfs Verminderung, Kostensenkung oder der Lebensdauer angeordnet sind.1.) Aggregate that can be flowed through by fluid with at least one working chamber that increases and reduces its volume periodically with inlet and outlet means, in particular also for high pressures and possibly non-lubricating fluid,
characterized,
that means are arranged to increase performance, efficiency, operational safety, weight reduction, space requirements, cost reduction or service life.
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 usw., mit Ringnasen 12, radial federbaren Klampenringteilen 32,29, Dichtlippen 22 an den Innenflaechen 60, Zentrierringen 20 und Dichtringanordnungen 49,26 oder Stuetzringen616 usw. oder deren Equivalenten versehen bzw. solche angeordnet sind.2,) unit according to claim 1 and characterized,
that conical ring elements are used to seal said chamber, which serve to seal the inner chamber 37, which is partially arranged radially inside the ring elements, and said elements, 1 etc., with ring lugs 12, radially resilient cleat ring parts 32, 29, sealing lips 22 on the inner surfaces 60, centering rings 20 and sealing ring arrangements 49, 26 or support rings 616, etc. or their equivalents are provided or are arranged.
und dadurch gekennzeichnet,
dass das Element als U-Element 1,11,111,112,1111 usw. mit innerem Raum 550 und achsialen Auflagen 3 ausgebildet bzw. als W- Element 642 qusgebildet oder angeordnet ist.3.) unit according to claim 2,
and characterized by
that the element is designed as a U element 1, 11, 11, 12, 1111, etc. with an inner space 550 and axial supports 3, or is configured or arranged as a W element 642.
und dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere der Elemente axial uebereinander zu einer Elemerrtensaeule zusammengesetzt sind und je zwei benachbarten Elementen gemeinsame, zeitweilig auftretende Spalte ueberdeckende, flexible, federbare Stuetzringe aus festen Stoffen fuer hohe Drucke im benachbartem Fluid oder plastischem Dichtring zugeordnet, bzw. solche angeordnet sind.4.) Unit according to claim 2 or 3,
and characterized by
that several of the elements are assembled axially one above the other to form an element column and that two neighboring elements each have common, intermittent gaps Rigid, flexible, resilient support rings made of solid materials for high pressures in the adjacent fluid or plastic sealing ring are assigned or arranged.
und dadurch gekennzeichnet,
dass in einer Bohrung konische Ringteile 1,526,527,830 usw. angeordnet und in die Trennung der Bohrung in eine Innenkammer 37 und eine Aussenkammer 35 eingeschaltet sind, die Innenkammer genannte Kammer die Einlass und Auslassmittel 37,38 beruehrt 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 staerker sind, als der Gegendruck aus der Innenkammer, sodass die Ringteile die Trennung der Kammern voneinander wirkend, angeordnet sind.5.) Unit according to claim 1,
and characterized by
that conical ring parts 1,526,527,830 etc. are arranged in a bore and are inserted into the separation of the bore into an inner chamber 37 and an outer chamber 35, the chamber called the inner chamber touches the inlet and outlet means 37, 38 and the outer chamber connects to one in a cylinder (a chamber ) Reciprocable piston is communicated and the pressure in the outer chamber together with the tension of the conical ring parts are stronger than the counter pressure from the inner chamber, so that the ring parts are arranged to act as separators of the chambers.
und dadurch gekennzeichnet,
dass dem betreffendem konischem Ringteil oder Element bzw. U-Element mindestens eine Auflage an einer Nachbarflaeche zugeordnet ist, die eine radial innere und eine radial aeusse-Abdicht Begrenzung bildet und dadurch bei gleichem Druck in der Innen- und Aussen-Kammer die durch die Auflage bewirkte Flaechendifferenz benutzend, mindestens eines der Elemente oder Ringe an ein anderes oder an eine Flaeche andrueckt und die Auflage verschlossen haltend ausgebildet ist.6.) Unit according to claim 5,
and characterized by
that the conical ring part or element or U-element in question is assigned at least one support on a neighboring surface, which forms a radially inner and a radially outer-sealing boundary and thereby at the same pressure in the inner and outer chamber through the support using the area difference caused, pressing at least one of the elements or rings onto another or against a surface and the support being designed to be closed.
und dadurch gekennzeichnet,
dass das Volumen der Aussenkammer kleiner als die maximale Volumenaenderung der Innenkammer ausgebildet ist und der genannte Kolben zur Begrenzung des Volumens der Aussen- kammer eingeschaltet ist.7.) Unit according to claim 5
and characterized by
that the volume of the outer chamber is made smaller than the maximum change in volume of the inner chamber and the piston mentioned is switched on to limit the volume of the outer chamber.
und dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel zur teilweisen Rueckgewinnung der Energien von sich entspannendem, komprimiert gewesenem fluessigem Fluid im Aggregat des Anspruchs 1 oder in verwandten Aggregaten, z.B. Axial Boostern, eingesetzt sind.8.) Unit according to claim 1,
and characterized by
that means for the partial recovery of the energies of relaxing, compressed, liquid fluid have been used in the unit of claim 1 or in related units, for example axial boosters.
und dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel angeordnet sind, die in den Figuren gezeigt, in der Beschreibung beschrieben sind, oder Ziele verwirklicht werden, die in der Aufgaben oder Loesungen zu den Aufgaben der Erfindung beschrieben sind.9.) Unit according to claim 1 or at least one of the claims
and characterized by
that means are arranged, which are shown in the figures, described in the description, or goals are achieved, which are described in the objects or solutions to the objects of the invention.
und dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der folgenden 141 Ausfuehrungen angeordnet ist oder mehrere der genannten Ausfuehrungen gemeinsam in einem Aggregat oder in einem Aggregat nach mindestens einem der Patentansprueche angeordnet ist oder sind.10.) Unit according to claim 1 or at least one of the claims
and characterized by
that at least one of the following 141 versions is arranged or several of the mentioned versions are or are arranged together in an assembly or in an assembly according to at least one of the claims.
dass mindestens einem der radialen Enden 3,13,33 ein vom Ring 1,11 in im Wesentlichem achsialer Richtung erstreckter, teilweise radial federbarer, im wesentlichem zylinderischer Ringteil 2,12,32,42 zugeordnet ist .1.) Axially resilient conical ring, which forms a hollow conical space underneath, (like a plate spring), characterized in that
that at least one of the radial ends 3, 13, 33 is associated with an essentially cylindrical ring part 2, 12, 32, 42 that extends from the ring 1, 11 in the essentially axial direction and is partially radially resilient.
dass der Ringteil 12 mit dem konischem Ring 1,11 einteilig ist.2.) Ring after execution 1, thereby recognizable,
that the ring part 12 is in one piece with the conical ring 1.11.
dass der genannte zylindrische Ringteil 12 am radial aeusserem Ende (wiusu 13,33) des konischen Ringes 1,11 mit dem konischem Ringe einteilig ausgebildet und vom hohlkonischem Achsialende 4 des konischen Ringes im Wesentlichen achsial gerichtet erstreckt ist.3.) Ring after execution 1, thereby recognizable,
that said cylindrical ring part 12 is formed in one piece with the conical ring at the radially outer end (wiusu 13, 33) of the conical ring 1, 11 and extends essentially axially directed from the hollow-conical axial end 4 of the conical ring.
dass ein konisches Ringpaar 1 und 11 aus zwei konischen Ringen, 1,11, deren hohlkonische Achsialenden 4 einander zugekehrt sind, gebildet ist.4.) Ring after execution 1 and thereby recognizable,
that a conical pair of rings 1 and 11 is formed from two conical rings, 1, 11, the hollow-conical axial ends 4 of which face each other.
dass radial innerhalb der zylindrischen Ringteile 12 des Ringpaares, dessen zylindrische Ringteile 12 achsial und achsgleich mit ihren aeusseren Achsialenden 13 aneinander liegen, ein die Innenflaeehen beider zylindri= schen Ringteile 12 beruehrender Zentrierzylinder 20 angeordnet ist.5.) Ring pair according to versions 3 and 4, thereby recognizable,
that a centering cylinder 20 touching the inner surfaces of both cylindrical ring parts 12 is arranged radially inside the cylindrical ring parts 12 of the pair of rings, the cylindrical ring parts 12 of which lie axially and coaxially with their outer axial ends 13.
dass das Ringpaar von Spannringen 27,28,80 umgeben und zusammen gehalten ist,die mit radial inneren Teilen 32 die achsial und radial ae,usseren 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 d genannten achsialen und radialen Enden der konischen Ringe teilweise radial federbare, im wesentli: chem zylindrische Ringteile 32,42 enthalten.6.) Ring pair according to version 5, thereby recognizable,
that the pair of rings is surrounded and held together by tension rings 27, 28, 80, which engage around the axially and radially ae, outer ends 13 of the conical rings 1, 11 of the pair of rings 1, 11 with the radially inner parts 32, the rings 1, 11 of the Clamp the pair of rings together and the clamping rings in particular = the axial and radial ends of the conical rings partially radially resilient, in essence: chem cylindrical ring parts 32, 42 included.
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 aeusseren Enden der konischen Ringe 1 und 11 bei der Kompression und Expansion der konischen schen Ringe folgen und bevorzugterweise ein plastischer Dichtring 26 radial innerhalb des Zentroerzylin = ders 20 angeordnet ist.7.) Pair of rings according to version 6, thereby recognizable,
that the clamping rings 27, 28 are screwed together and a pump or motor chamber is formed in the hollow conical chamber 4, 4, 50 between the conical rings 1, 11 of the ring pair, the cylindrical ring parts 12 with positions or Parts of the said cylindrical ring parts 12 follow the radial = movement of the radially outer ends of the conical rings 1 and 11 during the compression and expansion of the conical rings and preferably a plastic sealing ring 26 is arranged radially inside the centro-cylinder 20.
dass dem radial innerem Ende 3 des konischen Ringes an dem dem hohlkonus abgekehrtem Ende 5 in in der dem Hohlkonus abgekehrten Richtung ein zylindrisches, teilweise radial federbares, im wesentlichem zylindrisches Ringteil 2 zugeordnet ist.8.) Ring after execution 1, thereby recognizable,
that the radially inner end 3 of the conical ring on the end 5 facing away from the hollow cone in the direction facing away from the hollow cone is assigned a cylindrical, partially radially resilient, essentially cylindrical ring part 2.
dass zwischen zwei der genannten Ringpaare ein die radial inneren Enden zweier der koniachen Ringe des Ringpaares beruehrender, im-wesentlichem zylindrischer Ring 2 teilweise radial federbar von im Vergleich zu seinem Durch= messer duenner Wand 2 angeordnet ist.9.) pair of rings according to versions 6 and 7, thereby recognizable,
that between two of the ring pairs mentioned, an essentially cylindrical ring 2, which touches the radially inner ends of two of the tapered rings of the ring pair, is arranged partially radially resiliently from wall 2, which is thin compared to its diameter.
dass der genannte Ringteil 2,32,22 mittels Anordnung einer Ringnut 29,48 in einem Koerper oder Ring an einem Koerper 27,28,66 oder Ringe ausgebildet ist.10.) Ring according to version 1, thereby recognizable,
that said ring part 2,32,22 is formed by arranging an annular groove 29,48 in a body or ring on a body 27,28,66 or rings.
dass der betreffende konische Ring mit einer zylindrischen schen Innenflaeche 60 versehen ist, in ihm ein Kammerndeckel 6,7,66 zum mindestens teilweisem Verschluss der genannten Kammer 50 angeordnet ist und an dem genanntem Kammerndeckel ein radial mindestens stellen = weise federbares Ringstueck 22 ausgebildet ist, das ggf. unter Einschaltung eines plastischen Dichtringes 49 an der genannten Innenflaeche 60 dichtet und das genannte Rin stueck mindestens stellenweise radial von innen her mit dem Druck aus dem Fluid in der genannten Kammer, die Dichtung zwischen dem genanntem komischem Ring und dem genanntem Ringstueck unterstuetzend,beaufschlagbar ist.11.) pair of rings after execution 7, thereby recognizable,
that the conical ring in question is provided with a cylindrical inner surface 60, a chamber cover 6, 7, 66 for the at least partial closure of said chamber 50 is arranged in it and a radially at least point = wise resilient ring piece 22 is formed on said chamber cover, which possibly seals on said inner surface 60 with the engagement of a plastic sealing ring 49 and said rin piece at least in places radially from the inside with the pressure from the fluid in said chamber, supporting the seal between said comic ring and said ring piece, is acted upon.
dass das Ringpaar von einem die beiden konischen Ringe des Ringpaares zusammenhaltendem, in radialer Richtung federbarem Klapnring 80 umgoben ist.12.) Ring pair recognizable after execution 5,
that the pair of rings is surrounded by a snap ring 80 which holds the two conical rings of the pair of rings together and is resilient in the radial direction.
dass die beiden konischen Ringe 1,11 des Ringpaares zusammen mit ihren zugeordneten teilweise zylindri = schen Ringteilen 12,13,23 einteilig als ein einziger Federkoerper ausgebildet sind, an dessen inneren Achsialenden auch noch die zylindrischen Ringteile 2 einteilig mit dem einteiligem Federkoerper 111, der in sich zwischen seinen konischen Innenflaechen 4, und ihrem Verbindungsteil 112 die in ihrem Volumen bei der Kompression nd Exxpansion de konischen Teile 1,11 des Federkoerpers 111 volumenaendernde Kammer 50 bildet, ausgebildet sein oder zugeordnet sein koennen.13.) Pair of rings according to version 5 but without the gene 20, dadutch recognizable,
that the two conical rings 1, 11 of the pair of rings together with their associated partially cylindrical ring parts 12, 13, 23 are formed in one piece as a single spring body, on the inner axial ends of which the cylindrical ring parts 2 are also formed in one piece with the one-piece spring body 111, the in between its conical inner surfaces 4 and its connecting part 112 which, in terms of its volume during compression and expansion of the conical parts 1, 11 of the spring body 111, forms, can be formed or can be assigned to chamber 50.
dadurch erkennbar,
dass die Anordnung als Pumpe oder Motor verwendet wird.14.) Warning after execution 1 or
recognizable by
that the arrangement is used as a pump or motor.
dass in die konischen Ringelemente 1 im Vergleich zu ihnen duennere Dichtringtragrohre 3 eingesetzt sind, waehrend die Dichtrin gtragrohre 3 mit massiven Kloetzen 5 gefuellt sind, die zwischen dem Innen= Durchmesser der Dichtungsringtragrohre 3 und dem Aussendurchmesser der Massivkloetze 5 einen engen Ring spalt 4 bilden, in den aus der betreffenden Arbeits= Kammer her Druckfluid eindringen kann, um das betreffen= de Dichtr ingtragrohr 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.15.) Arrangement according to version 14, thereby recognizable,
that thinner sealing ring support tubes 3 are used in the conical ring elements 1 compared to them, while the sealing ring support tubes 3 are filled with solid blocks 5, which form a narrow ring gap 4 between the inside = diameter of the sealing ring support tubes 3 and the outside diameter of the solid blocks 5, into which pressure fluid can penetrate from the working chamber in question, in order to bend the sealing carrier pipe in question radially outwards and to form a good seal with the relevant sealing ring 93, even with radial expansion of the conical ring element 1 in question, on its inside diameter.
dadurch erkennbar,
dass die Anordnung in einem verschlossenem Gehaeuse 6 mit starker Wand 6 angeordnet ist das Gehaeuse mit einem Druckfluideinlass 7 versehen ist und das Gehaeuse mit Druckfluid zeitweilig periodisch gefuellt wird.16.) Arrangement according to version 14,
recognizable by
that the arrangement is arranged in a closed housing 6 with a strong wall 6, the housing is provided with a pressure fluid inlet 7 and the housing is temporarily filled with pressure fluid periodically.
dadurch erkennbar,
dass die Druckfluidfuellung des genannten Gehaeuses zeitlich parallel zum Hube des Arbeits= taktes der Pumpe oder des Motors gesteuert ist und der Fluiddruck im Gehaeuse auf etwa der halben Hoehe 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.17.) arrangement according to citation 16,
recognizable by
that the pressure fluid filling of the housing mentioned is controlled in parallel with the stroke of the working cycle of the pump or the motor is and the fluid pressure in the housing is kept at about half the level of the fluid pressure in the relevant working chamber 1, 1 of the pump or of the motor and is kept parallel to the pressure in the said chamber.
dadurch erkennbar,
dass die erste der Fluessigkeiten eine mit Schmiereigen= schaften, zum Beispiel Del, ist und die zweite. der Fluessigkeiten eine nichtschmierende oder Rost verursachende Fluessigkeit, zum Beispiel Wasser, ist und die erste der Fluessigkeiten ein geringeres spezifisches Gewicht, als die zweite der Fluessigkeiten hat.19.) unit according to version 18,
recognizable by
that the first of the liquids is one with smear properties, e.g. Del, and the second. of the liquids is a non-lubricating or rust-causing liquid, for example water, and the first of the liquids has a lower specific weight than the second of the liquids.
dass die genannten Fluessigkeiten in einem senkrechtem Behaelter, zum Beispiel in einem Rohre 11, angeordnet sind und der genannte Kolben von oben her in die genannte erste der Fluessigkeiten eintauchend angeord= net ist, wobei sein Eintauchen in die zweite der Fluessigkeiten dadurch ausgeschlossen ist, dass die zweite der Fluessigkeiten infolge ihres hoeheren spezifischen Gewichtes sich immer unterhalb der ersten der Fluessigkeiten mit dem geringerem spezifi= schem Gewicht befindet und die Hoehe des Kolbens und seines Hubweges entsprechend angeordnet sind.20.) Unit according to version 19, thereby recognizable,
that said liquids are arranged in a vertical container, for example in a tube 11, and said piston is arranged from above to be immersed in said first of the liquids, its immersion in the second of the liquids being precluded by the fact that the second of the liquids, due to their higher specific weight, is always below the The first of the liquids with the lower specific weight is located and the height of the piston and its stroke are arranged accordingly.
dass zwischen dem Geberkolben und dem Folgekolben eine Uebersetzung derart angeordnet ist, dass der Folgekolben mit groesserem Durchmesser als der Geberkolben ausgebildet ist.26.) Unit according to version 25 and thereby recognizable, or according to one of the other claims and characterized,
that a transmission is arranged between the master piston and the follower piston such that the follower piston is designed with a larger diameter than the master piston.
dass zwischen den beiden genannten Fluessigkeiten 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.27.) Unit according to version 26, thereby recognizable,
that a separating means following their movement, for example a separating piston 36, or a membrane 61 is arranged between the two liquids mentioned, the membrane being firmly clamped and the separating piston being provided with a sealing ring 43, 82, 83.
dass die beiden genannten Fluessigkeiten in Kammerntei= len angeordnet sind, beziehungsweise sich in ihnen aufhalten, die eines von ihnen oder beide mit einem entsprechenden Fuellanschluss versehen.28.) Unit according to version 26, thereby recognizable,
that the two liquids mentioned are arranged in chamber parts or are in them, which provide one or both of them with a corresponding filler connection.
dass der Kammernteil, der die zweite der Fluessigkeiten enthaelt, 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.21.) .Assembly according to version 28, thereby recognizable,
that the chamber part, which contains the second of the liquids, is provided with an inlet and an outlet, wherein in each case a valve 38, 39 can be arranged in the inlet and or in the outlet.
dass unterhalb des Folgekolbens 49 des groesseren Durchmessers ein ArbeitskolbenΩkleineren 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 Fluessigkeiten eintauchenden Kolben bildet, sodass der genannte Arbeitskolben ggf. mit wesentlich hoeherem Drucke in die genannte erste der Fluessigkeiten eintaucht, als der genannte Geberkolben an Druck liefert, da der genannte Kolben mit groesserem Durchmesser (49) zwischen dem Geberkolben und dem Arbeitskolben die Kraft verstaerkt, mit der der Arbeits kolben 52 in die Fluessigkeit hineingedrueckt wird.30.) unit according to version 26, thereby recognizable,
that a working piston Ω of smaller diameter is arranged below the follower piston 49 of the larger diameter, a preferably non-pressurized space 50 is arranged between the follower piston and the working piston and said working piston 52 forms the piston immersed in said first of the liquids, so that said working piston may also coexist much higher prints immersed in said first of the liquids when said master piston supplies pressure, since said larger diameter piston (49) between the master piston and the working piston increases the force with which the working piston 52 is pressed into the liquid.
dass die genannten Raumteile mit den in ihnen befindli = chen ersten und zweiten Fluessigkeit so eng bemessen sind, dass das Volumen der Fluessigkeiten in ihnen gerade noch ausreicht, die ihnen gestellte Aufgabe zu erfuellen, jeder uebrige Raum und jede uebrige Fluessigkeit aber vermieden sind, um Lieferverluste an Fluid in der Pumpe durch innere Kompression des Fluids zu verringern oder zu vermeiden.31.) unit according to version 30, thereby recognizable, or recognizable according to one of the other versions,
that the named parts of the room with the first and second liquids in them are so narrow that the volume of the liquids in them is just sufficient to fulfill the task given to them, but every other room and every other liquid are avoided in order to Reduce or avoid delivery losses of fluid in the pump due to internal compression of the fluid.
dass die achsialen und radialen Spannungen der Elemente,Rohre,Gehaeuse,Ringe usw., sowie die mit Fluid gefuellten Kammern und Leitungs - Volumen bei der Entspannung der betreffenden Teile oder Fluiden ueber den Folgekolben, die Fluidsaeule im Mittelkanal und den Geberkolben als Hydromotor auf den Geberkolbenantrieb wirkend, die Welle des Antriebes antreibend, in das Aggregat eingeschaltet sind.32.) unit according to version 14 or according to one of versions 15 to 31, thereby recognizable,
that the axial and radial tensions of the elements, pipes, housings, rings etc., as well as the fluid-filled chambers and line volumes when the relevant parts or fluids relax via the follower piston, the fluid column in the center channel and the master piston as a hydraulic motor on the Acting piston drive, driving the shaft of the drive, are switched on in the unit.
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Element eine Bodenauflage (7,8.101) und eine Kopfanlage (7.8.100 ) zugeordnet sind, deren Abstand voneinander geringer ist, als die achsiale Durchbiegbarkeit des Elements, zwischen dem Element (7.8-61 ) und der Bodenauflage eine erste Pumpkammer (7.8.35 ) , zwischen dem Element und der Kopfanlage eine zweite Pumpkammer (7.8.37) ausgebildet sind, der ersten Kammer eine Pumpvorrichtung (7.8.52 ) zum periodischem Fuellen und Entfuellen zugeordnet ist und der zweiten Pumpkammer Einlass- und Auslass- Mittel, zum Beispiel Ventile (38,39 ) zugeordnet sind.33.) Arrangement according to embodiment 1, or an assembly with a pump chamber arranged in a housing, which is arranged between a cover and an element (spring, membrane) which is flexible in the axial direction and with a device for periodically changing the volume of the pump chamber, according to the Main patent,
characterized,
that the element is assigned a floor support (7,8.101) and a head rest (7.8.100), the distance from each other of which is smaller than the axial deflectability of the element, between the element (7.8-61) and the floor support a first pumping chamber (7.8 .35), a second pumping chamber (7.8.37) are formed between the element and the head system, the first chamber is assigned a pumping device (7.8.52) for periodic filling and filling and the second pumping chamber has inlet and outlet means for Example valves (38,39) are assigned.
dadurch erkennbar,
dass das Element zwischen dem Deckel (1 ) und einer daran befestigten Halterung (Einsatz,Koerper) ( 91 ) eingespannt ist.34.) Unit according to version 33,
recognizable by
that the element is clamped between the cover (1) and an attached bracket (insert, body) (91).
dadurch erkennbar,
dass die Bodenauflage eine ebene Flaeche ist, auf der das Element im ungespanntem Zustande aufliegt und die Kopfanlage zuegig nach innen zu ausgebaucht ist, zum Beispiel, einen flachen Hohlkegel bildend. (Figuren und 2)35.) Unit according to version 34,
recognizable by
that the floor covering is a flat surface on which the element rests in the untensioned state and the head rest is bulged inwards, for example, forming a flat hollow cone. (Figures and 2)
dadurch erkennbar,
dass das eingespanntsein die Befestigung des Elementes bildet und der Jnnendurchmesser der Befestigung den Aussendurchmesser der genannten Pumpkammern (35,37) bildet.36.) Unit according to version 34,
recognizable by
that the clamped forms the fastening of the element and the inner diameter of the fastening forms the outer diameter of the pump chambers (35, 37).
dadurch erkennbar,
dass der ersten Pumpkammer (35) ein Hubkolben (52) von im Vergleich zu den Pumpkammern (35,37) kleinem Durchmesser, aber langen Hubes zugeordnet ist.37.) Unit according to version 36,
recognizable by
that the first pump chamber (35) is assigned a reciprocating piston (52) which is small in diameter but has a long stroke in comparison to the pump chambers (35, 37).
dadurch erkennbar,
dass der Hubkolben (52) auf einem Druckkolben (124) aufliegend und von ihm getrieben angeordnet ist, wobei der Druckkolben einen grnesseren Durchmesser als der Hubkolben hat und der in einem Zylinder angeordnete Druckkolben durch einen Pumpkolben kleineren Durchmessers ueber ein zwischengeschaltetes Druckfluid betrieben ausgebildet ist.38.) Unit according to version 37,
recognizable by
that the reciprocating piston (52) rests on a pressure piston (124) and is driven by it, the pressure piston having a larger diameter than the reciprocating piston and the pressure piston arranged in a cylinder being designed to be operated by a pump piston of smaller diameter via an intermediate pressure fluid.
dadurch erkennbar,
dass das Element eine duenne runde Scheibe ist, die radial nach der Mitte zu in ihrer achsialen Tiefe zunehmende wellen in beiden achsialen Richtungen (261,461) zwischen schraegen oder fast achsial gerichteten Zwischenstuecken (361) formt und so als ein in achsialer Richtung mit besonders langem Hub verformbares, federbares Element Ringelement (61) ausbildend angeordnet ist.39.) Unit according to version 34,
recognizable by
that the element is a thin round disc that forms waves radially towards the center, increasing in its axial depth in both axial directions (261, 461) between oblique or almost axially directed intermediate pieces (361) and thus as an axial direction with a particularly long stroke deformable, resilient element forming ring element (61) is arranged.
dadurch erkennbar,
dass die Bodenauflage (111,Figur ) eine der Wellenform des Elements (61,Figur ) angepasste Wellenformauflage bildet, die dem Element in dessen ungespanntem Zustande Zwischenraum vermeidend anliegend ausgebildet ist.40.) unit after execution 39,
recognizable by
that the floor support (111, figure) forms a waveform support adapted to the wave shape of the element (61, figure), which is designed to avoid the space in the untensioned state of the element.
dass einem der Wellenberge der Bodenauflage eine durch den Boden (den Einsatz 91, Figur ) gehende Entlueftungsbohrung (120) zugeordnet ist.41.) unit according to version 40, thereby recognizable,
that one of the wave crests of the floor support is assigned a vent hole (120) going through the floor (insert 91, figure).
dadurch erkennbar,
dass die Kopfanlage (110,Figur ) eine der Wellenform des Elements (61,Figur ) angepasste Wellenanlage (312) ausformend bildet, wobei der Abstand der Wellenanlage (312) in achsialer Richtung von dem Element vom Aussendurchmesser der Pumpkammern (35,37) und somit vom Innendurchsser der Befestigung aus radial nach innen zu zunehmend angeordnet ist.42.) Unit according to version 39,
recognizable by
that the head system (110, figure) forms a wave system (312) adapted to the wave shape of the element (61, figure), the distance of the shaft system (312) in the axial direction from the element from the outside diameter of the pumping chambers (35, 37) and is thus increasingly arranged from the inside diameter of the fastening radially inwards.
dadurch erkennbar,
dass das Auslassventil (39) radial in der Mitte und somit and der tiefsten Wellenstelle der Kopafanlage angeordnet ist und die Achsen des Eelements und der Pumpkammern senkrecht stehend mit der Kopfanlage nach oben ausgerichtet sind, sodass das Auslassventil eine automatische Entlueftung bildet und die genannte Kopfanlage den Hubweg des genannten Elements begrenzend angeordnet ist.43.) Unit according to version 42,
recognizable by
that the outlet valve (39) is arranged radially in the middle and thus at the deepest shaft point of the Kopaf system and the axes of the element and the pumping chambers are aligned vertically with the head system upwards, so that the outlet valve forms an automatic ventilation and the mentioned head system Stroke of said element is arranged limiting.
dadurch erkennbar,
dass der genannte Hubkolben (52) in einem mit der genannten ersten Pumpkammer (35) kommunizierendem Zylinder (35) reziprokierend angeordnet ist, die erste Pumpkammer und der genannte Zylinder mit Fluid gefuellt sind und dem Zylinder eine Fluidfuell Bohrung (121) zugefuehrt ist, die durch den Hubkolben in dessen ausserer Totpunktlage, bei der das genannte Element (61) seinen ungespannten Zustand einnimmt, oeffnet und die Kammer-Zylinder Einheit (35) durch ein Druckfluidlieferaggregat mit Fluid fuellen laesst, solange der genannte Hubkolben in dessen genannter aeusserer Totpunktlage die genannte Bohrung offen haelt.44.) Unit according to version 37,
recognizable by
that said reciprocating piston (52) is arranged in a reciprocating manner in a cylinder (35) communicating with said first pumping chamber (35), the first pumping chamber and said cylinder are filled with fluid and a fluid filling hole (121) is fed to the cylinder, which through the reciprocating piston in its dead center position, in which said element (61) assumes its untensioned state, opens and the chamber-cylinder unit (35) can be filled with fluid through a pressurized fluid delivery unit, as long as said reciprocating piston in said external dead center position Keep hole open.
und 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 koennen, weil die genannte zweite Pumpkammer teilweise innerhalb das genannten Elenentes ausgebildet ist.45.) unit according to at least one of the versions,
and thereby recognizable,
that the element consists of at least two conical ring parts, which are arranged symmetrically to one another and a part of said second pumping chamber is formed, and said floor support and head rest can be omitted, because said second pumping chamber is partly formed within said element.
und dadurch erkennbar,
dass das genannte Element (210) mit seinem Flansch (284) zwischen dem Kopfdeckel (201) und dem Gehaeuse (222) dichtend eingespannt ist und einen Boden (218,217,221) bildet, sodass 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. (7.8. Figur )46.) unit according to version 45,
and thereby recognizable,
that said element (210) is clamped with its flange (284) between the head cover (201) and the housing (222) in a sealing manner and forms a bottom (218, 217, 221), so that the element (210, 250 to 254, 260 to 272, 421 to 427, etc. ) and the bottom (440,256,218, etc.) the separation of the first pumping chamber (213) from. form the second pumping chamber (212). (7.8. Figure)
und dadurch erkennbar,
dass dem Boden (z.B. 440) des Elements (z.B. 210,510,610,280, 261,284) eine Zuganordnung angeordnet ist, durch the das Element in seinen ungespannten Zustand gezogen wird, wobei die Zugvorrichtung aus einem Bolzen (441). mit Kolben (443) in einem Zylinder (444) bestehen mag und der den Bolzen umgebende Raum im Zylinder mittels Druckoel beaufschlagbar ist, um den Kolben und damit ueber den Bolzen den Boden des Elementes in den ungespannten Zustand des Elementes zu ziehen.47.) unit according to version 46,
and thereby recognizable,
that the bottom (eg 440) of the element (eg 210,510,610,280, 261,284) is arranged a pulling arrangement through which the element is pulled into its untensioned state, the pulling device consisting of a bolt (441). may exist with piston (443) in a cylinder (444) and the space surrounding the bolt in the cylinder can be acted upon by means of pressure oil in order to pull the piston and thus the bolt over the bottom of the element into the untensioned state of the element.
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.48.) unit according to version 47,
and thereby recognizable,
that the pulling arrangement is used to ingest fluid through the inlet valve (eg 202, 204) into said second pumping chamber (212) due to the expansion of the element.
und dadurch erkennbar,
dass das Element (210,250 usw. z.B. nach Figuren 6 und 13) aus mehreren zueinander symmetrischen konischen Ringteilen (260, 266) besteht, die mittels innerer und aeusserer Teile (263,270) oder mittels innerer und aeusserer Ringboegen (280,281) miteinander verbunden sind und sich zwischen symmetrisch nach innen offen angeordneten Ringteilen (266,260) eines konischen Ringteilpaares Teile der zweiten Pumpkammer (212) ausgebildet sind.49.) Unit after execution 45.
and thereby recognizable,
that the element (210, 250 etc., e.g. according to FIGS. 6 and 13) consists of several symmetrical conical ring parts (260, 266) which are connected to each other by means of inner and outer parts (263, 270) or by means of inner and outer ring arches (280, 281) Parts of the second pump chamber (212) are formed between ring parts (266, 260) of a conical ring part pair that are arranged symmetrically inward.
und dadurch erkennbar,
dass das Element aus faserverstaerkter Plastik zum Beispiel nach der Figur 7 hergestellt ist und die genannten Teile oder Ringboegen durch plane, aneinander geklebte (verbundene) innere oder aeussere Plamnflaechen an den konischen Ringteilen (251,252) ersetzt sind, sodass die Planverbindungen (253,254) die jeweilige Verbindung benachbarter konischer Ringteile (251,252) bilden.50.) unit according to version 49,
and thereby recognizable,
that the element is made of fiber-reinforced plastic, for example according to FIG. 7, and the parts or ring arches mentioned are replaced by flat, bonded (bonded) inner or outer plan surfaces on the conical ring parts (251, 252), so that the plane connections (253, 254) match the respective one Form connection of adjacent conical ring parts (251,252).
und dadurch erkennbar,
dass der Innenraum des Elementes mit einem Ausfuellklotz (216) versehen ist, der den Innenraum im gespanntem Zustande des Elementes ausfuellt.5 /.) Unit according to versions 49 or 50,
and thereby recognizable,
that the interior of the element is provided with a filling block (216) which fills the interior in the tensioned state of the element.
und dadurch erkennbar,
dass der Ausfuellklotz mit einem der ersten Pumpkammer zu offenem Raum (220) versehen ist (Figur 5) in den ein Pumpkolben (227) zur Foerderung von Fluid in die erste Pumpkammer zeitweilig und mindestens teilweise eintreten kann, um eine Baukuerze des Aggregates zu erreichen.52.) unit according to version 51,
and thereby recognizable,
that the filler block is provided with one of the first pumping chambers to open space (220) (FIG. 5) into which a pumping piston (227) for conveying fluid into the first pumping chamber can temporarily and at least partially enter in order to shorten the unit.
und dadurch erkennbar,
dass der ersten Pumpkammer ein Pumpkolben (227,Fig.5) zugeordnet ist, der seines geringen Durchmessers und seiner Hublaenge wegen an seinem aeusserem Ende in einem Zylinder (224) einen Endkolben (226) hat und in der Mittel zwischen dem Boden des Zylinders (224) und dem Endkolben (226) einen auf dem Kolben (227) verschiebbaren Fuehrungsring (226) hat, der mittels Federn (225) beiderends des Ringes (226) in der jeweiligen Mitte gehalten ist, waehrend der Hubkolben (227) selbst in einem Zylinder gleichem Durchmessers dichtend im Gehaeuse (222) laeuft und der Hubkolben (227) mit einem Antrieb (z.B.' 226,230,231,232) fuer seinen Kolbenhub oder mit einer Kolbenhubfuehrung versehen ist.53.) Unit after execution 45 ,.
and thereby recognizable,
that the first pumping chamber is assigned a pumping piston (227, FIG. 5), that of its small diameter and its stroke length because at its outer end in a cylinder (224) has an end piston (226) and in the middle between the bottom of the cylinder (224) and the end piston (226) has a guide ring (226) which is displaceable on the piston (227) and which is held in the respective center by means of springs (225) on both ends of the ring (226), while the reciprocating piston (227) runs sealingly in a cylinder of the same diameter in the housing (222) and the reciprocating piston (227) with a drive (e.g. '226,230,231,232 ) for its piston stroke or with a piston stroke guide.
dass der genannten ersten Pumpkamm er (35,213) ein in einem Druckzylinder (35,213) angeordneter Hubkolben (227,52) zugeordnet ist, dem durch eine Zuleitungsbohrung (223,121.) periodisch Druckfluid zugefuehrt und abgefuehrt wird, wobei die genannte Bohrung (121,223) an derjenigen Stelle in den genannten Zylinder muendet, bei der das innere Ende des genannten Hubkolbens seine aeussere Endlage erreicht, damit der genannte Zylinder und die genannte Pumpkammer in dieser Lage des Hubkolbens voll mir Fluid gefuellt werden und. der Fluiddruckhub nach dem kurzem Hubwege des genannten Hubkolbens beginnt, nach dessen Durchlauf die genannte Bohrung von dem genanntem Hubkolben verschlossen wird.54.) unit recognizable according to versions 33 or 45 or at least one version,
that said first pumping comb (35, 213) is assigned a reciprocating piston (227, 52) arranged in a pressure cylinder (35, 213), to which pressure fluid is periodically supplied and discharged through a feed bore (223, 121), said bore (121, 223) being at that Place in said cylinder at which the inner end of said piston reaches its outer end position so that said cylinder and said pump chamber are completely filled with fluid in this position of the piston and. the fluid pressure stroke begins after the short stroke of said piston, after the passage of which said bore is closed by said piston.
dass die Zwischenraume zwischen den benachbarten konischen Ringteilen (510,610) zwecks -Uermeidung von Totraum mit Fuellstoff versehen sind, wobei der Fuellstoff z.B. Aluminium oder Blei ist, wenn das Element (210 usw.) aus Stahl oder dergl. besteht, oder dass der Fuellstoff in das Element eingegossen ist und nach Erwaermung auf die Knettemperatur des Fuellstoffs das Element auf den Maximalhub zusammengepresst wird, wobei der dann knetbare ueberfluessige Fuellstoff herausgequetscht wird, sodass nach Entspannen des Elements (210) Pumpraumteile (537,637) zwischen dem Fuellstoff (214) und den benachbarten konischen Ringteilen (510,610) ausgebildet sind, und/oder Zuischenraeume zwischen den genannten Ringteilen und den aeusseren Fuellstoffteilen (215) vorhanden sind.55.) unit according to version 45, or one of the versions, and thereby recognizable,
that the spaces between the adjacent conical ring parts (510, 610) are provided with filler material in order to avoid dead space, the filler material being, for example, aluminum or lead if the element (210 etc.) is made of steel or the like, or that the filler material is in the element is poured in and after heating to the kneading temperature of the filler, the element is pressed to the maximum stroke, the then kneadable excess filler being squeezed out, so that after the element (210) has been relaxed, pump chamber parts (537,637) between the filler (214) and the neighboring ones conical ring parts (510, 610) are formed, and / or there are spaces between the ring parts mentioned and the outer filler parts (215).
dass das Element (210 usw.) aus mit radial planen inneren und aeusseren Enden versehenen Tellerfedern (260,266) gebildet ist, wobei zwischen den radial planen Flaechen Distanzringe (263.270) angeordnet sind, die radial nach innen und radial nach aussen von Dichtringen (268,264,269,271) umgeben, sind, wobei jeweils einer der Dichtringe den Distanzring und die Enden zweier Tellerfedern radialumgibt und die Tellerfedern durch Klampenringe (265,272) umgriffen und zusammen gehalten sind. (Figur )56.) unit according to version 45 or one of the versions and thereby recognizable,
that the element (210, etc.) is formed from disc springs (260, 266) provided with radially planar inner and outer ends, spacer rings (263.270) being arranged between the radially planar surfaces and being radially inward and radially outward of sealing rings (268, 264, 269,271) are surrounded, whereby one of the sealing rings radially surrounds the spacer ring and the ends of two plate springs and the plate springs are gripped and held together by cleat rings (265, 272). (Figure)
dass das Element (301, Figur 10) mit einem Dichtringtraeger (381) versehen ist, dessen Dichtlippe (380) dichtend an der Innenflaeche (379) des Elementes anliegt, in einer Ringnut des Dichtringtraegers axial innerhalb der Dichtlippe ein plastischer Dichtring (387) angeordnet ist und der Dichtring am axial innerem Ende der Innenflaeche des Elements anliegt, die Dichtlippe und der Dichtring in achsialer Richtung im Vergleich zum Element kurz ausgebildet sind und/oder axial ausserhalb der Dichtlippe eine Ausnehmung (377) in dem Dichtringtraeger und/oder eine konische Ausweitung (378) in dem Element ausgebildet sind, um Quetschungen zwischen Element und Dichtrintraeger bei der Achsialspannung des Elements zu. vermeiden und der Dichtringtraeger als zylindrisches Teil (3B1) ausgebildet ist, dessen Innenraum mit einem einen Spalt (382) freilassendem Fuellklotz (383) versehen ist, wobei die achsiale Laenge des Dichtringtraegers 381 so bemessen ist, dass seine Radialaufweitung unter Innendruck im Spalt 382 das Nachfolgen der Dichtlippe zur Radialaufweitung der Innenflaeche (379) des' Elements bei dessen Spannen folgt und die Dichtwirkung und die Beruehrung zwischen der Dichtlippe und dem Element zu allen Zeiten der Arbeitsbewegung des Elements aufrecht erhaelt.57.) aggregate after executions, 33,45 or one execution and thereby recognizable,
that the element (301, FIG. 10) is provided with a sealing ring carrier (381), the sealing lip (380) of which lies sealingly on the inner surface (379) of the element, and a plastic sealing ring (387) is arranged axially within the sealing lip in an annular groove of the sealing ring carrier and the sealing ring rests against the axially inner end of the inner surface of the element, the sealing lip and the sealing ring are short in the axial direction compared to the element and / or axially outside the sealing lip there is a recess (377) in the sealing ring carrier and / or a conical widening (378) are formed in the element to prevent crushing between the element and the seal carrier in the axial tension of the element. avoid and the sealing ring carrier is designed as a cylindrical part (3B1), the interior of which is provided with a filling block (383) leaving a gap (382), the axial length of the sealing ring carrier 381 being dimensioned such that its radial expansion under internal pressure in the gap 382 Follow the sealing lip for radially widening the inner surface (379) of the ' element during its tensioning and maintains the sealing effect and the contact between the sealing lip and the element at all times during the working movement of the element.
dass dem Element oder den Elementen (327,328) und dessen Zuordnungen (393,329,359,360,302 usw.) ein Hubkolben zugeordnet ist (Figur 9) der als Differential kolben in einem Differentialzylinder mit einer Kolbenstange (357) an dem Hubkolben (354) ausgebildet ist, Kolben und Kolbenstange dichtend in Zylinderteilen axial beweglich angeordnet sind, der Ringraum (356) um die Kolbenstange (357) mittels einer Bohrung (358) druck entlastet ist und der Zylinder (352) mittels einer Bohrung oder Fluidleitung (351) zu dem Innenraum (350) im Gehaeuse (306) des Aggregates verbunden ist, sodass der Unterschied der Durchmesser des Kolbens und der Kolbenstange den Unterschied des Druckes im Zylinder und der zweiten Pumpkammer (37) innerhalb oder oberhalb des Elementes bestimmt, sodass die Elemente zwischen dem Druckunterschiede in der ersten Pumpkammer (352,350) und der zweiten Pumpkammer (37) arbeiten, wobei der Druck in der zweiten Pumpkammer wesentlich ueber den Druck erhoeht werden kann, der in der zweiten Pumpkammer der Maxiaml zulaessige Druck waere, wenn der die Elemente umgebende Raum mit Athmospherendruck gefuellt waere, 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 064 563 erhoeht werden kann, ohne die Abmessungen der Elemente zu aendern.58.) unit according to version 33 or one of the versions and thereby recognizable,
that the element or elements (327,328) and its assignments (393,329,359,360,302 etc.) is assigned a reciprocating piston (Figure 9) which is designed as a differential piston in a differential cylinder with a piston rod (357) on the reciprocating piston (354), piston and piston rod are arranged so as to be axially movable in a sealing manner in cylinder parts, the annular space (356) around the piston rod (357) is relieved of pressure by means of a bore (358) and the cylinder (352) by means of a bore or fluid line (351) to the interior (350) in the housing (306) of the unit is connected so that the difference in the diameter of the piston and the piston rod determines the difference in pressure in the cylinder and the second pumping chamber (37) inside or above the element, so that the elements between the pressure differences in the first pumping chamber (352,350 ) and the second pumping chamber (37), the pressure in the second pumping chamber being able to be increased substantially above the pressure in the second pressure chamber of the Maxiaml would be permissible pressure if the space surrounding the elements were filled with atmospheric pressure, so that, for example, the pressure in the second pumping chamber is twice the pressure in the first pumping chamber and thus the pressure in the second pumping chamber is convenient and simple Can be increased to approximately twice the relevant pressure in European Patent Application 064 563 without changing the dimensions of the elements.
dass die Klampenringe (327,328, Figur 6) Ringnuten (329) haben, die an den Klampenringen radial federbare Halteteile (332) zum Zusammenhalten der Elemente des Elementenpaares (301,302) ausbilden.59.) unit according to version 33 or one of the versions and thereby recognizable,
that the cleat rings (327, 328, FIG. 6) have ring grooves (329) which form radially resilient holding parts (332) on the cleat rings for holding the elements of the pair of elements (301, 302) together.
dass die Elemente (401 , Figur 11) eines Elementenpaares mit radial planen Flaechen an den achsialen Innenwaenden nahe dem radial innerem Ende versehen sind, die Elemente durch die Zentrierringe (403) aufeinander zentriert sind, radial innerhalb der Elemente Dichtlippentraeger (409) angeordnet sind, die Dichtlippentraeger Dichtlippen (416) mit radialen Planflaechen bilden und die radialen Planflaechen (415) der Dichtlippen and den radialen Planflaechen (416) der Elemente (401) die dichtende Auflage (408) bilden, wobei jeweils zwei benachbarte Elemente durch eine Anordnung (410,412,413,411) achsial miteinander gekuppelt sind und Distanzringe (405) zwischen den Elementen angeordnet sein koennen,60.) unit according to version 45 or one of the versions and thereby recognizable,
that the elements (401, FIG. 11) of a pair of elements are provided with radially flat surfaces on the axial inner walls near the radially inner end, the elements are centered on one another by the centering rings (403) and are arranged radially inside the elements sealing lip carrier (409), the sealing lip supports form sealing lips (416) with radial flat surfaces and the radial flat surfaces (415) of the sealing lips and the radial flat surfaces (416) of the elements (401) form the sealing support (408), two adjacent elements each being arranged by an arrangement (410,412,413,411) are axially coupled to one another and spacer rings (405) can be arranged between the elements,
dass ein U-Element aus einem Verbindungsbogen (423) mit zwei davon radial einwaerts konisch erstreckten konischen Ringteilen (421;422) und axialen Endlauflagen (424,425) aus Stahl oder aehnlichem Stoff hergestellt ist und im Raume zwischen den konischen Ringteilen (421,422) Fuellstoffe (427) angeordnet sind, zwischen denen und den konischen Ringteilen Pumpkammernteile (426) ausgebildet sind, wobei der Fuellstoff Aluminium, Blei oder dergleichen sein kann und die Fabrikation des Elements mit dem Fuellstoff und den Pumpkammerteilen nach der Methode eines der Ansprueche hergestellt sein kann.6 /.) Unit according to version 45 or one of the versions, and thereby recognizable,
that a U-element is made of a connecting bend (423) with two radially inwardly tapered conical ring parts (421; 422) and axial end stops (424,425) made of steel or similar material and in the space between the conical ring parts (421,422) fillers ( 427) are arranged, between which and the conical ring parts pump chamber parts (426) are formed, wherein the filler can be aluminum, lead or the like and the fabrication of the element with the filler and the pump chamber parts can be produced according to the method of one of the claims.
dass eine Anordnung nach einem Teile einer der Figuren oder einem Teile der Beschreibung ausgebildet ist, oder dass im die Elemente und/oder Klampenringe umgebenden Innenraum (350) des Gehaeuses, (z.B.306) Zwischenraeume zwischen Teilen fuellende, Totraum reduzierende Fuellstuecke (362)angeordnet sind.62.) Unit according to version 33.45 or one of the versions, and thereby recognizable,
that an arrangement is designed according to a part of one of the figures or a part of the description, or that in the interior (350) of the housing surrounding the elements and / or cleat rings, (for example, 306) spaces are arranged between parts filling, reducing dead space reducing fillings (362) .
dass die erste Pumpkammer (35) von der mit den Ventilen (38,39) versehenen zweiten Pumpkammer (37) durch ein konisches Ringelement (501) getrennt ist und das genannte Ringelement (501) mit einer durch einen Innendurchmesser und einen Aussendurchmesser 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 Groesse ausgebildet ist, dass die genannte Nase (502) bei Innendruck und Aussendruck an dem genanntem Element (501) mit einer benachbarten Flaeche eines benachbarten Teiles (1,501) eine Dichtung bildet.63,) Arrangement according to embodiment 1, or, unit with a fluid-containing working chamber arranged in a housing, the volume of which can be changed periodically and is provided with inlet and outlet valves and which has a first pumping chamber (working chamber) with an associated one , the shape or position of the first pump chamber of periodically changing pistons is assigned via a fluid separating surface, membrane, conical ring element, according to the main patent, characterized in that
that the first pump chamber (35) is separated from the second pump chamber (37) provided with the valves (38, 39) by a conical ring element (501) and the said ring element (501) with a bearing lug delimited by an inner diameter and an outer diameter ( 502) is provided, which can hold a sealing ring (516, 517) radially inside and radially outside of the nose and which separates the first and second chambers from one another in such a way that a cross section (520) of such a size is formed between the mentioned diameters (518, 519) that said nose (502) forms a seal with an adjacent surface of an adjacent part (1,501) under internal and external pressure on said element (501).
und dadurch erkennbar,
dass die Nase (502) radial nach aussen einen Dichtringsitz (503) begrenzt und radial nach innen einen Dichtringsitz (504) begrenzt, wobei die Dichringsitze durch von der Nasenwurzel radial erstreckte radiale Planflaechen gebildet sind.64.) unit according to version 63,
and thereby recognizable,
that the nose (502) delimits a sealing ring seat (503) radially outwards and delimits a sealing ring seat (504) radially inwards, the sealing ring seats being formed by radial flat surfaces which extend radially from the root of the nose.
und dadurch erkennbar,
dass das Element (501) am radial innerem und achsial rueckwaertigem Teil des Elements eine innere Nase (508) mit einem Innendurchmesser (521) und einem Aussendurchmesser (522) bildet, die Differenz der Durchmesser eine, Querschnittsflaeche (523) bildet und von der Nasenwurzel aus erstreckte radiale Planflaechen die rueckwaertigen innen und aeusseren Dichtsitze (509 und 507) bilden.65.) unit according to version 63,
and thereby recognizable,
that the element (501) forms an inner nose (508) with an inner diameter (521) and an outer diameter (522) on the radially inner and axially backward part of the element, the difference between the diameters forms a cross-sectional area (523) and from the root of the nose The radial inner and outer sealing seats (509 and 507) are formed from extended radial flat surfaces.
und dadurch erkennbar,
dass zwei der Elemente (501) achsgleich, aber achsial entgegengesetzt gerichtet, mit ihren aeusseren Nasen (502) in (509) symmetrisch aufeinander gelegt, ein Elementenpaar bilden.66) unit according to version 65,
and thereby recognizable,
that two of the elements (501) are aligned axially, but axially opposite, with their outer lugs (502) in (509) placed symmetrically on one another, form a pair of elements.
und dadurch erkennbar,
dass innerhalb der Elemente des Elementenpaares ein Kammernteil (537) ausgebildet ist.67) unit according to specification 66,
and thereby recognizable,
that a chamber part (537) is formed within the elements of the pair of elements.
und dadurch erkennbar,
dass mehrere der Elementenpaare achsgleich mit ihren inneren Nasen (508) om (511) aufeinander gelegt, eine Elementen - Hubsaeule (526) bilden.68,) unit according to version 67,
and thereby recognizable,
that several of the element pairs, with their inner lugs (508) om (511) placed one on top of the other, form an element lifting column (526).
und dadurch erkennbar,
dass benachbarte der Dichtsitzte zweier benachbarter Elemente (501) gemeinsame Dichtsitze (503,504,507,509) zur Aufnahme eines gemeinsamen Dichtrings (524,525) bilden.69.) Unit according to versions 66.69 or 68,
and thereby recognizable,
that adjacent sealing seats of two adjacent elements (501) form common sealing seats (503,504,507,509) for receiving a common sealing ring (524,525).
und dadurch erkennbar,
dass des betreffende Element (501) am einen achsialem Ende mit seiner Nase (502) auf einem die Ventile (38,39) enthaltendem Teile (z.B.1) aufliegt und das betreffende Element am anderem achsialem Ende einen achsialen Verschluss. (505,514) bildet oder traegt.70,) unit according to versions 66,67,68 or 69,
and thereby recognizable,
that the relevant element (501) rests at one axial end with its nose (502) on a part (eg 1) containing the valves (38, 39) and the relevant element has an axial closure at the other axial end. (505,514) forms or carries.
und dadurch erkennbar,
dass ein einteiliges " V - Element" (527)dadürch gebildet ist, dass ein radial inneres Stueck (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) uebergeht, die an ihren aeusseren Stuecken achsial entgegengesetzt gerichtete Nasen (502) mit von deren Wurzeln aus erstreckten Dichtsitzen (503,504) bilden.7 /,) Unit according to versions 63 or one of the versions
and thereby recognizable,
that a one-piece "V element" (527) is formed, that a radially inner piece (529) replaces the inner lugs (508) of two adjacent elements (501) united in (511) and symmetrically arranged in radially conically extending ones conical ring elements (501) passes over, which form axially oppositely directed lugs (502) on their outer pieces with sealing seats (503, 504) extending from their roots.
und dadurch erkennbar,
dass mehere der U - Elemente (527) achsial achsgleich hintereinanaer gesetzt, eine V-Elementen Hubsaeule (533) bilden.72.) unit according to version 71,
and thereby recognizable,
that several of the U - elements (527) are placed axially coaxially behind one another, form a V - element lifting column (533).
und dadurch erkennbar,
dass die radial ausserhalb des Mittelstuecks (529) ausgebildete Ringnut (528) zwischen den Elemententeilen (501) des V-Elements (527) mittels eines radial geteilten Ausfuellringes (530) zwecks Totraum Verringerung mindestens teilweise ausgefuellt ist.73.) unit according to versions 71 or 72,
and thereby recognizable,
that the annular groove (528) formed radially outside of the center piece (529) between the element parts (501) of the V-element (527) is at least partially filled by means of a radially divided filler ring (530) for the purpose of reducing dead space.
dass in den achsialen Zwischenraeumen zwischen benachbarten Elementen (501) oder Elementen (501) benachbart, innere und/oder aeussere Ringe (531,5322) als Totraum verringernde Ausfuellringe zugeordnet sind.74.) unit according to version 63 or at least one of the versions and thereby identifiable,
in that in the axial intermediate spaces between adjacent elements (501) or elements (501) adjacent, inner and / or outer rings (531, 5322) are assigned as filler rings which reduce dead space.
dass ein Gehaeuse (91) eine Bohrung (534) enthaelt, in die eine Elementensaeule (526,533) eingesetzt ist und der Innendurchmesser der genannten Bohrung nur wenig groesser, als der Aussendurchmesser der Elementen Hubsaeule ist, um eine erste Kammer (35) um die Hubsaeule mit geringstmoeglichem Rauminhalt zwecks Totraum Verminderung um die genannte Hubsaeule (526,533) zu bilden.75.) unit according to version 63 or one of the versions and thereby recognizable,
that a housing (91) contains a bore (534) into which an element column (526, 533) is inserted and the inside diameter of said bore is only slightly larger than the outside diameter of the elements of the lifting column, around a first chamber (35) around the lifting column with the smallest possible volume for the purpose of reducing dead space in order to form the mentioned lifting column (526,533).
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, sodass die Platte mehrere erste Kammern (35) bildet, in die Elementensaeulen (526,533) eingesetzt sind, der Platte (91) ein Kopfdeckel (1) mit zu jeder der Bohrungen individuell fuehrende indviduelle Einlass- und Auslass- Ventilen (38,39) zugeordnet ist, an den Kopfdeckel die betreffenden Elemente (501) mit Nasen (502) angelegt sind und die Ventilkanaele radial innerhalb der Nasen (502) in die zweite Kammer (37) innerhalb der Elemente (501) bezw. der Elementenpaare oder der Elementensaeulen (526,533) muenden, das betreffende Element am dem Kopfdeckel abgekehrten Ende einen Uerschluss (505,514) der genannten zweiten Kammer (37) bildet und dem anderem achsialem Ende der Platte (91) ein mindestens einen Teil der Antriebsanodnung zur Ueraenderung der ersten Arbeitskammer(n) (35) beinhaltendes . Antriebsgehaeuse (536) zugeordnet ist, wobei 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.76.) unit according to version 63 or one of the versions and thereby recognizable,
that a plate (a ring) (91) forms a plurality of axially parallel bores (534) radially at equal angles around the axis (545) of the plate (91) with the same radii, so that the plate forms a plurality of first chambers (35) into which Elementensaeulen (526.533) are inserted, said plate (91), a head cover (1) to each of the holes individually Leading indviduelle inlet and outlet - valves associated (38,39), to the head cover, the respective elements (501) with noses (502) and the valve channels radially inside the lugs (502) in the second chamber (37) within the elements (501) respectively. of the element pairs or the element columns (526, 533) must terminate, the element in question at the end facing away from the head cover forms a closure (505, 514) of the said second chamber (37) and the other axial end of the plate (91) has at least part of the drive arrangement for changing the first working chamber (s) (35). Drive housing (536) is assigned, wherein the three parts (1.91 and 533) are connected to one another by screws (539) or other means and are held together if the parts (1.91, 533) are not wholly or partly designed as one-piece arrangements .
dass die genannte(n) erste Kammer(n) (35) zu einem ZylindEr im Vergleich zum Durchmesser der ersten Kammer kleinem Durchmesser verbunden ist und in diesem Zylinder ein Geberkolben (535) reziprokiert wird.77.) unit according to versions 63, 75, 76 or another of the executions and thereby recognizable,
that said first chamber (s) (35) is connected to form a cylinder in comparison to the diameter of the first chamber of small diameter and a master piston (535) is reciprocated in this cylinder.
und dadurch erkennbar,
dass der Geberkolben (535) periodisch Fluid in die erste Kammer (35) presst und aus ihr aufnimmt, sodass die Uolumenveraenderung der ersten Kammer mit dem Volumen des Zylinders (538) die zweite Kammer (537) innerhalb der Elemente zwingt, ihr Volumen parallel zu der Volumenaenderung der ersten Kammer mit dem Zylinder zu veraendern und so periodisch Fluid durch das Einlassventil einzunehmen und durch das Auslassventil abzugeben.78.) unit according to version 77,
and thereby recognizable,
that the master piston (535) periodically presses and receives fluid into the first chamber (35) so that the change in the volume of the first chamber with the volume of the cylinder (538) forces the second chamber (537) within the elements to parallel their volume to change the volume change of the first chamber with the cylinder and so periodically ingest fluid through the inlet valve and dispense it through the outlet valve.
und dadurch erkennbar,
dass mehrere erste und zweite Kammern in der Platte (91) anordnet sind, der Geberkolben (535) der ersten Kammern ein gemeinsamer Kolbenantrieb (7.8. 510 ms 544) zugeordnet ist und die Einlass-Ventile und/oder die Auslass- Ventile (38,39) gemeinsame Leitungen oder Anschluesse bilden.79.) AggrEgat after execution 78,
and thereby recognizable,
that a plurality of first and second chambers are arranged in the plate (91), the master piston (535) of the first chambers is assigned a common piston drive (7.8. 510 ms 544) and the inlet valves and / or the outlet valves (38, 39) Form common lines or connections.
und dadurch erkennbar,
dass der Aussenkammer 35 ein Geberkolben (535) zugeordnet ist, der nahe seiner aeusseren Totpunktlage eine Druckfluid Fuell Muendung einer Druckfluid Zuleitung (544,566) freigibt, damit die aeussere Kammer 35 beim Betrieb voll mit Druckfluid gefuellt ist und nicht an Fluidfuellung mangelt.80,) unit according to version 63 or one of the versions
and thereby recognizable,
that the outer chamber 35 is assigned a master piston (535), which releases a pressure fluid filler mouth of a pressure fluid supply line (544, 566) near its outer dead center position, so that the outer chamber 35 is completely filled with pressure fluid during operation and does not lack fluid filling.
und dadurch erkennbar,
dass der Aussenkammer (35) eine Entlueftungsleitung (550) mit oeffnun gsfaehigem Verschluss (551) zugeordnet ist.81,) unit according to version 60,
and thereby recognizable,
that the outer chamber (35) is assigned a ventilation line (550) with an openable closure (551).
und dadurch erkennbar,
dass der Aussenkammer mehrere Geberkolben (535,635,735) zugeordnet sind und gemeinsam auf sie Fluid gebend wirken.82.) Unit according to version 63 or one of the versions
and thereby recognizable,
that several master pistons (535,635,735) are assigned to the outer chamber and act together to give them fluid.
und dadurch erkonnbar,
dass eine einteilige Elementensaeule (582) konisch ausgebildet ist mit wie ein Gewinde in achsialer Richtung steigenden Aussen-und Innen- Raeumen um die konischen Ringelemententeile.83,) Unit according to version 63 or one of the versions
and thereby recognizable,
that a one-piece element column (582) is conical with outer and inner spaces around the conical ring element parts rising like a thread in the axial direction.
und dadurch erkennbar, class
ein Geberkolben (535) direkt in eine Aussenkammer (35) foerdernd . angeordnet ist.84.) Unit according to version 63 or one of the versions
and thereby recognizable, class
a master piston (535) directly into an outer chamber (35). is arranged.
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.85.) unit according to version 63 or one of the versions and thereby recognizable,
that a pulling piston (575) is assigned to a separating piston (572) and with a piston rod end (578) into one with the outer chamber. connected additional chamber (579) is arranged immersed.
dass eine eine Aussenkammer (35) steuernde Steuernut (566) in einer Hub Flaeche einer Exzenter Hubscheibe (565) angeordnet ist.86.) unit according to version 63 or one of the versions and thereby recognizable,
that a control groove (566) controlling an outer chamber (35) is arranged in a lifting surface of an eccentric lifting disc (565).
und dadurch erkennbar,
dass eine Ausfuehrungsart, ein Teil, eine Fortlassung, eine Berichtigung, eine Verbesserung oder eine Berechnung angeordnet oder ausgewertet ist, die in der Beschreibung oder den Figuren dargestellt oder beschrieben wurde.87.) Unit according to version 63 or one of the versions
and thereby recognizable,
that a type of execution, a part, an omission, a correction, an improvement or a calculation is arranged or evaluated, which was shown or described in the description or the figures.
dass Mittel zur Steigerung des Wirkungsgrades oder zur Erhoehung der Betriebssicherheit angeordnet sind.88.) Arrangement according to embodiment 1 or an assembly through which fluid flows for pressures up to several thousand bars, also for non-lubricating fluid and with conical ring parts, axially resilient embodiment for forming the delivery chamber for the fluid to be conveyed, thereby recognizable,
that means for increasing the efficiency or for increasing the operational safety are arranged.
und dadurch erkennbar,
dass ein Mittel (7.8.616,617,613,654 use) zum Verschluss von sich periodisch offnenen und schliessenden konischen Spalten angeordnet ist.89.) unit according to version 88,
and thereby recognizable,
that a means (7.8.616.617.613.654 use) for closing periodically open and closing conical gaps is arranged.
und dadurch erkennbar,
dass eine Tellerfeder an beiden achsialen Enden plan gearbeitet ist und an einem radialem Ende eine Ausnehmung fuer einen Dichtring enthaelt.90.) unit according to version 88,
and thereby recognizable,
that a plate spring is machined flat on both axial ends and contains a recess for a sealing ring at one radial end.
und dadurch erkennbar,
dass die Dichtringausnehmung (718, 503 ) einen rechteckigen Querschnitt mit zur benachbarten Auflage - Planflaeche (831) senkrechten und parallelen Waenden (931 ) hat.91.) unit according to version 90,
and thereby recognizable,
that the sealing ring recess (718, 503) has a rectangular cross section with walls (931) perpendicular and parallel to the adjacent support face (831).
und dadurch erkennbar,
dass eine Aussenkammer (35) die die Innenkammer (37) bildenden Elemente (1,527,830 USW.) umgibt, deren Radius klein im Vergleich zur wandstaerke des Gehaeuses (91) ist.92.) unit according to version 88,
and thereby recognizable,
that an outer chamber (35) surrounds the inner chamber (37) forming elements (1,527,830 USW.), whose radius is small compared to the wall thickness of the housing (91).
oder daurch 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.93.) Unit according to at least one of the versions
or recognizable by it,
that means for increasing performance, operational safety or efficiency are arranged in combination with other features or in combination with known means from the prior art.
und dadurch erkennbar,
dass zwischen einem Gehaeuse (91) und einem oberem und unterem Verschluss (1001,91 ) ein Satz aus konischen Ring/teilen (1,527,830) aneinander liegend angeordnet ist, wobei der genannte Satz eine Aussenkammer (35) und eine Innenkammer (37) voneinander trennt.94.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a set of conical ring / parts (1,527,830) is arranged adjacent to one another between a housing (91) and an upper and lower closure (1001, 91), said set separating an outer chamber (35) and an inner chamber (37) from one another .
und dadurch erkennbar,
dass der Innenkammer (37) Einlass und Auslass Mittel (38,39) zugeordnet sind und der Aussenkammer ein Hubkolben (51.535usw) zugeordnet ist, der das Fluid in der Aussenkammer periodisch komprimierend und expanierend angeordnet ist.95.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that the inner chamber (37) inlet and outlet means (38,39) are assigned and the outer chamber is assigned a reciprocating piston (51,535 etc.) which periodically compresses and expands the fluid in the outer chamber.
und dadurch erkennbar,
dass dem Hubkolben ein Treibkolben (619 usw) groesseren Duerchmessers zugeordnet ist, der in einem Zylinder (663 usw) groesseren Durchmessers laeuft.96.) unit according to version 95,
and thereby recognizable,
that the reciprocating piston is assigned a driving piston (619, etc.) of larger diameter, which runs in a cylinder (663, etc.) of larger diameter.
und dadurch erkennbar.
dass die Elemente (1.501, 527, 830 usw,) mit radial begrenzten Anlageflaechen versehen sind, die eine Durchmesser Differenz zwischen den benachbarten Teilen der Innenkammer (37) und der Aussen- kammer (35) bilden.97.) unit according to version 93,
and thereby recognizable.
that the elements (1,501, 527, 830, etc.) are provided with radially limited contact surfaces, which form a diameter difference between the adjacent parts of the inner chamber (37) and the outer chamber (35).
und dadurch erkennbar,
dass in dem Dichtringsitz (z.B. 613 der Figuren 9 usw.) ein metallischer oder fester Stuetzring (z.B. 616 oder 617) eingelegt ist und radial desselben ein plastischer Dichtring (Z.B.687, 691) angeordnet ist.98.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a metallic or solid support ring (eg 616 or 617) is inserted in the sealing ring seat (eg 613 of FIGS. 9, etc.) and a plastic sealing ring (ZB687, 691) is arranged radially therefrom.
und dadurch erkennbar,
dass der Stuetzring (616,617) mit zylindrischer Innenflaeche oder mit einer Innenflaeche mit dem Radius "R" um die Wurzel des konischen Spaltes (612) ausgebildet ist.99.) unit according to version 98,
and thereby recognizable,
that the support ring (616, 617) is designed with a cylindrical inner surface or with an inner surface with the radius "R" around the root of the conical gap (612).
und dadurch erkennbar,
dass der Stuetzring mit einer Aussenflaeche mit dem Radius "r" um seine innere Mitte ausgebildet ist.100.) unit according to claim 98,
and thereby recognizable,
that the support ring is formed with an outer surface with the radius "r" around its inner center.
und dadurch erkennbar,
dass in dem Aggregat ein Langhubantrieb (619,622,623,624,625, 629,628,630,631 und 634) der Figur 13 zusammen mit mindestens einem weiterem Merkmal der Erfindung angeordnet ist.101.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a long-stroke drive (619,622,623,624,625, 629,628,630,631 and 634) of FIG. 13 is arranged in the unit together with at least one further feature of the invention.
und dadurch erkennbar,
dass in einen mit Del und Wasser (nach Figuren 14 oder 15) gefuellten Zylinder ein Kolben (15,639) periodisch eintaucht, dem Zylinder ein Einlass und ein Auslass Ventile (38,39) zugeordnet sind und der Zylinder (16,638) im Vergleich zum genanntem Kolben einen nur wenig groesseren Durchmesser hat, sowie die Oelmenge im Zylinder ein solches Minimum ist, dass der Kolben zu allen Zeiten vom Oel benetzt bleibt.102.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a piston (15,639) is periodically immersed in a cylinder filled with Del and water (according to FIG. 14 or 15), the cylinder is assigned an inlet and an outlet valve (38,39) and the cylinder (16,638) in comparison to the piston mentioned has a slightly larger diameter and the amount of oil in the cylinder is such a minimum that the piston remains wetted by the oil at all times.
und dadurch erkennbar,
dass ein W-Element (642) der Figur 16 mit einem Mittelstueck (2,646,649) zwischen zwei Endteilen (643,644) konischer Ringform angeordnet ist.103.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a W-element (642) of FIG. 16 is arranged with a center piece (2,646,649) between two end parts (643,644) of a conical ring shape.
und dadurch erkennbar,
dass an den Endteilen (643,644) zylindrische Ringnasen (13) achsial vorstehend angeordnet sind.104.) Unit according to version 103,
and thereby recognizable,
that at the end parts (643,644) cylindrical ring lugs (13) are arranged axially projecting.
und dadurch erkennbar,
dass zwei benachbarte der W-Elemente durch Klampenringe (27,28) zusammensgespannt sind, wobei die Klampenringe teilweise in die W-Elemente eingreifend angeordnet sind.105.) Unit after execution 100,104, erc.
and thereby recognizable,
that two adjacent ones of the W elements are clamped together by cleat rings (27, 28), the cleat rings being arranged partially engaging in the W elements.
und 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. (Figur 67).106.) unit according to version 105,
and thereby recognizable,
that several such W elements screwed together are arranged and the upper one of the W elements is attached to a head cover (1001) and the lower one of the W elements is attached to a reciprocating piston (652). (Figure 67).
und dadurch erkennbar,
dass der Begrenzung zwischen der Innenkammer (37) und der Aussenkammer (35), zum Beispiel den Elementen (1,501,527,830,642) eine Rueckzugsvorrichtung (z.B. 655,656,657,658, )zugeordnet angeordnet ist.107.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that the boundary between the inner chamber (37) and the outer chamber (35), for example the elements (1,501,527,830,642), is assigned a retraction device (eg 655,656,657,658).
und dadurch erkennbar,
dass die Zugstange (662) abngedichtet 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 Rueckholkolben (668) wirkend angeordnet ist.
and thereby recognizable,
that the pull rod (662) is arranged sealed by inner bores (692, 106) of a reciprocating piston (52), a driving piston (649) or another means and / or spring means (669) or fluid pressure is arranged to act on the return piston (668) .
und dadurch erhennbar,
dass der Innenkammer. (37) ein Bodenverschluss (501) ggf. in Verbindung mit mindestens einem anderem Mittel der Erfindung zugeordnet ist und/oder der Bodenverschluss mit einem der Mitte der Innenkammer zu offenem Gewinde (671) und/oder einem Dichtring (681) zur Abdichtung einer Zugstange (662) angeordnet ist.109.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that the inner chamber. (37) a floor closure (501), possibly in association with at least one other means of the invention, and / or the floor closure with a thread (671) that is open to the center of the inner chamber and / or a sealing ring (681) for sealing a pull rod (662) is arranged.
und dadurch erkennbar,
dass V-Elemente (527) mit Ringasen (502) aneinander liegen, die radial nach innen und aussen durch Dichtringmittel (503,512) abgedichtet sind und die Aussenkanten der Elemente achsial umgreifende Klampenringe (682) angeordnet sind.110) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that V-elements (527) with ring lugs (502) lie against each other, which are sealed radially inwards and outwards by sealing ring means (503, 512) and the outer edges of the elements are arranged axially encompassing cleat rings (682).
und dadurch erkennbar, daß
eine Ruckzugsvorrichtung (1003,672,673) radial versetzt zu eingebauten Hubkolben (535 oder 735 usw.) angeordnet ist.(Fig.69).111) unit according to version 93,
and recognizable by the fact that
a retraction device (1003, 672, 673) is arranged radially offset from installed reciprocating pistons (535 or 735, etc.) (Fig. 69).
und dadurch erkennbar, daß
ein fester, zum Beispiel metallischer, Stuetzring (686,690) in eine Dichtnut eingesetzt, in achsialer Richtung und in einer der beiden radialen Richtungen von einem plastischem Dichtring (687, 688,689,691,692,693) umgeben angeordnet ist (Fig. 70, 71 usw.)112.) unit according to version 93,
and recognizable by the fact that
a solid, for example metallic, support ring (686,690) inserted into a sealing groove, is arranged in the axial direction and in one of the two radial directions surrounded by a plastic sealing ring (687, 688,689,691,692,693) (Fig. 70, 71 etc.)
und dadurch erkennbar,
dass eine Einlass (709) zur Zufuehrung von Druckfluid zur Aussen- kammer (35) ausgebildet und in die Einlassleitung nahe der Aussenkammer ein Ruecklschlagventil (706) zur Verhinderung der Ausstroemung von Fluid aus der Aussenkammer angeordnet sind.(Figur 72).113.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that an inlet (709) for supplying pressurized fluid to the outer chamber (35) is formed and a non-return valve (706) for preventing the outflow of fluid from the outer chamber is arranged in the inlet line near the outer chamber (FIG. 72).
und dadurch erkennbar, daß
der Aussenkammer (35) bevorzugt an dessen oberem Ende) ein selbsttaetiges Auslassventil (1006,696,699,1012,704,703,7D0,701, 702,703,704) zugeordnet und die Entleerung der Aussenkammer von ueberfluessigem Fluid und sachaedlicher Luft bewirkend und bei Hubdruck in der Aussenkammer selbsts schliessend angeordnet ist.(Figur 72)115.) 'unit according to version 93,
and recognizable by the fact that
the outer chamber (35) preferably has an automatic outlet valve (1006,696,699,1012,704,703,7D0,701, 702,703,704) at its upper end and empties the outer chamber of excess fluid and appropriate air and closes itself at the stroke pressure in the outer chamber is arranged. (Figure 72)
und dadurch erkennbar, daß
ein V-Element (527) einendig mit einer planen Flaeche und anderenends mit einer achsial nach aussen gewoelbten Ringflaeche (719, 720,721,722) angeordnet ist. (Figuren 74 und 75).116.) unit according to version 93,
and recognizable by the fact that
a V-element (527) is arranged at one end with a flat surface and at the other end with an annular surface (719, 720, 721, 722) which is curved outwards. (Figures 74 and 75).
und dadurch erkennbar,
dass ein Element mit einer mit einem Radius um einen Kreis achsial ausserhalb des Elements (724,725) gebildeten Ring - . nut (726) versehen ist und zwischen zwei benachbarte solcher Elemente ein Rundring (727) insbesondere metallischer Ausfuehrung in die beiden Ringnuten eingelegt angeordnet ist. Fig. 76)117.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that an element with a ring formed with a radius around a circle axially outside the element (724, 725) -. groove (726) is provided and between two adjacent such elements a round ring (727), in particular a metallic version, is placed in the two ring grooves. Fig. 76)
und dadurch erkennbar, daß
ein automatisch wirkendes Differenzdruck Ventil (728 bis -736, 938 bis 946 oder ein entsprechend wirkendes anderer Ausfuehrung) zum Beispiel nach den Figuren 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 dein 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.) Unit after execution 93
and recognizable by the fact that
an automatically acting differential pressure valve (728 to -736, 938 to 946 or a correspondingly acting other design), for example according to FIGS. 28 or 47, is assigned to the inner chamber (37) and the outer chamber (35) and is designed so that it is a small one Pressure difference of, for example, only a few bars between the inner chamber and the outer chamber with the pressure in the inner chamber being lower than the pressure in the outer chamber at all pressure ranges which occur in the chambers, is maintained.
und dadurch erkennbar,
dass in eine Dichtringaus nehmung eines Elements mit etwa 45 Grad abgeschraegter, bevorzugt metallischer, Stuetzring (653,760 usw.) mit der Abschraegung einen plastischen Dichtring (761,654 usw.), mit einer seiner Flaechen das benachbarte Element (z.B. 502,527 usw.) und mit der erstlichen Flaeche die Stirnflaeche eines benachbarten Teiles (zum Beispiel Kopfdeckel 1001, Hubkolben 652 oder dergleichen ) beruehrend, angeordnet ist. (Figuren 79,67,89, 90 usw.)119.) Unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that in a sealing ring recess of an element with approximately 45 degrees beveled, preferably metallic, support ring (653.760 etc.) with the beveling a plastic sealing ring (761.654 etc.), with one of its surfaces the neighboring element (e.g. 502.527 etc.) and with the first face is in contact with the end face of an adjacent part (for example head cover 1001, reciprocating piston 652 or the like). (Figures 79, 67, 89, 90, etc.)
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 benachbarte gleiche Elemente . symmetrisch achsial aneinander den Rundring (763) umgreifend gelegt sind und die Radienflaechenteile 769 des Rundrings beruehrend, sowie die Planteile 768 in der Flaeche 770 aneinander liegend, angeordnet sind. (Figuren und 81).120.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that an approximately uniformly thick element (765) is formed and placed with an arc (766) around a round ring (763), the radial outer parts forming plate portions (768), two adjacent identical elements. are arranged symmetrically axially to each other around the round ring (763) and are arranged in contact with the radii surface parts 769 of the round ring and the plate portions 768 in the surface 770. (Figures and 81).
und dadurch erkennbar, daß
zwischen den Elementen (777) Zwischenraeume (779 und/ oder 782) ausgebildet sind, die in den Elementen ausgebildeten Radien - Ringnuten den Rundring (727) in den Flaechen (780,781) radial stellenweise innen und aussen beruehrend, die Abstandsdifferenz "Delta B" bildend, angeordnet sind. (Figur 82).121) unit according to version 93,
and recognizable by the fact that
between the elements (777) spaces (779 and / or 782) are formed, the radii - ring grooves formed in the elements touching the circular ring (727) in the surfaces (780, 781) radially in places inside and outside, forming the difference in distance "Delta B" are arranged. (Figure 82).
und dadurch erkennbar,
dass zwei benachbarte Elemente (501,527) radial aussen und athsial aussen zur Halterung (783) verjuengt sind, die Achsialenden (785) eines die Elemente stellenweise achsial und ausserdem radial umgreifenden Umgreifringes (784) die Halterungen achsial umgreifen und in die Verjuengungen eintreten, und/oder diese Ausbildung zwecks Verhinderung achsialen Vorstehens der Umgreifringteile ueber die Elemente angeordnet sind.(Z.B. Figuren 82, 83 usw.)/ 2 2. ) Unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that two adjacent elements (501, 527) are tapered radially on the outside and athsially on the outside to form the holder (783), the axial ends (785) of an encompassing ring (784) encompassing the elements in places axially and also radially encompassing the holders and entering the tapering, and / or this arrangement is arranged to prevent the projecting ring parts from projecting axially over the elements (eg FIGS. 82, 83 etc.)
und dadurch erkennbar,
dass Faser Plastik Stoff (zum Beispiel Carbon Fiber) - Schichten ein um einen Rundring oder Halbrundring (801) elegtes Element bilden, indem die Faserschichten uebereinander, aber mit den Enden radial zueinander versetzt, angeordnet sind. (Figur 84)123.) Unit after execution 93
and thereby recognizable,
that fiber plastic material (for example carbon fiber) layers form an element laid around a round ring or semicircular ring (801) in that the fiber layers are arranged one above the other but with the ends offset radially to one another. (Figure 84)
und dadurch erkennbar,
dass der Zwischenraum (820 usw.) zwischen dem Aussendurchmesser des Elements und dem Innendurchmesser des Gehaeuses (91) sehr eng (zum Beispiel einige Zehntel Millimeter weit) ausbildet ist und in das Gehaeuse achsiale Fluidflussnuten (822) engen Querschnitts angeordnet sind. (Figuren 85, 86 usw.)124.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that the space (820 etc.) between the outer diameter of the element and the inner diameter of the housing (91) is very narrow (for example a few tenths of a millimeter wide) and axial fluid flow grooves (822) of narrow cross-section are arranged in the housing. (Figures 85, 86, etc.)
und dadurch erkennbar,
dass zwischen achsial plangeschliffene Tellerfedern rechteckige oder quadratische Ringe (832,849) eingelegt sind und radial dieser, die Planflaechen (831,850) der Elemente und einen Teil der Flaechen des Ringes beruehrende Stuetzringe mit diese beruehrenden plastischen Dichtringen angeordnet sind. (Fig. 87 bis 89)125.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that rectangular or square rings (832,849) are inserted between axially plane-ground disc springs and radially arranged, support rings touching the flat surfaces (831,850) of the elements and part of the surfaces of the ring with these contacting plastic sealing rings. (Figs. 87 to 89)
und dadurch erkennbar,
dass der Stuetzring mit einer oder mehreren konischen Flaechen (841,840) ausgebildet ist. (Figur 88 usw.)126.) unit according to version 125,
and thereby recognizable,
that the support ring is formed with one or more conical surfaces (841, 840). (Figure 88 etc.)
und dadurch erkennbar,
dass ueber das Element (830), die Tellerfeder, (830) ein mit gleichgeformtem konischem Ringteil versehenes, von Fluid nicht zerstoerbares Zweitelement (842,847) gelegt ist. (Figuren 89,90).127) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that about the element (830), the plate spring, (830) a fluid provided with the same shaped conical ring part, not destructible second element (842,847) is placed. (Figures 89.90).
und dadurch erkennbar,
dass das Zweitelement, radial innen vor dem Zwischenring (832) endet und dort von einem Stuetzring (z.B. nach Figur 69) und von einem eingelegtem plastischem Dichtring beruehrt, angeordnet ist. (Figur 90)128.) Unit after execution 127.
and thereby recognizable,
that the second element ends radially in front of the intermediate ring (832) and is there in contact with a support ring (eg according to FIG. 69) and with an inserted plastic sealing ring. (Figure 9 0 )
und dadurch erkennbar,
dass die Zweitelemente (846,847) zwischen zwei neachbarten Elementen (830) radial soweit ausgedehnt und begrenzt, sowie mit Planenden versehen sind, dass die Planenden die Auflage und den Dichtsitz bilden, Stuetzringe (690,833,834) beruehrend eingesetzt sind, ein plastischer Dichtring die Stuetzringe beruehrt und/oder radial innen an zwei Elementen eine Umgreif-Dichtanordnung, (848 bis 854) zum Beispiel nach Figur 90, angeordnet ist.123) unit according to version 127,
and thereby recognizable,
that the second elements (846,847) between two adjacent elements (830) are extended and limited radially to the extent that they are provided with plan ends, that the plan ends form the support and the sealing seat, support rings (690,833,834) are used in contact, a plastic sealing ring touches the support rings and or Umgreif sealing arrangement, (848-854), for example, arranged according to FIG 9 0 / radial inside of two elements.
und dadurch erkennbar,
dass bei plangeschliffenen Tellerfedern mit achsial endwaertigen Planflaechen (831,850) als Elemente eingesetzt, die Umgreifringe mit. im Prinzip zylindrischen Endflaechen versehen sind, deren Durchmesser gerade die eingesetzten Fuellringe (864,865) beruehrend angeordnet sind, oder die genannten Durchmesser (869,870, 871,872) soweit sie benachbart sind, entweder gerade einander beruehren, wenn die Elemente (830) komprimiert sind, oder zwischen ihnen nur sehr enge Zwischenraeume (von am besten wenigen Zehnteln oder hundertsteln Millimter) angeordnet sind. (Fig.91)130.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that with flat ground disc springs with axially final flat surfaces (831,850) the elements are used. In principle, cylindrical end surfaces are provided, the diameter of which is precisely arranged to contact the filling rings (864,865) used, or the diameters mentioned (869,870, 871,872), as far as they are adjacent, either just touch one another when the elements (830) are compressed, or between they are arranged in very narrow spaces (preferably a few tenths or hundredths of a millimeter). (Fig. 91)
und dadurch erkennbar,
dass. die Elemente aus radial ineinander geschachtelten Ringen (882 bis 887) gebildet sind, die achsial zueinander verschiebbar gelagert und mit Achsialbewegungs Begrenzern (889,890.893,897 usw.) versehen sind und/oder Doppelfuehrungen und Begrenzungen (894,890,899,usw.) und/oder Dichtungen (895) und/oder Befestigungen (880,881,657) an Endteilen der Aussenkammer (35)ausgebildet sind und die Elemente radial innen die mit den Einlass und Auslass Ventilen (38,39) versehene Innenkammer (37) bilden. (Fig.92)131.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that the elements are formed from radially nested rings (882 to 887), which are axially displaceable relative to one another and are provided with axial movement limiters (889,890,893,897 etc.) and / or double guides and limits (894,890,899, etc.) and / or Seals (895) and / or fastenings (880,881,657) are formed on end parts of the outer chamber (35) and the elements form the inner chamber (37) provided radially on the inside with the inlet and outlet valves (38, 39). (Fig. 92)
und dadurch erkennbar
dass eine Rueckzugsvorrichtung (902,656,657 oder dergl.) den Elementen (1882, 882. bis 887) oder einem Teile dieser Elemente zugeordnet angeordnet ist. (Figur 92.)132.) unit according to version 131,
and thereby recognizable
that a retraction device (902, 656, 657 or the like) is arranged in association with the elements (1882, 882. to 887) or a part of these elements. (Figure 92.)
und dadurch erkennbar,
dass das Element (830) mit den Planflaechen (850,831) parallel zueinander ausbildet ist und am Element der Dichtringsitz, (503) zum Beispiel nach Figur 93, angeordnet ist.132) Unit according to version 93
and thereby recognizable,
that the element (830) with the flat surfaces (850, 831) is formed parallel to one another and the sealing ring seat (503), for example according to FIG. 93, is arranged on the element.
und dadurch erkennbar,
dass im Element (947) Vertiefungen (926 oder 928 oder beide) zwecks Ausbildung von Angriffserhoehungen (927,929) ausgebildet und achsial der jenseitigen Auflageflaechenteile (531,850) in gleicher Radialhoehe, angeordnet sind. (Figuren 94,95)133.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that recesses (926 or 928 or both) are formed in the element (947) for the purpose of forming attack heights (927,929) and are arranged axially of the support surface parts (531,850) on the opposite side at the same radial height. (Figures 94.95)
und dadurch erkennbar,
dass bei achsial aneiander gelegten Elementen (947) Umgreifringe (936,937) mit ihren achsialen Umgreifteilen die genannten Angriffserhoehungen (927,929) beruehrend, (in 934,935) zum Beispiel nach Figur 95, angeordnet sind.134.) unit according to version 133,
and thereby recognizable,
that in the case of elements (947) placed axially next to one another, encompassing rings (936,937) with their axial encircling parts are arranged so as to touch (in 934,935), for example, according to FIG.
und dadurch erkennbar.
dass bei einem Achsialkolben Rggregat (Booster nach Figur ) die Rüecklaufleitung (922) in die Zuleitung zur Pumpe (921) verbunden ist und ein jeden Ausfluss aus diesen Leitungen verhinderndes Rueckschlagventil (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 aus zu ueben, bis das komprimierte Ruecklauffluid entspannt ist und/oder diese oder eine aehnliche Anordnugn getroffen ist, um den Wirkungsgrad von Achsialboostern durch Mitausnutzung des komprimierten Fluids zu erhoehen./ 35) unit according to version 93,
and thereby recognizable.
that in the case of an axial piston unit (booster according to the figure) the return line (922) is connected to the feed line to the pump (921) and a check valve (919) preventing any outflow from these lines is arranged between the connection of the lines mentioned and the fluid tank, to conduct the tension energy of the compressed fluid of one of the chambers (604) into the pump, in order to exert an effect in it of a hydraulic motor driving the rotor of the pump, until the compressed return fluid is relaxed and / or this or a similar arrangement has been made, in order to increase the efficiency of axial boosters by using the compressed fluid.
und dadurch erkennbar,
dass eine Taumelscheiben Anordnung (904 bis 910) mit einer Drehverhinderung (914 bis 917) zum Beispiel nach Figur 98 angeordnet ist.136) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a swashplate arrangement (904 to 910) with a turn prevention (914 to 917) is arranged for example according to Figure 98.
und dadurch erkennbar,
dass ein Mittel, das in den Figuren dargestellt oder in dem Text dieser Patentanmeldung beschrieben ist, angeordnet ist.137.) unit according to version 93,
and thereby recognizable,
that a means, which is shown in the figures or described in the text of this patent application, is arranged.
dadurch erkennbar,
dass das Oelvolumen auf einen Bruchteil des Verdraengungs-Volumens des Kolbens 15 begrenzt ist, dass, falls ein Trennklotz zwischen dem wasser und dem Del angeordnet ist, das Material des Trennkolbens auf etwa das dreifache des spezifischen Gewichts des wassers in seinem spezifischem Gewicht begrenzt ist,
dass die Ventile 38,39 konische Sitze entgegengesetzt gerichteter Konen relativ zur Achse des Kolbens 15 haben und ihre Stirnflaechen im verschlossenem Zustande in der Bodenebene des Zylinders 11 liegen;
dass die schwerere Fluessigkeit senkrecht unter der leichteren liegt und Boegen, Schraegen oder Beschleunigungsverluste verursachendes Fluid in Leitungen zwischen dem Kolben 15 und den Ventilen 38,39 vermieden sind,
und die wamdstaerke des Gehaeuses 11 dickert, als der Durchmesser des Kolbens 11 ist;
wobei ferner noch erwuenscht ist, dass gerade an dem unterem Niveau des- Oels im unkomprimiertem Zustande die Leitungen 709 und 795, zum Beispiel der Figur 72 mit den diesen Leitungen zugeordneten Ventilmitteln angeordnet sind.138.) Arrangement, for example according to one of the designs
recognizable by
that the oil volume is limited to a fraction of the displacement volume of the piston 15, that if a separating block is arranged between the water and the del, the material of the separating piston is limited to approximately three times the specific weight of the water in its specific weight,
that the valves 38, 39 have conical seats of oppositely directed cones relative to the axis of the piston 15 and their end faces are in the closed state in the bottom plane of the cylinder 11;
that the heavier liquid lies vertically below the lighter liquid and fluid in the lines between the piston 15 and the valves 38, 39, which causes bends, bevels or acceleration losses, is avoided,
and the thickness of the housing 11 thickens than the diameter of the piston 11;
it is furthermore desired that the lines 709 and 795, for example in FIG. 72, with the valve means assigned to these lines are arranged precisely at the lower level of the oil in the uncompressed state.
und/oder dadurch erkennbar,
dass die konischen Spalte durch Stuetzringe (bevorzugterweise metallischer Stuetzringe) ueberdeckt und mit plastischen Dichtringen jenseits der Stuetzringe abgedichtet sind,
und/oder
ein Koerper (Rohr) mit Dichtringnuten und plastischen Dichtringen radial innerhalb der Innendurchmesser der Elemente angeordnet sind.139.) Unit according to one of the versions and thereby recognizable that the conical gaps between elements open in the direction of the outer chamber, but against the inner chamber 37 a support for limiting the radial dimension of the inner chamber with the radial difference distance "Delta A" from the end of the conical in question Gap forms and the radially ground axially outer surfaces of the radially inner ends of the plate springs elements touch an adjacent radially flat surface (a ring, a wall), so that when compressing the plate spring (the element) there is a contact line "B" for radial limitation the outer chamber exists and the conical gaps that open in the process between the element and the adjacent plane surface of the inner chamber are opened;
and / or thereby recognizable,
that the conical gaps are covered by support rings (preferably metallic support rings) and sealed with plastic sealing rings on the other side of the support rings,
and or
a body (tube) with sealing ring grooves and plastic sealing rings are arranged radially within the inner diameter of the elements.
dadurch erkennbar,
dass die Innenkammer zur Aussenkammer und die Aussenkammer zur Innenkammer relativ zu den Radialdurchmesser Begrenzungen, den Stuetzrngen, den Dichtringen wird, wenn Einlass und Auslass Ventile der Aussenkammer verbunden sind.140) Unit according to one of the designs and
recognizable by
that the inner chamber becomes the outer chamber and the outer chamber becomes the inner chamber relative to the radial diameter limits, the support rings, the sealing rings when the inlet and outlet valves of the outer chamber are connected.
und dadurch erkennbar,
dass das Volumen der Aussenkammer im unkomprimiertem Zustande kleiner, als das der Innenkammer ist.141.) Unit according to one of the versions
and thereby recognizable,
that the volume of the outer chamber in the uncompressed state is smaller than that of the inner chamber.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3534811 | 1985-09-30 | ||
DE3537497 | 1985-10-22 | ||
DE3537497 | 1985-10-22 | ||
DE3543445 | 1985-12-09 | ||
DE3543445 | 1985-12-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0216956A2 true EP0216956A2 (en) | 1987-04-08 |
Family
ID=27193557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP85116394A Withdrawn EP0216956A2 (en) | 1985-09-30 | 1985-12-20 | Units with a fluid flowing through them and with elements resilient in an axial direction and defining chambers for pressures up to several thousand atmospheres |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0216956A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0285685A1 (en) * | 1987-04-07 | 1988-10-12 | Karl Eickmann | Units with a fluid flowing through them and provided with elements resilient in an axial direction and defining chambers for pressures up to several thousand atmospheres |
FR2623570A1 (en) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Rech Fabrication Indle Et | Pressure multiplier with intermediate fluid |
-
1985
- 1985-12-20 EP EP85116394A patent/EP0216956A2/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0285685A1 (en) * | 1987-04-07 | 1988-10-12 | Karl Eickmann | Units with a fluid flowing through them and provided with elements resilient in an axial direction and defining chambers for pressures up to several thousand atmospheres |
FR2623570A1 (en) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Rech Fabrication Indle Et | Pressure multiplier with intermediate fluid |
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Legal Events
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