EP0285685A1

EP0285685A1 - Von Fluid durchströmte Aggregate mit in achsialer Richtung federbaren, Kammern begrenzenden Elementen für Drucke bis zu mehreren tausend Atmospheren

Info

Publication number: EP0285685A1
Application number: EP19870105118
Authority: EP
Inventors: Karl Eickmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Eickmann Karl
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-12
Also published as: EP0400693A3; EP0400693A2

Abstract

Die Erfindung befasst sich damit, ein von Fluid durchstroemtes Aggregat auch fuer hohe Drucke von mehreren tausend Bar zu schaffen, das betriebssicher und mit gutem Wirkungsgrade arbeitet, trotzdem aber billig und raumsparend ist. Ein solches Aggregat soll bevorzugterweise zwischen 400 und 4000 Bar arbeiten und Massnahmen, die in der Europa Offenlegungsschrift 0 102 441 offenbart sind, vereinfachen und verbessern. Dafuer werden neuartige konische Ringteile vorgeschlagen, erprobt und in bestimmte Verhaeltnisse zu Drucken in Innenkammern und / oder AussenKammern gesetzt. Die Fehler bisheriger Aggregate, die deren Druck begrenzten, werden erkannt und ueberwunden, wobei Formgestaltung, Ausschaltung toter Raeume, Einsparen von abzudichtenden Stellen und bessere Abdichtungen fuer hohe Drucke erprobt und ihre theoretischen Grundlagen erfasst werden. W,S,W-Y,V-Elemente, Membranen und konische Ringe mit Nasen fuer radiale Begrenzungen und andere Mittel machten die Aggregate in der Erprobung betriebssicher und brachten gute Wirkungsgrade.

Description

In der Technik sind seit dem vorigem Jahrhundert Membran-Pumpen 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 (im folgendem: E-OS) E-OS-0 102 441 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 Steinbohren, 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.
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.
Die Erfindung ist anhand der Figuren noch naeher beschrieben, in den 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.15 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 Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung oder durch ihre Teile.
Fig.33 ist 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 Ausfuehrungsbeispiele 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.84 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 ist 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.
Fig.121 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.122 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.123 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.124 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.125 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.126 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.127 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.128 ist ein Querschnitt durch Figur 127.
Fig.129 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.130 ist eine Draufsicht auf Figur 129 von oben her.
Fig.131 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.132 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.133 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.134 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.135 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.136 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.137 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.138 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.139 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.140 ist ein Querschnitt durch Figur 139.
Fig.141 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.142 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.143 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.144 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.145 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.146 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.147 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.148 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.149 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.150 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.151 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.152 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.
Fig.153 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.
Fig.154 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.
Fig.155 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Erfindung.
Fig.156 ist eine mathematische Beweisfigur.
Fig.157 ist ein Berechnungsfigur.
Fig.158 ist eine Berechnungsfigur.
Fig.159 ist ein Berechnungsbeispiel.
Fig.160 ist ein Berechnungsformular.
Fig.161 ist ein Berechnungsbeispiel und
Fig.162 ist auch ein Berechnungsbeispiel.
Fig.163 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.164 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.165 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.166 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.167 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.168 ist ein Querschnitt durch Figur 167.
Fig.169 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.170 ist ein Querschnitt durch Figur 169.
Fig.171 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.172 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.173 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.174 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.175 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.176 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.177 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.178 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.179 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.180 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.181 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.182 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.183 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.184 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.185 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.186 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.187 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.188 ist ein Querschnitt durch Figur 187, entlang B-B.
Fig.189 ist ein Querschnitt durch Figur 187 entlang : A-A; und:
Fig.190 ist ein Querschnitt durch Figur 187 entlang: C-C.
Fig.191 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.192 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.193 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.194 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.195 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.196 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.197 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.198 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.199 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.200 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.201 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.202 zeigt ein Diagramm.
Fig.203 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.204 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.205 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.206 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.207 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.208 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.209 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.210 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Technik.
Fig.211 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.212 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.213 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.214 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.215 bis 218 geben geometrische Grundlagen fuer die mathematische Analyse.
Fig.219 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.220 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.221 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.222 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.223 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.224 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.225 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.226 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.227 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.228 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.229 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.230 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.231 ist ein Querschnitt durch Figur 230 entlang ihrer gepfeilten Linie.
Fig.232 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.233 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.234 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung.
Fig.235 ist ein Laengsschnitt.durch eine Anordnung der Erfindung,
Fig.236 ist ein Laengsschnitt durch eine Anordnung der Erfindung,und:
Fig.237 ist eine geometrische Linien - Figur.

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 konischen Ringes durch Fluiddrueck nach Eickmann, wenn der Tellerfeder aehnliche konische Ring als Pumpelement benutzt wird. Auch sind in dieser Schrift Beispiele fuer die Verwendung der konischen Ringe als Pumpelemente, sowie Zusammen = Klamp-Ringteile fuer Ringpaare gezeigt..
Die Erfindung erkennt, dass die hoechste Belstung des konischen Ringes in der Linie auftritt, mit der der konische Ring auf einer ebenen Flaeche liegt. Denn die gesamte Last des Koerpers des konischen Ringes bei seiner Zusammendruekung oder Entspannung plus der eventuellen Last auf die Querschnittsflaeche des konischen Ringes durch eventuellen Fluid -Druck unter der Ringflaeche 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 Belasgung der Linie bei als Hochdruckpumpelementen verwendeten konischen Ringen. Mit der hohen Belastung der Linienauflage alleine aber ist es noch nicht abgetan, denn bei der Zusammendrueckung oder Entspannung des konischen Ringes nimmt dessen Innendurchmesser Auflageline ab und die Aussendurchmesser Auflagelinie nimmt zu. Es entsteht also eine radial bewegte Linienauflage sowohl am Innendurchmesser, als auch am Aussendurchmesser des konischen Ringes oder der Tellerfeder. Diese Radialbewegung erfolgt unter der unendlich hohen Last. Zwar ist die Radialbewegung nur sehr klein, bei Ringen mit etwa 10 Millimeter 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 zehn mal mehr Kraft aufgewendet werden muss, als zur Zusammendrueckung des betreffenden konischen Ringes.Das ist eine sehr hohe Kraftverschwendung, die die bisherige Technik nicht erkannt hat und fuer deren Ueber windung sie keine Lehren gab.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Reibkraefte an den achsialen Auflagen oder Halterungen der konischen Ringe zu verringern, dabei Kraefte und Reibungen einzusparen und gleichzeitig als Folge dessen die Betriebssicherheit der so verwendeten konischen Ringe zu erhoehen und die Zusammenklampringe fuer konische Ringelemente in der Herstellung zu verbilligen.
Diese Aufgabe wird an der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Membranen,Elementen,oder an dem konischem Ringe nach dem kennzeichnendem Teile des Patentanspruchs 1 geloest.
Hilfreiche Ausgestaltungen werden nach den Unteranspruechen 2 bis erreicht.
Aus den Berechnungen von Almen und Lascio ist seit 50 Jahren genau bekannt, welche Spannungen an welchen Stellen in Tellerfedern auftreten. Diese Berechnungen zeigen aber die hoechst belastete Stelle der Tellerfeder nicht. Nach den Erkenntnissen der Erfindung ist die Belastung an den Auflagelinien viel hoeher, als innerhalb der Feder. Dadurch entsteht hohe Reibung in Radialrichtung bei auf der Ebene aufliegenden konischen Ringen. Zur Ueberwindung dieser Reibung, die bis zu zehn mal hoehere Kraefte verzehren kann, als die zur Zusammendrueckung der Tellerfeder erforderliche Kraft, werden in radialer Richtung nachgiebige Ringteile dem konischem Ringe oder der Tellerfeder zugeordnet. Auch werden Tellerfedernpaare durch Ringe zusammen gehalten, die solche radial nachgiebigen Ringstuecke enthalten. Durch die Anordnung dieser radial nachgiebigen Ringteile oder Ringstuecke werden hohe Reibungsverluste eingespart. Bei in Hochdruckpumpen als Pumpelemente verwendeten konischen Ringen wird die urspruenglich benoetigte Kraft auf fast ein Zehntel gesenkt.
In den Figuren zeigen die Endziffern 1 einen konischen Ring bzw. was im Prinzip das gleiche ist, eine Tellerfeder besonderer Abmessungen; 2 einen radial nachgiebigen Ringteil; 3 ein aufliegendes achsiales Ende eines konischen Ringes; 4 die achsiale Innenflaeche und 5 die achsiale Aussenflaeche eines konischen Ringes. Auch die Tellerfeder ist ein konischer Ring, sodass im Folgendem die Bezeichnung konischer Ring verwendet wird und das die Tellerfeder mit einschliesst.
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 schematisch gezeigt und zwar derart, dass die konischen Ringe 1 und 11 als gerade , schraege Linien dargestellt sind.
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, beziehungsweise auf den Platten 6 und 7 zurueck. Da beim Zusammendruecken der konischen Ringe 1 und 11 in diesen innere Spannungen 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.
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 1 nicht. Denn, zwar kann man die achsialen Enden der konischen Ringe 1 und 2 an den gewollten Auflagestellen 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 geschliffenen Auflageflaeche 3,13 und dem dort beginnendem konischem Teil, der Aussen oder Innenflaeche 4 oder 5 des betreffenden konischen 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.
Bei geringen Belastungen mag sich die Linie noch durch plastische 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.
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 beachtete 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.
Bei dicken konischen Ringen aber werden die beschriebenen Kraefte und Reibungen sehr hoch, insbesondere in den Hochdruckpumpen der eingangz erwaehnten Europa Offenlegungsschrift.
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 0,3 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 0,003 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.
Die im Sinne von Almen Lascio berechnete Kraft, die benoetigt wird, den konischen Ring der Figuren 6 bis 8 um den Betrag von 0,3 Millimeter zusammenzudruecken, liegt bei etwa 3200 Kilogramm. Bei einem Oeldruck oder Wasserdruck 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 OS zum Beispiel waren fuer den Ring der Groesse der Figur 8 bei 700 Atmospheren 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.
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 konsichen 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 konischen Ringe 1,11 sind dabei entgegengesetzt gerichtet, um das konische Ringpaar 1,11 zu bilden, wobei die hohlkonischen 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 zylindrischen Mittelteiles seiner Aussenflaeche haben. Radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 kann der plastische Dichtring 26 abgeordnet sein, um die Pumpkammer 50 abzudichten.
Damit die beschriebene Reibung auch an der radiial inneren Auflage 3 verhindert wird, ist achsial der achsialen Enden des konischen Ringpaares 1,11 jeweils ein radial stellenweise nachgiebiger oder federbarer,im wesentlichem 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 zylindrische 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 Ringes 2 erfolgt im plastischem Materialbereiche, sodass der Ring gleicheitig als achsiale Stuetze und als radiale Feder wirkt. 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.
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 gezeichnete 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 gemessenen Kraefte fuer die Zusammendrueckung des konischen Ringpaares nach Figur 1, also mit einem planem Ring 8 zwischen den konischen Ringen 1 und 11. Die Kurve B der Figur 5 zeigt die gemessenen Kraefte fuer die Zusammendrueckung des konischen Ringpaares nach der erfindungsgemaessen Anordnung der Figur 3 mit den Massen nach der Figur 7 und mit zylindrischen Ringen 2 von 3,6 mm Wanddicke und 20 mm Laenge. Man sieht, daß bei der Ausfuehrung nach der gegenwaertigen Erfindung nach Figuren 3 und 6,7 bei voller Zusammendrueckung des Ringpaares 1,11 um zusammen 0,6 mm die zur Zusammendrueckung erforderlich gewesen Kraefte fast zehnmal geringer 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 unterscheiden. 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 Geberkolbens 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 Verluste, waehrend die Reibung, die zwischen der Kurve A und der Kurve E in Figur 5 liegt, also die Ausfuehrung der bisherigen Ringpaaranordnungen nach der EP OS, voll verloren waren und nicht zurueckgewonnen werden koennen.
Bekannt ist aus der genannten EP OS bereits, dass fuer den
Bereich die radialen Aussenenden der konischen Ringe zusammengeklemmt werden muessen. Im
dieser Erfindung wurde zunaechst versucht, die erforderlichen Klampenringe so zu bemessen, dass as Zwischeppnge 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 Prinzip der Figur 25 der genannten EP OS entspricht, zeigt, dass die Radialveraenderungen nicht gleichzeitig erfolgen. Denn nach Figur 4 zeigt die Kurve F den ploetzlichen, fruehen oder schnellen Druckanstieg in der Pumpkammer 50, der den Ring 8 ausdehnt und die Kurve G die sinusfoermige allmaehliche Zusammendrueckung der konischen Ringe 1 und 11 ueber dem Umlaufwinkel alpha der Geberstufe. Das bedeutet, dass der Ring 8 sich schnell radial ausdehnt, waehrend die Radialenden oder Auflagen 13 sich langsam ausdehnen im Vergleich zur Zeit der Ausdehnung des Ringes 8,(wenn die Platte 8 ein Ring 320 der Figur 22 der genannten EP OS ist). Wenn die gleiche radiale Ausdehnung aber nicht zur gleichen Zeit erfolgt, dann bleibt ja die Reibung an den Auflagen 13 vorhanden. Also muessen erfindungsgemaess andere Wege beschritten werden.
Die Figur 8 zeigt daher weitere erfindungsgemaesse Anordnungen am konischem Ringpaar 1,11. Danach sind die Klampringe oder Spannringe 27,28, die durch die Schrauben 30 zusammengehalten sind - es koennen auch Nieten sein -mit radial federbaren im wesentlichem zylindrischen Ringteilen oder Ringstuecken 42 oder 32 und 42 versehen, 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. 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.
Um die federbaren Ringteile oder Ringstuecke bzw. Zylinder oder Zylinderteile bzw. Zylinderstuecke 32,42 zu verwirklichen, 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.
Erfindungsmeaess ist auch die Dichtungsanordnung 22,49 innerhalb des konischen Ringpaares der Radialbewegung der zylin drischen Innenflaeche 60 des betreffenden konischen Ringes 1 oder 11 anzupassen. Der plastische Dichtring 49 wird fuer diesen Zweck erfindungsgemaess in ein teilweise radial federbares Zylinderstueck oder Ringteil 22 eingesetzt. Um dieses Ringteil in einem Koerper herstellen zu koennen, ist es zweckdienlich, die Ausnehmungen 48 radial innerhalb der Lippen oder Ringteile 22 achsial erstreckt anzuordnen,damit die zylindrischen Ringteile 22 radial auch nach innen federn koennen, wenn die zylindrischen Innenflaechen 60 der konischen Ringe radial einwaert.? federn. Diese Ausbildung hat ausserdem den Vorteil, dass der Fluiddruck aL der Pumpkammer 50 radla, von innen her aus den Ausnehmungen 48 heraus auf die Ringteile 22 wirken 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 Auslassventil 70 entweicht. Ebenso wird im Rahmen der Erfindung eine Luftableitung 76 vom oberem Ende des Einlassventils 69 zum Auslassventil 70 angeordnet.
Um die Uebersichtlichkeit der Figuren nicht einzuschraenken sind in ihnen radial nach innen gerichtete Linien von Kanten nicht eingezeichnet, obwohl das in technischen Zeichnungen ueblich ist. In den Patsntzeichnungen wuerden sie die Uebersichtlichkeit der Figuren stoeren. Aus dem gleichem Grunde sind auch die in Fluidraeumen nach der genannten EP OS erforderlichen Fuellteile nicht eingezeichnet, 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 Zusammendrueckung der konischen Ringe 1,11 im Zylinder 67 angeordnet, dessen Druckkammer 68 ihr Druckfluid ueber die Leitung 46 erhaelt und durch sie abgibt von und zur Geberstufe der genannten EP OS. Die Leitung 46 entpricht also der Verbindungsleitung 303 der EP OS,z.B. derer Figur 22.
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 leichter 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 sche 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 gekuehlt worden ist, radial von innen her in seinen Platz radial innerhalb des Zentrierungsringes 20 einlegen kann.
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 Verbindung 112 miteinander verbunden, sodass die Teile 1,112 und und 11 den gemeinsamen hohlen Federkoerper 111 bilden. 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 Ringteile 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 konischen 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 zusammengedrueckt 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 hat. 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.
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 Gesamtanordnung 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.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind teilweise in den Patentanspruechen beschrieben, sodass die Patentansprueche, die ja Bezugszeichen enthalten, mit als zur Beschreibung der Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung gehoerend,angesehen werden sollen.
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 Abmessungsgroesse und Formgebung, sondern alle anderen kleinern 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 Erfindung teilweise verbessert werden.
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.
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. 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. 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.
Aus den bisherigen Figuren und frueheren Veroeffentlichungen 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 naturgemaess kleinen Foerdermengen der Pumpe bewirkt jede kleine Formveraenderung bereits erhebliche Foerderverluste.
Die bekannte Technik ist daher mit Grenzen belastet, die keine weiteren Drucksteigerungen bei ausreichendem Wirkungsgrade 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.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Druckbereich der Pumpen und Motoren ueber tausend Bar hinaus bei tragbar gutem Wirkungsgrade 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 betriebssicheren technischen Mitteln zu schaffen.
Die genannten Ausfuehrungsbeispiele sind Ausfuehrungsbeispiele nach der Erfindung und die Schnitte sind im Wesentlichem Laengsschnitte durch die Aggregate, wobei jedoch stellenweise Teile, zum Beispiel die Treibwellen, quer geschnitten sind, weil sie senkrecht zu der betreffenden Laengsschnitt-Ebene stehen.
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 8 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 Dichtringtrahrohr 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 0,1 bis 0,2 mm moeglichst nicht ueberschreiten soll. Denn bei dieser Spaltweite dringen ausreichende Druckfluidmengen aus der Arbeits- kammer 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.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist in Figur 11, dass die Anordnung in einem staerkem Gehaeuse 6, zum Beispiel in einem dickwandigen Rohre 6 angebracht wird und dieses Gehaeuse 6 mit einer zeitlich steuerbaren Druckfluidleitung 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 Arbeitskammer 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 Hauptanmeldung. 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.
Figur 12 zeigt den Laengs-Schnitt durch das einfachste Aggregat. 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.
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 Ursprunglsage zurueckziehen. Zweckdienlicherweise werden Einlaesse oder Kontroll - Oeffnungen 18 und 19 angeordnet, um sicherzustellen, dass sich die richtigen Fluidmengen des ersten und des zweiten Fluids in den Kammernteilen 16 und 17 befinden.
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.
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 reziprokierbar 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 v,:.;{bunden. 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.
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 Ersttluid Kammernteil 33,16 und den Anschluss 47 zum Zweittluid 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.
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.
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 Prinzip 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.
Die Figuren sind so gezeichnet, dass man die erforderlichen 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.
In der Figur 17 ist der Trennkoerper 36 der Figuren 13 und 14 durch eine eingespannte Membrane 16 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 Fluid 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 ausreichend 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.
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.
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.
Die Figuren 15 und 16 bringen fuer den Bau der Aggregate der Erfindung wichtiges " know - how ".
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 Aufweitungen 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 Elastizitaetsmodul 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 Waterloo Universitaet in Canada, auf Seite 211 angegeben, dass die Aufweitung = pR / Es sein soll mit s = Wanddicke. Anscheinend sind die radialen Durchmesseraufweitungen des dickwandigen Rohres aber wesentlich groesser. Bei einem Verhaeltnis Aussendurchmesser D zu
d von 2 zum Beispiel scheint die radiale Aufweitung mehr als doppelt so hoch zu sein, als sie nach der Fe el von Professor Dr.Jean Thoma sein wuerde. Das ergibt sich aus der Formel des Herrn H.Igarashi (Rike 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 Pumpeisr ates 1, der Dichtringtragrohe 3 oder des Gehaeuserohres 1 undsoweiter zu berechnen. Man sieht aus Figu. j, dass der "fR" Faktor nach Herrn Igarashi, naemlich
mit n = D/d = Aussendurchmesser/Innendurchmesser bei n = mehr als doppelt so hohe Aufweitungen gibt, als die einfache Formel nach J. Thoma. Die hoeheren Aufweitungen werden umso bedeutender, je dicker die Wand relativ zum Innendurchmesser wird. Da bei den hohen Drucken, die in dem Aggregat der Erfindung auftreten, Radialaufweitungen von einigen hundertstel oder Zehntel Millimeter bereits Foerderverluste der Pumpe von vielen Prozent bringen, kann es passieren, dass die Foerdermenge null wird, wenn man nach den beiden Formeln oder einer der beiden Formeln der oben diskutierten deutschsprachigen Literatur rechnet. Um wirklich Foerderung des Aggregates bei den angestrebten hohen Drucken zu erreichen, sollte also nach der Igarashi Formel gerechnet werden.
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 Oelhydraulik die Dichtringe, zum Beispiel die O-Ringe, sich etwa verhaeltnisgleich zum Oele verhielten. Waere das aber so, dann wuerde jeder Dichtring, zum Biespiel den Nuten 93,43 usw., aehnliche innere Kompression unter Druck erleiden, wie das Oel oder das Wasser. Da diese Nuten trotz ihrer Enge und Duenne erhebliche Volumen in der Gesamtanlage 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 Volumenabnanme des 0-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. 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.
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 Fuehrungsflaeche des Hubantriebes,z.B. 13,23,24 dn "n zu lassen. Der Erstkolben 15 wirkt dann bei seinem Rueckhube auf die Welle 12 als Hydromotor _Jender 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 Hydromotorenwirkungsgrad des Kolbens 15 beim Rueckhube zu verwirklichen, ist es zweckdienlich die aus den Patentschriften des Erfinders bekannten Systeme zu verwenden.
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 Massstabe 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.
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 Druck nie mit ausreichendem Wirkungsgrade erreicht werden koennen.
Im Folgendem werden neue konische Ringelemente vorgestellt, die achsial gerichte Nasen an ihren radial inneren und aeusseren Endteilen haben. Radial innerhalb und ausserhalb der Nasen sind Dichtring 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 Alternativbeispiele zeigen moegliche verwandte Ausführungsformen der Erfindung.
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.
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.
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 Hockdruckaggregaten zu vergroessern.
Die Figuren 19 bis 32 zeigen Laengsschnitte durch 14 verschiedene Ausfuehrungsbeispiele eines Hochdruck Aggregates nach der Erfindung oder durch Teile des Aggregates.
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 Ventile 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.
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 Vorteil, 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 0,2 bis 0,4 mm zulaessig, wenn die genannten Staehle verwendet sind.
Erwuenscht ist aber oft ein noch groesserer Hubweg des Elements.
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 4mm Hub.
Der lange Hubweg des Elements 61 und damit die grosse Foerdermenge der Kammer 37 bei dem hohem Druck ist nach der Figur 21 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 Teflon, 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 Berege 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 Entlueftungs 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.
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. 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.
Im Zylinder 35 der Hubdruck Kammer 35 laeuft der Kolben 52, der die Kammer 35 periodisch fuellt und entlerrt. 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.
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 22 um 90 Grad nach links, dann ist die automatische Entlueftung jedoch wieder gesichert.
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 24 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 Fordermenge 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 ausserdem 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 0,55 Prozent. Der Foerdermengenverlust des Aggregates bei Ausfuellung der Innenraeume mit Aluminium verringert also die Kompressionsverluste im Vergleich zu Wasser fast um das dreissig bis 40 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 Auslass-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 Hubkammer 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 Hauptanmeldung 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 den Kolbenschuh Druckfluidtaschen 228,229 zugeordnet sein moegen. Der im Kolbenbett schwenkbare Kolbenschuh 230 laeuft mit der Gleittlaeche 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 de-die Hubkammer 213 rationell ohne Stoerung und Verluste ghefuellt werden kann. 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 beachte des hohen Druckes wegen die Dicke der Wand des Gehaeuses 222, damit es nicht radial ausdehnt, was Foerderverluste bringen wuerde.
Die Figur 24 ist zusammen mit der Figur 23 bereits beschrieben worden.
In Figur 25 ist eine Alternative zum Element der Figur 6 dargestellt. In dieser Figur ist das Element aus faserverstaerktem Kunststoff, zum Beispiel aus Carbon Fiber hergestellt. An den Flansch 250 schliesst sich wieder ein konisches Ringelement an. Am radial innerem Ende ist dieses erste Element mit einem zweitem symmetrisch konischem Ringelement 252 zusammen geklebt, das 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 Verbindestellen 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 aussen her zwischen zwei benachbarte Ringelemente 252 legt. Der Ring 255 bildet dann die Unterlage fuer das Zusammenpressen beim Verkleben der benachbarten Elemente 252 in der Verbindung 253.
In der Figur 26 ist ein sinngemaesser Elementensatz aus rein mechanischen Einzelteilen hergestellt. Er besteht aus symmetrisch gegeneinander gelegten konischen Ringen, wie Tellerfedern, 260 und 266 mit Distanzringen 263 und 270 zwischen den benachbarten radial inneren und aeusseren Enden der Elemente. Jeweils radial innerhalb und radial ausserhalb der Distanzringe befinden sich die plastischen Dichtringe 264 und 268 bzw. 269 und 271. Die radial inneren und aeusseren Ende der konischen Ringe 260 und 266 sind mit Bordringen 264 bzw. 272 achsial umgriffen und zusammen gehalten. Dabei moegen die Bordringe radial kleiner oder groesser gedreht werden und radial nach innen oder aussen aufgerollt werden, um die betreffenden Enden der konischen Elemente zu umgreifen. Es ist hier wichtig, dass die Distanzringe 263 und 270 radial von innen und radial von aussen von plastischen Dichtringen umgeben sein muessen. Die Dichtringe 271 und 264 muessen dabei jeweils einen Distanzring und zwei konische Ringelemente radial umgreifen, um die benoetigte Dichtwirkung fuer das Aggregat zu erreichen.
Die Figur 28 zeigt in grossem Masstabe ein entsprechendes konisches Ringelement der Erfindung und die ihm zugeordneten wichtigen Teile dieses 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 hat. 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 Dichtlippentraeger 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.
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.
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 Halteflaeche des Klotzes 383 fuehren, um die Arbeitskammer 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.
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.
In der Figur 27 befinden sich unter dem nicht eingezeichnetem Kopfdeckel mit den Einlass und Auslass Ventilen die Pümpelemente 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 Erfindungszeil 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 zusammen mit dem Durchmesser der Arbeitskammer innerhalb der Elemente 301 und 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 bis 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 Arbeitskammer und Atmospherendruck im Innenraum 350. Auf diese Weise, als 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 in der Arbeitskammer hat. Ausfuellkloetze 362 zwischen Teilen innerhalb 306 reduzieren den Totraum in Raum 350 auf ein Minimum. 363 ist ein Dichtring.
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 zuein ander 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. 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.
Figur 30 zeigt ein U-Element.
Es hat das Pumpelement aus zwei zymmetrisch zueinander ausgebildeten konischen Ringteilen, die radial aussen miteinander den Aussenbogen 423 bilden. Radial innen haben sie die Auflagenansaetze 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 Ausgiessen, 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 aneinander 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.
In Figur 31 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 Verbindung 270 zum naechstem, zum erstem symmetrischem konischem Ringelement 260 uebergeht. Dieses verbindet mittels der Aussenverbindung zum naechstem Element 266 und so fort.
Figur 32 zeigt einen Ringelementensatz der Figur 24 in Verbindung 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.
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.
Schließlich werden 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 erhebliche 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 Betriebs-Sicherheit, den Druck und den Wirkungsgrad erhoehen oder das Aggregat so vereinfachen, dass es auch fuer niedere Drucke wirtschaftlich rationell wird.
Aus der EP - OS - 0 102 441 des Anmeldes 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 II 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.
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 schwerwiegender ist der Nachteil der Ausfuehrungen nach den genannten 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 Vervollkommnung und Vereinfachung.
Der Erfindung 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.
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 dass 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 konischen Ringelementen ohne Abdichtung der Wasserstufe unter Bewegung und Reibung. Die Abdichtung 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.
Durch die jetzige Erfindung wird eine solche Pumpe aber geschaffen. Das wird verstaendlich anhand der in den Ausfuehrungsbeispielen beschriebenen Techniken und Anordnungen.
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 Elementes 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 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 anleigt. 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.
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 zweckdienlich, nunmehr noch genau zu untersuchen, wodurch dieser ueberraschende Effekt der Erfindung erzielt wurde. Das geschieht anhand der naechsten Figuren.
Figur 35 zeigt das bevorzugte Element 501 der Erfindung im Laengsschnitt. 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.
In Figur 36 sind mehrere solcher Elemente mit ihren Nasen aufeinander achsial hintereinander gelegt, um um eine gemeinsame Achse eine Elementensaeule zu bilden. Die Saeule 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 Figur 37 ist die linke Haelfte der Figur 36 in Vergroesserung gezeigt, wobei ein Elementenpaar an dem Kopfdeckel 1 mit seinen Ventilen anliegt. In die Dichtsitze sind die Dichtringe 516, 517 und 524,525 eingelegt. Die erstgenannten sind die kurzen Dichtringe fuer die Dich tung 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 der erfindungsgemaessen Effekts der Aufrechterhaltung der Dichtung der betreffenden Kammern im superkritischem Bereich ohne Bedarf an Haltemgen oder Klampenringen. Warum dieser Effekt durch die Erfindung erzielt wird, ist anhand der Figur 38 erklaert.
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 515,519. Die Durchmesser erhalten die Benennungen a,A,b, und B nach der Figur. Der Querschnitt der "Po" Druckzone ist dann:

Qo = (B^2-A²)₇r/4 und der der "Pi" Druckzone ist: Qi = (b2-a2)7ri4.
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 "FAB" und sie ist nach Gleichung 2 berechenbar, waehrend man fuer die entsprechende innere Differenzzone "FAA" die Gleichung (3) erhaelt.

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.
Man erkennt also, dass in Figur 37 der gleiche Druck in der Aussenkammer zu allen Zeiten das obere Element gegen die Deckel 1 drueckt und ausserdem die beiden unteren Elemente in der Aussenauflage (509 der Figur 36) zusammen drueckt.
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.
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 ) pii4 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 erfindungsgemaessen 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.
Die Kraft, mit der die Elemente in ihren Auflagen 509 und 511 aneinander gepresst bleiben, ist bei gleichen Drucken in dem Kammern abhaengig von der Groesse der Differenzquerschnitte "FAB" und "FAA". 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 Durchbiegen der Elemente, also bei deren achsialer Kompression, zu konischen paltoeffnungen fuehren, in die Teile der Dichtringe eintreten wuerden. Das periodische Oeffnen und Schliessen dieser konischen Spalte wuerde nach und nach mit der Zeit die Dichtringe abschaben und unbrauchbar machen. 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.
Figur 39 zeigt noch einen Laengsschnitt durch das erfindungsgemaesse "V-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 "V-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 V-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 V-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 41 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.
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 verschlossenem, 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 Auslassventil 39 heraus gedrueckt und von der Pumpe geliefert.
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 Vorteil, dass man in dem Antrieb sgehaeuse 535 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 Oel, 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. Schmiemuten 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. 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.
Das beispielhafte Aggregat der Figur 42 ist im Wesentlichem massstaeblich gezeichnet und foerdert pro Elementensaeule etwa 2 Cubiccentimeter pro Hub, bei 5 Elementensaetzen in 5 Bohrung 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 etwa 300 Millimeter, die achsiale Baulaenge etwa 450 mm. Man beachte, dass eine grosse
_'s dicker Schrauben (z.B. 15 Stueck M 30) als Schrauben 539 erforderlich sind, um das Aggregat bei den. 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 Durchmesser 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.
Die Aussenkammer 35 wird durch Dichtringe 556 gegen den Kopfdeckel 1 und das Antriebsgehaeuse 536 abgedichtet. Ebenso die Steuerleitung 544, wenn sie durch mehrere Teil 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.
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 ueberall 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, daber 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 43 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 Geberkolben 535,635 und 735 einer einzigen Aussenkammer 35,535 zu zuordnen. Diese erhalten dann entsprechende radial erweiterte Kolbenfuesse 540,640,740 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, erhaelt man 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.
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 Hockdruckpumpe 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 wirkungsgradhoch und billig bei einfacher Fabrikationsweise betriebssicher zu verwirklichen.
g) diejenigen Aufgaben, deren Loesungen sich aus den Figuren und deren Beschreibung ergeben.

Die weiteren Figuren zeigen Alternativloesungen zu der Aufgabe (den Aufgaben) der Erfindung.
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 Steuck 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 Zwischenraueme 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.
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 inne ren und aeusseren Zwischenraeumen folgen koennen.
In Figur 44 ist ein Teil einer Radialanordnung der Erfindung gezeigt. Der Kolben 568 foerdert in den Zylinder 535. Im Bette 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 Elemente sehr ploetzlich entspannten, sobald die Kanaele die Nut erreichten. Unter dieser ploetzlichen Entspannung schiesst das Fluid aus der Aussenkammer 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 t:₁he erreicht. Das ist in der Figur im Pnnzip gezeigt.

Figur 45 zeigt, dass mehrere Geberkolben 569.669 und 769 auf aine einzige Auss- nmer arbeiten koennen, auch in Radialkolbenpumpen oder Motoren. Sie arbeiten dann zeitlich
, 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 ermoeglichen.
Figure 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 Kolbenstargenfortsetzung 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.
Figuren 47 und 48, wobei Figur 48 ein Querschnitt entlang XVI-XVI 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.
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 F^*ä:ä7 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 Kolben schuhe, um in der Schmierung der Laufflaechen mit einigen hundert Bar Druck auskommen zu koennen, oder, um ueberhaupt hydrodynamisch die Laufflaeche der Kolbenschuhe zu tragen und dadurch die hydrostatischen Druckfluid Aggregate fuer hydrostatische Lager hydrostatischen Tragens der Laufflaechen der Kolbenschuhe zu sparen.

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.
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.

Der Druck "Pi" in der zweiten oder der inneren Kammer 37 entsteht durch das Komprimierer. -r 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 (nachiesen 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.
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.
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. 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.
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.
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 Oeffnung eines der Ventile und Schliessen des anderen und wieder herausgeleitet durch Oeffnen mindestens eines der Verntile 38 oder 39.
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.
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 es 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 fur die genannten hohen Drucke betrieblich nicht einsetzbar, weil der Kolben dafuer von der Membrane getrennt sein muss.
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.
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, das 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.
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 abscha
Membran Pumpen fuer Arznei, zum Spritzen undsoweiter, mit niederen Drucken sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und im Prinzip anscheinend schon seit Jahrhunderten. 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.
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 ueberflussig werden, weil die innere Spannung der starken Elemente diese Arbeit automatisch besorgt. Die bei der Kompression verlorene Spannungsarbeit wird in den Aggregaten der Figuren 42 und 43 beim Ansaughub teilweise 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.
Die Verwendung von Faltenbaelgen und Tellerfedern zur Schaffung einer ihr Volumen veraendernden Kammer innerhalb der Baefge, 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.
Soweit die genannten Literaturstellen nicht direkt die Baelge, Membranen oder Tellerfedern zeigen, beinhalten sie in Pumpe verwendbare Teile, wie z.B. Kolben und Kolbenschuhe. Die genannten Literaturstellen sind jedoch fuer nur niedere bis mittlere Drucke, weil ihnen die 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 Gross
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 es 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.
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.
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.
Alle diese Loesungen aber haben noch technische Schwierigkeiten, die aus dem bekanntem Stande der Technik nicht ueberwindbar sind. Zum Beispiel bewirken die beic."lnten 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 abscha ben 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 konischen 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.
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.

TECHNISCHE GRUNDLAGEN :

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 "I" 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 "Fcm" 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 :

Fcw = 0,004
Fco = 0,0055
Fcg = 0,0040
Fcm = 0,00005

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 Verlustvolumen, 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; AV = Querschnitt x Druck "P" x Koeffizient "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 "ARp" wird auch "0" genannt und nach der Formel (5) der Figur 59 berechnet.
Diese technischen Grundlagen sind einfaches Schulmaedchen Wissen das jeder Fachingenieur taeglich benutzt.
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 hochdruckfaehige, 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.
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 Patentanmeldung und die Tangentialbalanzierung der Kolben nicht eingesetzt ist.
Fuer die hohen Drucke bis zu etwa 4000 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 PV 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. Dieses Nachteil ist, dass das Druckfluid im Zylinder 604 komprimiert, also der anhand der Figuren 1 und w _ r klaerten 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 bedeutende und hohe, 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 Verluste 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.
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.
Figur 56 zeigt das gleiche Teil der Tellerfeder, wie der Figur 55, jedoch ist die TeHerfeder jetzt in achsialer Richtung vollkommen zusammen gedrueckt, sodass die bisher konischen Innenf_laechen 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.
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 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 (O-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, wenn 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. 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 Maschinenbaues. Die Stuetzringe sind eine wichtige Ausfuehrungsart der gegenwaertigen Erfindung.
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 "ö" = "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 "ä" unter Innendruck ist noch an anderer Stelle der Eickmannschen Patentliteratur naeher erlaeutert.
Die weiteren Ausfuehrungsbeispiele :

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 Gesamt-Anlage 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 61. Die Welle 619 ist in den Lagern 634 umlauffaehig gelagert, wobei das rechte Lager nur strichliert angedeutet ist, um die Schnittline
zu zeigen. Die Lager 634 koennen mit hydrostatischen Druckfluidtaschen 635 versehen sein.
hat zwei achsial aeussere Exzenterscheiben 620,621 und dazwischen zwei achsial innere
622,623 die in al ichtung gegenueber den aeusseren um 180 Grad verdreht sind. Jede Exzs .erscheibe ist r jer m en 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 Kolben 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 cer 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 OS, die Welle mit den Exzentern, der Kolbenfuehrung usw. ergibt sich im Prinzip aus den DE-OS 35 02 220 und 33 30 589.

Die Anwendung dieser Langhubexzenter in der gegenwaertigen Erfindung ist desh zweckdienlich, weil ohne langen Kolbenhub bei kleinem Durchmesser der Kolbenhubfuehrungsflaechen e Benutzung als Hydromotor zum Antrieb der Welle 619 bei der Entspannund der inneren Kompressionen nicht rationell moeglich 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 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.
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 Tc ein Minimum wird, um die inneren Kompressions Verluste bei einem Minimum zu halten.

Figur 65 zeigt dafuer noch bessere Einlass und Auslass Ventile 38 und 39, die noch weniger T bilden, weil die Ventilflaechen direkt an der Zylinderwandflaeche liegen und den Totraum auf fa reduzieren. Ausserdem zeigt diese Figur, dass ausser den hydrostatischen Druckfluidtaschen 632 und Leitungen 633 im Kolbenschuh 630 und Kolben 631 auch noch die Tangential Balanzierungs Druckfluid-Ta schen 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.
Figur 64 zeigt einen Laengsschnitt durch ein W - Element der Erfindung eingebaut in eine Aggreqat mit den Klampenringen nach den Figuren 8 oder 11. Aus den Figuren 8,11 ergab sich, dass die Abdicht -!er konischen Ringelemente gegenueber der Innenkammer zur Foerderung des Wassers oder Fluids a- ₃ Schwierigkeiten macht, weil sich kleine konische Ringspalte penodisch beim Komprimieren und Expanne ren 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 Ringteile 1, 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.

Da das W-Element 642 ein einteiliges Element ist, ist es unmoeglich, die Klampenringe, die zum Zusammenhalten benachbarter konischer Ringteile erforderlich sind, einzubauen.
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 verwendet 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 verdrehen 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.
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.
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.
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.
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 Figur 68 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 zurueck 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 druecken.
In Figur 69 ist eine vorteilhalte 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 Eiementenanordnung 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.
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 Bohrung 1004 dient der Entleerung der Kammer 672 von Druck. Da die Rueckzuganordnung in dieser Figur zentrisch um die Kammernachse 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. 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
oder zusammen wirkend sein und auf eine Anzahl von Kammern 35 wirken, die um die Zentralachse : -..3ilt angeordnet sein koennen. Lager oder Druckfluid Mittel 676,554, 675.1005,555,685 oder dergleichen moegen angeordnet sein.
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.
Die Figur 72 zeigt wichtige Anordnungen fuer die Betriebssicherheit und das Wirken des betreffenden Aggregates der Erfindung.
Damit die Aussenkammer 35 effecktiv wirken kann, ist es ausserordentlich wichtig, dass sie immer mit der richtigen Menge an Oel (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 Gehaeuse 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 Ventilkoerper 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 Durchmessers 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. Um 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. Das ist erwuenscht, damit der Dichtringsitz 696 aussen ausreichend geringen Durchmesser hat, um die Bohrung 696 nicht durch den Dichtring zu verschliessen.
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 und 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.
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.
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 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 handelsueblichen 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 0 und B 0 zylindrisch ausbildet, weil man dann den verbleibenden Ringrest einspannen und mit Schleifmaschinen mit Schwenkanordnungen praezise schleifen kann. Die Durchmesser "b 0" und "B 0" 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 Ringes 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 hergestellt 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.
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.
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 Innenabdichtung ist unter diesen Umstaenden in der Figur 77 fortgelassen, also eingespart.
Da es wichtig ist, dass der Druck in der Aussenkammer 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.

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 Verduennung 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.
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 Verschliessen der sich oeffnenden und schliessenden konischen Ringspalte zwischen der Nase 502,695 und dem Kopfdeckel 1001 zu sichern, bzw. zu verhindern.
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 ø" und "B ø" 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.
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 80 in radial umgekehrter Richtung entsprechen und so die Radialabdichtungs Abmessungen "a 0" und "A Ø" 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 Vortechnik des Niderdruckes moeglich war.
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 Raeume 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.
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. 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.
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.
Figur 85 verdeutlicht die Ausbildung der Abschraegungen an den Nasen. Die Nase ginge nach den Figuren 33 bis 37 vom Durchmesser "d1 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.
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 unterliegt.
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 Aussen- kammer 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.
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.
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.
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 Fuellringe 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.
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 Ausneh mung 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.
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 3:5 erreicht werden oder durch die Vorspannung der Elemente.
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.
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.
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.
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.

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 Auflage 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 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 Ventile 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.
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.
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.
Die Figur 98 zeigt daher ein Langhubaggregat. Das Langhub-Aggregat der Radialkolbenbauweise war bereits in Figur 61 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 innere 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.
In Figur 58 sind die Stuetzringe 616,617, also die Alternativ Ausfuehrungen nicht schraffiert gezeichnet, damit man sie besser erkennen kann.
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.
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 beruehren kann.
Vergleicht 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.
Pumpen mit Beaufschlagung der Aussenkammer und mit Tellerfedem 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 lnnenkarnmer auf die Elemente drueckt und diese diese Energie auf das Fluid der Aussenkammer 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.
Die Ausfuehrung mit hoeherem Druck in der Aussen-Kammer ist die billigste Ausfuehrung mit der geringsten Aussenabmessung. Sie vermag auch hoheren Wirkungsgrad zu erzielen, als die bekannten, heute verwendeten, achsialen Booster der Figur 54.
Leitet man halben Druck in die Aussenkammer und verwendet die W-Elemente oder die Elemente der V-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.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentanspruechen, die daher Teil der Beschreibung der Erfindung sind.
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 Oeffnen 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. Racial 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.
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.

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.
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.
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.

Die Figur 104 mit 105 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.
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 dicker, 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.
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 Aussenkammer 35 durch Bohrung 795 ueber die Steuernut 796 des Kolbens 994 in die Ausstroemleitung 1020 mit der Durchflussdrossel 704.
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 Auslass Steuernut 1020 ueberlaufen hatr und der Kolben 994 den Durchfluss von der Bohrung 795 zum Auslass 704 absperrt und die Kammer 35 verschliesst.

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.
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.
Figur 110 zeigt die Ausbildung der im ungespanntem Zustand planen Flaechen 1026 und die Dichtringsitze 613.
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.
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 ASussendurchmesser an der Wand der Bohrung, in die die Anordnung eingebaut ist, also an der Wand der Aussenkammer 35 gehalten und an ihr gleiten kann.

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.

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.
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 Verschluss 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.
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.

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.
Figur 118 zeigt den volumetrischen Wirkungsgrad von Aggregaten mit Oeldruck 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.
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 Gr undblock auf dem Hubkolben 1051 aufgesetzt sind, der im Hubzylinder 1050 gegen die Elemente gedrueckt wird, wenn durch die Zueleitung 1052 Druckoel in den Zylinder gedrueckt wird. Wird die Zuleitung frei gegeben, druecken die Elemente das Oel wieder aus dem Zylinder 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.
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.
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. 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.

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.
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.
Soweit in der Figur 119 erscheinende Bezugszeichen hier nicht besprochen werden, sind ihre Bedeutungen in den Vor-Figuren beschrieben, sodass es keinen Sinn hat die Beschreibungen hier zu wiederholen. 1192 zeigt eine Entlueftung unter dem Dichtring 2021. 2022 ist der Schaft des Hubkolbens 1051. 1193 ist ein Bohrungsverschluss, 1194 der Raum fuer die Anordnung zwischen den Elementen 1 und 11. 1095 ist der Totraum fuellende Innenring, der gelegentlich Verduennungen 1196 und 1197 erhaelt fuer den Eintritt von Teilen 383. Die Positionsnummern 1198 bis 2009 zeigen Teile, die in Jas Gehaeuse fus Steuerungszwecke eingebaut werden koennen, aber oft nicht eingebaut werden. 2010 und 2011 zei, Weiten und Exzenter fuer den Antrieb von Kolben oder Schaeften der Figuren 22 bis 23. 2013 bis 201 zeigen Kolben oder Ventile, die mit dem Exzenter der Figur 22 zusammenwirken und dem Betrieb oder der Beeinflussung der Teile 1189 bis 2009 der Figur 21 dienen koennen. 2016 bis 2020 der Figur 23 zeigen Schaft, Federungen, Halterungen die aehnlich der Beeinflussung oder Steuerung von entsprechenden der Teile 1189 bis 2010 der Figur 21 dienen koennen.
Die wichtige Figur 122 zeigt ein Hubelement fuer innen beaufschlagte Kammern nach der ersten Europa Anmeldung im Masstabe 1:1 jedoch in derjenigen Form, wie sie sich durch fuenf Jahre Entwicklung und Erprobung herausgebildet hat. Die Durchmesser und Dicke sind in Zahlenwerten eingetragen. Die Ringnasae 12 mit Auflage 13, die Rueckhalterung 3 mit Auflage 3 und die Innen und Aussenflaechen 4 und 5 sind in den betreffenden Voranmeldungen, deren baldige Veroeffentlichung bevorsteht, eingehend beschrieben. Damit sind aber die Probleme nicht geloest, die auch diese Elemente nach den langen Erforschungen betreffen. Daher ist das gleiche Element in der Figur 123 zehn zu eins vergroessert gezeichnet und zwar nur sein Querschnitt am einem Halbteil. Figur 26 zeigt einen Ausschnitt daraus um das fuenfzigfache vergroessert, denn ohne solche Ver groesserungen waeren diejenigen Erscheinungen, die man mit dem Auge nicht mehr sehen kann, nicht auf einem Blatte Papier in einer Figur zeichnerisch darstellbar.
Bei der achsialen Zusammendrueckung des Elements 1 um 0.3 mm schwenkt der Innenteil des Elements um den Punkt "P". (Das sei hier mal angenommen, um es wirklich so ist, steht bei den Sternen.) Dabei bewegt sich der Punkt M zur Lage N und der Punkt E bewegt sich zur Lage F. Wenn die Annahme richtig sein sollte, bildet sich zwischen M und N der Spalt Delta von 0,046 Millimetern und zwischen E und F bildet sich ein Spalt Delta von 0.169 Millimetern. Wenn es so einfach waere, dann ginge es ja noch. Anscheinend aber dehnt sich nach den Theorien der Voranmeldungen das gesamte Ringelemententeil um den Betrag theta = 0.067 Millimeter radial nach aussen aus. Wie soll man das dicht halten, wenn dem 4000 Bar Druck im Fluid entgegenstehen, die alles versuchen in den kleinsten Spalt einzudringen und durch ihn hindurch als Leckage weg zu fliessen? Man muss hier einsehen, dass es bisher ja nicht einmal erkannt ist, dass ein solches Element ueberhaupt solche Lagenaenderungen trifft und dabei gegen nachbarteile Spalte oeffnen koenne. Entsprechend der Erfindung wird daher die Abdichtung achsial so kurz, wie moeglich gehalten, sodass sie die Laenge B nicht ueberschreitet. Denn die Laenge B ist von hohem Einfluss auf die radiale Aufweitung des Elementes 1 unter dem radialem Innendruck. Die Radialaufweitung ist deshalb auf 0.067 begrenzt, weil B so kurz und jetzt "B/L" als Zusatzfaktor in die Berechnung der radialen Aufweitura nach den Formeln der BRD Anmeldung P 34 46 107.8, Figur 5, eingehen. Entsprechend ist der plasti-Dichtring 1071 entsprechend achsialkurz gehalten. Aber auch das genuegt nicht, denn nach der Erfindung zugrunde liegenden vielen Testen frisst der Dichtring bei "Z" weg, wie wenn Maeusezaehr zu Pulver zerbissen haetten. Dieses schwarze Pulver liegt dann nach den Testen jenseits des Elements inder Pumpe herum. Der Dichtring 1071 ist nach 30 Stunden Betrieb bei 1500 Bar zerstoert, selbst dann, wenn man weltberuehmte, teure, aus den USA verwendet. Daher ist es nach der gegenwaertigen Erfindung wichtig, den Stuetzring 1070 anzuordnen und ihn etwa 45 Grad abzuschraegen, sodass der plastische Dichtring den haerteren, festeren oder metallischen Stuetzring 1070 sowohl achsial nach hinten, als auch radial nach aussen drueckt, damit ein eventueller konischer Spalt bei "Z" verschlossen bleibt und der plastische Dichtring 1071 dort nicht abgeschabt werden kann.
Das erfindungsgemaesse Erkennen dieses kindskoepfigen Gedankenguts, wegen dem es kaum durchschnittlich fachmaennischer Faehigkeiten zu beduerfen scheint, ist immerhin mit Jahren an Erprobungen und riesigem Zeit und Geld Aufwand bezahlt worden. Es ist naemlich so, dass der Ingenieur auch annehmen kann oder annehmen muss, dass die Abdichtung bei V zwischen dem Element 1 und der radial nachgiebigen, federnden Dichtlippe 381, also die Abdichtung bei 380, wo sich die besten und festesten nicht rostenden Edelstaehle mit Festigkeiten von Inbus Schrauben gegenueber liegen, muessten eigentlich zuverlaessiger, als jeder Stuetzring sein, besonders, wenn der Stuetzring nur einen Querschnitt von einem Millimeter² hat. Zwar ist schon die Abschraegung 378 angeordnet und der konische Freiraum 377 ausgebildet, damit die federnde Dichtlippe 381 sehr schoen der Bewegung der Innenflaeche 378 des Elements 1 folgen kann, doch scheinen sich die Ueberlegungen, die der Ingenieur anstellen muesste, nicht zu erfuellen, denn trotzdem ist bisher jedenfalls die Abdichtung nicht gesichert und die Dichtringe 1071 - schabten so lange weiter bei "V" ab, bis der bei den Testen metallische Stuetzring 1070 eingebaut wurde. Auch Stuetzringe aus Teflon, Kupfer-Teflon, Julicon undsoweiter schafften bisher die Dichtung nicht.
Die Aufklaerung koennte die fuenfzigfache Vergroesserung geben, die in Figur 124 dargestellt ist. Danach oeffnet sich naemlich bei "V" ein konischer Spalt von 0.023 Millimetern dem Dichtsitz zu und es ist dieser sich staendig oeffnende und schliessende Spalt, den abzudichten, Aufgabe des Stuetzringes 1070 der Erfindung ist. Ob der Spalt in Figur 124 wirklich 0.023 Millimeter weit wird, ist wieder eine andere Frage , die noch bei den Sternen zur Antwort ansteht, denn es mag ja auch sein, dass die benachbarten Materialien 1,381 sich etwas zusammendruecken. Wie weit sie sich zusammendruecken, scheint man heute noch nicht zu wissen, denn es scheint an Fachliteratur darueber zu mangeln, wie sich aus der Figur 44 noch ergeben wird. Man kann sich bemuehen, den Teil 380, die Dichtlippenkante, achsial kurz zu halten, um den Spalt der Figur 124 eng zu halten, doch sind dem Grenzen gesetzt. Denn damit die Dichtlippe genug radial federn kann, muss sie lang und duenn sein, was dann zu so hohen Belastungen der Dichtlippenkante 380 fuehren wuerde, dass diese unter zu hoher Flaechenbelastung schmilzt. Wuerde alles so einfach und gut funktionieren, wie die Theorie es darzustellen scheint, dann braeuchte man ueberhaupt keine Dichtungen 1070,1071 denn die Dichtlippenkante wuerde, durch ihren Innendruck angepresst, eine absolute metallische Abdichtung an der Innenflaeche des Elements 1 bilden. "Q" zeigt die Abschraegung des plastischen Dichtrings 1071 fuer den komfortableren Zusammenbau, also das Einschieben des Dichtlippentraegers 381 in das Element 1.
Eine aehnlich positive Auswirkung hatten die etwa 45 Grad abgeschraegten, metallischen Stuetzringe 958 in der Figur 1. Seitdem diese eingebaut sind, treten zwischen den benachbarten Elementen 1 und 11 keine Undichtheiten mehr auf und werden die plastischen Dichtringe 26 nicht mehr beschaedigt. Die Verwendung der metallischen Stuetzringe lehrt natuerlich nicht, dass es nicht spaeter doch noch moeglich werden koennte, mit billigeren Materialien, die einfacher zu formen sind, aus zu kommen, oder durch Verbesserung der Grundformen der Elemente und Abdichtungen weitere Vereinfachungen oder Verbilligungen zu erzielen. Zur Zeit geht man eben den sicheren Weg, die sicheren Stuetzringe zu benutzen.
Durch die Figur 125 wird ein Versuch beschrieben, eine zuverlaessige Pumpe (oder Motor) fuer hohe Drucke aus Faserverstaerkten Kunststoffen zu schaffen, zum Beispiel aus Kohlefaserplastic, Carbon Fiber. In der Literatur findet man Beschreibung der Zusamnmenfuegung von Tellerdern durch Verschweissen, Verkleben, oder einfach durch "verbinden". Diesen Behauptungen koennen Anmelder und Erfinder keinen ausreichenden Glauben schenken. Denn, wie soll eine Tellerfedernkante, die ja gehaertet ist, verschweisst werden oder wie soll sie gegen mehrere tausend Bar Drucke haltbar verklebt werden? Mag es da nicht so sein, dass die Behauptung "verbunden" einfach eine Beschreibung von etwas ist, das man sich zwar erwuenscht, es aber nicht verwirklichen kann und deshalb einfach so tut, als wuerde man haltbar verbinden, als sei es selbstverstaendlich, dass man das koenne, eben deshalb weil man es nicht kann ? Die Figur 125 schafft daher eine Moeglichkeit, faserverstaerkte Hubsaetze zu schaffen. Wuerde man versuchen, benachbarte Schichten radial innen oder aussen zusammen zu kleben, koennte das dazu fuehren, dass die Begrenzungen der Verklebungen ungenau werden und auch die Mittelteile der benachbarten Schichten mit kleben. Daher werden innere und aeussere Ausfuellscheiben 1072 und 1073 geschaffen und mit Oberflaechenbehandlung zur Verhinderung des Anklebens von Epoxy Resin oder anderen Stoffen der Plastik versehen. Deren entsprechende radial inneren oder aeusseren Kanten werden abgerundet. Dann kann man Faserschicten radial innen oder aussen um sie herum legen und die zu formenden Faserstoffschichten auflegen, sodass sich nach Bestreichen mit dem Klebstoff die Formen nach der Figur herausbilden mit radialen Innenschichten 1076,1079, radialen Aussenschichten 1077 und mit den Elementenschichten 1074,1078 usw.. Eine der Endschichten kann man, wie 1075 zeigt, radial weiter ausdehnen um einen Flansch zum Einspannen zwischen dem Deckel 1001 und dem Gehaeuse 91 zu bilden. Den anderendigen Teil kann man so formen, dass er, zum Beispiel, als Flansch 1080 in den Hubkolben-Zugkolben 1081,1082 fest eingespannt werden kann. Der Hubsatz befindet sich dann in der Aussenkammer 35 und dichtet diese gegen die Innenkammer 37 ab, die mit den Einlass und Auslass Mitteln 38 und 39 verbunden ist. Der Zugkolben 1081,1082 kann dann den Flansch 1080 vom Flansch 1075 wegziehen, sodass sich die Elementenschichten 1074,1078 usw. zu konischen Ringelementen verformen und das Fluid in die Innenkammert 37 einnehmen. Es wird daraus dann wieder abgegeben und unter Druck geliefert, wenn die Aussenkammer 35 mit Druck gefuellt wird.
Figur 126 illustriert, dass man das W-Element der Vorfiguren auch durch ein "WY" - Element der Figur 126 ersetzen kann. Der radial nach Aussen vorstehende Verstaerkungsteil am mittlerem Teil des W-Elements der Voranmeldung ist dann durch den radial nach innen gerichteten Teil 1083 der Figur 126 ersetzt. Die Bohrung 1084 fuer die Leitung des Fluids ist wieder angeordnet, weil auch die untere Kammer foerdert. Ausfuellkloetze koennen eingesetzt werden. Doch beduerfen diese der Abdichtung, wenn man radiale Belastung oder Aufweitung des WY Elements vermeiden will. Abdichtring sitze 1085 und 1087 sowie die Entlastungsbohrung 1086 sind daher im unterem Teil als Alternativen eingezeichnet, wobei der Fuellklotz wieder eine Bohrung 1088 haben muesste. Die uebrigen Teile sind vom W-Element der Vorfiguren her beschrieben.
Die Figuren 127 und 128 zeigen Moeglichkeiten, dass U-Element auch mit mechanisch bearbeiteten Ausfuellklotzen im Innenraum zu versehen. Man schafft dazu die Teilstuecke 1091,102 und 1089,1090, so, dass sie zueinander passen und keine oder nur geringe Zwischenraeume lassen. Die Teile 1 C ^! und 1092 kann man dann von innen her in den Innenraum einlegen und danach dazwischen radial :vzch aussen bewegend, die Fuellklotzteile 1089 und 1090 dazwischen schieben. Es bleiben dann lediglich kleine, unausgefuellte, Ecken 1093, die nicht gefuellt sind. Die Formgebung ergibt sich daraus, dass keines der Stuecke radial den Innendurchmesser ueberschreiten darf, weil man es sonst nicht in das U-Element hereinbringen kann. Achsial muessen die Fuellkloetze so bemessen sein, dass im Element 112 die Foerderaeume 1094 und 1095 diesseits und jenseits der Fuellkloetze 1089 bis 1092 verbleiben. Ansonsten ist das U-Element in der Voranmeldungen bereit beschrieben. Die beiden Figuren sind Schnitte durch ihre Mitten relativ zu einander.
In den Figuren 129 und 130, die wieder Schnitte durch ihre Mitten relativ zueinander sind, wird gezeigt, wie man zwei benachbarte konische Ringe, Elemente, Tellerfedern oder V-Elemente durch spannende und zusammenhaltende Tellerfedern und Zuordnungen miteinander verbinden kann. Der Umgreifring 1096 hat die Achsial-Borde 1100 und die Elemente 1,11, haben die Halteborde 1101 oder 1102. Die Tellerfedern zur Halterung, die durch 1097 und 1098 gezeigt sind, sind nach Figur 32 beispielsweise radial mehrgeschnitten und formen so die Teilringe oder Tellerfedernteile 1097 A bis 1097-C. Durch diese Radial-Teilung kann man sie in die Bordringe 1096,1100 einsetzen und den Satz so zusammenhalten. Dabei kann man die Dichtring Kammer 1099 radial ausserhalb der Elemente 1,11 ausbilden, um dort die Stuetzringe und Dichtringe einzusetzen. Man beachte, dass hier die Dichtung radial aussen um die Elemente 1,11 herum gelegt ist, um die radiale Verkuerzung durch Einsatz von Dichtungen innerhalb des Radialbereichs der Elemente zu sparen und so den Elementen ihren vollen Hub, ohne Hubverkuerzung durch radiale Ausnehmungen fuer den Einsatz von Dichtungsmitteln, zu belassen.
Die Figur 131 zeigt, wie man Ringelemente oder Tellerfedern radial innen fest verbinden kann. Die Elemente 1,11 haben die Haltesitze 1108,1109. Die koennte man auch fortlassen, doch hat man dann keine geraden Flaechen fuer das Einsetzen von einfachen Totraumfuellscheiben mehr zur Verfuegung. Zwei Ringe 1103 und 1104 sind mit Umgreifborden 1110,1111 versehen, mit denen sie die benachbarten Elemente 1,11 zusammenhalten, indem sie deren Borde 1108,1109 umgreifen. Die beiden Innenringe 1103 und 1104 sind ihrerseits durch Nieten oder Rohrformige Nieten 1105 mit Bohrungen 11056 zusammen gehalten. Das Assembly ist dann komplett und die Elemente sind fest miteinander achsial unnachgiebig verbunden. Zweckdienlich ist, in den Innenringen 1103,1104, den Dichtringsitz 1107 mit den Achsialborden 1112,1113 auszubilden, damit man dort die Dichtringanordnung, wie Stuetzring und Dichtring einlegen kann.
Figur 132 zeigt einen Teil der Figur 131 in einer Vergroesserung, um deutlicher zu zeigen, dass man in den Dichtringsitz vorteilhafterweise den Stuetzring 1116, den halbweichen Dichtring 1115 (zum Beispiel aus Teflon) und den weichen Dichtring, 1114, (zum Beispiel aus Gummiaehnlichem Material unter 92 Shore Haerte) einlegen kann.
Figur 133 hat aehnlichen Zweck, wie die Figur 131, jedoch ist hier zwischen die Elemente 1 und 11 der Distanzring 849 eingelegt und der Dichtringraum 1849 darin ausgebildet. Zwischen den haltenden Innenringen 1118,und 1119 ist ein Zwischenring 11210 angeordnet. Die haltenden und spannenden Tellerfedern 1121,1122 sind im Prinzip wie die der Figur 131 angeordnet. Die inneren Ringe sind durch die mehreren Rohrnieten 1105 miteinander verbunden.
In der Figur 134 ist der Distanzring 2849 so weit radial nach innen verlagert, dass seine Innenflaeche mit den Innenflaechen der Elemente 1,11 fluchtet. Der Zweck dieser Ausbilding ist, dass man den Hub der Elemente 1,11 voll ausnutzen kann, ohne radial innen Dichtsitze auszu arbeiten, die den Hub verkuerzen wuerden. Gezeigt ist ferner, dass der Stuetzring 1125 dann den Distanzring 2849 und Teile der Elemente 1,11 radial innen ueberdecken soll, um die Spalte zu schliessen. Entsprechend achsial lang sind dann auch der halbweiche Zwischendichtring 1124 und der weiche Dichtring 1123 ausgedehnt.
Die wieder sehr wichtige Figur 136 zeigt, wie das Ringnasen V-Element so ausgebildet werden kann, dass auch dieses ohne Hubverkuerzung durch eingearbeitete Dichtringsitze seine langmoeglichsten Hub erhalten kann. Die Ringnasen 1502 sind daher am radial aeusserem Ende des jeweiligen konischen Ringeteils 1527 ausgebildet. Man bedenke, dass die V-Elemente 527 der Voranmeldung sowohl, wie die V-Elemente 1527 der Figur 38 innen einteilig sind, also keine Dichtungen benoetigen und dass der Innenkammer 35 zu, also der das Wasser beinhaltenden Kammer zu, die radialen Innenkanten der Nasen 502,1502 immer verschlossen aneinander liegen bleiben und keine Spalte oeffnen, gleichgueltig, ob das Element gespannt oder ungespannt ist. Hierin liegt ein besonderer Wert der Erfindung des V-Elements fuer Hochdruck Aggregate fuer mehrere tausend Bar. Lediglich nach radial aussen, also der Oel beinhaltenden Aussenkammer 35 zu oeffnen sich beim Spannen dieser Elemente enge Spalte. Die Nasen sind radial sehr kurz, z.B. 1,5 bis 2 mm, sodass die sich oeffnenden Spalte sehr eng bleiben, denn die achsiale Laenge der Nasen kann 0.7 mm kurz sein, um ARP O-Ringe mit 1.78 mm Dicke einsetzen zu koennen. Diese sind im Handel leicht erhaeltlich und sie sind billig.
Figuren 137 und 138 zeigen die Anordnung der Abdichtung fuer die Elemente der Figur 136.
Bei Elementen nach den Figuren 129,130 oder 136, die keinen eingearbeiteten Dichtringsitz in dem radialem Aussenteile des Elementes haben, muss die Abdichtung des sich beim Zusammendruecken der benachbarten Elemente der Aussenkammer zu oeffnenden konischen Spaltes durch aussen um die Elemente herum gelegte Dichtmittel abgedichtet werden. Theoretisch braucht man natuerlich ueberhaupt keine Dichtung, denn benachbarte Elemente der hier genannten Figuren bilden ja durch die radial inneren Kanten der Nasen 502,1502 usw. aneinander liegende, nie offnende metallische Dichtungen zwischen den benachbarten Elementen. Da aber Verletzungen auftreten koennen und ausserdem eine absolut plane Flaeche mit absolut kreisrunder Kante noch nicht herstellbar ist, weil selbst beim Feinschleifen die Flaechen noch Huegel und Taeler haben, ist es angebracht, trotzdem Dichtmittel ein zu bauen. Das ist in den Figuren 137 und 138 gezeigt.
Der Stuetzring 616,690 ist daher in der Figur 137 radial aussen um die Aussenflaechen der Elemente 1527,2527, zum Beispiel um entsprechende Elemente 1 oder Tellerfedern oder V-bzw. W oder WY Elemente so herum gelegt, dass er Teile der radialen Aussenflaechen benachbarter Elemente in achsialer Richtung ueberragt. Darum aussen herum ist der plastische Dichtring 691 so gelegt und achsial so weit ausgedehnt, dass er mit seinen achsialen Enden 1126 den Stutezring achsial umgreift und die betreffenden Reste der radialen Aussenflaechen der benachbarten Elemente beruehrt. In der Figur 40 sind an den radialen und achsialen Aussenflaechen der Elemente 1527,2527 kleine Radial-Fortsaetze 1127,1128 ausgebildet, die die Aufgabe haben, den Stuetzring und den Dichtring, also 616,690,691 so zu halten, dass diese nicht in achsialer Richtung von den Elementen herunter rutschen koennen. Der Dichtring 691 hat dann radial nach innen gerichtete Ringteile 1129,1130, die in die Ringnuten zwischen den achsialen Enden des Stuetzringes 616,690 und die Haltefortsaetze 1127,1128 eingreifen und dort die Abdichtung bewirken.
In den Figuren 139 und 140, die Schnitte durch die Mitten der Figuren relativ zueinander sind, ist ein besonders festes Haltemittel fuer die in achsialer Richtung unnachgiebige Verbindung der radialen Aussenteile zweier benachbarter Elemente 1527,2527 gezeigt. Man sieht hier den in radialer Richtung entlang der Flaechen 1135 zweigeteilten Umgreifring 1131 mit seinen beiden Teilen 1133 und 1134 (Figur 140), die in den Flaechen 1135 zusammen gelegt sind. Damit die beiden Teile des radial geteilten und dann wioeder zusammengesetzten Umgreifringes 1131 nicht voneinander wegfallen koennen, sind dessen Teile 1133 und 1134 radial aussen von einem Umgreifring 1132 umgeben, der beide Teile 1133 und 1134 zusammenhaelt. Der Umgreifring 1131 hat radial von innen her die Ringnut 2133 zwischen den achsialen radial nach innen vorstehenden Endborden 2134 und 2135, wobei die Aussenteile der Elemente 1527 und 2527 in die Ringnut 2133 hereinragen und in achsialer Richtung von den sie umgreifenden Borden 2134 und 2135 zusammen gehalten sind. Die Ringnut 2133 wird so bemessen oder kann so bemessen sein, dass sich zwischen den entsprechenden Teilen der Elemente 1527,2527, den Borden 2134,2135 und dem geteiltem Ringe 1131 der Dichtringraum 1126 zum Einlegen derDichtmittel ausgebildet ist.
Manche der beschriebenen Figuren machen auf den ersten Blick den Eindruck, als seien sie ganz einfache Ringmittel, mit denen jeder Dreher oder jeder Ingenieur jeden Tag arbeitet, und die daher mit einer Erfindung nichts zu tun haetten. Ist das aber so ? Die Anmeldebestimmungen fuer Patente schreiben, dass eine Erfindung eine Aufgabe und eine Loesung der Aufgabe haben muesse. Das ist aber nur das, was die Regeln fuer Patentanmeldungen schreiben. Das ist meistens aber keine Erfindung. Denn eine Erfindung besteht normalerweise nicht darin, dass man sich eine Aufgabe stellt und eine Loesung dafuer bringt, sondern darin, dass man in der vorhandenen Technik etwas erkennt, was noch nicht voll funktioniert oder noch nicht voll ausgereift ist. Das ist der Kern jeder Erfindung. Daraus dann die Aufgabe zu machen, den erkannten Mangel zu verbessern und aus dieser Aufgabe dann die Loesung fuer die Verbesserung zu - schaffen, dass sind meistens nur relativ einfache Folgen, nachdem die Erfindung, einen Mangel oder eine Unvollkommenheit erkannt zu haben, einmal gemacht worden ist. Man hoert oder liest dann oft weiter, dass Dimensionierungen die taegliche Arbeit des Fachmannes oder Ingenieurs seien und folglich keine Erfindungen sein koennten. Diese verbreitete Auffassung ist aber durch das oberste Gericht der Vereinigten Staaten, den Supreme Court der USA widerlegt. Denn, als Edison die elektrische Gluehirne erfand, war es bereits bekannt, dass der Gluehdraht des elektrischen Heizofens leuchtet. Den Gluehdraht des elektrischen Heizofens so zu verduennen, also so zu dimensionieren, dass er weissgluehend leuchte, sei deshalb keine patentwuerdige Erfindung. Demgegenueber entschied dieses oberste Gericht aber, dass die Verduennung des Gluehdraht in eine solche Dimension, dass er helles weisses Licht gaebe, gerade das sei, wonach die Menschheit sich schon ewig gesehnt haette, was aber die Techniker mit ihrem Wissen ueber Dimensionierungen von gluehenden Draehten nie geschaffen hatten. Die Erfindung der Gluehbirne sei deshalb eine ganz bedeutende, patentwuerdige Erfindung, obwohl sie auf einer Dimensionierung beruhe.
Sieht man zum Beispiel das. V-Element an, dann sieht doch jeder sofort, dass zwischen zwei benachbarten V-Elementen, wenn man sie zusammen drueckt, eine Foerderkammer verkleinert wird, aus der dann Fluid herausgedrueckt wird. Bei 5 oder 10 Atmospheren Druck ist das tatsaechlich auch so und ganz einfach. Sieht man zum Beispiel die Figur 20 der Voranmeldung an, dann sieht doch jeder sofort, dass dann, wenn deren Hubkolben 535,735 nach oben gedrueckt werden, Fluid in die Aussenkammer 35 gedrueckt wird und dieses Fluid dann gar keine andere Wahl hat, als die V-Elemente zusammen zu druecken und Fluid aus der Innenkammer 37 zwischen den Elementen heraus zu foerdern. Aber ist das wirklich so ?
Bei kleinen Drucken von einigen Bar ist es schon so, aber es ist nicht so bei den hohen Drucken von mehreren tausend Bar, die die Erfindung verwirklicht. Denn V-Element und Hubkolben alleine koennen zwar niederen Druck foerdern, aber sie koennnen alleine noch lange keine Hochdruck Pumpe fuer mehrere tausend Bar schaffen. Um diese Hochdruck Pumpe der gegenwaertigen Erfindung verwirklichen zu koennen, muessen V-Element und Hubkolben zusammen mit der Gesamtheit der Erfindung und ihren Regeln angeordnet werden. Das wird zum Beispiel durch die Figur 141 noch naeher erklaert.
Figur 141 zeigt einen Laengsschnitt durch die Mittelteile einer Hochdruckpumpe nach der Erfindung. Man sieht das Gehaeuse 91, den Kopfdeckel mit den Einlass und Auslassmitteln 38 und 39, die Aussenkammer 35, die Innenkammer 37 und einen Teil des eingebauten V-Elementen Hubsatzes. Ausserdem, sieht man strichliert eingezeichnet, den in den Vorfiguren beschriebenen Hubkolben 535 kleinen Durchmessers mit dem Durchmesser "Dsp". Wie die spaetere Berechnung in der Figur zeigen wird, koennen aber 20 oder mehr Prozent Foerderverluste eintreten, wenn man alle beschriebenen Regeln der gegenwaertigen Erfindung und der der Voranmeldungen befolgt. Befolgt man sie nicht und verwendet nur den vorher bekannt gewesenen Stand der Technik aus vielen Dutzenden von Patentschriften mit Pumpen mit Tellerfedern oder Membranen, dann erhaelt man bei 1000 oder mehr Bar Druck ueberhaupt keine Foerderung. Die Figur 141 erklaert nun, dass man die 20 oder mehr Prozent Foerderverlust weiter reduzieren kann und dann etwa das bessere Ergebnis der spaeteren Berechnungs-Figur erhalten kann. Das geschieht nach Figur 141 dadurch, dass man den Hubkolben 535 des kleinen Durchmessers durch einen Hubkolben 1136 mit dem groesserem, etwa dem Durchmesser der Aussenkammer 35 entsprechenden grossem Durchmesser "Dp" ersetzt. Ob man das in der Praxis immer tut, ist eine andere Frage, a nn ein so grosser Kolbendurchmesser erfordert dann auch einen Antrieb vom Boden her mit dem Aequivaient fuer die 2000 oder 4000 Bar am oberem Ende des Hubkolbens 1136. Jedenfalls aber kann man durch einen Hubkolben mit solch grossem Durchmesser der Wirkungsgrad des Aggregates, insbesondere dessen Foerderwirkungsgrad, also dessen volumetrischen Wirkungsgrad, ganz betraechtlich erhoehen. Siehe dazu auch die Berechnung nach der spaeteren Berechnungsfigur. Die obere Flaeche, das obere Ende des Hubkolbens 1136 erhaelt in der Nullage, bevor der Hub beginnt, den Abstand "Sb" vom Boden des Elementensatzes in der Aussenkammer 35. Der Durchmesser Dp quadriert mal pi/4 mal der Laenge (dem Abstand) Sb gibt dann dasjenige Volumen, das benoetigt wird, um die Summe des Fluids in toten Raeumen in den Kammern 35 und 37 auf den gewollten Foederdruck zu verdichten. Ist der Hubweg Sb durchlaufen, also das Fluid (Wasser und Oel in der Innen bzw. Aussen Kammer 35,37 auf den gewollten Foerderdruck verdichtet, dann macht der Hubkolben 1136 nur noch den weiteren Hub "Sp" = Hub des Pistons, also Foerderhub des Hubkolbens 1136. Der Boden des Elementensatzes aber legt noch den weiteren Weg "Se" minus "Sp" nach oben zurueck, sodass der Boden des Elementensatzes nachdem der Hubkolben den oberen Punkt des Hubes Sp erreicht hat, die obere Lage des Weges "Se" = Weg des Eelementenbodens, erreicht.
Der Boden des Elementensatzes legt also einen laengeren Hubweg zurueck, als der Hubkolben 1136. Das kommt daher, weil beim Zusammendruecken der Elemente das Fluid aus den Aussenteilen zwischen den Elementen harusgedrueckt und in denjenigen Teil der Aussenkammer gedrueckt wird, der sich unter dem Elementensatze befindet. Das Volumen in der Aussenkammer 35 zwischen den Hubwegen Se und Sp ist also diejenige Fluidmenge, die radial aussen der Elemente des Elementensatzes weg und unter den Boden des Elementensatzes beim Druckube stroemt.
Der Raum oberhalb des Kleinkolbens 535 mit dem Durchmesser dsp ist naemlich Totraum Volumen, dessen Zusammendrueckung die Foerdermenge der Pumpe verringert. Durch den Grossdurchmesserkolben 1136 ist dieser Totraum oberhalb des Kleinkolbens 535 abgeschafft und folglich der Foerderwirkungsgrad des Aggregates merklich gehoben worden. Weil der Kleindurchmesser Kolben insofern leichter zu verwirklichen ist, weil sein Antrieb fuer die mehreren tausend Bar leichter beherrschbar ist, kann man in der Praxis den Foerderverlust durch Langubantriebe der Voranmeldungen teilweise wieder zurueck gewinnen, oder aber das Aggregat einfach mit dem geringerem Foerderwirkungsgrade arbeiten lassen, weil es dann trotzdem bei 1000 Stunden Betrieb immer noch billiger ist, das einfache, billige V-Elementen Aggregat zu benutzen, als ein teures nach der Figur 5 der Voranmeldung zu verwenden, weil dessen Anschaffungspreis das mehrfache des Agregates der. Erfindung betraegt. Der Stromverbrauch durch einige Prozent weniger Wirkungsgrad verschlingt weniger Geld, als die Anschaffung eines teureren Aggregates des Standes der Technik.
Figur 142 legt eines der Probleme von heute offen. Es ist naemlich so, dass man genau berechnen kann, welche Spannungen wo in der Tellerfeder auftreten, aber man findet keine Literatur darueber, wie der Spannungsverlauf in der Auflageflaeche um 1138 ist. Daher nimmt die Erfindung an, dass die Spannung in der Naehe der Auflagelinie hoch ist und nach dem Innerem zu abnimmt, wie Liniierung 1139 darzustellen versucht. Dabei sollte dann im Sinne der gegenwaertigen Patentanmeldung eine plastische Verformung des Elementes 1,830 um die in ihrer Abmessung unbekannte Achsiallaenge 1140 auftreten, die das Element nicht beschaedigt, weil zulaessige plastische Verformung. Jede hoehere Zusammendrueckung des Elements in der Auflage aber muesste eine Beschaedigung des Elements verursachen. Man nehme vorlaeufig einmal an, dass die Lange 1140 um einem Hundertstel der Dicke des Elements oder weniger liegt, bis spaeter einmal der Fachliteratur etwas genaueres darueber bringen mag. Hier liegt eine erstrebenswerte Aufgabe fuer die Mathematiker und Professoren, denn es waere wertvoll, wenn man diesen Teil der Tellerfeder Technik kennen lernen wuerde. Dann koennte man auch die Pumpe der gegenwaertigen Erfindung noch genauer berechnen und ihre Technik noch besser beherrschen.
Figur 143 zeigt einen Abdichtkolben, der zum Beispiel zwischen dem Oel und dem Wasser der Pumpe einer der Voranmeldungen oder auch in der Figur 49 eingesetzt werden kann. Der Kolben ist mit dem Hohlraum 1144 zwischen seinen nach aussen gewoelbten, achsial federbaren Waenden 1141,1143 versehen, waehrend die Enden durch das mittlere Ringteil miteinander verbunden sind. Im Ringteil kann zwischen den zylindrischen Dichtflaechenteilen 1145 der Dichtringsitz (die Dichtring Nut) 1142 ausgebildet sein. Wird dieser Kolben in einen Zylinder passend eingebaut und oberhalb und unterhalb des Kolbens Druck ausgebildet, dann druecken sich die Waende 1141 und 1143 achsial einander zu, naeh sich also und das fuehrt zu einer radialen Ausdehnung des Durchmessers der zylindrischen Dichttlaeche 1145. Bei richtiger Bemessung dieses Kolbens laeuft er bei geringem Drucke leicht und ohne hohe Reibung im Zylionder, waehrend er bei hohen Drucken gegen die Waende 1141 und 1143, also bei hohen Drucken im Zylinder, in dem er eingesetzt ist, gut dichtet, weil seine Dichttlaeche 1145 dann unter dem Druck dicht an die Innenflaeche des betreffenden Zylinders gedrueckt wird.
Durch Figur 144 wird ein weiteres Problem angedeutet. Es ist naemlich anscheinend so, dass angenommen wird, dass die Tellerfeder sich gerade durchdrueckt, also bei der Zusammendrueckung der Querschnitt ein Koerper mit geraden achsialen Endflaechen bleibt. Demgegenueber hat die Erfindung Bedenken, denn nach der Erfindung koennte es evtl. auch so sein, dass das Element oder die Tellerfeder beim Zusammendruecken aus der ungespannten Lage 1146 zur voll gespannten Lage 1147 eine etwa elasttische Linie 1149 zwischen den radialen Endteilen 1148 und 1150 bildet oder annimmt. Ob das so ist, wissen Anmelder und Erfinder heute noch nicht, aber man sollte mit der Moeglichkeit rechnen, dass es so sein koennte.

Figur 145 zeigt, dass es in der Praxis nicht immer richtig ist, konische innenkammern 37 oberhalb von Membranen auszubilden, wie in einer der Voranmeldungen beschrieben wurde. Die Figuren der Voranmeldungen sind insofern Vereinfachungen. In der Figur 47 hat der Kopfdeckel 1001 daher eine nach einer elastischen Linie geformte, gewoelbte Anlagewand 1151, an die sich die Membrane 61 mit der Kurve 1152 ohne zu hohe oertliche Spannungen innerhalb der Membrane gut anlegen kann. Auf diese Figur wird aber kein Patentanspruch gestellt, weil angenommen wird, dass diese Ausfuehrung beklannt ist. Zur Vollstaendigkeit der Beschreibung der Technik ist diese Figur in der Anmeldung aber zweckdienlich, zumal man sonst annehmen koennte, dass die Anlageflaechen der Figur 48, die dort als Konen gezeichnet sind, in der Praxis Konen waeren. I Wirklichkeit wird man die Anlageflaechen, wie in der Figur 47 auch in der Figur 48 ausbilden, doch kann man das schlecht zeichnen,sodass in der Figur 48 gerade Konen gezeichnet sind.
Figur 146 ueberwindet ein Problem der Hochdruckpumpen mit elastischen Membranen. Es ist naemlich so, dass die einteilige Membrane das einfachst herstellbare Element ist. Dadurch alleine kann man daraus aber noch keine rationelle Hochdruck Pumpe fuer mehrere tausend Bar bauen. Denn es muessen ja fuer eine ausreichende Foerdergleichmaessigkeit mit akkumulatorlosem (druck speicherlosem) Betrieb mehere solcher Anlagen um eine Welle herum gebaut werden. Man erhaelt dann Elemente mit grossen Durchmessern und geringer Foerdermenge, bei denen viele dicke Schrauben benoetigt werden. Das Problem wird durch die Figur 48 geloest, indem man mehrere Membransaetze achsial voreinander oder hintereinander setzt, um mit der gleichen Anzahl dicker Schrauben eine groessere Foerdermenge zu erzielen. Entsprechend sind unter Winkeln radial um die Welle 1154 Membranpumpensaetze angeordnet, von denen die Figur 48 einen im Laengsschnitt oberhalb der Welle zeigt. Auf die Kolbenschuhe 541 der Geberkolben 540 wirken hier die Exzenterhubscheiben 1153, waehrend die Exzenter-Hubscheiben 13,23 die Kolbenschuhe eines anderen der drei, fuenf oder sieben (oder mehr) um die Welle 1154 andeuten, aber nicht massgenau und auch nicht lagengenau gezeichnet sind. Die Leitung 1156 liefert von Aussen her Druck d unter ausreichend hohem Druck, um die hydrostatischen Lager der Kolbenschuhe und oder des G- zolbens mit Druckfluid zu versorgen, was durch die Leitungen 1157 in die Druckfluidtaschen gelange dnn. Die Geberkolben 540 treiben die Hubkolben 52 zum Druckhube an. In der Figur sind jedem Hubkomsa 52 zwei gegenueberliegende Membranpumpen mit Membranen 61 zwischen der jeweiligen Aussenkammer 35 und der Innenkammer 37 zu geordnet. Man hat auch eine gemeinsame Fluidzuleitung 1155 mit den Einlassventilen 38. Man sieht und hat auch eine gemeinsame Auslassleitung 1157 hinter den Auslassventilen 39. Teile, wie die Kopfdeckel 1001 entsprechen im Prinip denen aus den Voranmeldungen bekanten. Wichtig ist erfindungsmeaess noch, dass den mehreren Membranpumpen 61 des Mehrfachmembranpumpensatzes der Figur die gemeinsamen Verbindungsschrauben 1161 bis 1164 zu geordnet sind, die am jenseitigem Ende in entsprechende Gewinde in Muttern 1165 oder einen Deckel eingreifen. Duch die Ausbilding eines Mehrfachsatzes mit gemeinsamen Schrauben wird so eine Pumpe mit grosser Foerdermenge und ge :ngem Platzbedarf fuer die verhaeftnismaessig grosse Foerdermenge geschaffen.
Figur 147 ist ein Laengsschnitt in vereinfachter Darstellung durch eine weiter vervollkommnete Pumpe mit zwei unterschiedlichen Fluessigkeiten in einer Kammer. In Gehaeuse 1195 ist die Welle 12 mit ihren Exzenterhubscheiben 13,23 gezeigt, von der die Hubscheibe 13 den im Schnitt gezeigten Pumpensatz betreibt. An ihr laufen die Kolbenschuhe 14, die die Hubkolben 15 zum Geberhube antreiben. Der Hubkolben 33 befindet sich im entsprechendem Zylinder darin achsial beweglich und drueckt mit Kraftuebersetzung auf den Pumpkolben 1164 oder ist mit ihm einteilig augebildet. Da nach der Erfindung jeder tote Raum bei dem hohem Drucke von mehreren tausend Bar sehr schaedlich ist, sind erfindungsgemaess in die Leitungen zwischen den Zylinderteilen oder in die Zylinder Ausfuellkloetze 1167,1168 eingebaut, die mit der Fluidsaeule reziprokieren. Dadurch wird der schaedliche tote Raum verringert und die komprimierbare Fluessigkeitsmenge verringert, sodass der volumetrische Wirkungsgrad des Aggregates erhoeht ist. Aus dem Tank 1171 foerdert die Wasserpumpe 1172 das Wasser durch das Einlassventil 1238 in die Foerderkammer 1173 hinein, das beim Pumphub durch das Auslassventil 1239 ueber die Auslassleitung 1339 geliefert wird. Wichtig ist hier wieder, dass die Ventilenden Flaechen bilden, die in der Ebene d Bodens liegen, damit jeder Totraum in den Ventilen vermieden ist. Die Figur zeigt die praktisc. Ausbildung solcher Ventile 1238 und 1239. Der Hochdruckpumpkolben ist mit der Fuehrung und Halterung 1182 bis 1185 versehen, um am Pumpkolben 1164 den Trennkolben 1180 zu halten, der des Oel oder die Hilfsfluessigkeit bzw. Kolben - Schmierfluessigkeit vom Wasser oder dem nicht schmierendem Fluid in der Kammer 1173 trennt. Der Trennkolben ist hier erfin dungsgemaess hohl ausgebildet, damit er leicht ist und bei den schnellen Bewegungen keinen hohen Beschleunigungsverlust erzeugt und zum anderem, damit er durch die Leitung 1191 mit der Oelkammer 1190 verbunden und fuer gute Abdichtung an der Zylinderwand mit Druckoel gefuellt werden kann. Um die Verkantungen des Trennkolbens zu verhindern, die in der Vortechnik auftraten, hat den Trennkolben einen Kolbenschaft 1185, der in der zylindrischen Halterung 1185-C im Hubkolben 1164 eng eingepasst sicher gefuehrt und darin achsial beweglich eingepasst ist. Im Hubkolben befindet sich die Ringnut 1182 mit dem Halteborde "B",waehrend sich im Kolbenschaft des Trennkolbens die Ringnut (Ausnehmung) 1183 befindet. Eingesetzt in die Ausnehmungen 1182 und 1183 ist das konische Halte Element TF, das den Trennkolben im Hubkolben so befestigt, dass der Trennkolben im Hubkolben gehalten ist, aber darin achsial beweglich bleibt. Das Element TF mag ein konisches Ringelement sein, dass in achsialer Richtung mehrgeteilt sein kann, oder es ist so weich, dass es in die Nut 1182 einschnappt, wie ein Sicherungs oder Spannring und sich dann am Borde B und am Nacken 1184 des Trennkolbenschaftes 1185 haelt. Diese Anordnung ist auch deshalb getroffen, um die Oelkammer 90 auf das geringstmoegliche Volumen zu beschraenken, um ihren schaedlichen toten Raum klein zu
dem Tank 1169 foerdert die Schmierfluidpumpe 1170 das Schmierfluid (Oel) ueber die Leitungs die Geberkammern 31 und ueber den Einlass 1174 in die Schmierfluidkammer 1190. Uebergefoerderts Schmierfluid wird ueber den Auslass 1175 der Kammer 1190 dem Kontrc: lrgan 1176 zugeleitet, das die Fuellmenge und den Druck in der Kammer 1190 regelt, wie das entsprechende Ventil in der Voranmeldung. Das uebergefuellte Schmierfluid in den Kammern 31, in denen die Geberkopen 15 laufen, wird, wie in den Figuren der Voranmeldung betreffend der Aussenkammer 35 ueber die Kontrollorgane 1193 zwischen den Leitungen 1191,1192 und der Ausleitung 1194 geregelt. In der gezeichneten oberen Lage, etwa der Nullage des Hubkolbens 1164, gibt der Hubkolben 1164 die Ableitungen 1188 frei, damit der Schmierfluidraum 1190 mit der richtigen Schmierfluidmenge gefuellt wird und uebergefoerdertes Schmierfluid abgelenet wird. Die oebere der Leitungen 1188 leitet eventuelle Luft aus der Kammer 1190 und dem Raum 1185-C im Hubkolben 1164 ab, wozu auch die Ringnut 1168 dient. Die Leitung 118 kann daher auch zur Ableitung von Mischfluid, das durch Undichtheit des Trennkolbens 1180 im Zylinder entstanden sein mag, in den Mischfluid oder Schmutzfluidtank 1189 dienen. In der Figur sonst noch erscheinende Bezugszeichenteile sind in den Voranmeldungen bereits beschrieben. Die erfindungsgemaesse und technische Bedeutung des Aggregates der Figur besteht darin, dass die Schmierfluid enthaltenden Raeume auf ein solches Minimum an Volumen beschraenkt wurden, dass das Aggregat mehrere tausend Bar statt der einigen hundert Bar der bekannten Technik erreichen kann und ferner darin, dass der Oelraum 1190 ein kleinstes Volumen erhalten hat, der Trennkolben nicht kippen kann, leicht ist, mit dem Hubkolben zusammen zwangsbewegt ist und dass eine automatische und zuverlaessige Bemessung der Schmierfluidmengen sowohl in den Kammern 31, also auch in der Kammer 1190 erfolgt und ferner fuer einen automatischen Abfluss von nicht erwuenschtem Mischfluid gesorgt ist.

In Figur 123 zeigt "W" die etwa 45 graedige und "Z" die schwache zusaetzliche Abschraegung des Stuetzringes 1070, damit dieser nicht bei Fehlen der Abschraegung "Z" einen neuen konischen Spalt oeffnet.
Figur 125 zeigt noch den wichten engen Ringspalt mit der Radiendifferenz "Delta D" (oder Durchmesser Differenz) die sehr eng bleiben soll, um schaedlichen toten Raum zu vermeiden. Schliesslich ist in die Innenkammer 37 wieder ein Ausfuellschaft einzusetzen, der nicht eingezeichnet ist. Zu beachten ist bei dieser Figur noch, dass der obige Schaft 1081,1082 nicht als Druck Kolben oder Hubkolben benutzt werden soll, sondern lediglich ein Zugkolben ist mit der ausschliesslichen Aufgabe, den Federnbalg nach oben zu ziehen, also zu oeffnen. Beim Druckhub der Elemente dieser Figur muss der Schaft 1081,1082 frei von achsial gerichteten Kraeften bleiben. Zur Figur 125 gehoert daher noch die Figur 151, die den Oberteil der Figur 125 zeigt.
Figur 148 zeigt, wie man die Aussenkammer zwischen den Schenkeln des V-Elementes in einzelne Raumteile "Qom", "Qoe" und "Qob"' zerlegen und diese berechnen kann. Ausserdem zeigt diese Figur die wichtige Auflage Linie "W", mit der diese an einer gleichen Auflagelinie eines benachbarten Elementes eine automatische Abdichtung bilden kann.
Figur 149 zeigt zwei solcher benachbarter V-Elemente achsial hintereinander gleichachsig zusammen gelegt und voll zusammengedrueckt, sodass man die gemeinsame Auflagelinie "W" gut erkennen kann. Ausserdem zeigt diese Figur die Kraftpfeile der angreifenden Drucke im Fluid in der Innenkammer und in der Aussenkammer, aus denen hervorgeht, dass die Kraftsumme aus der Aussenkammer groesser, als die aus der Innenkammer ist, sodass die benachbarten V-Elemente in der gemeinsamen Auflage "W" immer unter Druck automatisch zusammen gepresst bleiben.
Figur 150 zeigt daher einen Teil der Figur in vergroesserter Darstellung, um die wichtige gemeinsame Auflage "W deutlich zu zeigen.
Daraus ergibt sich, dass das Ringnasen V-Element ein geeignetes Mittel ist, in Pumpen fuer mehrere tausend Bar verwendet zu werden, weil es einmal eine sichere automatische Abdichtung bietet, die durch eingesetzte Stuetzringe und plastische Dichtringe noch unterstuetzt wird und zusaetzlich ausreichende Spannkraft in den konischen Ringteilen durch entsprechende Bemessung der Wandstaerken haben kann, sodass es fuer lange Zeit automatisch durch eigene innere Spannung die Elemente zum Einlasshube oeffnen kann. Dem V-Element kommt daher besondere Bedeutung zu, zumal es mit einfachen Mitteln praezise hergesetllt werden kann, was bei einteiligen Faltenbaelgen aus Metall nicht ganz so einfach ist.
Figur 151 zeigt den Oberteil der Figur 125 und soll erklaeren, dass der Schaft 1082 lediglich durch seinen Kolben 1212 im Zugzylinder 1211 das obere Element der Figur 125 nach oben ziehen, also den Elementensazt zum Einlasshube oeffnen soll. Entsprechend ist das Umsteuerventil 1213 angeordnt, um abwechselnd den Zugzylinder 1211 mit Druck aus Leitung 1215 zu versehen und dann abwechselnd mit der Druckableitung oder Freidruckleitung 1214 zu verbinden. Den Druckhub zum Hereinpressen von Fluid in die Aussenkammer 35 besorgt der Hubkolben 52 im Aussenkammer Zylinder 1235.
Die Figuren 152 bis 155 zeigen Draufsichten von oben auf Teile der Elemente der Figur 125. Sie soll zeigen, dass man die Kohlefaser (oder solche aus entsprechendem Material) aus handelsueblichem "Carbon Fiber Cloth" als Ringe ausschneiden kann. Das Ausschneiden kann man zum Beispiel mit Wasserstrahlschneid-Anlagen mit Pumpen nach der gegenwaertigen Erfindung besorgen. Die Elemententeile 1078 erhalten dann Ringformen zwischen den Durchmessern 1217 und 1216. Die Faserstoffringe 1079 werden Ringe zwischen den Durchmessern 1217 und 1218, waehrend die Ringe 1077 solche zwischen den Durchmessern 1216 und 1219 werden. Die beiden Figuren 56 und 57 zeigen solche Faserstoffringe ebenfalls als Elemententeile und zwar das Teil 1220 zwischen den Durchmessern 1218 und 1219, sowie das Teil 1221 zwischen den Durchmessern 1217 und seinem aeusserem Durchmesser. Die strichlierten Linien 1222 in den Figuren deuten an, dass man aus Rationalitaetsgruenden, um Abfall zu sparen, statt Ringen auch Ringsektoren ausscheiden und gegenseitig die Trennfugen ueberdeckend uebereinander legen kann. Die Doppeltschraeg-Schraffierung der Figuren 152 bis 155 deutet die Richtung der Fasern des Faser-oder Visker-Werkstoffes an, wobei die Richtung nicht mit den Linien der Schraffierung identisch sein muss und die Fasern oder Viskern nicht gerade sein muessen, wie in den Figuren dargestellt ist. Schneidet man solche Ringe oder Ringsektoren aus, dann kann man sie uebereinander legen um die Ausfuellscheiben der Figur 27 herum, bzw. darueber oder darunter, mit dem Epoxy Resin oder dem ihm verwandtem Bindemittel versorgen, zum Beispiel bepinseln, zusammenpressen und ggf. im Ofen trocknen und man erhaelt so auf zuverlaessige und einfache Weise betriebssichere Elemente der Figur 123, bei denen die Elemente nicht an den Ausfuellscheiben kleben und bei denen klare Abgrenzungen der zusammenverbundenen Faserstoffteile entstehen, die nicht brechen und sich nicht beim Hub und Zug der Elemente loesen.
Es tritt bereits sichtbar hervor, dass eine Hochdruck Anlage fuer nicht schmierendes Fluid fuer mehrere tausend Bar nur durch eine Kombination von mehreren Merkmalen erreicht werden kann, wobei die Ausbildung der Dichtungen, die genaue Beherrschung der Formgebung der Fuellkoerper fuer Totaeume und die genaue Bemessung der Kammern und Kolben eine ebenso wichtige Rolle spielen, wie die Anordnung und Ausbildung der bestens geeigneten Pump Elemente. Daher ist eine genaue Berechnung der Pump Elemente, insbesondere der Tellerfedern und der Ringnasen V-Elemente, sowie der V-Elemente erforderlich. Hierbei erkennt die Erfindung zunaechst, dass die Berechnung nach der Figur 29-A der Europa Offenlegungsschrift 0102441 nicht genau genug ist. Denn sie beruecksichtigt die integralen Mittelwerte ueber die konischen Teile unter und ueber der Tellerfeder nicht.
Die Figur 156 der Erfindung bringt daher die Grundlagen fuer eine genauere Berechnung der Elemente. Hierin werden die Ableitungen fuer neue Berechnungsformeln geschaffen und zwar auf zweierlei verschiedenen mathematischen Wegen, die sich gegenseitig kontrollieren. Einmal ueber die Bildung integraler Mittelwerte und zum anderem ueber den um eine Achse umlaufenden Rotationskoerper. Beide mathematischen Methoden fuehren zu gleichen Rechenergebnissen.
Die Figur 157 mit der Figur 158 zeigt daher das Ringnasen V-Element einmal ungespannt und einmal voll gespannt mit den betreffenden, fuer die Berechnung der Elemente der Erfindung wichtigen Radien und darunter zusammengefasst die betreffenden Berechnungsformeln, die in dieser Erfindung entwickelt wurden.
Figur 159 bringt dann ein Berechnungsbeispiel fuer ein Ringnasen V-Element mit bestimmten Radialabmessungen. Darin sind alle Formeln der Figuren 156 bis 158 einmal praktisch benutzt, damit man sie besser verwerten kann.
Figur 160 ist ein Berechnungsformular fuer die Berechnung oder Einschaetzung der toten Raeume, die die hoehen Foerderverluste bringen, wenn mann sie nicht fuellt oder ausschaltet.
Die Figur 161 benutzt die Berechnungsfigur 62, um die Totraeume und Leckagen fuer ein Aggregat mit V-Elementen von 61 mm Aussendurchmesser fuer 2000 Bar zu berechnen. Dabei ist dieses Aggregat so bemessen, dass es noch billig ohne zu enge Toleranzen hergestellt werden kann. Das ist aber fuer ein 4000 Bar Aggregat nicht mehr ausreichend. Das 4000 Bar Aggregat benoetigt enge Herstellungstoleranzen fuer alle Teile, insbesondere auch fuer die Dichtungen und Ausfuellkloetze, sodass es teuerer, als das Aggregat fuer etwa 2000 oder 3000 Bar wird.
Figur 162 zeigt dann die Berechnung fuer ein solches, teureres 4000 Bar Aggregat mit Ringnasen V-Elementen von 51 Millimetern Aussendurchmesser.
Die folgenden Seiten bringen Bilanzen des Aggregates nach der Figur 161.
Figur 135 zeigt, wie man die duennen metallischen Stuetzringe 616,690 um benachbarte Elemente 1,11,609,611 usw. an den Enden in der Praxis abschraegen kann. Man laesst sie um die Elemente gesetzt auf der Drehbank umlaufen und haelt schraeg gerichtet eine umlaufende Schleifscheibe 1117 gegen sie, bis die Enden schraeg abgechliffen sind.
Stroemungsbilanz fuer Pumpe mit 11 V-Ringnasen Elementen mit Ro = 30,5: ro = 26,5 und Ri = = 15,5 mm.:
Davon foerdert Qit das Wasser aus der Pumpe = 15.588 CC. Qca draengt 16.644 CC aus den Aussennuten der V-Elemente in die Aussenkammer herein unter die Elementen Hubsaeule.
Der Hubkolben foerdert nach Abzug der Verdraengungsverluste durch innere Kompression und durch Leckage die Liefermenge der Pumpe an Wasser in die Aussenkammer herein, naemlich 15.588 CC.
Der Boden der Elementensaeule machte bei 11 V-Elementen, also bei 22 konischen Ringteilen einen Hub von 22 x 0.5 mm = von 11 Millimetern. Diese 11 mm nehmen beim Durchmesser der Aussenkammer von 61 mm ein Volumen von 61 x 61 x pi/4 x 11 also ein Volumen von 32.147 CC ein. Zieht man davon die Qoa Stroemung von 16.644 CC, die aus den Nuten der Elemente in den Kammernboden verdraengt wurde, dann muesste als Rest ein Volumen an Oel verbleiben, dass der Foerderung an Wasser entspricht, also etwa 15.588 CC sein.
Die Nachrechnung bringt: 32.147 CC minus 16.644 CC = 15.503 CC, was zwar nicht gleich ist, aber nur einen geringen Unterschied zeigt, sodass man die Stroemungsbilanz als stimmend annehmen kann.

Leistungs Bilanz und Wirkungsgrad :

Der vom Hubkolben zu liefernde Druck in der Aussenkammer ist gleich dem Drucke der Lieferung an Wasser plus dem Wiederstand der Elemente durch innere Spannung. Diesen kann man durch Wand-Dicke der Elemente willkuerlich waehlen. Er wird um 5 % liegen, wobei er sich ueber den Hubweg aendert. In den Rechenformularen sind sicherheitshalber 10 % Mittelwert angesetzt. Mit Pi = Druck in der Innenkammer und Po = Oeldruck in der Aussenkammer wird Preq. = der erforderliche Druck in der Aussenkammer = Pi + Fcompr. (Federdruck) = Po.
Was der Hubkolben zu foerdern hat, sei Qpl und wird dann Qpl = Qit + (Po/180) Vdso + QI + (Pi/250) Vdsi + Vexp. Darin sind die Werte aus dem vorauf vorgetragenem bekannt, und der Wert Vexp ist die Volumenzunahme der Innenkammer durch Radial Ausdehnung des Gehaeuses unter dem Innendruck. Das Gehaese ist daher so stark ausgebildet, etwa dreimal dickere Wand, als der Radius des Durchmessers der Innenkammer, damit dieser Verlust vernachlaessigbar klein wird. Fuer die Pumpe mit 11 Elementen mit 61 mm Durchmesser Ro erhielten wir 4.5 CC Verlust durch innere Kompression bei einer theoretischen Liefermenge von 15.588 CC einer der fuenf oder 7 Hubsaeulen der Pumpe. 15.588 CC minus 4.5 CC Foerderverlust durch innere Leckage und minus 0.9/10 CC Leckage (10 Huebe pro Secunden) gibt einen gesamten Lieferverlust von 4.5 plus 0.09 = etwa 4.6 CC pro Hub. Diese von den 15.588 CC abgezogen, gibt rund 11 CC Foerderung pro Hub. 11/15.6 gibt 0.705 = 70.5 Prozent Wirkungsgrad der Wasserstufe bei 2000 Bar Druck. Von den 4.5 CC Foerderverlusten durch innere Kompression koennen 60 bis 86 Prozent zurueckgewonnen werden, wenn man diese Spannungsenergie zum Motorantrieb der gegenueberliegenden Seite des Antriebs des Hubkolbens verwendet. Der Wirkungsgrad kaeme dann auf ueber 85 Prozent. Eine weitere Wirkungsgradsteigerung kann man durch engere Bautoleranzen erhalten, wie in der Figur 162 fuer 4000 Bar dargestellt ist. Das verteuert aber den Herstellungspreis und damit den Lieferpreis der Pumpe.
In Figur 163 ist das in der Praxis erprobte Ringelement der Erfindung auf das doppelte vergroessert im Laengsschnitt dargestellt und zeigt das aus der Hauptanmeldung bekannte Element 501 jetzt dargestellt durch 1301, mit der aus der Hauptanmeldung bekannten Ringnase 12 mit Auflageflaeche 3, dem Dichtringsitz 503 und den entsprtechenden Teilen 1512,508,509 am anderem radialem und achsial gegenueberliegenden und entgegengesetzt gerichtetem Ende des konischen Ringelements. Neu und erfindungsgemaess ist, dass die Dichtringnut 1302 lediglich in das Element eingeformt ist, ohne dass diese Nut sich in radialer Richtung einwegig durch das ganze Element erstreckt, oder dass nicht nur die Ringnut 1302 angeordnet ist, sondern auch noch die weitere, aber sinngemaesse Ringnut 1304 am anderem Ende des Elements. Diese erfindungsgemaesse Anordnung ist noch deutlicher in der Figur 166 sichtbar, die eine Vergroesserung des linken Teiles der Figur 163 ist und in der der Anstellwinkel des konischen Ringteiles etwa fuenffach vergroessert dargestellt ist. In Figur 165 sind zwei solcher Ringelemente spiegelbildlich achsgleich aneinander gelegt. Dabei sieht man deutlich, dass die Dichtringnuten 1302 und 1304 jeweils zur Haelfte in das eine und zur anderen Haelfte in das benachbarte Ringelement eingeformt sind und, erfindungsgemaess wichtig, dass die Dichtringnuten in radialer Richtung so kurz ausgebildet sind, dass zwar ein plastischer Dichtring (Rundschnur-Ring, O-Ring) in die aus den benachbarten Ringnutteilen gebildeten Dichtringsitze 1302 und 1304 der Figuren 165 und 166 hereinpasst, aber an den benachbarten Elementen die achsialen Endflaechenteile 1315 bis 1318 verbleiben, also nicht abgearbeitet sind wie bei den Elementen der Hauptanmeldung. Das hat den bedeutenden erfindungsgemaessen Vorteil, dass zwischen zwei benachbarten Elementen keine Ausfuellkloetze eingelegt werden muessen, sondern die benachbarten Elemente 1301,1307 den Totraum, der im entspanntem Ringzustande der Figur 166 vorhanden ist, selber fuellen und somit Totraum zwischen den benachbarten Elementen verhindern, wenn die Elemente, wie in Figur 166 dargestellt ist, achsial zusammengedrueckt (komprimiert) sind. Denn in diesem Zustande beruehren sich die benachbar Endflaechenteile 1315,1316 oder 1317,1318 zwei benachbarter Elemente einander und bilden die gerne samen Beruehrungsflaechen 1319 bzw. 1320 ohne Totraum zwischen diesen Flaechen.
Weiter ist erfindungsgemaess wichtig, dass die Dichtringeinsatz Ringnutenhalbteile 1302 und/oder 1304 direkt an den betreffenden Radialenden der Auflageflaechen 520,508 der Ringnasen 12,1512 beginnen. Vorteilhafterweise sind die Nuten 1302,1304 mit einem teilweise konstantem Radius um eine zentrische Ringlinie geformt, sodass sie ein gutes Bett fuer einen Rundschnur-oder O-Ring bilden. Dabei entstehen Ringlinien 1303,1305, in denen sich die Auflageflaechen 520,508 und die Ringnuten 1302,1304 beruehren und damit zwei benachbarte Elemente 1301,1307 beruehren. Im ungespanntem Zustande, wie in Figur 4, liegen die Auflageflaechen 3 bzw. 508 der Ringnasen 12.1512 dabei aneinander und bilden die Radiendifferenz 520 der Hauptanmeldung, die zur Auswirkung hat, dass die benachbarten Elemente sich nach der Lehre der Hauptanmeldung unter dem Fluiddruck in der Innenkammer 37 und der Aussenkammer 35 automatisch aneinander druecken, wenn die radialen Enden der Radialdifferenzen 520 und damit der Ringnasen in radialer Richtung abgedichtet werden. In der Figur 166, die die Elemente der Figur 165 im zusammengedruecktem Zustande zeigt, erkennt man nun den weiteren wichtigen Vorteil der Erfindung, naemlich den, dass die Kanten (Ringlinien) zwischen den Auflageflaechen und den Dichtringnuten, also die Kanten (Ringlinien) 1303 oder 1305 aneinander liegen bleiben und aneinander schliessen und dichten. Die Oeffnung konischer Ringspalte bei dem Zusammendruecken der Elemente kann also erfindungsgemaess nicht in Richtung auf die Dichtringnuten 1302,1304 zu erfolgen. Folglich braucht in dieser Radialrichtung kein metallischer oder fester Stuetzring mehr eingebaut werden, sondern es genuegt das Einlegen eines plastisch verformbaren weichen Dichtringes ( O-Ringes ) in die Dichtringnuten 1302,1304 der Figuren 165 und 166. Wenn die Kanten (Ringlinien) 1303 oder 1305 ganz genau ausgebildet sind, bilden sie eine metallische Selbstdichtung. Da absolute Genauigkeit durch Schleifen usw. noch nicht herstellbar ist, wird zweckmaessigerweise ein plastisch verformbarer Dichtring in der Dichtringnuten 1302 oder 1304 eingelegt. Es sei noch darauf hingewiesen, dass jedes der Elemente 1301,1307 nur eine Haelfte des Dichtringsitzes 1302 bzw. 1304 bildet, weshalb die Halbteile der Sitze in den Anspruechen und bei den Figuren Dichtringnuten genannt sind, waehrend die aus zwei benachbarten Dichtringnuten gebildeten Betten fuer das Einlegen der Dichtringe Dichtringsitze genannt sind. In Figuren 163 und 165 sieht man also Dichtringnuten 1302,1304, waehrend man in Figur 166 und teilweise in Figur 165, Dichtringsitze 1302 und 1304 sieht.
Da sich in der den Dichtringnuten abgekehrten Radialrichtung zwischen den Auflageflaechen der Ringnasen oeffnende konische Ringspalte bilden, wenn die Elemente zusammen gedrueckt werden, ist es zweckdienlich, jenseits der Ringnasen die Stuetzringe 1306 bzw. 1307 anzuordnen und mit ihnen die konischen Ringspalte zwischen den Auflage flaechen der Ringnasen zu verdecken. Um die Stuetzringe koennen dann plastische Dichtringe gelegt wewrden, um perfekte Abdichtungen zu erreichen, wobei die plastischen Dichtringe durch die Stuetzringe gegen Abnutzung durch die Kanten der Auflageflaechen der Ringnasen geschuetzt werden. Die Stuetzring sind zweckdienlicherweise dem benachbartem konischem Ringspalt zu mit einem Hohlringraum 1313 oder 1314 versehen, damit die Stuetringe gut und eng an den entsprechenden Ringflaechen der Dichtringsitze 503,509 anliegen koennen. Die Stuetzringe 1306,1307 sind aus federbarem Material, fuer Wasserpumpen von mehreren tausend Bar zum Beispiel aus dem japanischem, gehaertetem Stainless Stahl SUS 630, der dem USA Stahl 17-4 entspricht.
In Figur 164 sind die Elemente der Erfindung in ein Hochdruckaggregat eingebaut und bilden darin eine Elementen saeule aus mehreren Elementen 1301. Das obere Element 1301 liegt am Kopfdeckel 1001 an und das untere Element 1301 bildet den Bodenverschluss 514, wie aus dem Hauptpatent bekannt. Die Elemente des Elementensatzes trennen die mit dem Einlass und Auslass Ventil 38 und 39 verbundene Innenkammewr 37 von der mit dem Hubkolben 535 kommunizierenden Aussenkammer 35 im Gehaeuse 91. Der Koerper 557 fuellt den Totraum der Innenkammer, wie aus dem Hauptpatent bekannt und die abgeschraegten Stuetzringe 1308 bis 1310 stuezten die plastischen Dichtringe, die in die Dichtringnut 1307, bzw. die Dichtringnuten 1311,1312 eingelegt werden, um die Abdichtung der Aussen-und Innen-Kammern 35 und 37 zum Kopfdeckel zu sichern.
Der Hubkolben 535 drueckt Fluid in die Aussenkammer 35, wobei die Elemente komprimiert (zusammengedrueckt) werden und dabei das Fluid aus der Innenkammer 37 durch das Auslassventil 39 aus der Innenkammer herausliefern. Das Fluid in der Aussenkammer ist ein schmierendes Fluid, z.B. Oel, waehrend das Fluid in der Innenkammer 37 auch ein nicht schmierendes Fluid, wie zum Beispiel Wasser, sein kann. Die Elemente 1301,1307 sind dann aus nicht rostendem Material, zum Beispiel aus VEW Edelstahl oder aus Federstahl mit Schutzschichten gegen Korrosion durch kor rierendes Fluid. Das Aggregat kann bei entsprechender Ausbildung mit mehreren tausend Bar Druck betrieben werden und wird in den Testanlagen mit so hohen Drucken bei guten Wirkungsgraden betrieben. Die guten Wirkungsgrade werden aber nur dann erreicht, wenn die Lehren der Hauptanmeldung und/oder der Europa Patentanmeldung 85116394.9 befolgt werden, insbesondere, wenn Totraum in den Kammern vermieden oder auf ein Minimum beschraenkt ist, denn schliesslich ist es ja eine der Aufgaben der Erfindung totraumarme Aggregate mit einfachen Mitteln zu schaffen und Totraumfuellkoerper zwischen benachbarten Elementen zu sparen.
Die Dichtringnuten 1302 sind von der Ringnase 12 und der Kante 1303 aus der Innenkammer 37 zu gerichtet, waehrend die Dichtringnuten 1304 von der Ringnase 1512 und der Kante 1305 aus der Aussenkammer 35 zu gerichtet sind.
In Figuren 167 und 168 ist ein Hochdruck - Element 1 fuer die Druckbeaufschlagung der Innenkammer und Lieferung des Fluids aus der Innenkammer gezeigt, wobei die konischen Innenraeume zwischen den konischen Ringteilen des Elements mit Totraum Fuell-Stuecken versehen sind. Da das Element 1,1111 fuer Hochdruck in der Innenkammer ist, waehrend der Druck in der Aussenumgebung des Elements gering oder null sein kann, hat es in seinen Aussenboegen 1111 relativ starke Wanddicken, die sich in den konischen Ringteilen 966 verjuengen moegen. Neu in diesem Element ist erfindungsgemaess ferner, dass die einzelnen U-Elemententeile radial innen durch Stege 1321 verbunden sind, sodass das Element ein einteiliges Element 1320 mit mehreren U-Teilen oder Faltenbergen bilden kann. Die radial inneren Verbindungsteile 1321 sind radial relativ duenn, aus Gruenden, die sich spaeter in dieser Erfindung herausstellen werden. Es ist naemlich so, dass die Aussenboegen 1111 infolge des hohen Druckes radial innerhalb der Ringboegen 1111 im Wesentlichen durch Zugspannungen beansprucht sind, waehrend die radial inneren Verbindungsteile 1321 im Wesentlichem auf Druck beansprucht sind. Daher koennen sie radial duenn, sein, also relativ duenne Wandstaerken haben. Gemaess der voraufgegangen Patentanmeldungen des Anmelders muessen die Innenraeume zwischen den konischen Ringschenkeln der Elemententeile 1111 mit Totraum Fuellstuecken ausgefuellt sein, damit ausreichend guter Wirkungsgrad bei dem hohem Druck von ueber 1000 Bar verwirklicht werden kann. Falls diese Ausfuellstuecke spanabhebend geformt oder so hergestellt sind, dass sie radial von innen her in das Element eingelegt werden koennen, sind sie mehrteilig, zum Beispiel aus den Stuecken 1089 bis 1092, gebildet. Das sind sie auch schon in einer der genannten Voranmeldungen, doch ist bisher keine Massnahme getroffen worden, diese Ausfuell Teilstuecke 1089 bis 1092 zu allen Teilen des Pumphubes (des Hubes des Elements) sicher in ihren Plaetzen zu halten, in denen sie verbleiben sollen. Zwar waren sie teilweise durch einen mittleren Schaft gegen Herausfallen aus ihren Raeumen gesichert, doch wirkte das nicht fuer alle Fuellstuecke weil der mittlere Schaft kuerzer, als die Elementensaeule war, denn sonst waere kein Platz fuer den Hub verblieben.
Erfindungsgemaess sind daher in den Mittelraum des Elementes zwei Fuellstuecke 1323 und 1322 eingesetzt, von denen das eine mit Schlitzen 1325 und das andere mit in die Schlitze 1325 eingreifenden Fingern 1324 versehen ist. Die Fuellstuecke 1322 und 1323 haben zylindrische Aussendurchmesser, die in die mittlere Bohrung der Elemente passen, sodass die Aussenflaechen der Fuellstuecke 1322 und 1323 die Fuellstuecke 1089 bis 1092 in den konischen Ringkammern halten. Beim achsialem Zusammenpressen und Entspannen des Elementes 1320 laufen die Finger 1324 in achsialer Richtung in den Schlitzen 1325, sodass die Fuellstuecke 1322 und 1323 sich mit ihren achsial aeusseren Enden der Laenge des Elementes 1320 anpassen koennen, wenn es komprimiert and expandiert. Dabei sind einige der Fuellstuecke 1098 bis 1092 auch durch die radialen Aussenflaechen der Finger 1324 in ihren Plaetzen gehalten. Ausserdem kann das Element 1320 den Boden 1330 haben, um den Innenraum innerhalb des Elements zu verschliessen und die Innenkammer 37 zu bilden. Am anderem Ende mag das Element einen Auflageflansch 1327 ausbilden, der mit Dichtringsitzen 1328 versehen sein kann. Eine Platte 1329 mag eingelegt werden und die Leitungen 38 und 39 zu den Einlass und Auslass Ventilen 38 und 39 enthalten. Die Ausfuellstuecke 1322 oder 1323 koennen mit Leitungen 1326 fuer die Zuleitung und Ableitung des Fluids versehen sein. Ohne die beschriebene erfindungsgemaesse Anordnung der Figuren 1 und 2 kann ein einteiliges Hochdruck - S - Element mit mehreren konischen Ringteilpaaren 966 usw. nicht fuer hohe Drucke betriebssicher und mit hohem Wirkungsgrad arbeiten, weil innere Kompressionsverluste im Fluid entstehen oder das Verbleiben der Ausfuellstuecke 1089 bis 1092 in ihren fuer sie bestimmten konischen Ringkammem nicht gesichert ist, ihre Verlagerungen aber zur Zerstoerung oder Blockierung des Aggregates fuehren koennten.
Die Figuren 169 und 170 zeigen eine entsprechende Anordnung in einem S-Element fuer Druckbeaufschlagung der Aussenkammer, die das Element umgibt und Foerderung aus der Innenkammer 1337. Da in diesem Falle auch Hochdruck in der das Element umgebenden Aussenkammer 35 herrscht, ist die Druckunterschied zwischen dem Innerem und dem Ausserem des Elementes 281 nur gering. Das Element 281 kann daher als Faltenbalg mit konischen Ringteilen 510,610 ausgebildet sein, wobei die unterschiedlichen Wanddicken des Hochdruck S-Elements der Figuren 167 und 168 wegfallen koennen, sodass die Wandstaerken des S-Elements 281 der Figuren 169 und 170 etwa ueberall gleich dick bleiben koennen. Da aber auch dieses Element fuer hohe Drucke von ueber tausend Bar betriebssicher mit hohem Wirkungsgrad arbeiten soll, muessen die konischen Innenraeume auch dieses Elements mit Ausfuellstuecken versehen werden. Wenn die von innen her eingelegt werden sollen, muessen sie erfindungsgemaess wieder mehrteilig ausgefuehrt und durch mittlere Ausfuellkloetze in ihren konischen Ringkammern gehalten werden. Sinngemaess wie in den Figuren 167 und 168. Entsprechend sind auch in dieses Element 281 die Ausfuellstuecke 1089 bis 1092 in die inneren konischen Ringkammern eingelegt und die diese haltenden mittleren, mit Schlitzen 1435 und Fingern 1324 versehennen Fuellstuecken 1322 und 1323 ausgeruestet. Diese erfuellen die gleichen Aufgaben, wie in den Figuren 167 und 168. Doch sind in die Ecken zwischen den Fuellstuecken 1089 bis 1092 in dieser Ausfuehrung noch die Ecken Fuellstuecke 1338 bis 1341 eingesetzt. Zuerst werden radial von innen her die Eckenstuecke 1338 bis 1341 in die inneren Ringnuten eingelegt, danach ebenfalls radial von innen her die Fuellstuecke 1091,1092 und zuletzt die Fuellstuecke 1089,1091 in die inneren konischen Ringkammern eingelegt. Danach wird das mittlere Fuellstueck 1322, das die Schlitze 1325 hat, eingelegt und zuletzt das mittlere Fuellstueck 1323 mit seinen Fingern 1324 in die Schlitze 1325 geschoben und die Montage ist dann komplett. Die Mittelstuecke 1322 und 1323 halten jetzt die Fuellstuecke 1089 bis 1041 und 1338 bis 1341 in ihren Plaetzen in den inneren konischen Ringkammern des Elements 281,510,610. Das Element mag wieder den Boden 1330 und den Kopfflansch 1333 mit der Ringnase 1335 und den Dichrtringsitzen 1334 und 1336 haben, wobei der Flansch 1333 radial innen einen Teil 1337 der Innenkammer 37 bildet. Beim Komprimieren und Expandieren der konischen Ringteile 510,610 des Elements der Figuren 169 und 170 oder des Elements der Figuren 167 und 168 laufen die Finger 1324 tiefer und weniger tief in den Schlitzen 1325. Die Erfindung besteht nicht darin, Schlitze und Finger erfunden zu haben, sondern darin, erkannt zu haben, dass die inneren konischen Ringkammern in faltenbergaehnlichen oder U-Element aehnlichen Elementen fuer hohe Drucke mit Ausfuellstuecken versehen sein und diese durch innere mittlere Ausfuellkloetze gehalten werden muessen, die achsial ineinander greifend, eine aeussere zylindrische Fuehrung fuer die radial inneren zylindrischen Innenflaechen der Fuellstuecke in den konischen Ringkammern zwischen den konischen Ringschenkeln des Elements halten und gegen herausfallen sichern und zwar sichern wahrend der ganzen Lange des Kompressions-und des Expansions - Hubes des Elements 281 oder 1111.
Die Figuren 171 bis 173 zeigen eine andere Ausfuehrungsart der mittleren Fuellstuecke, die einmal gleichen Zwecken wie die Fuellstuecke 1322 und 1323 der Figuren 167 bis 170 dienen, aber ausserdem noch eine zusaetzliche Aufgabe erfuellen. Es ist naemlich so, dass bei den V-Elementen, bei den Ringnasen Elementen oder bei den Elementen mit Dichtringsitzen der Voranmeldungen die plastischen Dichtringe (O-Ringe usw.) , die eingesetzt werden, dicker sind, als die Ausnehmungen der Dichtstize. Denn sonst koennten sie nicht sicher bei allen Drucken dichten. Das aber kann bei der Montage, das heisst bei dem Einsetzen in die Pumpkammer oder in die Aussenkammer 35, die Elemente voneinander abheben und dann plastische Dichtringe zwischen Auflageflaechen eingequetscht werden. Dann aber ist die Monatage unbrauchbar. Die gegenwaertige Erfindung erkennt, dass das verhindert werden kann, wenn man ein in sich fest verschlossenes Elementensatz Einbau-Arrangement verwendet, bei dem die einzelnen Elemente bei der Montage nicht voneinander abheben koennen. Entsprechend findet man in den Figuren 171 bis 172 wieder zwei mittlere Fuellstuecke 1356 und 1343 von denen eines mit achsial gerichteten Schlitzen und das andere mit in die Schlitze eingreiffaehigen achsial gerichteten Fingern versehen ist. Figur 171 zeigt das Assembly im Zusammenbau, waehrend die Figuren und 173 die beiden mittleren Fuellstuecke separiert illustrieren. Das Fuellstueck 1356 hat den Boden 1457 zur Auflage des untersten Elements und ausserdem die Laengsschlitze 1351, in die Finger 1352 des oberen Fuellstuecks 1343 hereinpassen und darin achsial laufen koennen. Ausserdem hat das untere Fuellstueck 1356 aber noch die Schulter 1353 von der aus achsial erstreckt die Verlaengerung 1347 mit duennerem Durchmesser und der zylindrischen Aussenflaeche 1358 angeordnet ist. Das zweite Fuellstueck 1343 hat die Ausnehmung 1349 zur Aufnahme das Halteringes 1344, den radial nach innen erstreckten Ringbord 1348 und von diesem aus in der anderen Achsialrichtung erstreckt die Finger 1352, sowie den oberen radial nach aussen erstreckten Halteflansch 1350. Zur Montage werden die einzelnen konischen Ringelemente, V-Elemente oder U-Elemente, bzw. auch S-Elemente mit ihren plastischen Dichtringen in ihren Dichtringsitzen ueber den Schaft des Fuellstueckes 1356 gelegt (montiert). Danach wird das Fuellstueck 1334 von oben her in die mittleren Ausnehmungen der Elemente eingesetzt, wobei die Finger 1352 in die Schlitze 1351 eingerichtet und eingeschoben werden. Danach wird der Haltering 1344 in die Ausnehmung 1349 eingelegt und die Schraube 1345 durch den Haltering hindurch in das Gewinde 1346 im Schaft 1347 des Teiles 1356 eingeschraubt. Dabei spannt der obere Halteflansch 1350 des Stueckes 1343 das obere montierte Element und zentriert den Innendruckmesser des Bordes 1348 des Stueckes 1343 auf der Aussenflaeche 1358 des Schaftteiles 1347 des Stueckes 1356, waehrend der Boden des Halteringes 1344 nach fester Verschraubung auf der Schulter 1353 des Stueckes 1356 zum Aufliegen kommt.
Der Figur 174 kommt hohe Bedeutung im Rahmen der Erfindung und im Rahmen der Entwicklung der konischen Ringelemente und der Tellerfedern zu. In den voraufgegangenen Patentanmeldungen und sonstiger Literatur des Anmelders wird oft darueber geklagt, dass Almen und Laszcio zwar von schon ueber fuenfzig Jahren die inneren Spannungen in den Tellerfedern genau berechnet und anwendbare Formeln geschaffen haben, dass aber keine Literatur darueber auffindbar ist, wie die Belastung in der Auflage der Tellerfeder ist. Auch in den Katalogen der Tellerfedern Fabrikanten findet man darueber keine Angaben und keine Berechnungsgrundlagen. Es wurde erwartet, dass darueber eine Dissertation erscheinen wuerde, doch ist anscheinend bisher keine erschienen und auch nicht bekannt geworden, was sie enthalten koennte. Der Anmelder berichtete bisher, dass die Auflage der Kante eines konischen Ringelements eine unendlich duenne (mathematisch-geometrisch betrachtet) Linie der Form eines Kreises ist. Wenn die Linienauflage auf einer Flaeche oder auf einer anderen, gleichen, aber spiegelbildlichen, Linie eine unendlich duenne Linie ist, dann muss die Belastung unendlich hoch sein, auch dann, wenn die Tellerfeder oder das Ringelement mit nur wenigen Kilogramm Last oder Druck belastet ist. Eine unendlich hohe Belastung aber muss jede Auflage zerstoeren, gleichgueltig, aus welchem Material sie auch hergestellt sein mag.
Dagegen schafft die Erfindung Abhilfe, indem sie die Lagerflaeche eines der konischen Ringelemente als radial plane Ebene ausbildet und die benachbarte, auf ihr aufliegende Lagerflaeche des benachbarten, aufliegenden konischen Ringelements als eine gewoelbte Flaeche mit einem Radius im eine Kreislinie ruechwaertig der Auflage ausbildet. Die Figur 8 zeigt den Radius "R" um die Kreislinie mit dem Durchmesser "dtf". Die Auflage der beiden konischen Ringelemente aufeinander ist auch hier wieder eine Linie und zwar eine Kreislinie von der Laenge "dtf" mal pi = B.
Fuer die Auflage der mit einem Radius versehenen gekurvten Flaeche auf der ebenen Flaeche aber kann man die Eindrueckung nach den Hertzschen Pressungen berechnen und die Berechnung wird sehr einfach, wenn man die Kreiskruemmung der Linie vernachlaessigt und durch eine gerade Linie mit der Laenge B = dtf x pi ersetzt. Die Abweichungen durch die Kreisform von dieser geraden Linie sind relativ unbedeutend, da sie nur geringen Einfluss haben und es sowieso nur um eine angenaeherte Erfassung der Eindrucktiefe, der Eindruckbreite und der Spannungen innerhalb der Elemente geht. Unter diesen vereinfachten Annahmen kann man die Formerln aus Niemann "Maschinenelemente", Band 1, Seite 205 verwenden. Darin wird zwar nicht die Auflage einer Walze auf einer Ebene, sondern eine Walze auf einer Walze beschrieben. Doch ist der Wert ϕ = 1 / 1 + (01/02) genannt, worin D1 und D2 die Durchmesser der Walzen sind. Da die zweite Walze jetzt durch eine Ebene ersetzt wird, ist deren Durchmesser unendlich, wodurch der Wert (D1/D2) = D1/unendlich wird, also zu null wird. Dann aber wird = 1 / (1 + 0) = 1; wird also fuer den gegenwaertigen Fall zu 1. So erhaelt man die in der Figur 174 gezeigten Formeln fuer die Berechnung der Spannungen im Element und die Eindrucktiefe, wie die Eindruckbreite in der Auflage der beiden aneinander liegenden Elemente unter der Belastung "Po". Man sieht daraus, dass die Eindruckbreite wesentlich geringer ist, als die angenommen gewesene Auflagen Radialweite 2g. Das hat wichtige Auswirkungen auf die Konstruktion der Auflageflaechen und der Ringnasen der Elemente der Erfindung und der voraufgegangenen Patentanmeldungen des Anmelders.
Figur 175 erklaert den Verlauf der inneren Spannungen innerhalb der Elemente in der Umgebung derer Auflagen im Prinzip.
Die Auswirkung dieser jetzt gefundenen Berechnungsmoeglichkeiten der Eindruckbreiten, Eindruecktiefen und inneren Spannungen in den Elementen und an den Elementen in der gemeinsamen Auflage zweier benachbarter Ringelemente ist, dass die Ringnasen in radialer Richtung sehr kurz gehalten werden koennen. Sie koennen kuerzer werden, als in den bisherigen Voranmeldungen des Anmelders angenommen wurde. Wenn sich aber die Radialabstaende der radial inneren und aeusseren Dichtungen der Ringnasen verringern, verringern sich auch die konischen Ringspalte bei der achsialen Kompression und Expansion. Die Stuetzringe haben weniger weite Ringspalte abzudecken, sodass die Abdichtung einfacher und betriebssicherer wird.
Figur 176 illustriert einen weiteren Vorteil der sich aus den Berechnungsmoeglichkeiten der Figur 174 ergibt. Das Ringnasen Hochdruck Element 1 von 60 mm Innendurchmesser, 90 mm Aussendurchmeser und 5 bis 9 mm Dicke der Pumpen fuer 1500 Bar kann naemlich dadurch mit einer Achsialabdichtung statt der bisherigen Abdichtung des Innendruckmessers mittels Dichtlippen versehen werden. Das trifft nicht nur fuer das Element mit den angegebenen Durchmessern zu, sondern ist generell auch fuer andere Durchmesser anwendbar, wenn der Radialquerschnitt dafuer ausreichend bemessen ist. Das Ringnasen Hochdruck Element 1 der Figur 176 hat daher nicht nur die eine aus den Voranmeldungen bekannte Ringnase 12 mit ihrer Auflage 1360 und dem Dichtringbett 1361, sondern auf dem gegenueber liegendem achsialem Ende eine radial innere, zweite Ringnase 1362 im Sinne der Erfindung. Diese Ringnase hat die Auflageflaeche 1364 und radial innerhalb der Ringnase 1362 das Dichtringbett (die Dichtringnut) 1363.
In Figur 177 sind mehrere dieser Elemente zusammen gebaut dargestellt. Zu beachten ist, dass es sich um ein Aggregat mit Beaufschlagung der Innenkammer ohne Druckbeaufschlagung der Aussenkammer handelt, oder die Aussenkammer mit geringerem Druck als die Innenkammer beaufschlagt ist, sodass die Klampenringe 27,28 einer der Voranmeldungen eingesetzt sind. um jeweils ein spiegelbildlich (symmetrisch) zusammengesetztes Ringnasen Elementenpaar 1,11 zusammen zu klemmen und zusammen zu halten, damit die Elemente 1,11 sich nicht unter dem Druck zwischen ihnen voneinander loesen oder undicht machen koennen. Zwischen zwei Elementenpaaren sind wieder'Distanzringe 1365 angeordnet, wie aus einer der Voranmeldungen bekannt. Die Ringnasen 1362 der gegenwaertigen Erfindung nach Figur 10 liegen nun jeweils auf der Endflaeche eines Distanzringes ₁365 auf und die plastischen Dichtringe, die in die Dichtringbetten 1363 eingelegt werden, liegen jetzt zwischen der Flaeche 2363 des Elements 1,11 und der Flaeche 3363 des Distanzringes 1365. Zur Ausfuellung des Innenraumes kann jetzt eine einfache zylindrische Welle 1366 als Totraum Ausfuellklotz eingelegt werden. Von Nachteil ist, dass jetzt das ganze Element 1,11 radial von innen her mit Druck beaufschlagt ist und (nach den Formeln einer der Voranmeldungen) eine groessere radiale Aufweitung unter dem Innendruck erfaehrt, als die Ringnasen Elemente der bisherigen Voranmeldungen des Anmelders. Dafuer ist die erfindungsgemaesse Ausbildung aber einmal sehr dicht und sicher dicht und ausserdem ist sie einfacher und billiger in der Herstellung. Will man die radiale Aufweitung des Elementes 1 oder 11 unter Innendruck auf die geringere Radialaufweitung der Elemente der Voranmeldungen reduzieren, dann kann man die Dichtlippentraeger 1367 mit den Dichtringbetten 1368,1369 der Figur 11 anordnen. Ebenso kann man Bohrungen, Nuten oder andere Kanele fuer die Leitung des Fluids anordnen.
Figur 178 zeigt eine der bevorzugten Ausfuehrungen der erfindungsgemaessen Ringnase 1352 des Elements 1 der Figur 176 in vergroessertem Mass-stabe. Die Auflag eflaeche 720,1364 hat hier den Radius "R1" um eine Kreislinie "M", die um einen kleineren Abstand "e" von dem Dichtringbett 1363 entfernt ist, als der Abstand "a" zum Aussendurchmesser der Ringnase 1362 ist. Die Radialweite der Ringnase 1362 ist als "a + b = f". Durch die unterschiedlichen Abstaende "a" und "e" kann man erreichen, dass die Eindruckbeite "2b" der Figur 8 so gelegt wird, dass dort, wo abgedichtet werden muss, naemlich an der radialen Innendurchmesserflaeche der Ringnase, die Auflageflaeche 720,1364 gerade so weit eingedrueckt wird, die Kurve mit dem Radius R1 also gerade so planiert (abgeflacht) wird, dass an der Kante zwischen der Innenflaeche der Ringnase und der Flaeche 720,1364 keine konische Spaltoeffnung mehr auftritt, also die Dichtung perfekt ist und der Dichtring aus dem Bette 1363 beim vollem Druck und voll komprimiertem Element nicht in einem Spalt zwischen benachbarten Flaechen einquetschen kann, weil dann ein solcher Spalt nicht vorhanden ist, durch die Erfindung nach Figur 178, abgeschafft ist. Zwecks Verringerung der Zugspannungen kann das Element 1 ausserdem die rueckwaertige innere Abrundung mit dem Radius "R2" um die Ringlinie "N" erhalten. Die Zugspannungen im Element 1 werden dadurch verringert. Die Lebensdauer oder Belastbarkeit des Elements 1 wird erhoeht. Doch entsteht dann ein schaedlicher Totraum, in dem Fluid komprimiert und Foerderverluste verursacht. Diese kann man jedoch dadurch verhindern, dass man die benachbarten Ausfuellkoltzteile mit komlementaren Radien, komplementaer zu Radius R2, formt und so die Totraeume ausfuellt, wie das im Prinzip in einer der Voranmeldungen gelehrt wurde. Symmetrisch umgekehrt kann die Ausbildung des Radius "R1" auch der Ringnase 12 des Elements 1 der Figur 176 zugeordnet werden.
Die rueckwaertige bisherige scharfe Kante des Elements 1 erhaelt so die gekurvte Flaeche 1388 mit dem Radius "R2" um die Ringlinie "N", wobei die Ringlinien "M" und "N" in der Figur 178 als Punkte erscheinen, weil Figur 178 ein Querschnitt durch einen Teil eines konischen Ringelementes ist.
In Figur 179 ist gezeigt, wie man mittels der gegenwaertigen Erfindung die heute handelsueblichen Dreiplunger-Pumpen fuer meistens 10 bis 700 Bar Wasserdruck in einfacher Weise auf einen hoeheren Druck von mehreren tausend, zum Beispiel auch 2000 bis 4000, Bar bringen kann. Das geschieht, indem man den Ventilkopf 1384 der handelsueblichen Pumpen von den handelsueblichen Niederdruckpumpen abschraubt, den bisher verwendeten Niederdruck Kolben groesseren Durchmessers 1381 herausnimmt, eine Buchse mit Aussendurchmesser 1381 und Innendurchmesser 535 einsetzt und in diese Buchse den Hochdruckkolben 535 kleineren Durchmessers passend in die Buchse einsetzt. Danach wird eine Platte 91 der Voranmeldungen und der gegenwaertigen Erfindung vor die bisherige handeluebliche Pumpe gelegt, der Hubelementensatz 281 oder andere Hubelemente der Voranmeldungen oder der gegenwaertigen Erfindung in die Aussenkammer 37 in der Vorstazplatte 91 (gehaeuse 91) eingelegt, die plastischen Dichtringe in die Dirchringsitze 1363,1334 und 1380 eingelegt und der abgenommen gewesene Ventildeckel 1384 wieder angeschraubt. Die Pumpe der herkoemmlichen Bauweise fuer Drucke bis meistens 700 Bar hat also alle ihre Antriebselemente behalten, ist aber durch das Anschrauben der Gehaeuseplatte 91 und das Austauschen des Durchmessers des Kolbens zu einer Hochdruck Pumpe fuer bis zu 4000 Bar geworden, jenachdem welchen Durchmesser man fuer den Kolben 55 gewaehlt hat. Denn der Kolben 535 pumpt jetzt Oel oder anderes Fluid in die Aussenkammer 37 und komprimiert dadurch den Hubsatz 281 und foerdert jetzt das Wasser bei der Kompression des Elementensatzes , z.B.281, aus der Innenkammer, wobei die Einlass und Auslassventile 1382, 1383 ihre bisherige Funktion beibehalten. Nachdem man zum Beispiel eine Oelzufuhr zur Aussenkammer 35 gesetzt hat, braucht der Kolben 535 nicht mehr im nicht - schmierendem Wasser zu laufen sondern er kann in schmierendem und dichtendem Oel laufen, sodass die Probleme der bisherigen handelsueblichen Dreiplunger Wasserpumpen durch einfachen Umbau ueberwunden sind und die Pumpe ausserdem herfach hoeheren Wasserdruck liefern kann. Zweckdienlich ist es auch gleichzeitig noch den Wirkungsgrad der handelsueblichen Pumpe zu steigern. Das erreicht man erfindungsgemaess dadurch, dass man die Totraum Ausfuellbuchse 1385 mit Kanaelen 1386 in den bisherigen Hohlraum zwischen den Ventilen 1382,1383 der handelsueblichen Pumpe einsetzt. Die Buchse 1385 kann dabei gleichzeitig zur Zentrierung des Kopfdeckels 1384 auf dem Gehaedusedeckel 91 dienen.
In Figur 180 ist gezeigt, wie man erfindungsgemaess langen Kolbenhub einsetzen kann, ohne die Pumpe besonders lang zu bauen und ausserdem, wie man genuegend Platz fuer die Anordnung einer Rueckzugsvorrichtung schaffen kann. Die Aussenkammer, 35, in die der Hubsatz unter den Kopfdeckel 1001 mit seinen Ventilen 38,39 einzusetzen ist, um die Innenkammer 37 zu bilden, ist wieder im Gehaeuse 91 angeordnet. Doch muss sie nicht achsial ganz durch das Gehaeuse 91 hindurchgehen, sondern sie kann, um eine zweite Abdichtung zu sparen, hier eine Sackbohrung 35 im Gehaeuse 91 sein. Die Bohrung 1331 kann dann zu dem Zugzlinder 663 gesetzt werden, der in einer der Voranmeldungen beschrieben ist, sodass vom Elementensatz in der Kammer 35 aus eine Kolbenstange durch die Bohrung 1331 gefuehrt und mit dem Zugkolben im Zugzylinder 663 verbunden werden kann, um den Elementenhubsatz in der Kammer 35 zum Ansaughub unter Zug zu entspannen. Dabei sind diese in den Voranmeldungen beschriebenen Teile, wie Hubsatz, Kolbenstange und Zugkolben in der Figur 14 nicht eingezeichnet. Eingezeichnet ist aber, dass man, um den Langhub der Hubkolben 535,735 zu erreichen und den Platz fuer den Zylinder 663 zu schaffen, die Achsen der Hubzylinder 1035 und damit die Achsen der darin laufenden Hubkolben 535,735 radial aussen um die Aussenkammer 35 herum anordnen kann. Dann bringt man an den inneren Enden der Hubzylinder 1035 Kanele 1332 an, die die betreffenden Hubzylinder mit der Aussenkammer 35 verbinden und durch die dann das Fluid in die Zylinder 1035 herein und aus ihnen heraus in die Auassenkammer 35 geleitet oder gepresst wird.
Figur 181 illustriert eine erfindungsgemaesse, sich selbst zentrierende Elementenpaarart fuer den subkritischen Druckbereich. Das Elementenpaar hat ein erstes oder oberes koni sches Ringelement 1390 und ein zweites oder unteres konisches Ringelement 1391. Beide sind symmetrisch gegeneinander gerichtet achsgleich zueinander gelegt, jedoch ist zwischen ihnen ein Distanzring 1400 angeordnet, um radial innerhalb dieses Distanzringes ein Dichtringbett fuer das Einsetzen eines plastischen Dichtringes zu bilden. Die erfindungsgemaesse Besonderheit besteht darin, dass das erste (obere) Ringelement eine Ringnase 1398 achsial vorstehend erhaelt und in der anderen Achsialrichtung radial aussen das Zentrierungszylinderteil 1392 mit dem Bette 1391 und der Planauflage 1393 erhaelt, waehrend das zweite (untere) Element 1391 die Planflaeche 1399 am einen Achsialende radial aussen und die Bettnut 1403 mit der Planflaeche 1401 und der Zylinderflaeche 1403 am anderem Achsialende radial innen erhaelt. Die Ringnase 11398 des ersten Elements 1390 muss so ausgebildet sein, dass sie in das Bett 1402 des zweiten Elementes des Elementenpaares passt und der Aussendurchmesser des zweiten Elementes 1391, sowie der Aussendurchmesser des Distanzringes 1400 muessen so bemessen sein, dass sie in den Sitz (das Bett) 1391 innerhalb des zylindrischen Teiles 1392 des ersten Elementes 1390 passen. Dann bilden sich die Dichtringbetten 2090 und 3090 zwischen zwei benachbarten konischen Ringelementen aus, in die man plastische Weichdichtungen einlegen kann, wenn man die Elemente, wie im oberem Teil der Figur 181 dargestellt, zusammensetzt. Dieser Elementensatz aus mehreren Elementenpaaren oder das Elementenpaar konzentriert sich dann von selbst auf gleiche Achse und ist nach innen, der Innenkammer 37 zu, die sich dann innerhalb der konischen Ringelemente ausbildet, betriebssicher abgedichtet. Das Elementenpaar ist billig herstellbar, von hoher betrieblicher Zuverlaessigkeit, selbst zentrierend und zuverlaessig dicht, wenn man es fuer den subkritischen Druckbereich verwendet. Es kommt dann meistens ohne weitere Halte-oder Zusammenhalte Mittel aus, wenn man es etwas vorkomprimiert in ein entsprechendes Aggregat einbaut.
In den Figuren 182 bis 186 sind weitere Vorteile gezeigt, die sich durch die Berechnungen der Figur 174 fuer die Elemente der Erfindung ergeben.
Entsprechend ist in Figur 187 das Element mit der ersten Ringnase 1412 ausgebildet, die radial nach innen in eine kurze Auflageflaeche uebergeht, die durch die Ausnehmung 1419 mit dem Radius 1418 und die Ringlinie 1417 ausgebildet sein kann. Diese Ausnehmung ist lediglich deshalb angeordnet, um die radiale Ausdehnung der Auflageflaeche im Sinne der Figur 8 kurz zu halten und um ihr eine klare Begrenzung radial nach innen zu geben. Am anderem achsialem Ende hat sie am radial innerem die zweite Ringnase 1413, deren Auflageflaeche durch die Abschraegung 1425 radial nach innen begrenzt ist, nach aussen begrenzt ist durch die Ausnehmung 1414, die bevorzugterweise mit dem Radius 1415 um die Ringlinie 1416 geformt ist. Radial aussen hat das Element 1411 dieser Figur noch das Dichtringbett 1420, das die Ringnase 1412 radial nach aussen begrenzt.
In Figur 183 sind mehrere dieser Elemente der Figur 182 so zusammengelegt, dass jeweils ein spiegelbildlich (symmetrisch) angeordnetes zweites Element 2411 zusammen mit dem erstem Element 1411 ein Elementenpaar bildet. Man sieht jetzt deutlich, wie die Ausnehmungen 1419 die Ringnasen 1412 zwischen zwei Elementen eines Elementenpaares radial nach innen begrenzen und wie die Ausnehmungen 1414 zweier benachbarter Elemente 2411 und 1411 einen klaren O-Ring Sitz, also ein gutes Dichtbett zwischen diesen beiden Elementen bilden, in das man einen 0 Ring als Dichtung einlegen kann. Die weitere Dichtung wird in das durch die beiden benachbarten Elemente 1411 und 2411 gebildete Dichtbett 1420 eingelegt. Man hat also zwei Weichdichtungen an den Elementen zur Abdichtung zur Aussenkammer. Nach Innen hin zur Innenkammer 37 sind bei diesen Elementen keine Weichdichtungen vorgesehen, weil die Abdichtung zur Aussenkammer 35 mit dem hoeherem Druck hier als ausreichend angesehen ist. Der Vorteil dieser Ausbildung, der sich aus den Berechnungen der Figur 8 ergibt, ist, dass die Ringnasen - Auflageflaechen der Ringnasen 1412 und 1413 in radialer Richtung so kurz sind, dass sich keine weiten konischen Ringspalte beim Komprimieren und Expandieren der Elemente bilden. Die Abdichtung ist also durch die Berechnungen nach Figur 174 und die dadurch entstandene Radial-Verkuerzung der Ringnasen einfacher und betriebssicherer geworden.
In Figur 184 ist ein Elementenpaar dadurch gebildet, dass das eine Element 1421 eine plane Auflageflaeche hat, waehrend das zweite Element 1423 mit einer Ringnase 1422 versehen ist, deren Auflageflaeche auf der planen Auflageflaeche des ersten Elementes 1421 aufliegt. Radial innerhalb und ausserhalb bilden sich dabei Dichtbetten aus, von denen das aeussere 1424 in der Figur eingezeichnet ist.
In Figur 185 haben beide Elemente, das erste Elemente 1431 und das zweite Element 1432, je eine Ringnase 1434 bzw. 1432, die radial ineinander geschachtelt sind. Deren Auflageflaechen beruehren jeweils die entsprechende radial plane Auflageflaeche des benachbarten Elements. Die Ringnase 1432 ist also radial innen in die Ringnase 1434 eingesetzt oder eingepasst. Entsprechende Dichtringbetten, von denen das aeussere, 1424 in der Figur eingezeichnet ist, koennen dabei ausgebildet werden.
In Figur 186 haben beide Elemente 1441 und 1442 eines Elementenpaares radial plane Auflageflaechen. Die Dichtringbetten sind durch einen zwischen die Planflaechen gelegten Distanzring 1443 gebildet. Radial dieses sind in der Figur Stuetzringe 1444 und 1445 eingezeichnet, die an ihren achsialen Enden anschmiegsame Dichtlippen radial vorstehend ausbilden, damit sie gut an den benachbarten Planflaechen dichten koennen. Die Elemente der Figuren 182 bis 186 sind aber nur fuer Aggregate, die im subkritischem Druckbereich arbeiten, oder fuer solche, bei denen die Elemente in eine mit Druck beaufschlagte Aussenkammer 35 eingebaut sind und der Druck in dieser die Kompression der Elemente und der Innenkammer 37 bestimmt.
In den Figuren 187 bis 190 ist ein Einlassventil der Erfindung gezeigt, das auch als Auslassventil benutzt werden koennte, wobei Figur 188 den Schnitt entlang der gepfeilten Linie B-B; Figur 189 den Schnitt entlang der gepfeilten Linie A-A und Figur 190 der Schnitt entlang der gepfeilten Linie C-C der Figur 187 darstellen. Bei den Aggregaten der Voranmeldungen sind die Einlassventile meistens unterhalb ihrer Sitze angeordnet, sodass sie durch eine Feder nach oben in ihre Ventilsitze gedrueckt werden muessen. Da einmal Federn nicht gleichmaessig arbeiten, wenn sie kurz sind und anderer seits um Foerderung und Wirkungsgrad verringernden Totraum zu sparen, die Federn nicht lang ausgefuehrt werden koennen, ist es zweckdienlich einmal die Federn ueberhaupt abzuschaffen und zum anderem den Totraum um das Ventil noch weiter zu verringern. Dieser Aufgabe dient das Ventil der Figuren 187 bis 190 der Erfindung. Es hat der Innenkammer 37 zu gerichtet den Ventilkopf 1450, der auf seinem Ventilsitz 1452 aufliegen kann. Der Ventilsitz mag radial plan, konisch oder spaerisch sein, ist in der Figur 21 aber konisch gezeichnet, weil diese Art den geringsten Totraum bietet und auch stroemungsguenstig ist. Rueckwaertig des Sitzes 1452 ist der Ventilschaft 1454 in einer zylindrischen Bohrung gefuehrt, damit der Kopf nicht verkanten kann und einwand freies Oeffnen und Schliessen des Ventilsitzes 1452 gewaehrleistet ist. In den Ventilschaft sind die Kanaele 1453, siehe besonders Figur 24, eingearbeitet, sodass Teile des Ventilschaftes die Fuehrungsstege 1454 innerhalb der zylindrischen Bohrung im Gehaeuse Deckel (Kopfdeckel) 1001 bilden. Am radial oberem Ende der Bohrung ist radial etwas nach aussen versetzt der Auflageringteil, oder die Lagerung 1456 ausgebildet, radial ausserhalb derer die Ausnehmung 1437 in den Kopfdeckel 1001 eingeforrr- _'st. Am rueckwaertigem Ende hat der Ventilschaft 1454 die radial nach aussen ausgedehnte Halterung 1460. In die Ausnehmung 1437, auf die Ringnase 1456 herauf sind als Ringsektoren geformte (oder anders zweckdienlich geformte) Schwinghebel 1458 so eingelegt, dass deren Finger 1459 unter die Halterung 1460 greifen. An ihren radial aeusseren Teilen haben die Schwinghebel 1458 die Gewichte 1457, die in ihrer Summe das Gewicht des Ventilkoerpers 1450,1454 1454,1460 etwas ueberwiegt. Die Schwinghebel 1458 koennen so auf der Ringnase (oder anderen Auflageteilen) 1456 im Raum 1437 schwingen. Sie ziehen so durch die groessere Gewichtssumme der Gewichtsteile 1457 den Ventilkoerper 1450,1454,1460 nach oben in den Ventilsitz 1452 hinein und verschliessen dabei das Einlassventil. Entsteht Unterdruck in der Innenkammer 37 oder bei Ueberdruck in der Einlasskammer 1437 oeffnet sich das Einlassventil, indem es durch den Druckunterschied an seinen achsialen Enden nach unten gedrueckt wird. Ein Einsatz 2001 mag auf einem Sitz 1462 im Kopfdeckel 1001 angeordnet werden, um in ihm ein zweites Ventil 2450 einzubauen, wodurch die Betriebssicherheit des Aggregates erhoeht werden kann.
In den Figuren 191,192 ist der Kopfdeckel 1 auf dem Gehaeuse 91 des Aggregates befestigt. Direkt oder indirekt ist die Membrane zwischen dem Gehaeuse 91 und dem Kopfdeckel 1 angeordnet, wobei einerends der Membrane 1506 oder 1520 die erste Kammer 35, auch Aussenkammer genannt, ausgebildet und andernends der Membrane die zweite Kammer 37, auch Innenkammer genannt, angeordnet ist. Zur ersten Kammer 35 fuehrt der Zylinder (die Zylinder) 1535 mit dem (den) darin reziprokierbaren Hubkolben 52. Zur zweiten Kammer 37 fuehrt der Einlasskanal mit dem Einlassventil 38 und von der zweiten Kammer fort ist der Auslasskanal mit dem Auslassventil 39 angeordnet.
Durch das Einlassventil wird Fluid in die zweite Kammer gedrueckt und diese gefuellt. Danach wird der Kolben 52 im Zylinder auf die erste Kammer zu bewegt und liefert dabei Fluid unter Druck in die erste Kammer. Der Antrieb des Kolbens 52 kann zum Beispiel wie in meinen parallelen Patentanmeldungen oder wir in meinen veroeffentlichten Patentanmeldungen oder in anderer zweckdienlicher und geeigneter Weise erfolgen. Sobald das Fluid in Zylinder ausreichend komprimiert ist und in die erste Kammer eintrat, uebersteigt es den Druck in der zweiten Kammer und drueckt die Membrane in Richtung der zweiten Kammer, wobei sich das Volumen der zweiten kammer 37 verkleinert und aus ihr Fluid ueber das Auslassventil 39 geliefert wird. Dieses Fluid ist dann Druckfluid und kann aus einem nicht gezeichnetem Anschluss des Aggregates entnommen werden, um die gewueschte Fluid Druckarbeit zu leisten. Soweit ist das Aggregat aus der Technik bekannt.
Erfindungsgemaess sind eine Anzahl von weiteren Ventilen in bestimmter Weise angeordnet, wie besonders anhand der Figur 191 gezeigt. In Figur 192 koennen diese auch angeordnet sein und sind meistens angeordnet, doch in Figur 192 nicht alle eingezeichnet, weil sie aus Figur 191 bekannt werden. So ist das Druckbegrenzungsventil 1503 als Einweg-Rueckschlagventil der zweiten Kammer und das entsprechende Ventil 1504 der ersten Kammer zugeordnet. Davon kann das Ventil 1503 ggf. dann fortgelassen werden, wenn entsprechendes Fluid ueber das Ventil 38 zu der betreffenden Zeit einstroemen kann. Durch den Drucklieferanten (Pumpe, Kolben) 1501 wird Fluid zum Ventil 1503 und zu bestimmten Zeiten ueber dieses Ventil in die zweite kammer 37 geleitet. Aus dem Drucklieferanten (Pumpe, Kolben) 1502 wird Fluid zu dem Ventil 1504 und zu bestimmten Zeiten ueber dieses Ventil in die erste Kammer 35 geleitet.
Zwischen den Drucklieferanten 1501,1502 und den beschriebenen Ventilen 1503 und 1504 sind die Vordruck - Ueberstroem Ventile 1505 und 1556 angeordnet. Von diesen beiden Ventilen ist das zur zweiten kammer 37 gehoerige Ventil 1505 auf einen heoheren Druck eingestellt, als das zur ersten Kammer 35 gehoerende Ventil 1556. Zu Zeiten, wenn der Hubkolben (die Hubkolben) in der aeusseren Totpunktlage oder in der Naehe dieser Lage sind, also nach Beendigung des Einlasshubes und vor Beginn des Druck-oder Liefer-Hubes, ist durch die beschriebene Anordnung sicher gestellt, dass der Druck in der zweiten Kammer etwas hoeher, als der in der ersten Kammer ist. Dieses Druckverhaeltnis ist dadurch eine Umkehrung des Druckverhaeltnisses meiner aelteren Patentanmeldungen. Durch diese erfindungsgemaesse Ausbildung erreicht der Druck in der zweiten Kammer die Durchdrueckung der Membrane 1506,1520 in Richtung zur ersten Kammer, zum Beispiel bis die Membrane an der Anlageflaeche 1514 zum Anliegen kommt. Der etwas geringere Druck in der ersten Kammer entleert zu dieser Zeit die erste Kammer von Luft (falls welche vorhanden ist) und zwar ueber das Entlueftungsventil 696, dass in einem meiner aelteren Patentanmeldungen im Detail beschrieben ist. Dieses Ventil bewirkt auch zusammen mit dem Ventil 1504 die Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes in der ersten Kammer und dessen volle Fuellung mit Fluid zu der beschriebenen Zeit der aeusseren Totpunktlage des Hubkolbens oder in deren Naehe.
Beginnt der Hubkolben 52 seinen Druckhub, dann komprimiert das Fluid im Zylinder 1535 so lange, bis der Druck in der ersten Kammer gleich zu dem .in der zweiten Kammer ist. Beim weiterem Fortschritt des Druckhubs komprimieren die Fluide in der ersten und in der zweiten Kammer 35 und 37 so lange weiter, bis bei geschlossenem Einlassventil 38 der Druck den Druck jenseits des Auslassventils 39 uebersteigt. Bei Uebersteigen dieses Druckes oeffnet sich das Auslassventil 39 und das Fluid aus der zweiten Kammer wird ueber das Auslassventil 39 abgeliefert, bis die zweite Kammer entleert ist, alles Fluid gefoerdert ist und die Membrane 1506 oder 1520 zum Beispiel an der Auflageflaeche 1513 zum Anliegen kommt.
Die Lage, die Form und der Abstand der Anlageflaechen 1513 bis 1514 von der in den Figuren dargestellten Neutral Lage der Membrane sind so bemessen und angeordnet, dass die bei der Deformation der Membrane entstehenden Spannungen so gering bleiben, dass Dauerfestigkeit der Membrane von zum Beispiel mehr als 6 Millionen Hueben erreicht wird. Als Erfindungsziel soll das nicht nur bei Membranen mit gummiaehnlicher Elastizitaet, sondern auch bei Membranen aus Federstahl oder aus nicht rostendem Edelstahl erreicht werden. Das ist dann moeglich, wenn bei dem Masstab der Figuren die Edelstahlmembrane etwa 1 mm dick oder duenner ist und der Maximalabstand der Anlageflaechen 1513 bis 151 etwa drei mal kuerzer in Achsialrichtung ist, als in den Figuren dargestellt. In den Figuren ist der beschriebene Achsialabstand uebertrieben gross gezeichnet, damit man die beiden Kammern 35 und 37 in den Figuren gut erkennen kann. Bei 60 mm Durchmesser der radialen Innenkante der aeusseren Einspannung der Membrane werden bei Edelstahl von etwa 1 mm Dicke etwa 1,5 mm Hub in Richtung zur Flaeche 1513 und die gleiche Hublaenge zur Flaeche 1514 von der Neutrallage der Membrane aus gefahren, wenn man ausreichend lange Lebensdauer erhalten will.
Um diese Dauerfestigkeit der Membrane erhalten zu koennen, wird erfindungsgemaess radial ausserhalb der Membrane 1506 der Freiraum 1515 und radial ausserhalb der Membrane 1520 der Freiraum 1522 angeordnet, damit die Membrane in diesem Freiraum mit ihrem radial aeusserem Teil beweglich ist und sich darin radial ausdehnen und zusammen ziehen kann. Ausserdem ist die Membrane mit ihren radial aeusseren Teilen zwischen planen Flaechen gehalten und zwischen ihnen radial beweglich, in die Ringnuten fuer das Einsetzen der Dichtringe (plastischen Dichtringe) 1528,1529,1511,1512 eingearbeitet sind. Diese Planflaechen 1538,1539 zum Halten der Membrane befinden sich am Kopfdeckel 1 und dem Gehaeuse 91 oder an den Einlagen 1507 und 1508.
Da die betreffende, meistens duenne, Membrane in den Aggregaten der bekannten Technik bei den hohen Drucken in die Raeume der Ventil 38,39 oder in den Zylinder 1552 gedrueckt und dabei die Lebensdauer der Membrane stark verringert wuerde, sind in der Erfindung vorteilhafterweise die engen Kanaele 1509 mit geringen Querschnitten angeordnet. Ihre Querschnitte sind vorteilhafterweise so eng, dass die Membranteile nicht in sie hereingequetscht werden koennen. Man kann die Querschnitte durch die Kanaele so eng halten, dass ihr Querschnitt nicht groesser ist, als die Querschnittsflaeche oberhalb oder unterhalb der Kanaele zu diesen quer ge richtet durch die Membrane. Um trotzdem ausreichenden Durchfluss-Querschnitt durch die Kanaele zu haben, ordnet man eine entsprechende Vielzahl von Kanaelen 1509, z.B. in Teilen 1507 und 1508 an.
Noch geringere innere Spannungen und damit laengere Lebensdauer der Membrane erhaelt man, wenn man die Membrane nach der Figur 192 als Ring mit einer inneren Bohrung ausbildet. Die Membrane folgt dann den Regeln des nach beiden Enden durchdrueckbaren Ringes fuer den , wenn "R" der Aussenradius und "r" der Innenradius des Membranringes (der Membranfeder, Ringfeder) 1520 ist, die folgenden Berechnungen verwendbar sind :

mit;

t = Dicke des Ringes 1520;
o = Groesste Durchbiegung;
a = Innere (groesste) Spannung;
E = Elastizitaetsmodul ; und :
P = Belastung (max.) in Kg.
Fuer die uebrigen Masse sind mm verwendbar, also Kg/mm usw.

Verwendet man den Japanstahl SUS 630, den US Stahl 17-4 PH (c.H.) oder den VEW Stahl E-N 701, Cond.925, und bleibt mit der maximalen Spannung unter 60 bis 80 Kg_/quadratmillimeter hat man meistens Dauerfestigkeit zu erwarten.
Von Wichtigkeit ist, dass der Ring 520 radial aussen und radial innen von Freiraeumen 1521 und 1522 radial umgeben und zwischen planen Flaechen 1538,1539 mit Dichtringen in Ringnuten 1526 bis 1529 gehalten, gedichtet und radial beweglich angeordnet ist. Die radial inneren Planflaechen und Ringnuten koennen dann an den Halteplatten 1523,1524 mit Planflaechen 1538,1539 die je eine an einem achsialem Ende des inneren Teiles des Membranringes 1520 anliegen, ausgebildet sein und die Platten 1523 und 1524 kann man selbstsichern durch den Halter 1525 mit Halteumboerdelungen 1531 oder mit anderen Haltemitteln zusammen halten.
Ausnehmungen 1532,1533 sind vorteilhafterweise in den Teilen 1 und 91 oder 1507,1508 ausgearbeitet, damit die Teile 1523 bis 1525 zeitweilig in sie eintreten koennen. Bei Ende des Lieferhubes soll die zweite Kammer 37 moeglichst ohne toten Raum sein, also voll durch die Teile 1523,1525 ausgefuellt werden und die betreffende Endflaeche der Membrane 1520 soll dann moeglichst nahe oder ganz an der Anlageflaeche 1513 anliegen.
In der Figur 191 sind zwischen dem Kopfdeckel 1 und dem Gehaese 91 die Einlegstuecke 1507 und 1508 angeordnet und bilden die erste und die zweite Kammer 35,37 mit den Anlageflaechen 1513 und 1514. Sie enthalten auch die engen Kanaele 1509 und zwar in der Figur in beiden Teilen 1507 und 1508. An diesen Teilen 1507 und 1508 sind in Figur 191 auch die planen Flaechen 1538,1539 und die Ringnuten mit den Dichtringen 1511,1512 ausgebildet. Zwischen ihnen befindet sich auch der Freiraum 1515 radial ausserhalb der Membrane 1506. Zwischen den Ventilen 38 und 1503 befindet sich die Verbindungsleitung 1516.
In Figur 192 sind noch die Distanzringe 1530 und 1537 angeordnet und von der Dicke der Membrane 1520. Der kleine Dickenunterschied zwischen den Ringen 1630,1537 und 1520 bestimmt das Bewegungsspiel und die wirksame Abdichtung der Membrane 1520. Diese Ringe koennen bei dieser Konstruktionsweise praezise plan geschliffen werden. Zwischen der Membrane 1520 und den Distanzringen 1530 und 1537 befinden sich die Freiraeume 1522 und 1521. Ausserdem kann der Dichtring 1536 radial ausserhalb des Freiraumes 1522 und radial innerhalb des Distanzringes 1537 angeordnet sein. Entsprechend kann man auch einen nicht eingezeichneten Dichtring zwischen dem Freiraum 1521 und dem Distanzring 1530 anordnen.
In Figur 191 ist die Verbindungsleitung 1517 zwischen den Ventilen 1504 und dem Zylinder 1535 gezeigt. Die Bezugszeichen 1526 bis 1529 zeigen in Figur 192 die bevorzugterweise plastischen Dichtringe in ihren Dichtring Ringnuten.
Durch die Erfindung wird gesichert, dass die betreffende Membrane um die in den Figuren gezeigte Mittel Lage oder neutrale Lage in beiden achsialen Richtungen ausbiegt. Bei Biegung um die innere Spannung gering und wird die Lebensdauer entsprechend hoch. Beschaedigungen der Membrane werden verhindert und das Ziel der Aufgabe der Erfindung wird durch die Ausfuehrung der Beispiele der Figurenbeschreibung verwirklicht.
Bezueglich der Anlageflaechen 1513 und 1514 ist zu bedenken, dass diese moeglichst der elastischen Linie der betreffenden Membrane angepasst sein sollen. Bei den planen Flaechen 1538,1539 zwischen denen das betreffende radiale Endteil der Membrane angeordnet ist, wird es bevorzugt, die Flaechen der benachbarten Kammern 35 oder 37 zu achsial etwas, der elastischen Linie des betreffenden Membranteils anpassend, auszurunden, damit die Membrane sich elastisch biegen kann und keine scharfen Kanten als radiale innere oder aeussere Ecken antstehen, die die Membrane negativ beeinflussen, zum Brechen der Membrane tendieren und die Lebensdauer der Membrane einschraenken koennten.
Vorbehaltlich einer spaeteren Ueberpruefung auf Richtigkeit mag die Belastung "P" wie folgt berechnet werden;
Den Wert des Moments "Md" kann man aus einer meiner noch nicht veroeffentlichten anderen Patentanmeldungen entnehmen als :
Darin ist "q" der Differenzdruck der Fluiddrucke in den Kammern 35 und 37. Ersetzt man ( A R) durch (R-r) und dividiert das Moment Md durch (R-r) erhaelt man die Belastung "P" als :
Dabei setze man "q" in Kilogramm pro Quadratmillimeter, also in Bar/100 ein.
In Figur 193 ist das Ringelement, wie in der Figur gezeigt, jedoch sind zusaetzlich die geometrischen Maße zur Berechnung der Momente um die radial inneren oder aeusseren Auflagen eingetragen. Man sieht die oberhalb oder unterhalb des Elementes aus der Aussenkammer oder aus der Innenkammer herrschende Fluidkraft mit dem Fluiddruck "q", z.B. in Kilogramm pro Quadratmillimeter. Die Werte "R" = aeusserer und "r" = innerer Radius sind eingetragen und so die Radiendifferenz "delta R". Dabei ist zu beachten, dass die Radien "R" und "r" oberhalb und unterhalb des Elementes unterschiedlich liegen, weil die Kammern ja durch die radiale Laenge der Ringnasen 508 bzw. 502 zwischen den Dichtringbetten 503 und 504 bzw. 507 und 509 voneinander getrennt sind. Dann drueckt die Kraft in der Aussenkammer (in der Figur oberhalb des Elements) zwei benachbarte Elemente automatisch zusammen, weil das Moment um die innere Abdichtung dann bei gleichen Drucken in der Aussen und Innenkammer groesser ist, als das aus der Innenkammer. Es wurde bereits in Aussicht gestellt, die Berechnung dieser wichtigen Momente zu bringen. Sie geschieht, wie folgt :

Das Moment um die Innendichtung ist "dMd" :
mit
Danach folgt:
und die Ausrechnung des Intergrals bringt :
Folglich erhaelt man fuer die Berechnung die in Figur 1 eingetragenen Berechnungsformeln :
Moment um Innenauflage :
und Moment um Aussenauflage :

In Figur 194 sind zwei konische Ringelemente 724 und 725 zu einer Kammer zusammen gesetzt. Zwischen den Ringelementen ist hier aber erfindungsgemaess das Distanzrohr 1568 angeordnet und wenn weitere Elemente benutzt werden auch das Distanzrohr 1570. Die Innenauflage bildet das Distanzrohr 1570, die Aussenauflage bildet das Distanzrohr 1568. Die Distanzrohre haben achsiale Enden mit dem jeweiligem Radius 1562 um die Ringlinien 1565. Zwischen den Ringlinien 1565 ist der axiale Abstand 1563 oder 1564 ausgebildet. Die Ringelemente sind radial aussen oder radial innen mit den ringfoermigen Ausnehmungen mit dem Lagerflaechen 1590 mit den Radien 1561 um die Ringlinien 1593 versehen. Wenn die Elemente und das betreffende Rohr zusammen gelegt sind, bilden die Ringlinien 1593 und 1565 gleiche Linien, das heisst, sie liegen gleich. Da die Distanzrohre komplementaer geformte Enden mit Radien 1562 um Ringlinien 1565 haben und folglich die Auflageflaechen 1591 bilden, liegen die Flaechen 1590 und 1591 nach der Montage aufeinander und koennen aneinander gleiten, was sie tun, wenn die Elemente 724,725 achsial komprimieren oder entspannen. Zwischen benachbarten Elementen ist daher eine in radialer Richtung klar begrenzte Abdichtung von der Dicke der Wandstaerke des betreffenden Rohres 1568 oder 1570 geschaffen. Diese begrenzt die Aussenkammer 35 und die Innenkammer 37 und dichtet beide gegeneinander ab. Die beschriebene Anordnung und Wirkung findet sowohl an den radial inneren als auch an den radial aeusseren Endteilen der Ringelemente 724 und 725 statt; unterscheidet sich lediglich durch die Durchmesser.
Die Berechnung der Momente um die radial innere Auflage infolge Druck in der Innenkammer geht daher vom Innendurchmesser des Distanzrohres 1570 bis zum Innendurchmesser des Distanzrohres 1568, waehrend die Berechnung des Momentes unter dem Druck in der Aussenkammer um die Aussenauflage vom Aussendurchmesser des Distanzrohres 1568 bis zum Aussendurchmesser des Distanzrohres 1570 geht. Entsprechend sind in den Formeln der Figur 193 die Radien "R","r" und die Radiendifferenz "R-r" = "AR" zu waehlen. Die gleiche Berechnungsweise gilt auch fuer die V-Elemente der Figuren 196 und 197, weil auch diese Ausnehmungen mit Flaechen 1590 zur Auflage von Distanzrohren 1568 haben, die zwischen zwei benachbarte V-Elemente zu legen sind. Radial innerhalb und ausserhalb der Distanzrohre 1568 bzw. 1570 sind die Dichtringsitze 1014 und 1015 zum Einlegen der plastischen Dichtringe angeordnet. Sie dichten dann, wenn die Flaechen 1590 und 1591 geometrisch nicht einwand frei ausgefuehrt sind. Sind diese aber einwandfrei ausgefuehrt, dann sind sie selbstdichtend.
Der relativ lange Abstand 1563 bzw. 1564 der Ringlinien, die die Wurzeln der Radien 1562 bilden, haben den Vorteil, dass die Distanzringe zum Bearbeiten der Radien 1562 gut gespannt oder gehaiten werden koennen und ausserdem gestattet die Laenge der Distanzringe eine Ausbauchung des Distanzringes 1568 radial nach aussen zur Form der Mittellinie 1567 mit Radius 1560 um die Ringlinie 1566, bzw. oder des Distanzringes 1570 radial nach innen, wenn die Elemente 725,724 axial zusammendruecken und die Flaechen 1590 und 1591 so fest aufeinander liegen, dass sie nicht mehr aneinander gleiten, (- schwenken). Die Distanzrohre sind entsprechend duennwandig, um diese Durchbiegungen zulassen zu koennen. Die Ausbildung nach den Figuren 194 bis 196 schafft daher Ringelementen Assemblies oder V-Elemente von hoher Lebensdauer, praktisch von Dauerfestigkeit fuer mehrere Zehnmillionen Huebe (axiale Zusammendrueckungen und Entspannungen).
Die Figur ist insofern eine Modifikation oder Verbesserung der Figur 193. Die Figuren 193,19₄ 96 und 197 arbeiten im Uebrigen und werden eingebaut, wie aus der eingangs erwaehnten P 3537 497,7 bekannt.
Fuer Pumpen mit hohen Drucken von mehreren tausend Bar im Fluid in den Kammern 35 oder 37, oder in beiden, werden die Elemente oft aus nicht rostendem Edelstahl hergestellt. Dessen Lebensdauer seiner Federkraft bzw. des Federungsvermoegens laesst gelegentlich frueher nach, als das von kohlenstoffreichem, aber rostendem Federstahl. Um hoehere Lebensdauer zu erhalten, als der nichtrostende Edelstahl bieten wuerde, kann man daher erfindungsgemaess die Anordnung(en) nach der Figur 195 treffen. In Figur 195 ist ein Paar Tellerfedern aus Federstah' mit der Innenkante Ruecken an Ruecken zusammen gelegt, wobei die beiden dauerhaften Tellerfeder., durch 1570 und 1571 dargestellt sind. Axial aussen um sie herum sind die Ringelemente 1572 und 1573 aus nicht rostendem Material, zum Beispiel aus Edelstahl, passend und an den Tellerfedern anliegend, herum gelegt. Dabei haben die Ringelemente 1572,1573 die erfindungsgemaessen Ringnasen 502 und radial innerhalb und ausserhalb von ihnen die Dichtringbetten 503 und 504 (wie in Figur 193) zur Aufnahme der plastischen Dichtringe. Die Tellerfedern sind der mit Oel gefuellten Aussenkammer 35 zugewandt, waehrend die Elemente 1572,1573 der Innenkammer mit nicht - schmierendem Fluid zugekehrt sind. Beim axialem Zusammendruecken werden die Tellerfedem und die Ringelemente zusammengedrueckt. Beim axialem Entspannen unterstuetzen die Tellerfedern stark und mit langer Lebensdauer von mehreren Zehnmillionen Hueben die duenneren Ringelemente 1572 und 1573 beim Entspannungshube.
Die Tellerfedern und Elemente liegen dann in den Flaechen 2072 aneinander auf. Beim Zusammendreucken und Entspannen kann dabei eine kleine Gleitbewegung entstehen. Daher koennen die Schmiernuten, Spiralen oder Ringnuten 1580 oder 1581 in die Tellerfedern oder in die Elemente eingearbeitet und durch Kanaele 1579 mit der mit schmierendem Fluid gefuellten Aussenkammer 35 verbunden sein. Damit die Anordnung, das Assembly, der Figur 195 die Funktion eines V-Elementes erhalten kann, klemmt man die Teile radial innen achsial unnachgiebig zusammen. Das zu tun kann zu hohen Reibungen und Beschaedigungen oder Beeintraechtigungen der Lebensdauer fuehren, wenn man es in herkoemmlicher Weise tut. Erfindungsgemaess sind daher die Elemente 1572,1573 an ihren radial inneren Endteilen der Innenkammer 35 zu gerichtet, mit Auswoelbungen 1574 mit Radien um die Innenkantenauflage der Tellerfedern gebildet. Dadurch werden in der Laengsschnittzeichnung der Figur 195 die Kreisboegen 1575 sichtbar. Diese sind mit gleichen Radien 3072 um die Innenkantenauflagelinie 8072 ausgefuehrt, sodass deren hoechster Punkt (die hoechste Linie) immer axial oberhalb oder unterhalb der Schwenklinie, die gleichzeitig Auflagenlinie 8072 ist, bleibt. Die Bogenlinie 1575 wird dann von der Planflaeche 4072 umgriffen, die an dem Radialfortsaetzen 5072 der innen angebrachten Haltehuelsen 1576 und 1577 ausgebildet sind. Die beiden Huelsen 1576 und 1577 sind durch die innere Halterung mit den Borden 1579 zusammen gehalten, zum Beispiel, zusammen genietet. Die Anordnung ist so bemessen, dass zwischen den Bogenlinien 1575 und den radial planen Haelteflaechen 4072 der Halteflansche 5072 kein Spielraum verbleibt. Bei der Schwenkung der Schenkel der Elemente und der Tellerfedern gleitet die Ringbogenflaeche 1575 an der planen Halteflaeche 4072 ohne dass die Tellerfedern voneinander oder die Elemente von den Tellerfedern abheben koennen. Das Assembly ist auf diese Weise axial fest zusammen gehalten und es entstehen keine schaedlichen Quetschungen bei der Kompression und Expansion der Tellerfedern und der Elemente. Anstelle der Ringnasen 502 koennen wieder die Ringausnehmungen mit den Flaechen 1590 der Figuren 194,195,196 angeordnet werden, damit man die Distanzrohre 1568 zwischen benachbarte Ringassemblies der Figur 195 legen kann.
Die Figuren 196 und 197 zeigen, wie das V-Element fuer hohe Drucke eine wesentliche Verlaengerung der Lebensdauer durch die jetzigen erfindungsgemaessen Anordnungen erhalten kann. Figur 197 ist eine Vergroesserung der linken Haelfte der Figur 196, damit technische Erklaerungen und geometrische Daten besser sichtbar gemacht werden koennen. Das V-Element hat die konischen Ringteile 1594 und 1595, die einfacherweise auch "Schenkel" genannt werden. Sie sind durch den Elementenbogen 5529 radial innen miteinander verbunden. Dieser Bogen ist nach der Erfindung axial lang ausgedehnt, sodass er praktisch oder angenaehert die Form eines Zylinders oder Rohres hat, das in die Wurzeln der Segmente uebergeht. Dieser Wurzelbogen hat daher eine Funktion, die der der Distanzrohre in der Figur 194 verwand ist, jedoch sind Schenkel und Wurzelbogen oder Wurzelrohr hier miteinander einteilig, um ein V-Element im Sinne der P - 3537 497.7 zu bilden. Zwischen den Schenkeln und dem innerem Rohrstueck 5529 sind keine scharfen Kanten, sondern Boegen mit Radien um die Ringlinien ausgebildet, die um die Distanz = axiale Laenge = L = A = 1602 voneinander entfernt sind. An dem V-Element dieser Figur koennen die Ringnasen 502 und die Dichtringbetten 503,504 angeordnet sein, doch sind in diesen Figuren die Ausnehmungen mit den Ringbogenflaechen 1590 der Figur 194 eingezeichnet, damit man die Distanzringe 1568 der Figur zwischen benachbarte V-Elements einsetzen kann. Die eine erfindungsgemaesse Massnahme ist also der axial lange Wurzelteil 5529 des V-Elements dieser Figuren und die weitere erfindungsgemaesse Neuheit besteht darin, dass die Schenkel ungleich dick in radialer Richtung sind. Ihre Mittellinie geht durch den in der Achse 1603 liegenden Mittelpunkt 1597 der radialen Ausenflaechen des betreffenden Schenkels. Beiderseits der etwa radialen (in Wirklichkeit radial schraegen) Mittellinie des betreffenden Schenkels bilden sich also etwa symmetrisch die Schenkelteilwinkel 1998.1599 um den Mittelpunkt 1597 aus. Dadurch sind die Schenkel radial schraeg angestellte, radial innen duenne, radial aussen dicke, Konen. Die Auswirkung davon ist, dass bei der axialen Kompression und Expansion die Spannungen in den einzelnen Punkten des betreffenden Schenkels am gleichmaessigstem sind und folglich die Maxiamlspannungen im Schenkel gering sind, sodass die Schenkel 1594,1595 lange Lebensdauer erhalten.
Dieses V-Element hat das Bezugszeichen 1600.
In der Figur 196 ist das V-Elemente 1600 im ungespanntem, entspanntem, axial langem Zustand, aber in Figur in gespanntem, komprimiertem, axial kurzem Zustand gezeigt. Die der Aussenkammer 35 zugekehrten achsialen Endflaechen (innen in Figur 197) sind jetzt praktisch zueinander parallel und radial plan. Bei der Kompression des Elements hat sich aber das Wurzelrohrsteuck 5529 radial nach innen gewoelbt zu dem Querschnitt, wie in Figur 197 gezeigt, mit Innenfaser Radius "Bi", Neutralfaser Radius "Bs" und Aussenfaser Radius "Bo" um die Ringlinie "Bc". Diese Durchbiegung erfolgt deshalb, weil das Wurzelteil 5529 erfindungsgemaess duenn und lang ausgebildet ist, Dadurch wird das vorzeitige Brechen des V-Elements in der Naehe der Boegen in den Ecken zwischen den Radien "BR" und "Br" verhindert. Ist der Wurzelteil 5529 zu kurz oder zu dick, dann tritt die Woelbung mit den genannten Radien um die Ringline "Bc" nicht ein und die Lebensdauer des V-Elements ist dannn wesentlich kuerzer, weil das Element dann in der Wurzelnaehe oder am radial innerem Teil der Schenkel bei grossen Hubzahlen bricht. Die Figuren zeigen das Element vergroessert, aber in heute ueblichen Groessenverhaeltnissen der Laengen und Dicken zueinander. Diese sind aber unterschiedlich fuer verschieden lange Huebe, gewuenschte Hubzahlen und Kraefte.
Die Schenkel schwenken dann, wenn der Einfluss des Wurzelteils unberuecksichtigt bleibt, um die Punkte "C". Das ist wichtig zu wissen, denn wenn man die Lage des Punktes "C", die wie unter den genannten Voraussetzungen wie folgt berechenbar ist,
nicht kennt, dann kann man nicht ausrechnen, wie sich die radiale Lage der radialen Enden des Elementes veraendern. Dann aber koennte man die Fuehrungen nicht richtig bemessen. Entsprechend ist die Neutralfaser, um die die Spannungsmomente gleich werden, wie folgt zu berechnen :
Mit Kenntnis der Lage der Schwenkringlinie "C" kann man anhand der Figur 29-A der Breinlich-Eickmann-schen Europa Offenlegungsschrift mit Hilfe der in dieser Figur gegebenen Almen und Laszio Formeln die inneren Spannungen in den Schenkeln berechnen, wenn die Schenkel (die konischen Ringelemente) radial innen frei sind. Mit Kenntnis der Lage neutralen Faser "Bs" im Wurzelbogen des V-Elementes kann man die Spannungen in der Innenfaser "Bi" und in der Aussenfaser "Bo" und die Spannungen in allen Punkten dazwischen berechnen. Die Spannungsmomente um die neutrale Mittelfaser "Bs" sind dann gleich. Das bedeutet, dass die Druckspannungen an der Innenfaser des Wurzelbogens hoeher sind, als die Zugspannungen an der Aussenfaser, weil die neutrale Faser naeher an der Innenfaser als an der Aussenfaser liegt.
Die Spannungen sind damit die Lebensdauer im V-Element und in dessen Wurzelbogens sind im Detail untersucht worden und beschrieben in den Rotary Engine Kenkyusho Berichten : RER-8609 bis RER-8613.
Daraus ergibt sich unter anderem, dass man die maximale Spannung oder die Tragkraft des Wurzelbogens, wenn dieser eine ebene Platte waere, nach einer von Eickmann entwickelten einfachen Formel berechnen kann. die lautet
Dabei ist aber die Kruemmung, die das Rohrstueck 5529, die ja keine ebene Platte ist, noch nicht beruecksichtigt.
Die Spannungen in den Teilen des V-Elements leisten einen Widerstand gegen die axiale Durchbiegung der Schenkel 1594,1595, die die Tragkraft der Schenkel erhoehen. Diese Erhoehung der Tragkraft ueber die des Schenkels selbst hinaus entsteht einmal durch die Durchbiegung des Wurzelbogens 5529 und zum anderem durch die radiale Durchmesser Veraenderung des genannten Wurzelbogens neben anderen Einfluessen, wie den Boegen zwischen den Schenkeln und dem Wurzelbogen. Hier werden die zur Zeit benutzten vorlaeufigen und noch nicht endgueltigen Berechnungsweisen fuer diese Tragkrafterhoehungen gegeben :

Tragkraft des Wurzelbogens = "Pw" und Tragkraft infolge radialer Durchmesser Aenderung des Wurzelbogens = "Pr" mit :

und:

In den Formeln bedeuten "sigma" die jeweilige Spannung. "P" die betreffende Tragkraft des Elements und "E" den Elastizitaetsmodul. Die uebrigen Werte ergeben sich aus den Figuren. Zum Beispiel ist "t" oder "w" jeweils die Wanddicke und "f" die Durchbiegung des radial aeusseren Endes des betreffenden konischen Ringelementen Teiles.
Die Formel (11) gibt keine wirklichen, endgueltigen Werte, sondern Maximalwerte, wenn alle die Belastungen und Spannungen guenstig beeinflussenden Auswirkungen unberuecksichtigt sind. Daher gibt die Formel (11) mehrfach hoehere Werte, als sie in der Praxis entstehen. Die Formel ist aber trotzdem, zur gegenwaertigen Zeit wichtig, weil man sich dadurch einigermassen vergewissern kann, dass die Kraefte nicht zu hoch werden und das betreffende Element nicht bricht.
Wuerde man nur nach den voraufgegangenen Patentanmeldungen des Erfinders handeln, ohne die jetzigen Erkenntnisse der gegenwaertigen Erfindung zu beruecksichtigen, dann wuerde, zum Beispiel bei gleich dicken Schenkeln und Wurzelboegen mit Wurzelboegen ohne den Abstand 1602 oder sinngemaesse Anordnungen die Spannung im Wurzelbogen ggf. zehnmal zu hoch werden. Die Schenkel wuerden dann nicht mehr wie eine Tellerfeder spannen und entspannen, sondern in radialer Richtung einen Bogen bei der Spannung und Entspannung bilden. Verduennungen der Wandstaerken auf die Haelfte wuerde zwar eine Reduzierung der Spannungen auf ein Achtel bringen, doch wuerden so hohe oertliche Spannungen bleiben dass das betreffende Element nach einigen zehntausend Hueben kreisrun brechen und in Teile zerfallen wuerde.
Diese die Lebensdauer untragbar begrenzenden Erscheinungen werden durch die gegenwaertige Erfindung ueberwunden.
Mit den durch die Erfindung fuer das V-Element erhaltenen Kenntnissen ist es jetzt auch moeglich, ein einteiliges "S-Element" ohne Dichtungen zwischen mehreren Teilen zu verwirklichen.
Die Figur 198 ist ein Laengsschnitt durch ein S-Element der Erfindung. Es hat den Einspannflansch 1612 mit den Dichtringbetten 1613 und 1614 zum Einlegen der plastischen Dichtringe. Der Flansch wird zwischen den die Ventile Kammer 37 enthaltenden Kopfdeckel und das Gehaeuse 91 eingespannt, wobei das Gehaeuse die Mittel zur achsial gerichteten Kompression des S-Elements, zum Beispiel die Kammer 35 mit ihrem Fluiddruck, enthaelt. Im uebrigem besteht das "S-element" aus einer Mehrzahl konischer Ringteile 1594 mit sich in radialer Richtung erweiternden Schenkeln, wie in den Figuren 196 und 197, die in radialer Richtung etwas schraeg angestellt sind, um bei der axial gerichteten Kompression dann mit einer ihrer Seiten etwa radial zu stehen. Zwischen den Schenkeln 1594 sind radial innen die Distanzrohrstuecke 5529 ausgebildet und radial aussen zwischen anderen benachbarten Schenkeln die Distanzrohrstuecke 1611 ausgebildet. Alle diese Teile sind aber zu einem einzigem Teil zusammengefasst, aus einem einzigem Teil, zum Beispiel aus nicht rostendem Edelstahl, Metall, Teflon oder der gleichen hergestellt. Von Wichtigkeit fuer die Lebensdauer des S-Elements ist nach der Erfindung die Ausbildung langer duenner Distanzstuecke 5529 und 1611, sowie der trapezfoermige Querschnitt der Schenkel, also deren radial innen duennere und radial aussen dickere Ausbildung der Wandstaerken, sinngemaess wie in den V-Elementen der Figuren 196 und 197.
Laesst man diese wichtigen Erfindungsmerkmale unbeachtet, dann hat ein U-Element etwa die 6 fache, ein V-Element etwa die 8 fache und ein S-Element etwa die 64 fache Tragkraft der Tellerfeder gleicher Wanddicke und Radialabmessungen. Entsprechend dann aber auch die 6 fachen, 8 fachen oder 64 fachen Spannungen und die entsprechend kuerzere lebensdauer. Da die eben genannten Spannungen mittlere sind, oertliche aber geringer oder hoeher, bewirken die oertlich hoeheren Spannungen einen gegebenfalls - schnellen Bruch der betreffenden Element, wenn die Regeln der gegenwaertigen Erfindung nicht beachtet werden.
Die Tragkraeft eine Vielzal von Elementen, aus denen in der Praxis auf die mittleren Spannungen geschlossen und die maximalen Spannungen grob eingeschaetzt werden koennen, werden ueber dem Hubweg bei den Testen der gebauten Elemente laufend aufgetragen und in entsprechenden RER-Berichten festgehalten. So bildet sich im Laufe der Zeit eine immer genauere Kenntnis der Lebensdauer und des sonstigen Verhaltens der V-,S,und U-Elemente heraus. Wichtig ist noch, dass das S-Element den Boden 1610 haben muss, um die Kammer 35 und 37 voneinander getrennt zu halten und unterschiedliche Fluide und Drucke in ihnen zu zulassen.
Die Figuren 199 und 200 erklaeren eine weitere Vervollkommnung des Hochdruck Elements fuer Hochdruck in der Innenkammer 37, die zwischen mindestens einem dieser Elemente und einem Nachbarteil gebildet wird. Das Element 1 oder 11 hat die aeusseren Ringnasen 12 mit Auflageflaechen 13, mit denen die beiden Elemente 1 und 11 in Figur 8 entgegengesetzt gerichtet zusammen gelegt sind. Sie bilden dort unter dem hohem Axialdruck die selbsttaetige Abdichtung 23 der beiden Auflagen 13 zwischen den beiden Ringnasen 12. Entsprechend ist die Ringnase 1212 am radial innerem und in achsialer Richtung entgegengesetzt liegendem Ende ausgebildet. Sie hat die Auflageflaeche 3, mit der je eines der Elemente auf einem Distanzring 2 aufliegt und dort unter dem hohem axialem Druck wieder eine selbststaetige Dichtung bildet. Der sich axial komprimierende Foerder-Raum liegt radial innen unter der Flaeche 4 und bildet einen Teil der Innenkammer 37. Das Element hat noch die Halterungen 33 fuer das axiale Zusammenklampen der beiden Elemente 1 und 11 in Figur 8,sowie die Form 5 des Rueckens 5 fuer die besonders hohe Lebensdauer bei besonders hohem Druck. Wichtig ist noch die Innenflaeche 60 fuer die folgende weitere Abdichtung.
An sich sind die Abdichtungen durch die Auflageflaechen 13 und 3 selbstdichtend. Sie werden unter hohem Axialdruck zusammen gedrueckt und werden bei Betrieb immer dichter. Setzt man um die Elemente ein Rohr, wie zum Beispiel das Distanzrohr 2 zwischen 2 benachbarte Elemente und laesst die Dichtung 49 fort, dann geht der Druck aus der Innenkammer in die Innenseite der Auflagen 3 und 13. Dabei ist die Dichtung der Auflage 3 meistens so pefrfeckt, dass kein Fluid entweicht, das Distanzrohr 2 sich dann aber unter dem Innendruck weit radial nach aussen aufbaucht. Da die Innenkammer meistens Wasser von weit ueber 1000 Bar enthaelt, soll aber kein Tropfen Wasser nach aussen entweichen. Daher sind lediglich sicherheitshalber und fuer die Zeiten geringen Fluiddrucks, zu denen die Dichrtungen 3 und 13 nicht immer so perfeckt sind, der Zentrierungsring 20 und der Dichtring 26 in den Dichtringbetten 1361 angeordnet. Entsprechend sind weitere Dichtringe in den Dichtringbetten 1363 angeordnet. Diese Dichtringe sichern die Abdichtung der Kammer 37 nach aussen zusaetzlich zu den Abdichtungen durch die Auflageflaechen 3 und 13. Sie verhindern aber nicht die radiale Ausbauchung der Distanzrohre 2. Die Distanzrohre 2 muessen radial duenn sein, damit sie den Radial Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Auflageflaechen 3 folgen koennen. Dann aber bauchen sie radial nach aussen unter dem hohem Innendruck in der Kammer 37 aus. Um das zu verhindern ist ein plastischer Dichtring in das Dichtringbett 49 des Dichtringtraegers 22 mit der Dichtlippe 381 eingesetzt. Die radialen Zwischenraeume 377 und 1616 sind angeordnet, damit die Dichtringlippe zu allen Zeiten an die Innenflaeche 60 des Elements 1 bzw.11 angedrueckt bleibt.
Die erfindungsgemaesse Ausbildung wandelt also die bisherige Ausbildung nach Breinlich-Eickmann-schen Patentanmeldungen um. Waehrend bisher die Dichtung im Dichtringbett 49 die Kammer nach aussen abdichten sollte, hat sie jetzt die Aufgabe, Fluiddruck Eintritt in den Spalt 1616 zu verhindern, damit die Distanzringe 2 nicht radial nach aussen aufbauchen. Die Abdichtung nach aussen aber ist zusaetzlich durch die Auflageflaechen 3 und durch die Dichtringe in den Dichtringbetten 1563 gesichert. Die Teile 308 und 1615 sind fuer den hohen Druck in der Innenkammer 37 unerlaessliche Totraumfueller aus nicht komprimierendem Material, wie Metall, Edelstahl oder dergleichen. Die Bohrungen 350 verbinden mehrere Teile der Innenkammer 37 miteinander.
Die betreffende Bogenflaeche 1590 formt die betreffende Ringnut 1690 in dem betreffendem Ringelement 1,11,724,725,1594, 1595 usw..
Die Elemente haben die Achsen 1603. Die im Querschnitt trapezfoermigen konischen Elemente oder Schenkel haben die axialen Endflaechenteile 1661 und 1662, die sich in dem in der Achse 1603 liegendem Schnittpunkt 1597 treffen wuerden wenn man sie radial einwaerts verlaengern wuerde. Diese gedachten Verlaengerungen sind in Figur 197 strichliert eingezeichnet und mit den Bezugszeichen (1661) und (1662) in Klammern dargestellt.
Da die Erfindung in den Patentanspruechen noch naeher beschrieben ist, sollen die Patentansprueche auch einen Teil der Beschreibung der Erfindung bilden.
Hochdruckpumpe mit Langhub Membrane :

Anmelder und Erfinder haben durch ihre langjaehrige Taetigkeit auf dem Patengebiet der Verbrennungsmotoren den Eindruck gewonnen, dass alle wichtigen Erfindungen im allgemeinem Maschinenbau - schon im vorigem Jahrhundert gemacht worden sind. Deshalb nehmen sie an, dass vermutlich schon vor hundert oder vor hundertfuenfzig Jahren die ersten Versuche unternommen worden sind, Pumpen mit einer Innenkammer, einer Aussenkammer und mit einer Abdichtung dazwischen zu schaffen, um ein Fluid in die Aussenkammer zu pumpen, dadurch die Trennung und die Innenkammer zu komprimieren und dann ein zweites Fluid aus der Innenkammer ueber ein Auslassmittel zu pumpen.

Diese Bemuehungen werden fuer ganz geringe Drucke von unter 100 Bar und fuer langsame Kompressionen und Expansionen vermutlich auch funktioniert haben. Trotzdem scheint es aber so zu sein, dass es trotz vermutlich vieler Bemuehungen und vermutlich auch vieler Patenterteilungen in diesem Gebiete nicht gelungen ist, schnellaufende Pumpen kleiner baulicher Abmessungen fuer hohe Drucke von mehreren tausend Bar zu schaffen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Pumpe fuer mehrere tausend Bar und hohe Hubzahlen pro Minute fuer lange Lebensdauer bei ausreichend gutem Wirkungsgrade zu schaffen.

Figuren 201 und 202 stellen geometrisch mathematische Grundlagen-Erklaerungen dar, waehrend die Figuren 203 bis 206 Laengsschnitte durch Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung sind.

In Figur 201 ist eine Tellerfeder der herkoemmlichen Technik gezeigt und zwar in der endlichen Dicke von etwa 1 mm und mit dem Innenradius "r" sowie dem Aussenradius "R". Eingezeichnet ist ausserdem der Radius des Schwenkpunktes "C", um den die Tellerfeder bei der achsialen Kompression schwingt. Hier ist eine wichtige Grundlage, dass der Radius des Schwenkpunktes "C" wie folgt zu berechnen ist :
Benutzt man nun die Tellerfedern Berechnungsmethoden nach Almen und Laszio (Siehe Europa OS - 0 102 441, Figur 29-A) dann kann man die maximalen Spannungen, die in der Tellerfeder der Figur 1 auftreten, berechnen. Sind die Spannungen gering, das heisst, liegen sie unter der Woehlerkurve, dann kann unendliche Lebensdauer oder Dauerfestigkeit der Tellerfeder erwartet werden.
In Figur 202 ist nun in prinzipiellerweise dargestellt, wie sich die Spannungen aendern, wenn man bei gleichem Radius und gleicher Dicke der Tellerfeder nach Figur 1 den Innenradius der Tellerfeder aendert. Dazu ist das Verhaeltnis R/r in der Abzisse aufgetragen und die Spannung in der Ordinate. Die Spannungen sind mit Vergleichswerten 0 bis 6 angegeben. Aus der Kurve fuer die Spannung "a" in Figur 2 sieht man nun, dass die Tellerfeder fuer eine gleiche Durchbiegung - gleichen Hub-dann gering ist, wenn das Verhaeltnis "R/r" um etwa 2 liegt. Das ist bekannt und Tellerfedern werden daher meistens in etwa diesem Verhaeltnis R/r = benutzt, mit Abweichungen bis zu R/r zwischen 1,5 und 3.
Verlaengert man nun die Schenkel der Tellerfeder der Figur radial nach innen, bis sie sich in der Achse treffen und dort einteilig werden, dann wird das Verhaeltnis "R/r" unendlich gross. Aus Figur 2 sieht man nun aber, dass bereits beim Verhaeltnis "R/r" = 20 die Spannung um ein mehrfaches hoeher ist, als beim Verhaeltnis R/r = 2. Beim Verhaeltnis R/r = unendlich, also bei der Tellerfeder als Konus nach der strichlierten Linie der Figur 1 wird also die Spannung in der Mitte der Tellerfeder unendlich hoch. Das bedeutet, dass die Tellerfeder die keine Bohrung hat, beim Durchdruecken in der Mitte infolge zu hoher Spannungen im Material brechen wird.
Bei der gezeichneten Tellerfeder nach Figur 201 werden die Spannungen in der Mitte DruckSpannungen. Wuerde man die Tellerfeder jetzt aber als ebene Kreisplatte mit Winkel "alpha" = "0" bauen und sie dann in der Mitte belastet um den Winkel "alpha" nach oben oder unten durchdruecken, dann wuerden die Spannungen in der Mitte, die in Figur 1 Druckspannungen waren, Zugspannungen werden. Das heisst, dass die Ringfeder in der Mitte durch Auseinanderziehen der benachbarten Innenteile schnell brechen wuerde. Demgegenueber wuerde der ebene Ring mit den gleichen Abmessungen aber mit dem Innenradius "r" noch lange nicht brechen, denn bei dem sind die Spannungen, wenn das Verhaeltnis R/r = 2 ist, um ein Vielfaches geringer, wie die Figur 202 gelehrt hat.
Man erhaelt aus dem beschriebenem die Erkenntnis, dass Membranen keine hohen achsialen Durchbiegungen zulassen koennen, weil sie keine Bohrung, wie die Tellerfedern haben und ihre Innendurchmesser "0" ist, sie also in der Mitte unendlich hohen Spannungen unterliegen, in der Theorie. (In der Prazis macht man die Membranen sehr duenn und biegt sie mit viel kleinerem Winkel "alpha" durch, als man die Tellerfeder durchbiegen kann, ohne sie zu zerreissen.)
Diese Erkenntnis benutzt die gegenwaertige Erfindung, indem sie schliesst, dass eine Membrane dann der Tellerfeder aehnlich hohe Durchbiegungswinkel "alpha" (Figur 201) zulassen wuerde, wenn man ihr die radial nach innen gerichtete Durchmesser Begrenzung beim etwaigem Radienverhaeltnis R/r=2-4 oder 1,5 bis 6 verleiht. Das geschieht in Figur 203 durch die erfindungsgemaesse Ausbildung einer teilweise fast rohrfoermigen Ausbauchung in achsialer Richtung.
Man benutzt jetzt die Gleichung (1), um die Lage des Schwenkmittelpunktes "C" zu ermitteln und betrachte die Membranen, die in Figuren 202 bis 205 im Beispiel fuer einen Aussendurchmesser von 60 mm in Mass-Stab etwas unter 2/1 gezeichnet sind, etwa 1 mm dick sind und betrachte sie als unendlich duenne Membranen. Dann kann man ohne Tellerfedernberechnungen zu benutzen in der prinzipiellen Untersuchung einfach mit dem Hookschem Gesetz rechnen, das besagt :
also, Spannung gleich Laengenaenderung mal Elastizitaetsmodul geteilt durch die urspruengliche Laenge. Bildet man die Differenz "C-r" und teilt sie durch den Cosinus des Winkels "φ", dann erhaelt man die Laengenaenderung aus Verkuerzung des Radius "r" fuer die durch Spannungen gefaehrdete Innenkante (der Tellerfeder). Die Ausrechnung fuer das Beispiel geschieht in folgender Tafel ; mit R = 30, t = Dicke = 0 und Hub f = 1 mm :
Geht man zu der endlich dicken Membrane gleicher Radialabmessungen ueber, zum Beispiel fuer die 1 mm dicke und die 0,5 mm dicke Membrane der Figur 203, benutzt fuer den tellerfedern aehnlichen Teil die Berechnungsmethoden nach Almen und Laszlo fuer "σ_I", "σ_II", und "σ_III" und fuehrt fuer die Spannungen in den Boegen innerhalb des Tellerfedernaehnlichen Teils sich an den Tellerfedemaehnlicten anschliessenden Boegen und das zylindrische Bauchteil der Figur 3 nach vorlaeufigen von Eickmann gegebenen Methoden eine Berechnung der Spannungen "a_or" und "a_w", wobei die Addierung der letzten beiden Spannungen den Wert "σ_OF+w" gibt, erhaelt man folgende Tafeln :
Die Tafeln 2 bis 4 lehren folgendes :

Die Spannungen in der ebenen Kreisplatte als Membrane werden nach der Tellerfedernberechnung, siehe r=1, so sehr hoch, dass die Membrane in der Mitte durch Spannungen schnell zerreisst. Anderseits zeigt die Tafel, dass der Tellerfedernteil zwar bei R/r = 2 die geringsten Spannungen geben wuerde, bei der Membrane nach der Figur 203 aber neue Spannungen in den Boegen (durch Biegung) und in dem zylindrischen Rohrteil des Bauches Spannungen durch Zusammendruecken des Durchmessers entstehen. Die letzteren sind einm 1 zu denen des Bogens addiert und einmal subtrahiert, weil die in der Aussenfaser im Bogen Zugspannungen, die im Rohrteil aber Druckspannungen sind.

Man sieht also aus der Tafel, dass bei der Membrane die guenstigsten Spannungswerte nicht bei R/2 = 2, sondern bei einem hoeherem. R/r Werte liegen. Entsprechend den Widerstaenden in den Boegen und dem Wurzelzylinder werden auch die "C" Werte weiter radial nach innen verlagern.
Waehrend die Membrane von 1 mm dicke an der Grenze liegt, deutet die Tafel an, dass die o,5 mm dicke Membrane bei R/r = 30/6 so geringe Spannungen gibt, dass Dauerfestigkeit vermutet werden kann.
Die Bedeutung davon ist, dass fuer eine Hochdruckpumpe zum Beispiel von 2000 bis 4000 Bar, fuenf Kammern mit Einspannungen fuer eine Membrane von 30 mm Radius, also von 60 mm Durchmesser, einem Hube von plus minus 1,5 mm um die Mittellage und 500 Umdrehungen der Pumpe (eine Membrane foerdert dann etwa 2 Cubiccentimeter) bereits etwa 10 Liter pro Minute Fluid gefoerdert werden, die Pumpe also bei 2000 Bar schon eine um 50 PS und bei 4000 Bar um ueber 100 PS fuer zum Beispiel Wasser strahlschneidgereaete waere.
Dabei ist aber zu bedenken, dass die berechneten Spannungen in den Boegen und im Wurzelrohrteil zunaechste noch Spekulationen sind, weil bei den Boegen die Einfluesse der Rundform um die Achse nicht mit berechnet sind und die Einzelheiten der Spannungen an Stellen der Boegen und deren Uebergang zum Tellerfedernteil und zum zylindrischem Wurzelteil bisher nicht genau berechnet sind. Es fehlt dazu noch an analytischen Berechnungsmethoden und sie koennen vorlaeufig oertlich nur graphisch ermittelt werden. Das allerdings ist anhand der Rotary Engine Kenkyusho Berichte, der RER Berichte, bereits heute schon moeglich.
Es ist also so, dass bestimmte Formgebung der Membranen diese fuer hoehere Foerderhuebe auch fuer hohe Drucke in der Innen-und Aussen-Kammer einen laengeren Foerderhub und damit groessere Foerdermengen bei relativ kleinen Durchmessern erzielen koennen. Die obigen Berechnungen sind durchgefuehrt fuer Membranen aus Edelstahl mit etwa 21000 Kg pro Quadratmillimeter Elastizitaetsmodul. Membranen aus Teflon scheinen etwa 3 mal hoehere Huebe und Foerdermengen zu geben.
Die Hauptmassnahme der Erfindung besteht also darin, die ebene Ringplatten Membrane durch eine mit einem Bauche in der Mitte zu ersetzen, um die hohen Spannungen in der Mitte der Kreisplatte bei deren Durchbiegung zu umgehen und einen teilweise fast zylindrischen Bauch so auszubilden, dass in ihm geringere Spannungen entstehen, als sie in der Mitte der Kreisplatte bei deren Durchbiegung auftreten wuerden. Dadurch wird eine hoehere Lebensdauer der Membrane erreicht und gleichzeitig ihre Hublaenge und damit ihre Foedermenge pro Hub erhoeht. Bei anderen Ausfuehrungen der erfindungsgemaessen Membrane wird der Rohrteil, der auch als Bauchteil in der Membrane auftritt, als Membrane fuer radiale Duchmesserveraenderungen verwendet, um dadurch das Pumpen mit Dichtung durch eine Rohrmembrane zwischen Innenkammer und Aussenkammer zu bewirken. Diejenigen Teile und Funktionen, die bereits im Hauptpatent beschrieben sind, werden in dieser Anmeldung als Zusatzpatent nicht noch einmal wiederholt.
Gemaess Figur 203 ist die Membrane 1622 an ihrem Aussendurchmesser zwischen den Teilen 1 und 91 eingespannt und durch Dich ungen in Dichtringsitzen 1613,1614 abgedichtet, wodurch die Membrane die Innenkammer 37 von der Aussenkammer 35 trennt und diese Massnahmen erfolgen auch in den anderen Figuren, sodass sie bei den weiteren Figuren nicht noch einmal beschrieben werden. Anschliessend an die Einspannung hat die Membrane radial nach innen einen tellerfedernfoermigen Teil 1640, zum Beispiel unter dem Winkel "ϕ", wobei dieser Winkel auch "0" sein kann. Weiter radial nach innen geht die Membrane in den Bogen 1621 mit Radius 1626 um die Ringlinie 1625 ueber, um anschliessend zum etwa zylindrischem Wurzelteil 1622 ueberzugehen, an dessen Ende der Boden 1610 ueber den Bogen 1623 mit Radius 1627 um die Ringlinie 1628 geformt ist. Die Radien sind auch mit "p" bezeichnet und wichtig ist noch der Abstand "A" zwischen den Ringlinien 1625 und 1628, weil er die Laenge des etwa zylindrischen Wurzelteiles 1622 bildet. Eingezeichnet ist auch der Radius des Schwenkpunktes "C", um den der Teil 1620 schwenken wuerde, wenn er eine Tellerfeder mit Innenradius "r" waere. Die Innen-und Aussen-Radien dieses der Tellerfeder sinngemaessen Teiles, naemlich "R" und "r" sind ebenfalls eingezeichnet. Diese Membrane der Erfindung erreicht durch die Ausbildung des radial inneren Bauches 1622,1623 bei den eingangs berechneten Radien "r" und der Dicke "t" die Dauerfestigkeit fuer den langen Hub und die grosse Foerdermenge beim Einsatz zwischen der Innen-und Aussen-Kammer 37 und 35.
Die Membrane der Figur 203 erhaelt an ihrem Aussendurchmesser bei der Durchbiegung radiale Aufweitungen, die an den Dichtungen zu Reibungen fuehrt und zum vorzeitigem Bruch der Membrane durch Erhitzung fuehren kann, wenn das Einspannen nicht technisch richtig durchgefuehrt wird.
In Figur 204 ist daher gezeigt, dass die Membrane in den Sitzen zwischen 1 und 91 auch so fest eingespannt werden kann, dass ihr radiales Aussenende keine Durchmesser Veraenderungen erfaehrt. Ist die Platte 1624 duenner, als die Dicke "t" der Membrane, dann ist sie zwischen dem Kopfdeckel 1 und dem Gehae se 91 fest eingeklemmt. Dann aber wuerde die Membrane am Teller federnaehnlichem Teil 1620 brechen. Daher sind in Figur 4 die kleinen Ausbauchungen mit den Radien 1631 und und 1632 um die Ringlinien 1629 und 1630 angeordnet, die die Radialdeformationen des Bogens 1621 der Wurzel ausgleichen, indem sie die Radien ihrer Boegen biegend veraendern. Dabei entstehen einige Veraenderungend er Spannungen im Teil 1620, aber der Aussendurchmesserteil kann dann fest eingeklemmt sein und die oertlichen Erhitzungen durch Reibung zwischen den Dichtungen ist vermieden.
Figur 205 zeigt, dass man die hohen Spannungen und den Bruch der Membrane durch die hohen Spannungen in ihrer Mitte auch dadurch ausschalten kann, dass man die Membrane radial innen mit einer Bohrung 1650 versieht. Das hat dann den zusaetzlichen Vorteil, dass man in dieser Bohrung Befestigungen zur Verbindung zweier Membranen miteinander anbringen kann. So sieht man in der Figur die beiden Membranen 1642 und 1643 durch die Befestigung 1646-1648 miteinander verbunden. Die die Membranen umgreifenden und einspannenden Ringe 1646 und 1647 sind dabei durch den Ring 1648 umboerdelt, sodass die Ringe 1646 und 1647 achsial fest zusammen gehalten sind. Die Bohrung 1649 leitet Fluid von einer der Membranen in die benachbarte und vice versa. Die Membrane 1643 kann ihrerseits durch die * Verbindungsringe 1638,1639 mit einer weiteren Membrane 1645 dichtend verbunden sein oder die beiden Membranen 1643 und 1645, die zwischen den Ringen 1638,1639 im Ringspalt 1644 aneinander liegen, koennen einteilig als Membrane 1643 mit Boden oder zweitem Teller federnaehnlichem Teil 1637 ausgebildet sein.
Die Membrane 1643 oder 1643 und 1645 hat daher auch noch die Boegen mit den Radien 1633,1635 um die Ringlinien 1634 und/oder 1635. Durch das Zusammenfuegen und dichtende Verbindungen mehrer Membranen nach der Figur 205 lassen sich lange Huebe und grosse Foerdermengen durch mehrteilige Membransaetze erreichen.
In der Figur 206, sowie auch in den Figuren 7 bis 9, ist der Tellerfedernaehnliche Teil der Membrane nur kurz und zwar im wesentlichem als Einspann Flanschteil 1669 ausgebildet. Als eigentliche federbare Membrane ist der zylindrische Bauch der Figuren 203 bis 205 der Membrane benutzt. Die Membranen der Figuren 206 bis 209 werden dadurch zur Rohrmembranen, die unter dem Wechseldruck zwischen Innen-und Aussen-Kammer radial ihre Durchmesser veraendern. Das innere Ende der Membrane, das mit der Bohrung in der Membrane der Figur 205 verwandt ist, wird mittels der Befestigung 1671 im Kopfdeckel 1 dichtend eingespannt, sodass der radiale Innenteil 1670 der Membrane zwischen den Teilen 1 und 1671 dichtend festgehalten ist. Die Membrane selbst besteht aus mehreren radial ineinander geschachtelten rohrfoermigen Teilen 1662 bis 1664 mit diese an ihren achsialen Enden verbindenden Boegen und Zwischenraeumen 1665 bis 1668 zwischen Rohrteilen oder Kammernwaenden, waehrend die Membrane in ihrer Gesamtheit mit 1660 bezeichnet ist. Da Rohre sich nur gering ausdehnen oder zusammenzihen, im Masstab der Figur nur in der Groessenordnung um Zehntel Millimeter, wenn die Membrane aus Stahl ist, sind die Rohrteile der Membrane relativ lang ausgebildet. Daraus ergibt sich die zusaetzliche erfindungsgemaesse Bauweise, dass in das radial innerste Rohrteil der Membrane die Zylinderwand 1661 achsial tief herein gerückt ist. In ihr laeuft der Foerderkolben 52 zur Foederung von Fluid in die Aussenkammer. Zu bemerken ist noch, dass die Aussenkammer in diesen Figuren teilweise radial innerhalb der Innenkammer 37 des Hauptpatentes liegt.
Teile der Membranen wuerden bei ihren Kompressionen oder Expansionen an die benachbarten Waende anstossen. Die Waende sollen als Begrenzungen dienen, damit die Membranen nicht zu weit ausdehnen koennen und dadurch nicht zu hohe Spannungen erleiden, die zum Membranenbruch fuehren wuerden. Doch kann das Anstossen der Membranenteile an benachbarte Flaechen die Oberflaechen der Membranen beschaedigen und vorzeitigen Bruch veranlassen. Daher ist es zweckmaessig, im Sinne des Hauptpatentes und seiner Zusatzpatente, jeweils fuer solche richtige Fuellung der Aussenkammer 35 mit Fluid zu sorgen, dass die Membranen ihre Hube machen, aber kurz vor der Beruehrung benachbarter Waende zur zeitweiligen Ruhe kommen, damit die Oberflaechen der Membranen nicht an andere Oberflaechen anstossen.
In der Figur 207 besteht die Rohrmembrane aus einzelnen Rohrteilen, die an ihren achsialen Enden miteinander verbunden sind. Vorteilhaft ist dabei auch eine Achsialbefestigung 1673,1674 zwischen benachbarten Rohren, was die Dichtung verbessert und achsiale Verschiebung eines Rohres zu einem benachbartem, verbundenem Rohre verhindert. Zu beachten ist bei dieser Figur noch die Einspannung des einen Membranendendes 1672 zwischen Kopfdeckel 1 und Gehaeuse 91.
Die betriebssicherste Membrane der Rohrform ist die nach der Figur 208, da sie ein einfaches, einteiliges Rohr 1674 ist, das zwischen den Kammern 35 und 37 schwingt. Am obrem Ende ist es wie in den Figuren 206 und 207 eingespannt, am unterem Ende 1669 zwischen Teilen des Gehaeuses fest und dichtend eingeklemmt. Von Nachteil ist, dass diese Membrane nur wenig Hub und Foerdermenge gibt, da der Radialhub bei geringen Spannungen in der Membrane, wenn sie aus Stahl ist, nur bei etwa 2 bis 10 Tausendstel ihres Durchmessers liegt. Bei gummiaehnlichen Stoffen sind die Huebe um ein vielfaches groesser, aber Gummi ist nicht so dauerfest und wird bei 5000 Bar sproede.
Figur 209 zeigt in beispielhafter Ausbildung die Verbindung mehrere Rohre zu einer Membrane im Sinne der Erfindung. Die Enden der Rohre 1678 bis 1681 sind dabei in Verschrau bungsmitteln 1684 bis 1686 miteinander verbunden und zueinander abgedichtet. Die Verschraubungen haben die Gewinde 1695 zwischen Mutter-oder Ring-Teilen 1687, 1688,1689,1690, usw. bis 1694. Dabei koennen die Teile 1690 Spannringe sein. Die weiteren Einzel heiten sieht man aus der Figur. Das eine Ende der Membrane ist wie in den Figuren 206 bis 208 eingespannt, waehrend das andere Ende zwischen den Konen 1677 und 1675 eingeklemmt ist. Der Spalt 1676 deutet an, dass der Kopfdeckel 1 fest auf das Gehaeuse gespant ist un der Spalt 1676 Spannen und Nachspannen ermoeglicht um Dichtheit zwischen den Konen der Teile 1675 und 1677 zu erzwingen.
Anhand einer der Figuren beschriebnene Teile koennen ggf. auch in anderen der Figuren oder in Figuren der Hauptanmeldung oder ihrer Zusatzpatentanmeldungen verwendet werden.
Die Membrane insbesondere der Figur 203 hat noch den Vorteil, dass die Lebensdauer noch durch Erhoehung der Oberflaechen Festigkeit gesteigert werden kann. Denn die Formgebung, insbesondere bei etwas konischem Bauch mit Wand 1622 gestattet das Oberflaechenrollen, Druecken und Kugelstrahlen, was die Lebensdauer von Tellerfedern und von Membranen erhoeht, wenn sie aus Metallen, insbesondere aus Edelstahl oder Federstahl hergestellt sind.
Zwecks Verhinderung von Foerderverlusten durch innere Kompression im Fluid muessen die Innen-und die Aussen-Kammern mit Totraum Fuellstuecken 1682,1683 versehen werden, wie aus dem Hauptpatentgesuch bekannt. Solche sind stellenweise in den Figuren dieser Patentanmeldung eingezeichnet, aber nicht vollstaendig dargestellt, da sonst Platz in den Figuren fuer die Bezugszeichen fehlen wuerde und weil man die Ausfuellteile anhand der Hauptanmeldung , in der ihre Grundlagen beschrieben sind, konstruieren und bauen kann.
Die Durchbiegung des Bodens 1610 kann durch Verstaerkung oder durch eine Anlaufbegrenzung verhindert werden, damit in dessen Mitte nicht die unerwuenschte hohe Spannung entsteht, die die Erfindung bei der Scheibenmembrane verhindern will. Auch die Ausbildung eines weiteren Bogens in der Bodenmitte verringert die Bruchgefahr. Aus den Tafeln 2 bis 4 erkennt man auch, dass jetzt dickere Membranen mit langem Hube moeglich werden, waehrend bei Scheibenmembranen der bekannten Technik die Waende duenn sein mussten und Beschaedigungen durch Anstoss oder Fremdkoerper deren Oberflaechen und damit die Membranen selbst leicht zerstoeren konnten.

Hochdruckmembrane fuer grosse Foerdermenge

Es sind Membranen bekannt, die in Pumpen mit ihrer Mitte um eine Neutrallage schwingen und dabei Fluid in eine Kammer einerseits der Membrane aufnehmen und aus ihr nach Schliessen des Einlassventils unter Druck herausfoerdern. Diese Membranen sind meistens einfache ebene runde Scheiben. Sie haben sich auch gut bewaehrt, denn sie werden produziert und erfolgreich verwendet.
Durch die gegenwaertige Erfindung wird aber erkannt, dass bei einer bestimmten Formgebung des Querschnitts durch die Membrane, insbesondere durch eine Verdickung der Membrane in ihrem Mittelteil, die Haltbarkeit und die Foerdermenge der Membrane gesteigert werden koennen. Membranen der bekannten Art haben den Vorteil, dass sie einfach in der Herstellung sind, aber den Nachteil, dass sie fuer groessere Foerdermengen grosse Durchmesser erfordern, weil sie nur kleine Hubbewegungen zulassen. Durch grosse Durchmesser werden die Bauabmessungen der Membranpumpen sehr hoch und daher teuer. Ausserdem fehlt es bisher an economisch tragbaren Moeglichgkeiten, mehrere Membranen axial hintereinander in einer Pumpe eingebaut, rational zu verwenden und dadurch groessere Foerdermengen zu erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Foerdermenge und/ oder die Haltbarkeit von kreisrunden Flachmembranen zu steigern und/oder mehrere Membranen hintereinander in einen gemeinsamen Pumphub einzuschalten.
Im Aggregat der bekannten Technik nach Figur 210 ist die Membrane "M" strichliert als 1702 in ihrer ungespannten Neutrallage und durch 1701 in ihrer gespannten oberen Lage nach vollendetem Pumphube dargestellt. Es handelt sich um eine kreisrunde Platten-Flachmembrane. Im Kopfteil 1 der Pumpe befinden sich die Einlass-und Auslassventile 38 und 39, waehrend sich im Unterteil 91 der Pumpkolben 52 befindet, der im entsprechendem Zylinder reziprokiert, also Fluid einnimmt und in die Aussenkammer 35 liefert.
In dieser Patentanmeldung werden weitgehend Bezugszeichen und Benennungen verwendet, die sich aus aelteren Anmeldungen der gleichen Anmelder und Erfinder ergeben. Es ist naemlich so, dass Hochdruck Aggregate fuer mehrere tausend Bar Betriebsdruck nicht nur mit Membranen, sondern auch mit konischen Ringelementen , L-Elementen, V-Elementen, S-Elemente, W-Y Elementen undsoweiter nach den genannten aelteren Anmeldungen gebaut werden koennen. Will man die verschiedenen Systeme vergleichen, dann ist es zweckdienlich, gleiche Bezugszeichen und Namen (Benennungen) fuer gleiche Teile zu haben.
In Figur 212 sieht man die untere Kammer 35, die in den genannten Anmeldungen mit "Aussenkammer" bezeichnet ist und oberhalb der Membrane sieht man die obere Kammer 37, die in den genannten Anmeldungen als "Innenkammer" bezeichnet ist. Auch in den Figuren 210 und 211 ist die Innenkammer vorhanden, doch sieht man sie nur als Linie, weil die obere Stirnflaeche der Membrane die Innenkammer voll ausgefuellt hat. Aussenkammer und Innenkammer hiessen die Kammern deshalb, weil bei den genannten Ringelementen die Aussenkammer teilweise radial ausserhalb der Elemente und die Innenkammer teilweise radial innerhalb der Elemente liegt.
In der bekannten Technik der Figur 210 wird durch das Einlassventil 38 Fluid in die Innenkammer 37 gedrueckt, sodass sich die Membrane nach unten durchbiegt und mit ihrer unteren Stirnflaeche ggf. an der oberen Stirnflaeche des Unterteils 91 anliegen kann. Danach erfolgt der Druckhub durch den Kolben 52, indem dieser nach oben gedrueckt wird, aus den Zylinder, in dem er laeuft, Fluid in die Innenkammer 35 liefert und dadurch die Membrane nach oben drueckt, sodass die Membrane Druckfluid ueber das Auslassventil 39 aus der Innenkammer nach aussen heraus liefert. Die Membrane ist mit ihrem radial auesserem Rand fest zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 91 eingespannt, sodass sich nur die radial innerhalb der Einklemmung liegenden Teile der Membrane verformen. Soweit ist das Prinzip bekannt und es arbeitet in gleicher Weise auch in den Figuren 210 bis 214 der gegenwaertigen Erfindung. Bekannt ist in der Tehnik auch, vor einer Sammelkammer 1705 mehrere Bohrungen 1706 anzuordnen, damit die Membrane sich nicht durch zu grosse Bohrungen in die Muendungen der Bohrungen hereindrueckt, wenn der Druckhub nach oben erfolgt.
Kennzeichnend fuer die bekannten Mambranen nach dem Stande der Technik ist, dass sie flach sind, zum Beispiel aus flachen Blechen gleicher Dicke rund ausgearbeitet sind.
Gegenueber dieser bekannten Membrane hat die Membrane der Figuren 211 bis 214 der Erfindung in ihrem Mittelteil eine Verdickung, die man am deutlichsten in Figur 212 sieht. Die Membrane der Erfindung hat also den Aussenteil 1707, mit dem sie zwischen den Teilen 1 und 91 eingeklemmt ist. Daran schliesst sich radial nach innen der gleich dicke Hubteil 1708 an, an dessen radial innerem Ende eine Verdickungsstufe 1710 anschliesst, waehrend an deren radial innerem Ende das dickere Mittelstueck 1709 der Membrane der Erfindung beginnt. In den Figuren 211 bis 214 ist die Stirnflaeche 1513 des l\0pfteiles 1 so geformt, dass der mittlere Teil der Form der oberen Stirnflaeche der Membranteile 1709 und 1710 entspricht, waehrend der Hub-Begrenzungsteil der genannten Stirnflaechen 1513 die Form und Lage bestimmt, bis zu der die Membrane maximal nach oben verformen soll. Entsprechend ist die obere Stirnflaeche 1514 des Unterteiles 91 unterhalb der Innenkammer 35 geformt. Da die Membrane unten Flach ist, hat die Stirnflaeche 1514 die Abschraegung 1710 nicht. In den Figuren sind die Hubteil Stirnflaechen und Membran Verformungen konisch gezeichnet, doch koennen sie abgerundet sein und insbesondere ideal abgerundete Kugelteil Formen bilden, wie in spaeteren Zusatzanmeldungen beschrieben werden mag. Die Figur 211 hat wieder die Bohrungen 1706 und die Sammelkammer 1705, jedoch sind in Figur 211 diese Bohrungen 1706 ausschliesslich oberhalb des dickeren Mittelstueckes 1709 der Membrane angeordnet. Dadurch ist die Anordnung der Figur 211 fuer hoehere Drucke, als die der bekannten Technik nach Figur 210 geeignet, denn ein dickeres Membranstueck dringt erst bei hoeheren Drucken in die Bohrungen 1706 ein, als ein duenneres Membranstueck.
Wenn die Membrane aus festem Edelstahl besteht, kann man mit dem Aggregat der Figur 211 bereits bis ueber 1000 Bar, fast 2000 Bar, fahren. Besteht die Membrane aber aus Kunststoff, wie z.B. Teflon, Nylon, Julicon oder dergleichen, dann druecken sich Teile der Membrane bereits bei wenigen hundert Bar in die Bohrungen 1706 herein und die Membrane wird zerstoert. Ausserdem neigen Kunststoffmembranen dazu, sich unter Waerme zu verformen und unter hohen Drucken druecken sie sich axial zusammen, werden also duenner, als sie urspruenglich waren und formen deshalb Wellen, sodass die ebene uspruengliche Flachform verschwindet.
Metallmembranen aber muessen duenn sein, weil sich aus den genannten Patentanmeldungen des Anmelders und Erfinders aus deren mathematischen Analysen ergibt, dass dickere Membranen erheblich hoehere Spannungen bei gleichen Hueben erleiden, als duenne Membranen und hohe Spannungen die Lebensdauer begrenzen. Duenne Metallmembranen wuerden sich aber bei mehreren tausend Bar auch in die Bohrungen 1706 hereindruecken. Stuecke vom Durchmesser der Bohrungen 1706 werden dann aus der Membrane unter dem hohem Fluiddruck herausgestanzt und fallen in die Bohrungen 1706. Die Membrane ist dann undicht. Zwar lassen sich diese Erscheinungen dadurch vermeiden, dass man etwas weniger Druckfluid in die Aussenkammer 35 leitet, den Kolben 52 also kuerzere Huebe fahren laesst, sodass die obere Stirnflaeche der Membrane die Stirn flaeche 1513 nicht beruehrt und damit die Bohrungen 1706 nicht erreicht. Dann aber entsteht in der Innenkammer 37 toter Raum, in dem Fluid unter hohem Druck komprimiert ist und das fuehrt dann zu Foerdermengen Verlust und zu Wirkungsgrad Verlust des Aggregates.
Daher wird in Figur 212 ein wichtiges Mittel der Erfindung gezeigt, naemlich die Sicherheitsventilanordnung 1,1716,1720 usw. Das Oberteil 1 ist ist hier, anstelle des Oberteiles 1 kann es auch Einstatzteil sein, mit einer Ausnehmung versehen, in der der Kontrollkoerper 1716 axial beweglich, also reziprokierbar, angeordnet ist. Im Ventilgehaeuseteil 1 befindet sich die Ausnehmung 1714, von der aus Bohrungen 1719 zur Vorkammer 1723 gehen. Radial innerhalb der Bohrungen 1719 hat das Ventilgehaeuse 1 die Ventilfuehrungsflaeche 1715, die eine zylindrische Flaeche ist und der Fuehrung der zylindrischen Aussenflaeche 1724 des Ventils 1716 dient. Am hinterem Ende des Ventils 1716 befindet sich der Stopper (z.B. Spannring) 1725, der in der Ausnehmung 1714 laufen aber nicht weiter radial nach unten bewegt werden kann, weil sein Weg am Boden 1761 der Ausnehmung 1714 durch Anlaufen begrenzt wird. Hinten innen befindet sich im Ventil die Bohrung 1717 zur Aufnahme einer schwachen Druckfeder 1718, die das Ventil 1716 zu Zeiten, in denen keine Gegenkraefte wirken, nach unten drueckt bis der Spannring 1725 am Boden der Ausnehmung 1714 anstoesst. Unterhalb der Bohrungen 1719 ist im Ventilgehaeuse 1 die Vorkammer 1723 dadurch ausgebildet, dass eine konische Wand 1722 geformt ist, die sich nach unten zu radial verjuengt und in dem sehr kurzem zylindrischem Ende 1720 endet. Zur Bildung der Gegenseite der Vorkammer 1723 ist der Ventilkopf mit einer kurzen zylindrischen Flaeche 1710 versehen, wobei die benachbarten Flaechen 1764,1765 Fig. 4, sich entweder passend beruehren oder mit sehr engem Spalt zwischen ihnen (weniger, als 0,3 mm) bemessen sind. Radial nach oben sich verjuengend, schliesst sich die konische Flaeche 1721 an, die schliesslich in eine Hinterdrehung -ohne Bezugszeichenuebergehen kann und schliesslich an der zylindrischen Aussenflaeche 1724 die Vorkammer 1723 geschlossen wird.
Beim Einlasshub druckt das Vordruckfluid, das aus dem Einlassventil kommt (in Figur 212 sind die Ventile nicht eingezeichnet weil sie aus Figure 211 bereits bekannt sind) die Membrane 1704 nach unten, wobei sie an der Stirnflaeche 1514 zum Anliegen kommen mag. Damit sie nich in den Zylinder eindrueckt und beschaedit wird, mag oberhalb des Kolbens 52 die Sammelkammer 35 angeordnet sein, von der aus sich dann kleine Bohrungen nach oben zur Aussenkammer 35 erstrecken, deren Durchmesser so klein ist, dass die Membrane bei dem geringem Vordruck nicht in sie eindringen kann. Die Innenkammer 37 ist jetzt voll mit Fluid gefuellt und die Membrane 1704 liegt mit ihrer unteren Stirnflaeche im Idealfall an Flaeche 1514 an.
Beim Einlasshub hat die Feder 1718 den Ventilkoerper 1716 oberen Stirnflaeche der Membrane 1704 folgend, nach unten gedrueckt, bis der Spannring 1718 an der Bodenflaeche der Ausnehmung 1714 zum Anliegen kam. Dabei bewegte sich die Schraegflaeche 1721 so weit nach unten, dass sich um sie herum relativ zum Gehaeuseteil 1 ein weiter Ringspalt oeffnete, durch den das Einlassfluid unter seinem geringem Vordruck die Innenkammer 37 bequem und ohne grossen Stroemungswiderstand fuellen konnte. Nunmehr beginnt der Pumphub, indem der Kolben 52 nach oben laeuft und Fluid in die Aussenkammer 35 hereindrueckt. Dieses Fluid drueckt die Membrane nach oben und leitet es durch die Oeffnung zwischen der Schraegflaeche 1721 und dem Gehaeuse 1 nach oben durch die Vorkammer 1723 und die Bohrungen 1719 hindurch in die Ausnehmung 1714 und vor ihr aus durch das (in Figur 212 nicht eingezeichnete) Auslassventil 39 aus der Innenkammer der Pumpe heraus. Dabei drueckt die Membrane den Kontroll Koerper (das Ventil) 1716 mit ihrem dickem Mittelteil 1709 nach oben, bis beim Ende des Pumphubes der Ventilkoerper 1716 seine obere Lage, wie in Figur 3, erreicht. Alles Fluid ist aus der Innenkammer 37 herausgedrueckt. Fuer die letzten Troepfchen, die aus der Innenkammer 37 gefoerdert werden sollen, mag man den Ringspalt zwischen den Flaechen 1720 im Durchmesser bis zu 0,3 (oder weniger) millimeter weit ausbilden.
Es ist leicht einzusehen, dass bei der Ausbildung nach Figur 3 nicht einmal Kunststoff Membranen durch Bohrungen oder Spalte beschaedigt werden koennen und auch, dass die Anordnung nach dieser Figur betreibssicher funktioniert, was sie auch bisher in der Praxis, bei praktischen Testen, tut. Die Ringnuten 1711 und 1717 sind Sitze fuer Dichtungen, die die Figur 212 gegen den aufsetzbaren (verschraubbaren) Ventilkopf mit den Einlassventilen 38 und den Ausdlasventil 39 abdichten koennen.
In den Figuren 213 und 214 sind mehrere Membranen in einem gemeinsamem Gehaeuse angeordnet und arbeiten auf eine gemeinsame Sammelleitung. Dadurch kann die Foerdermenge der Pumpe entsprechend der Anzahl der Membranen gleicher Abmessungen vervielfacht werden.
Der Kolben 52 foerdert gegen die Membrane 1731. Der Kolben 1732 foerdert gegen die Membrane 1730 und der Kolben 1733 foerdert gegen die Membrane 1704. Die mehreren Kolben sind aus einer der Voranmeldungen des Anmelders und Erfinders bekannt. Man kann aber auch einen einzigen Kolben 52 auf alle mehreren Membranen foerdern lassen. Waehrend drei Membranen in den Figuren gezeichnet sind, ist eine andere Mehrzahl moeglich. Die Figuren zeigen wieder die Ventile 1716, doch koennen auch Ausfuehrungen nach der Figur 211 in den Figuren 213 und 214 verwendet werden. Wichtig ist, dass die Innenkammern oberhalb der Membranen auf die gemeinsame Sammelleitung 1737 foerdern. Einlassventile 1734 und Auslassventile 1736 koennen den betreffenden Aussen und Innen-Kammern 35 und 37 zugeordnet sein.
Die Ausfuehrungsbeispiele der Figuren 213 und 214 unterscheiden sich dadurch, dass die Membranen und die sie umgebenden Teile in Figur 213 achial untereinander um eine gemeinsame Achse angeordnet sind. Das ist produktionstechnisch einfach. In Figur 214 dagegen liegen die Membranen und die sie umgebenden Teile nicht alle um die gleiche Achse, sondern jeder membrankammern Pumpsatz hat eine eingene Achse, die radial zur der des benachbarten Pumpsatzes versetzt ist, sodass die Membranen keine senkrechten Achsen haben, sondern schraege Achsen und dass die Bodenflaechen der Membranen in der Neutrallage nicht waagerecht liegen, sondern schraeg, also winkelmaessig angestellt. Das geschieht in Figur 214 dafuer, dass an der obersten Stelle der betreffenden Außenkammer 35 eine automatische Entlueftung angebracht werden kann. Die automatische Entlueftung entsteht dadurch, dass an der obersten Stelle 1752 der betreffenden Ausenkammer 35, an der sich die Luft sammelt, weil sie leichter, als die Druckfluessigkeit ist, eine Entlueftungsbohrung 1751 angeordnet wird. Wenn jeder der Pumpsaetze eine solche Entlueftungsbohrung hat, vereint man die Entlueftungsbohrungen 1751 zu einer Sammelleitung 1739, die zum automatischem Entlueftungskontrollventil nach einer der Voranmeldungen des Anmelders und Erfinders geleitet wird. In Figur 214 sind die Bohrungen 1751 teilweise abgebrochen gezeichnet, was andeuten soll, dass sie um die betreffende Achse des betreffenden Pumpensatzes winkelmaessig zu den Kanaelen 1754 verdreht angeordnet sind, damit sie nicht durch die Auslass Sammelleitunfg 1737 gehen und diese nicht beruehren.
Der Rest der Figuren 213 und 214 betrifft vorteilhafte Massnahmen zur fabrikationstechnischen und montagetechnischen Ausbildung. So kann man die einzelnen Pumpsaetze in einer gemeinsamen Bohrung mit zylinderischer Innenflaeche 1740 im Gehaeuse 1 anordnen und die Pumpensaetze mit darin passenden zylindrischen Aussenflaechen 1741 versehen. Die Kolben 1732 und 1733 kann man radial ausserhalb der eigentlichen Pumpsaetze innerhalb des Gehaeuses 1 anordnen. Da das Gehause 1 sich be sehr hohen Drucken radial ausdehnen mag, die Durchmesser der Innenflaechen 1740 sich also periodisch beim hohen Druck etwas vergroessern moegen, ist es oft zweckmaessig die einzelnen Pumpsaetze an ihren axialen Enden abzudichten. Dazu werden dann die Pumpsaetze und Zwischenteile mit planen Endflaechen, z.B. 1755,1756 versehen, die man planschleift und dann Dichtringsitze 1743 bis 1749 zwischen banachbarten Plattenteilen anordnet, in die plastiche Dichtungen ggf. mit Stuetzringen eingelegt werden koennen. Stuetzringe = "Backup rings". Der Dichtringsitz 1750 dient der Aufnahme der Dichtung zwischen Teil 1 und 91, die Dichtringsitze 1742,1711,1712,1729 und 1728 dienen der Abdichtung des Gehaeuses 1 zum darueber angeschraubtem aber nicht gezeichnetem Hauptventilkopf des Aggregates, der aus anderen Patentanmeldungen des Anmelders und Erfinders bekannt ist.
In den Figuren 213 und 214 ist noch gezeigt, dass, insbesondere aus produktionstechnischen Gruenden die Oberteile mit den Oberwaenden oberhalb der Pumpkammer(n) 35,37 und unterhalb der Pumpkammer-(n) 35 und 37 aus mehrerren Platten, zum Beispiel 1754 bis 1758 hergestellt sein koennen.
Die Erfindung ist bisher fuer das allgemeine Verstaendnis beschrieben worden, doch wird sie noch genauer bestimmt durch die Patentansprueche. Die Patentansprueche bilden daher einen Teil der Beschreibung der Erfindung. Zum Verstaendis einiger Teile der Erfindung ist daher der Figur 213 eine Vergroesserung eines Teiles der Figur 213 zugefuegt und in ihr sind solche Bezugszeichen eingetragen, die in den Patentanspruechen ihre Beschreibung und ihre Definition finden.
Mit der bisherigen Beschreibung ist die Patentanmeldung an sich beendet, denn es ist leicht einzusehen, dass die Figuren 211 und 212 die Betriebssicherheit von Membranpumpen erhoehen und die Figuren 213 und 214 deren Foerdermenge und somit deren Leistung erhoehen.
Doch liegt der Erfindung ja ausserdem die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer und Foerdermenge der Membranen selber, nach Moeglichkeit zu erhoehen. Ob solche Erhoehung moeglich ist, darueber kann man alle moeglichen bejahenden und verneinenden Behauptungen aufstellen, denn das ist mit bisher bekanntem nicht nachpruefbar.
Daher wird, beginnend mit der uebernaechsten Seite, der Versuch unternommen, in einer Analyse der technischen Grundlagen zu ueberpruefen, ob die Membranen der Erfindung hoehere Foerdermenge bie gleichen Abmessungen bringen und ob sie hoehere Lebensdauer dadurch zulassen, dass ihre inneren Spannungen im Material geringer gehalten werden. Dabei sind alle technischmathematischen Ueberlegungen natuerlich Hypothesen des Erfinders, fuer deren Richtigkeit ohne Kontrollen durch Hochschulprofessoren, falls die es besser koennen, keine Haftung fuer Richtigkeit uebernommen wird.
Zu erwaehnen ist noch, dass die Membranen der Erfindung mit scharfkantigen Grenzen zwischen den Membranteile 1707 bis 1710 dargestellt sind und die Stirnflaechen mit geraden Linien, also Konen, waehrend in der Praxis Abrunden ausgefuehrt werden koennen und meistens ausgefuehrt sind. Die scharf kantige Darstellung ist in den Figuren gewaehlt worden, um die mathematischen Ueberlegungen klar darstellen zu koennen und um die teile klar zu begrenzen. Auch die konischen Stirnflaechen sind in der Praxis durch meherere Kugeltelflaechen ausgebildet, die in kommenden Zusatzanmeldungen beschrieben werden moegen, aber zum Teil in Figuren 217 und 218 beschrieben sind.
Die Patentansprueche sind mit Bezugszeichen versehen und dadurch Teil der Beschreibung der Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung. Derjenige Teil der Beschreibung der Ausfuehrungsbeispiele, der in den Patentanspruechen vorhanden ist, wird daher hier nicht mehr wiederholt.
Die Erfindung ist "Membrane" benannt worden, doch ist die Membrane in einem Aggregat, zum Beispiel einer Pumpe mit einer Membrane, angewendet. Insofern haette die Erfindung eigentlich "Pumpe mit einer Membrane" benannt werden sollen. Da innerhalb der Pumpe im Rahmen dieser gegenwaertigen Erfindung ausser der Formgebung der Stirnflaechen der Oberteile und Unterteile oberhalb und unterhalb der Membrane und der Anordnung des Kontrollkoerpers im Oberteil oberhalb der Membrane keine Teile der Pumpe veraendert sind, alle Anordnungen innerhalb der Pumpe zum Zwecke der Benutzung der Membrane nach der Erfindung getroffen sind und in der unmittelbaren Nachbarschaft der Membrane liegen, wurde die Erfindung im Titel mit "Membrane" bezeichnet, wobei aber verstanden sein soll, dass dieser Titel diejenigen Teile innerhalb des Aggregates, in dem die Membrane angeordnet ist, und die in der Nachbarschaft der Membrane fuer die Verwendung der Membrane der Erfindung ausgefuehrt oder angeordnet sind, mit unter den Begriff "Membrane" des Titels der Erfindung fallen sollen.
ANALYSE der technischen Grundlagen der Erfindung :

In den Figuren zeigt die Position 1700 die Achse der Membrane und des betreffenden Pumpsatzes. Diese Achse geht durch die Mitte der Membrane und ist daher deren Mittel Linie.

Wenn man die Figuren 210 bis 212 als im Masstab 2/1 gezeichnet ansieht, erhaelt man den Aussendurchmesser der Einspannung mit 66 millimetern und den hubwirksamen Aussendurchmesser mit 2 mal R = 60 mm. Wenn das Mass "r" dann gleich 14 mm ist, das Mass "R" = 30 mm ist, dann wird das Mass "C" = 20,99 mm nach der Gleichung :
Mit diesen Werten soll in die folgende Berechnung gegangen werden und der Maximalhub in einer Richtung aus der Neutrallage der Membrane heraus soll "f" = 2 mm sein.
Dann bildet die Bodenflaeche der Membrane der Figur 1 (die nicht als Konus, sondern aus Kugelteilboegen gebildet gezeichnet ist, was man aber kaum sieht, den Winkel "q," mit den Werten f/R = tgo(2/30) = 0.06666 = 3,815 Grad. Die Laenge der Schraeglinie ist dann r/cos 3,81 Grad = 30,066593 mm. Wenn die Membrane der Figur 210 nach oben voll durchgedrueckt ist, erfaehrt sie also eine radiale Verlaengerung pro halbem Durchmesser (Radius) von 30 auf 30,066593 mm, kurzum eine radiale Verlaengerung um 0.066595 mm. Bei radialer Verlaengerung oder Verkuerzung erfolgt eine peripheriale Verlaengerung oder Verkuerzung vom Durchmesser mal Pi = 2R mal pi. Die innere Spannung wird dabei am groessen, wo der peripheriale Umfang am kleinstem ist, in Figur 1 also in der Achse. In der Mittellinie 1700 ist die Umfangslaenge 0, also wird die Spannung unendlich gross, weil 0.066593/0 unendlich gross wird. Damit kann man also nicht rechnen, nur schliessen, dass die Membrane bereits bei kleiner Durchbiegung in der Mitte zerreissen muss. Um einen praktischen Zahlenwert zu bekommen, soll daher die Spannung beim Radius = 1 mm berechnet werden. Dass Umfang braucht man nicht ausrechnen, weil aus RER Berichten (RER = Forschungsberichte des Rotationsmotoren Forschungsinstituts "Rotary Engine Kenkyusho" des Erfinders in Japan, in denen die dem RER folgenden ersten zwei Ziffern die Jahreszahl nach europaeischer Zeitrechnung geben, also 87 = das Jahr 1987 nennen und die beiden weiteren der vier Ziffern die Nummernfolge innerhalb des betreffenden Jahres bestimmen,) bekannt ist, dass Umfang und Radius sich in den Berechnungen so eliminieren, dass man einfach durch den Radius teilen kann.
Die Spannung im Abstand "r" von der Achse wird dann nach dem Hookschem Gesetz : Laengenaenderung mal, Elastizitaetsmodul geteilt durch den Radius, also :
Die Laengenaenderung war bei 30 mm = 0.066593 mm und wird bei 29 mm (Abstand von der Achse = 1 mm) 0.066593 x 29/30 = 0.064373. Diese Laengenaenderung ist mit dem Elastizitaetsmodul fuer Edelstahl der Membrane = 21000 zu multiplizieren und das Produkt durch den Radius 1 zu dividieren. So erhaelt man die innere Spannung in der Membrane der bekannten Technik nach Figur 1 bei 1 mm Radius von der Achse mit 0.064373 x 21000/1 = 1351.833 Kilogramm pro Quadratmillimeter. Da der Edelstahl hoechstens einige hundert Kg. per Quadratmillimeter zulaesst und fuer Dauerbetrieb nur um 60 bis 80 Kg pro Quadratmillimeter Spannung zulaesst, folgt, dass die Membrane der bekannten Technik nach Figur 210 bei 2 mm Hub bereits nach wenigen Hueben in der Mitte zerreissen muss, wenn sie aus nichtrostendem Edelstahl hergestellt ist. In Wirklichkeit reisst sie aus einem weiterem Grunde noch schneller, naemlich aus dem Grunde, dass bei nicht unendlich duennen Membranen die Spannungen in den Aussenfasern noch hoeher werden. Die Spannungen in den Aussenfasern sollen aber in dieser Untersuchung unberuecksichtigt bleiben, da man sie in den RER Berichten erfahren kann und da ausserdem sowieso in dieser Anmeldung vorausgesetzt wird, dass die Membranen duenn genug gehalten werden, bei Edelstahl zum Beispiel um 0.2 mm Dicke, jedenfalls aber meistens um unter 0.5 mm Dicke.
Wie verhaelt sich das nun in der Membrane der Erfindung nach den Figuren 211 bis 214?
Da das Mittelstueck 1709 dick gehalten ist, soll angenommen werden, dass es sich radial nicht ausdehnt. Da das Aussenteil 1707 fest eingeklemmt ist, kann es sich radial nicht aendern. Das Uebergangsteil 1710 soll eben falls noch als unveraenderlich angesehen werden, wie das Mittelstueck 1709. Dann findet eine radiale Aenderung lediglich im Hubteil 1708 zwischen den Radien "r" und "R" statt. Die Radialdifferenz ist in diesem Beispiel 30 mm - 14 mm = 16 mm. Der Hub ist wieder 2 mm. Also erhaelt man den Winkel "ϕ" mit tgϕ = 2/16 = 0.125 = 7.125 Grad. Oh, je, ist das aber ein viel groesserer Winkel, als in Figur 1, wieviel schneller wird die Membrane der Figur 3 daher wohl brechen muessen ?
Rechnen wir nach. Die Laengenaenderung ist : 16/cos ₀ = 16.1245 - 16 = 0.1245 mm. mal Elastizitaetsmodul = 21000 gibt 2618,82 geteilt durch den Radius "r" = 14, gibt 186,77 kg pro Quadratmillimeter. Die Membrane der Erfindung zerreisst also erst viel spaeter, als die der bekannten Technik nach Figur 210, denn ihre Spannung ist bei 14 mm Radius etwa 1352/187 = = etwa 7.23 mal geringer, als die Spannung der bekannten Membrane der Technik bei etwa 3 Prozent Abstand des Radiuses von der Achse.
Das ist aber eine Ueberraschung.
Untersuche man nun weiter, indem man wisse, dass sich die Spannungen beim radius "C" die Waage halten. Beim Radius "C" also reisst die eine Spannung nach rechts der Mitte zu und die andere nach links dem radialem Aussenende zu. Beide Spannungen sind bei "C" gleich gross, aber entgegengesetzt gerichtet. Werden diese Spannungen hoeher, als die, die das Material der Membrane ertraegt, dann wird die Membrane bei "C" in Kreisform auseinander gerissen. Wie hoch sind nun diese entgegengesetzt gerichteten Spannungen beim Balancefaser Radius "C"?
Die Laengenaenderung radial nach aussen ist (30 - 20,99) / cos₄) minus (30 - 22,99) und die Laengenanderung radial nach innen waere : (20.99 - 14) geteilt durch cosφ minus (20.99-14). Die Spannungen sind dann wieder Laengenaenderung mal Elastizitaetsmodul geteilt durch die Radiendifferenz. Man erhaelt :
Man sieht aus dieser Rechnung einmal, dass die radial nach aussen und die radial nach innen gerichteten Spannungen, die die Membrane der Erfindung beim Radius "C" zerreissen wollen, in beiden Richtungen gleich gross sind. Zum anderen sieht man aber auch, dass die Spannungen beim Radius "C" der erfindungsgemaessen memmbrane etwa 8 mal geringer sind, als beim Radius 1 der Membrane der bekannten Technik, wenn die Aussendurchmesser und die Dicken der Hubteile der Membrane gleich sind. Waehrend die Membrane der bekannten Technik nach wenigen Hueben in den obigen Beispielen reissen muss, liegt die Maximalspannung bei der Membrane der Erfindung beim Radius "C" noch innerhalb der Spannungen, die die Membrane fuer eine ganze Anzahl von Hueben ertraegt. Dass das noch nicht fuer unendliche Lebensdauer ausreicht, folgt bald.
Bisher wurden aber nur die radialen Laengsaenderungen betrachtet, so, als waere eine unendlich lange Platte eingespannt und gebogen worden. Bei der kreisrunden Form muessen aber die Tangentialspannungen mit beruecksichtigt werden. Wir haben zu befuerchten, dass diese groesser, als die rein radialen sein koennten. Daher teilen wir die Laengsaenderungen im Folgendem durch den Neutralradius "C" und erhalten
Die Tangentialspannungen = Umfangsspannungen sind also geringer, als die Radialspannungen, was auch kein Wunder ist, weil es ja der Trick der Erfindung war, die maximalen Spannungen in der Membrane von radial innen nach radial weiter aussen zu verlegen, um die Membrane der bekannten Technik der Figur 210 zu verbessern.
Es soll nun noch mal ueberprueft werden, ob man einfach mit dem Radius statt dem Umfang rechnen darf. Man erhaelt die Umfangslaengenaenderung beim Radius "C" zu: (0.12459/20.99)2x20.99xπ = 0.782 und hat durch die Ursprungslaenge 20.99•2•π = 131,88 zu teilen und das Ergebnis mit dem Elastizitaetsmodul zu multiplizieren. Das bringt :
Oder, mal anders gerechnet, indem man die Umfaenge nach den Durchbiegungen der Hubteile radial innerhalb und ausserhalb des Radius "C" benutzt;
Radius aussenteil nach Durchbiegung: 30 - 9,01/cose = 20,9193 mm.
Radius Innenteil nach Durchbiegung: 14 + 6,99/cosv = 21,0444 mm.
Umfangslaengenaenderung Aussenteil: (20,9193-20,99)x2x_Tr = 0,443
Umfangslaengenaenderung Innenteil: (21.0444-20,99)x2xπ =-0,339 mm
Umfangslaengenaenderungen addiert, mit Elastizitaetsmodul multipliziert und durch die Ursprungslaenge geteilt, gibt die Umfangsspannung sigma zu a = 0,443+0,339=0,782x21000/131.88 = 124.52 kg/mm². Also gleiches Ergebnis.
Zur weiteren Kontrolle sei angenommen, dass die durch Zerreissen gefaehrdete Querschnittsflaeche beim Radius "r" liegen koenne. Um das vorlaeufig und ohne Verbindlichkeit fuer die Richtigkeit der Eroerterung untersuchen zu koennen, wende man sich der Eickmann-schen Formnel fuer die Berechnung von Spannungen in konischen Ringelementen zu. Sie lautet:
Diese Formel hat Eickmann aus dem Hookschen gesetzt heraus aufgebaut. Die runde Klammer gibt einen neutralen Faktor, der sich aus dem Neigungswinkel "φ" ergibt und ist eine Eliminierung der mehrfachen Benutzung der Radiendifferenz, die oben so oft verwendet wurden.
Laesst man des Minuszeichen, das dann dabei herauskommt, unberuecksichtigt, dann kann man die Daten in der runden Klammer noch vereinfachen zu : ((cosφ -1) / 1 ). Der Faktor "t x sin φ/2" beruecksichtigt die Dicke des Elements oder der Membrane und gibt die Spannung in der Aussenfaser. "AR" ist die jeweilige Radiendifferenz. "0.91" ist die Querkontraktion fuer Edelstahl = "1-b²" und "p" soll sagen, dass der jeweils richtige Radius eingesetzt werden soll. Diese Eickmann Formel ist nicht ganz so genau, wie die Formeln zur Berechnung von Tellerfedern nach Almen und Laszlo. Sie weicht aber in den bisher nachgerechneten Faellen meistens nur um weniger, als 1 Prozent von den Ergebnissen nach den Berechnungen mit den Formenln von Almen und Laszlo ab. Da das eine Prozent selten eine wichtige Rolle spielt, ist diese Eickmann Formel fuer die Praxis praktischer, als es die umfangreichen Formeln von Almen und Laszlo mit ihren 12 Hilfsgleichungen. Ausserdem kann man der obigen Eickmann Formel alle Arten von Elementen, Ring Elementen, einschliesslich Ringnasen Elementen berechnen, waehrend die genaueren Almen und Laszlo Formeln nur fuer gleichmaessig dicke Tellerfedern gelten.
Betrachtet man nun Figur 215, so findet man, dass man die Spannung bei "C" der Figuren 210 bis 214 nach obiger Formel (3) in einfacher Weise berechnen kann. Da vorlaeufig die Dicke "t" der Membrane unberuecksichtigt bleibt, laesst man einfach den Faktor ^t t sin φ/2 " weg. Die Formel (3) gilt aber unter der Voraussetzung, dass das sich konisch formende Hubteil radial frei, also uneingespannt ist. In der Praxis der Membranpumpen ist die Membrane aber am radial aeusserem Umfange fest eingespannt, also radial unnachgiebig und die Membrane der gegenwaertigen Erfindung ist ihrer Dicke im Mittelstueck wegen radial innerhalb des Radius "r" auch radial unnachgiebig. Daher werden nach Figur 6 Reisskraefte in radialer Richtung auftreten, die in Figur 6 mit "KR,KC und Kr" bezeichnet sind. K bedeutet darin Kraft und der folgende Buchstabe zeigt, bei welchem Radius die betreffende Kraft auftritt. Die Kraefte entsprechen der Spannung mal dem Querschnitt der Membrane bei dem betreffendem Radius. Die jeweiligen Querschnitte sind in Figur 215 mit "A" bezeichnet, wobei der folgende Buchstabe jeweils den Radius angibt, bei dem der Querschnitt liegt. Der Querschnitt ist jeweils: t (Dicke) mal 2xRadius x pi. Mit Kraft = Spannung mal Querschnitt. erhaelt man folgende Gleichungen, wenn man davon ausgeht, dass die errechenbare Kraft im Neutralradius "C" jeweils gleich zu der in dem betreffendem anderem, zu berechnendem Radius ist : K = σ A (4) mit: Ar = 2rπt ; Ac= 2Cπt ; AR = 2Rπrt; Kr = σ_rA_r ; Kc = σ_cAc ; KR = a_RA_R; und:
also:
worin die Faktoren 2 x t x "pi" eliminieren, weil sie ueberall auftreten und die Gleichung (5) vereinfacht zu :
Darin ist "σC" bereits nach dem voraufgegangenem bereits berechenbar und wir hatten erhalten : σ_c= 163,43 Kgimm² Daraus erhaelt man "Kc" nach obigen Ueberlegungen zu : Kc=163,43x20,99=3430.4, und kann die Spannungen dann fuer die anderen Radien erhalten, indem man die Gleichungen umformt zu :
So erhaelt man folgende Spannungen im Beispiel der Membranen der Figuren 2 bis 5 :
σ_R = 3430.4/30 = 114.35 Kg/mm² und σr = 3430.4/14 = 245 Kg/mM².
Da es hier zunaechst um reine Vergleichsberechnungen geht, kann mal Gleichung (3) fuer die Vergleiche bei Vernachlaessigung des herauskommenden "-" auf folgende einfachste Form bringen :
die aber nur fuer die jetzigen Vergleichsrechnungen fuer die Membrane der Erfindung mit der bekannten Technik nach Figur 210 gilt.
Die obige Berechnung brachte das Ergebnis, dass der zum Reissen neigende Querschnitt beim Radius "r" liegt und folglich die Membrane der Erfindung so bemessen werden muss, dass ihre Spannung beim Innenradius "r" nicht zu hoch wird. Das gilt vorlaeufig fuer die jetzige Zeit, bis spaeter genauere Berechnungsmethoden gefunden sein moegen. Jedenfalls zeigt die Vergleichsrehnung, dass die Membrane der Erfindung erheblich geringere Maximalspannungen hat, als die der bekannten Technik und folglich ihre Lebensdauer und ihre Hublaenge groesser, als die der bekannten Technik nach Figur 1 sind.
Als weiteres Beispiel soll eine Membrane berechnet werden, die der der Vortechnik der Figur 210 sehr nahe kommt, aber trotzdem nach dem Prinzip der Erfindung ausgebildet ist. Ihr Innenradius sei daher nur 4 mm.
Dann erhaelt man nach obigen Formeln folgende Verhaeltnisse:

C=(30-4)/In (30/4) = 12,90 mm.
tgφ = 2_/26 = 0,0769 - 4,4°
und: σr=(nach Formel 7) = 12.90x82.04/4 = 264.59 kg/mm²

Die Membrane ist demnach wieder umsohoer belastet und bricht umso frueher, je kleiner der Innenradius "r" ist. Demnach muesste man den Innenradius "r" moeglichst gross machen, zum Beispiel : r = 25 mm; Dann :

C = (30-25)/In (30/25) = 27.42 mm.
tgφ= 2/5 = 0,4 = 21.8°
und: σr= 27.42x141.32/25 = 155 Kg/mm^2.

Diese Membrane mit grossem Innenradius "r" ist also viel geringer belastet, als die mit dem kleinem Innendurchmesser "r", was wieder deutlich fuer den Wert der Membrane nach der gegenwaertigen Erfindung spricht.
In der Praxis ist dem, den Innendurchmesser "r" gross zu machen, eine Grenze gesetzt, weil die Membrane ja nicht unendlich duenn ist, sondern eine Dicke "t" hat. Daher ist noch die Dicke "t" zu berucksichtigen und zwar ist der Posten "t sincpi 2" aus Gleichung (3) hinzu zu addieren. Fuer die letztere berechnete Membrane mit Innenradius r=25 mm und einer Dicke von 0.4 mm erhielte man dann die zusaetzliche Spannung in den Aussenfasern mit :
Ist die Membrane dick, zum Beispiel 2 mm dick, dann wird die Zusatzspannung in der Aussenfaser bereits sehr hoch, zum Beispiel obiges Ergebnis 62.39 Kg pro Quadratmillimeter mal 2/0.4 =312 Kg pro Quadratmillimeter. Die Metallmembrane muss also sehr duenn gehalten werden.
Nachdem man das Wesentliche aus obigen Vergleichen erkannt hat, kann man in Zukunft genauer rechnen, indem man die Formel (3) im vollem Umfang benutzt. Sie hat ausserdem den Vorteil, dass man direkt sieht, was den groesseren Einfluss hat, die radiale Laengenveraenderung oder die Dicke der Membrane.
Nimmt man an, dass die obigen, vermutlich grob vereinfachten und ebenso vermutlich nicht voll richtigen oder auch mit Fehlern behafteten Ueberlegungen grob etwa richtig sind, dann waere anzunehmen, dass dann, wenn die Membrane der Erfindung im Pumphube nahe zu ihrer oberen Endlage gedrueckt ist, aber mit ihren oberen Stirnflaeche die untere Stirnflaeche der Oberwand der Pumpkammer 37 noch nicht ganz erreicht hat, die groesste innere Spannung innerhalb der Membrane im Querschnitt beim Innenradius "r" auftreten wuerde. Dann aber kann man die obigen Formeln zu einer einzigen zusammenfassen, die dann wie folgt lauten und die maximale Spannung innerhalb der Membrane bei diesen Voraussetzungen direkt geben wuerde. Sie koennte lauten :
oder:
Darin ist die Berechnung des Neutralradius "C" in die Gleichung hereingebracht worden und der Wert "0.91" fuer Stahl und die meisten Metalle, der bisher unter dem Bruchstrich stand, wurde so umgeformt, dass er nicht mehr unter dem Bruchstrich steht.
In der Praxis ist die Pumpkammer aber so geformt, dass die Membrane mit ihrer oberen Stirnflaeche an der unteren Stirnflaeche der oberen Wand der Pumpkammer anliegt. Dann koennen sich die Spannungen aendern und evtl. auch verringern, insbesondere dann, wenn die Membrane der Erfindung Bogenformen nach der Figur 9-D erhaelt und die genannten Stirnflaechen diese Formen bilden.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die obigen Annahmen bisher nur vorlaeufige Hypthesen des Erfinders sind, die der weiteren Nachpruefung, Berichtigung oder Ergaenzung im Laufe der Zeit unterworfen werden moegen.
Die verschiedenen Membranen mit unterschiedlichen Abmessungen und aus unterschiedlichen Materialien laufen zur Zeit in den Teststaenden.
Von weiterem Interesse ist nun die Frage, ob die Membrane der Erfindung tatsaechlich auch noch aus anderen Gruenden, zum Beispiel aus Gruenden der geometrischen Formgebung, groessere Foerdermengen liefert, als die Membrane der bekannten Technik der Figuren 210 oder 218-C.
Dazu sieht man in Figur 210 die gerade Linie "B" fuer die konisch durch gedrueckte Membrane der bekannten Technik. Fuer den Vergleich muss man hier bei der konischen Durchbiegung bleiben. Die Foerdermenge unter dem konischen Ringelement ist nach Eickmann-schen Patentanmeldungen :
Daraus erhaelt man die Foerdermenge der Membrane der bekannten Technik nach Figur 210 zu :
und die der Membrane der Erfindung nach Figuren 2 bis 5 zu :
Die Foerdermenge der Membrane der Erfindung ist also im berechnetem Beispiel 3175/1885 = etwa 1,68 mal groesser, als die der Membrane der Figur 1 der bekannten Technik, wenn man den Einrichtungshub zugrunde legt. Laesst man die Membrane aber, wie in den Figuren, in beiden achsialen Richtungen gleiche Huebe machen, dann ist die Foerdermenge der Mebrane der Erfindung nach obigem Beispiel 3,36 mal groesser, als die der Membrane der bekannten Technik nach der Figur 210 beim Einweghüb. In Figur 215 ist ein Segment einer Membrane der Erfindung links der Achse 1700 mit Segmentbegrenzungswinkel "alpha" gezeichnet, sodass man es schraeg von oben sieht. Unten findet man wieder die Radien r,C und R im Abstand von der Achse, in der der Radius "null" ist. Der Anstellwinkel "ϕ" ist wieder eingezeichnet und so ist die Dicke "t". Der Querschnitt durch die Membrane beim Radius R ist dann 2Rπt und mit "AR" bezeichnet. Der Wert 2π ergibt sich darin daraus, dass das Segment den Sektor "alpha" durch 360° bildet und das ganze Element 360°hat. Da der Umfang-Durchmesser mal i ist und der Durchmesser 2R ist, folgt Umfang = 2r₇r und das multipliziert mit der Dicke "t" um den Querschnitt zu erhalten. Entsprechend erhaelt man die Querschnitte AC und Ar mit AC = 2Cπt und 2rπt. Gezeigt ist in der Figur, dass die die Membrane zerreissende Kraft "KC" im Querschnitt "AC" in beiden Richtungen wirkt und die Spannungen bei Radius "C" sind bereits oben berechnet worden. Die Kraft ist dann jeweils Spannung mal Querschnitt, also "sigma" mal "A". Die Pfeile zeigen auch, dass die die Membrane im Querschnitt "AR" zerreissen wollende Kraft "KR" radial nach innen gerichtet ist, wahrend die die Membrane im Querschnitt "Ar" zerreissen wollende Kraft "Kr" radial nach aussen gerichtet ist.
Die oben benutzte Gleichung, Gleichung (1), gilt mit Sicherheit nur fuer die radial aussen und innen frei bewegliche Tellerfeder. Sie bei der Berechnung der Membrane zu benutzen ist also zunaechst noch eine vorlaeufige Annahme, deren Richtigkeit oder Unrichtigkeit spaeter noch weiter untersucht werden mag. Man sieht aus der Figur 6 direkt, dass der Querschnitt bei "r" wesentlich kleiner ist, als der bei "R", sodass der Querschnitt bei "r" weniger Kraft "Kr" tragen kann, als Kraft "KR" im Querschnitt "AR". Man sieht aus der Figur 6 ebenfalls bildlich, dass die Kraft Kr umso kleiner werden muss, je kleiner der Radius "r" wird. Folglich muss die Membrane der bekannten Technik der Figur 210 frueher brechen und die Membrane der Erfindung nach Figuren 211 bis 214 muss laenger halten. Man koennte die Querschnitte KR und Kr gleich machen, indem man die Membrane gleichmaessig zunehmend dicker von radial aussen nach radial innen ausbildet, sodass die kuerzere Umfangslaenge bei "r" durch ein dickeres "t" ausgeglichen wuerde. Dann aber entstehen hoehere Aussenfaserspannungen, wie inzwischen aus der Gleichung (9) dieser Patentanmeldung bekannt wird.
Es wird im Uebrigen, auch in der bekannten Technik, angestrebt, die scharfen Formen der Membrane durch Boegen zu ersetzen oder abzurunden. Dann aber mochte man ebenfalls die Spannungen und die Foerdermege gerne kennen, um die Membrane im Voraus auf ihre Leistung hin zu berechnen und nicht viele Jahre mit teuren Versuchen zu verbringen. Folglich wird man die Huette, das Lueger Lexikon, die Klettsche Formelsammlung oder aehnliche Fachbuecher zur Hand nehmen, um Berechnungsformeln zu suchen. Tatsaechlich findet man auch Berechnungsformeln fuer Kreisabschnitte.
Figur 216 zeigt daher einen Auszueg aus dem Taschenbuch Huette, in der lediglich der Winkel in Figur 216 mit alpha bezeichnet ist, weil der in der Huette benutzte in dieser Anmeldung bereits eine andere Bedeutung hat. Zu der Figur 216 findet man in der Huette eine umfangreiche Tafel und die folgenden Formeln :

Sehnenlaenge S = 2r sin (µ/2)
Bogenhoehe

Mit diesen wunderschoenen Formeln, die im allgemeinen sehr praktisch sein moegen, kann man aber bei der Berechnung der gebogenen Membrane nichts anfangen. Denn man will den Winkel "alpha" (der Huette) wissen, den Radius "r" (der Huette) wissen, und vor allem den Winkel "ϕ" der Figur 215 wissen. Dieses aber sind bei der Membrane alles unbekannte Werte, die man ja errechnen will, also noch nicht hat, wie immer man auch versucht, die Huette Formeln umzuwandeln, oder andere Formlen aus den genannten anderen Literaturwerken mit zu benutzen, bleiben doch immer zwei Unbekannte ueber, sodass man nicht zuegig rechnen und die gesuchten Werte fuer die Membrane nicht finden kann.
Man kann bei diesen Bemuehungen schnell Wochen verbrauchen und hunderte von Blaettern mit Versuchen beschreiben, ohne zum Ziel zu kommen.
Hier schafft wieder ein RER Bericht Abhilfe, in dem Eickmann die Figur 216 mit den dazu spaeter zu eroerternden Formeln entwickelt hat. Man sieht darin links der Achse 1700 einen Teil eines Membranbogen Querschnitts als gebogene Linie mit dem Radius "Q" gezeichnet. Der Trick, den Eickmann hier anwendete, ist der, dass der Winkel "µ/2" halbiert wurde. Dabei erhaelt man naemlich ein strichliert gezeichnetes Dreieck R,f, das dem mit vollen Linien gezeichnetem Dreieck R,f in der Figur entspricht. In dem genanntem RER Bericht wird diese Tatsache benutzt, um alle Werte der Figur 8 rechnerisch zu entwickeln, sodass man sie so benutzen kann, dass die Berechnungen aller Werte der Bogenmembrane leicht moeglich wird. Als Endergebnis der Untersuchung im genanntem RER Bericht kommt heraus, dass der Winkel "φ" der Figuren 210 bis 215 einem Viertel des Winkels " u " der Huette Figur nach Figur 216 entspricht. Im Folgendem werden aus dem genanntem RER Bericht die Berechnungsformeln fuer alle Teile der Figur uebernommen. Sie sind :
Die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchung nach der Figur 217 sind also die bisher unbekannt gewesenen Formeln (11) und (12), aufgrund derer man nun alle Boegen aller Membranen berechnen kann.
Figur 218 zeigt schematisch die Grundfiguren der in dieser Schrift besprochenen Membranen. Und zwar zeigt Figur 218-A die konusfoermig durchgedrueckte Membrane der bekannten Technik der Figur 210. Figur 218-B zeigt die radial aussen konusfoermig durchgebogene, radial innen plane Membrane der Figuren 211 bis 215 der Erfindung. Figur 218-C zeigt die boegenfoermig abgerundete Membrane der bekannten Technik mit den Bogenradien "Rb" und Figur 218-D zeigt die radial aussen entgegengesetzt bogenfoermig abgerundete Membrane der Erfindung mit den Bogenradien "Rbb". Dargestellt ist in Figur 218 jeweils der Querschnitte einer halben, unendlich duennen, Membrane links der Achse O = 1700.
Die gerade durchgedrueckte Membrane der bekannten Technik nach Figur 218-A hat dann nach Gleichung (9) die Foerdermenge :
Die gerade durchgedrueckte Membrane der Erfindung nach Figur 218-B hat nach Gleichung (9) die Foerdermenge :
Die Foerdermenge der gebogen durchgedrueckten Membrane nach Figur 218-C hat die folgende Foerdermenge :

stufenweise Berechnung duenner Radialabschnitte in RER-FORMULAREN; (15)

Und die Foerdermenge der gebogen durchgedrueckten Membrane nach der Erfindung nach Figur 218-D ist :

stufenweise Berechnung duenner Abschnitte in RER-FORMULAREN. (16) mit :
und :

Nach diesen vorlaeufigen Formeln durchgerechnete Beispiele brachten bisher folgende Ergebnisse : Bei 30 mm "R"; 15 mm "r" und 3 mm "f" hat die Membrane der Figur 218-A der bekannten Technik den Winkel "ϕ" = 5.71 Grad und sie foerdert beim Einweghub 2.82743 Cubiccentimeter. Die Membrane der Erfindung nach Figur 218-B hat demgegenueber den Winkel "ϕ" = 11.31 Grad und sie foerdert beim Einweghub 4.94801 Cubiccentimeter.
Die gebogen durchgedrueckte Membrane der bekannten Technik nach Figur 218-C hat den Winkel "φ" = 5.71 Grad und sie foerdert 3.18086 Cubiccentimeter. Alle Foerderungen beim Einweghub.
Und die gebogen durchgerueckte Membrane der Erfindung nach Figur 218-D hat den Winkel "φ" = 11.31 Grad und sie foerdert 5.03607 Cubiccentimeter beim Einweghub.
Die Membrane der Figur 218-B der Erfindung foerdert also beim Einweghub 4.94801/2.87243 = das 1.565 fache der Membrane der Figur 218-A der bekannten Technik.
Die Membrane der Figur 218-C der bekannten Technik foerdert beim Einweg hub das 3.18086/2.82743 = das 1.125 fache der Membrane der Figur 218-A der bekannten Technik und die Membrane der Figur 218-D der Erfindung foerdert beim Einweghub das 5.03607/2.82743 = das 1.7811 fache der Membrane der bekannten Technik der Figur 218-A.
Die beste Membrane der Erfindung nach dem durchgerechnetem Beispiel schafft also das 1.7811 fache der Membrane der bekannten Technik der Figur 218-A an Foerdermenge, abgesehen davon, dass sie wesentlich geringere innere Spannungen hat und daher eine laengere Lebensdauer erwarten laesst.
In den einschlaegigen RER Berichten sind die wichtigen Grundlagen in die Taschenrechner Casio 602 P einprogrammiert, einschliesslich der Berechnung der Aussenfaserspannungen. So kann man fuer jede entsprechende Dicke der betreffenden Membrane den guenstigsten Innenradius "r" erhalten.
Fig.219 illustriert, wie man eine vorhandene Mitteldruck Pumpe, zum Beispiel eine der bekannten Dreiplunger Pumpen, in eine Hochdruckpumpe fuer mehrere tausend Bar umbauen kann. Zu dem Zwecke wird der Ventilkopf der Mitteldruckpumpe abgeschraubt und der Mitteldruck Kolben herausgenommen. In den Zylinder kann man dann eine Buchse 631 mit dem darin gelagertem Hochdruck Kolben 1774 kleineren Durchmessers einbauen. Die Laufbuchse 631 sitzt dann im vorhandenem Mitteldruck Pumpengehaeuse 1773 und ist vorteilhafterweise mit dem Flansch 2010 versehen, damit sie in achsialer Richtung festgelegt ist und ein Dichtringsitz 2011 die Abdichtung mittels Dichtring versorgen kann. Anstelle des herkoemmlichen Ventilkopfsatzes wird nun der Bodensatz 1921, zum Beispiel mittels Schraube(n) 1775 an das herkoemmliche Mitteldruck pumpengehaeuse angeschraubt und zwar so, dass die Anschlussmuendung des Bodensatzes 1921 vor dem Kolben 1774 liegt, sodass dieser moeglichst nahe an die Muendung herankommt, oder in die Muendung 2012 eintauchen kann. Auf den Bodensatz 1921 wird, wie aus voraufgegangenen Figuren bekannt ist, das Gehaeuse 91 mit dem Kopfdeckel geschraubt, wie durch die Schraubenachsen 92 angedeutet. Der Kopfdeckel hat die Einlass und Auslassventile 38,39, der Bodensatz den Zylinder 650 mit Leitungen oder Raeumen 1922,1923 und dem im Zylinder reziprokierbaren Hubkolben 652,649. Wenn die Stirnflaeche 1777 des Kopfdeckels 1 und die Stirnflaeche 1776 des Kolbens 652 gut planiert sind, kann dann ein entsprechender Hubsatz einer Mehrzahl von Elementen 1,11, W,oder W-Y Elementen nach vorauf beschriebenen Figuren eingesetzt werden, sodass die Pumpe dann Hochdruck von mehreren tausend Bar aus dem Auslassventil 39 foerdern kann.
In Fig. 220 ist das bereits beschriebene, aus der Wurzel 529 mit den beiden Schenkeln 527 gebildete V-Element einer neuen erfindungsgemaessen weiteren Ausbildung unterworfen, die darin besteht, dass die radial und achsial aeusseren Enden der Schenkel an ihren Ringnasen oder direkt an den genannten aeusseren Enden zu einander komplementaere Kugel Teilflaechen 1776,1777 mit Radien 1778,1779 bilden, wobei die Radien 1778 und 1779 gleiche Laengen haben. In Figur 225 sind solche Kugelteilflaechen zweier benachbarter Elemente aneinander gelegt. Diese Ausfuehrung hat den Vorteil, dass benachbarte Elemente keine Zentrier Ringe benoetigen, weil die zueinder komplementaeren Kugelteilflaechen sich selber zueinander zentrieren. Weitere Vorteile sind, dass die Kugelteilflaechen ineinander gleiten koennen und das Bilden enger Spalte eingeschraenkt oder vermieden werden kann. Es ist zweckdienlich, die Ausnehmung 1780 an einem der Schenkel auszubilden, denn dann kann man die Kugelteilflaechen 1776,1777 benachbarter Elemente aneinander laeppen, weil dann eines der Elemente einer Rotierbewegung und das andere einer kreuzweisen Schwenkbewegung unterworfen werden kann.
In der Figur 221 sind benachbarte V-Elemente ineinander gelegt, bei denen die Ringnasen mit zueinander komplementaeren Flaechen 1590,1591 mit Radien 1561,1562 gebildet sind. Wenn diese Flaechen sauber und masshaltig geschliffen sind, koennen die Flaechen ggf. wieder aneinander gleiten und die Spaeltoeffnung eingeschraenkt oder vermieden werden. Radial der Ringnasen sind wieder die Dichtringbetten 503,504 ausgebildet, die dann gemeinsam zusammen die Dichtringbetten 1014,1015 bilden.
Figur 222 loest ein Problem der Pumpen, naemlich das, dass Stainless Staehle ggf. im Laufe langer Einsatzdauer infolge geringen Kohlenstoffgehalts an Federspannkraft einbuessen koennen. Daher wird hier das V-Element mehrteileig ausgebildet. In der Mitte zwischen den Schenkeln 527 hat man Tellerfedern aus Federstahl, die mit 1790,1791 bezeichnet sind und die ihre Federkraft nicht verlieren. Ihre Rueckenflaechen 1900,1901 bilden hier noch den Spalt, weil das Element noch ungespannt gezeichnet ist. Wird es gespannt, dann liegen die Flaechen 1900, 1901 aneinander an. Der obere Elementenschenkel 527 bildet einen achsialen Fortsatz 1782, an dem die Inneflaechen der Tellerfedern 1790,1791 zentriert sind. Der untere Elementenschenkel 527 bildet ebenfalls einen achsialen Fortsatz, der mit 1783 bezeichnet ist und der radial von innen in den Fortsatz 1782 des oberen Schenkels dichtend eingreift. Ein Dichtringbett 1784 kann angeordnet werden, sodass die Fortsaetze 1782 und 1783 mit dem Dichtring im Dichtringbett 1784 eine gemeinsame und abgedichtete Wurzel eines V-Elementes der Figur 222 bilden.
Figur 223 zeigt ein im wesedntlichem der Figur 222 gleiches V-Element, jedoch sind hier die Schenkel am radial innerem Teile mit der Abnehmung 1785,1786 versehen, sodass die radial inneren Teile der Schenkel die duenneren und achsial leichter federnden, Schenkelteile 1787,1788 bilden.
Die Figur 224 zeigt ein dem der Figur 222 aehnliches V-Element, das sich von dem der Figur 222 dadurch unterscheidet, dass zwischen die Innenenden der Tellerfedern 1790,1791 und die gemeinsame Wurzel 1782 bis 1784 der Zentrierring 1789 mit dem Spalt eingelegt ist. Dieser Spalt dient der Moeglichkeit, dass die Tellerfderen bei ihrer Kompression den Ring 1789 in den Spalt 1792 druecken koennen, damit die radialen Innenflaechen der Tellerfedern 1790,1791 bei ihrer Kompression nicht gegen die Wurzel druecken und diese Wuzelteile 1782 bis 1784 nicht verbiegen.
Figur 225 zeigt ebenfalls ein der Figur 222 aehnliches V-Element, jedoch mit weiteren erfindungsgemaessen Anordnungen. So ist radial innerhalb der Ringnasen benachbarter Elemente der Zentrierrungsring 1793 eingesetzt und die Schenkel 2527,3527 sind bei dieser Ausfuehrung aus Federstahl herge stellt. Auf die der Innenkammer zugekehrten Enden der Schenkel sind duenne Bleche aus nichtrostendem Stahl oder Metall aufgelegt und mit 1796,1795 bezeichnet. Zwischen die benachbarten Elemente ist ein Stuetzring 1797 eingelegt, der nach Verduennungen 1799 die achsial flexiblen, duennen, nach aussen gespreizten Dichtlippen 1800,1801 bildet, die mit ihren Lippenspitzen die nicht rostenden Metallscheiben 1795,1796 beruehren und an ihnen dichten. Dadurch ist ein Dichtringbett 1794 zwischen den Ringnasen benachbarter Elemente und dem Stuetzring 1797 gebildet, in das ein in beiden Radialrichtungen dichtender Dichtring eingelegt werden kann. Zwischen dem Stuetzring 1798 und dem innerem Fuellring 1903 ist ein Spalt 1798 ausgebildet, damit der Stuetzring sich bei der Kompression und Expansion der Eelmentenschenkel frei radial bewegen kann. An den radial inneren Enden sind die nichtrostenden Bleche 1795,1796, die meistens aus SUS oder aus VEW Stahl, bzw. Aluminium Bronze hergestellt sind, durch Dichtringe in den Dichtringbetten 1906 und 1815 abgedichtet. Die Elementenschenkel 3527 und 2527 bilden an ihrer radial inneren Wurzel ein aus Kugelteilflaechen 1805,1806 an Ringnasenteilen 1803, 1804 ausgebildetes, selbst zentrierendes Schwenkgelenk. Zur Abdichtung in beiden radialen Richtungen sind Dichtringe 1808 bis 1810 zwischen Dichtringhalterungen 1810,1905,1907,1908 eingelegt. Die Dichtringe koennen aus verschiedenen Materialien sein, z.B. Ring 1808 aus Teflon, 180.9 aus Dichtungsgummi, 1810 wieder aus Teflon und 1811 aus Edelstahl oder Metall. Im uebrigen sind die Wurzeln der Schenkel und die radial inneren Enden der Bleche 1795, 1976 durch die Halterungen 1806,1807 umgriffen und mittels Dichtringen in Dichtringbetten 1813,1812,1814,1906,1817 abgedichtet, wobei an den spaltgefaehrdeten Ringlinien Stuetzringe 1814 und 1816 eingelegt sind. Die genannten Halterungen 1806,1807 sind mittels Vernietuungen 1820 ausserhalb der Ausnehmungen 1909 des Mittelkoerpers 1818 mit Durchflussbohrung 1819 unnachgiebig mit einander verbunden.
Figuren 226 uns 227 zeigen Ausfuehrungsbeispiele fuer den Antrieb der Hochdruckfluid Lieferkolben fuer mehrere tausend Atmosphaeren Fluiddruck. Fuer so hohe Drucke kann man keine herkoemmlichen Kolbenschuhe verwenden. Denn diese wuerden unter dem hohem Druck brechen, zerreissen, oder ggf. zu hohe Reibung bilden und heiss laufen. Zum Beispiel sind die fuer einige hundert Atmospheren verbreiteten Kolbenschuhe 3541 fuer Drucke von ueber 1000 Bar nicht mehr haltbar. Sie brechen. Bei 700 Bar arbeiten sie aber noch relativ betriebssicher. Daher muss man dafuer sorgen, dass dieser Kolbenschuh nicht mit mehr als etwa 800 bis 1000 Bar beaufschlagt wird. Das erreicht man erfindungsgemaess dadurch, dass von aussen her ueber die Leitung 1828 Druckfluid von unter 800 Atmospheren durch das Gehaeuse hindurch und durch die Zylinderwand hindurch in eine Sammelnut 1829,1830 des Treibkolbens 3540 geleitet wird, von wo aus es ueber Kanal 1832 in die Balanzierungs Druckfluidtaschen, z.B. 1835 des Kolbenschuhes 3541 geleitet wird. Um die Druckfluidtasche 1835 bildet sich dann das Abdichtteld aus, das durch die Ringnut 1836 begrenzt ist, aus der das Schmierfluid abfliessen kann. Die Flaeche 1837 ist dann eine reine Stuetzflaeche zur Stabilisierung der Lagerung und des Laufes des Kolbenschuhes auf der Kolbenhubflaeche 3566 des Kolbenhubantriebs 3542. Die Druckfluidtasche 1835 hat dann etwa den aus der Leitung 1828 von aussen zugefuehrten Druck. Als Druckquelle wird meistens eine gesonderte kleine Pumpe benutzt, die vom Hauptschaft der Hochdruckpumpe mit angetrieben wird und die das schmierende Druckfluid ueber eine Steuerung in die Leitung 1828 leitet, derart, dass beim Druckhub der volle Schmierfluid Druck von bis zu etwa 800 Bar in der Druckfluidtasche 1835 herrscht, beim Einlasshub die Leitung 1828 aber mit der Atmosphaere oder mit Niederdruck verbunden ist, sodass beim Einlasshub in der Druckfluidtasche 1835 Niederdruck oder Nulldruck der Atmosphaere herrscht. Das Verhaeltnis der Querschnittsflaeche des Treibkolbens 3540 zum Hubkolben 3535 bestimmt dann das Verhaeltnis des Druckes in der Druckfluidtasche 1835 zum Druck in der Aussenkammer 35 beim Druckhub. Ist der Querschnitt des Treibkolbens 3540 fuenfmal groesser, als der des Hubkolbens 3535, dann kann man bei 4000 Bar im Hochdruck Pumphub praktisch fast reibungsfreien Lauf des Kolbenschuhes auf der Kolbenhubflaeche 3566 erreichen. Um Dichtungen zu sparen, ist es zweckmaessig, das Gehaeuse 91 der Aussenkammer einteilig mit dem Zylindergehaeuse aus starkem verguetetem Stahl herzustellen. Dann aber muessen die Laufbuchsen (Zylinder) 1822,1832 in das gemeinsame Stahlgehaeuse eingesetzt werden und der Hochdruck Aussenkammer zu mit Halteborden 1825 gegen achsiale Verschiebung gehalten werden. Die Buchse 1822 sollte man auch unten durch Umboerdelung 1826 vernieten und die Buchse(n) 1823 kann man durch einen starken Stift 1824 gegen achsiale Verschiebung sichern. Wie in Vorfiguren dieser Anmeldung beshrieben, muss der Raum oberhalb der Treibkolben 3540,2540 mit einer Druck-Entlastungsleitung 1827 versehen werden.
In der Figur 226 ist die Druckfluidtasche 1854 des Kolbenschuhes 2541 mit dem Hochdruckfluid aus der Aussenkammer direkt geschmiert, damit die Zufuehrung durch eine Leitung 1828 von aussen her eingespart werden kann. In solchem Falle erhaelt der Kolbenhub Antrieb 2542 eine Kolbenhub Fuehrungsflaeche 2566 mit kleinerem Anstellwinkel, weil sonst die Direktschmierung nicht verwirklichbar ist. Waehrend in Figur 227 der Hubkolben lose und unbefestigt auf dem Treibkolben aufliegen kann, ist in Figur 226 der Hubkolben 2535 mit dem Treibkolben 2540 achsial zusammen gehalten. Die Zusammenhalterung geschieht durch einen Bund 1840 am Hubkolben, der in eine Ausnehmung im Treibkolben 2540 eingreift und darin mittels eines Halteringes, eines Sicherungsringes und einer Tellerfeder 1839 zwischen dem Haltering 1840 und dem Spannring 1838 gehalten ist. Der Haltering 1840 liegt auf dem Bund (Flansch) 1841 des Hubkolbens 2535 auf. Mindestens einer der Kolben erhaelt normalerweise eine radial plane Auflageflaeche, waehrend der andere ein sphaerisches Schwenkbett bilden mag, sodass zwischen die beiden Kolben 2540 und 2535 ein Lagerkoerper 1842 eingelegt werden kann. Dadurch wird radiale Verlagerung des einen Kolbens zum anderem moeglich, auch Achsfehler aus der Fabrikation werden ausgeglichen und die Anordnung wird fuer mehrere tausend Atmospheren betriebssicher. Das Druckfluid fuer die Druckfluidkammer 1854 des Kolbenschuhes 2541 wird dann aus der Aussenkammer 35 durch die Bohrungen 1821,1845,1849 direkt in die Druckfluidtasche im Kolbenschuh geleitet und diese hat dann etwa den gleichen Druck, wie den der in der Ausenkammer 35 herrscht. Der Lagerkoerper 1842 liegt mit seiner sphaerischen Rueckenflaeche 1843 im sphaerischem Schwenkbett 1844 des Kolbenbordes 1841. Der Kolbenschuh 2541 ist mit seiner sphaerischen Ruckflaeche in der sphaerischen Bettflaeche 1856 des Treibkolbens 2540 schwenkbar gelagert.
Die Probleme des hohen Druckes werden dadurch geloest, dass erfindungsgemaess der Treibkolben 1855 an seinem aeusserem Ende eine radiale Aufweitung 1855 bildet, die ueber den Durchmesser des Kolbens 2540 hinausgeht, damit ein Lagerbett mit grossen Teilkugelradius 1853 gebildet werden kann. Diese umgreift den Kolbenschuh so weit, dass der Kolbenschuh, der meistens aus Gussbronze besteht, unter dem hohem Innendruck nicht brechen kann, weil er aussen von dem starkem Endteil 1855 des aus zaehem und gehaertetem Stahl hergestellten Treibkolbens weitgehend umgriffen ist. Damit der Kolbenschuh nicht vom Kolben herunterfallen kann, ist der Verbindungsstift 1848 angeordnet. Er bildet im Kolbenschuh einen Schwenkfuss 1850, der an der mit Teilkugelradius 1852 im Kolbenschuh gebildeten Halteflaeche 1863 schwenken kann und den Kolbenschuh haelt. Am anderem Ende ist das Halterohr 1848 am Sitz 1847 des Kolbens 2540 mittels der Umboerdelung (Vernietung) 1846 gehalten. Radial ausserhalb des Rohres 1848 ist im Kolbenschuh ein Schwenkungsfreiraum ohne Bezugszeichen ausgebildet, damit die Schwenkung nicht behindert wird. Bei dem hohem Druck von mehreren tausend Bar wird die hydrostatische Lagertasche 1854 im Kolbenschuh sehr klein und das Abdichtteld 1861 radial kurz. Die Ringnut 1860 begrenzt das hydrostatische Lager radial nach aussen und ist mit dem druckarmen (drucklosem) Innerem der Pumpe verbunden. Ebenso die Ringnut 1863. Die Flaechen 1862 und 1864 sind dann reine Stuetzflaechen zur Stabilisierung und besseren Lagerung des Kolbenchuhes 2541 an der Kolbenhub-Fuehrungsflaeche 2566 der Kolbenhubfuehrung 2542. Bei zu steilen Anstellwinkeln der Kolbenhubfuehrungsflaeche 2566 ist diese Ausfuehrung nicht moeglich, weil die Tasche 1854 dann radial zu gross wuerde und die Dichtflaeche 1861 den Durchmesser des Hubkolbens 2535 zu weit radial ueberschreiten wuerde. Die Abdichtung waere dann aufgehoben, weil der Kolbenschuh von der Kolbenhub Fuehrungsflaeche 2566 abheben wuerde. Auch das rueckwaertige Ende des Kolbenschuhes 2541 muss mit der Lager Begrenzungsnut 1866 versehen und richtig bemessen sein. Siehe auch die weitere Nut 1867 und die Abflussnuten 1868 und 1865. Derartige Abflussnuten sind auch zu den Ringnuten 1863 und 1860 gelegt, aber nicht eingezeichnet, weil dadurch die Figuren 126,127 zu unuebersichtlich wuerden. Die Ausbildungen nach den Figuren 219,226,227 sind wichtige Mittel der Erfindung, um den hohen Druck in der Innenkammer 37 oder bei den Figuren 226 and 227 auch in der Aussenkammer 35 zu verwirklichen.
Die Figuren 228 bis 231 zeigen weitere Vervollkommnungen des W-Y Elements der Erfindung. Es soll auch den radial von inner herkommenden Druck auf das Element in der Wirkung auf das Element verringern und innere Dichtungen ganz ausschalten, sodass nur die Abdichtung nach den Figuren.99 usw. zwischen zwei benachbarten W-oder W-Y Elementen verbleibt. Dazu bildet das Element die Wurzel 1875 mit der Durchflussbohrung 1876 radial tief innen aus und formt die an die konischen Innenflaechenteile anschliessenden Zwischenschenkel 1893,1895 an den mittleren Achsialenden des Elements. Die radial aeusseren Schenkelteile sind mit 1,11,12,13,4,5,3 geformt, wie aus den im Voraufgegangenem frueher beschriebenen zu den betreffenden Figuren. Radial von aussen her wird dann in das Element ein radial zweigeteilter (oder mehrgeteilter) Distanzring 1877 eingelegt, auf dem die bereits beschriebenen Lagerflaechen 3 des Elements lagern. Der Ring 1877 kann mit Bolzen 1878 zusammen gehalten werden. Soll in der Aussenkammer kein hoher Druck herrschen, dann kann man den Totraum fuellenden Distanzring 1877 durch einen radial duenneren Ring 1879, wie in Figur 228 strichliert gezeigt, ersetzen. Figur 229 zeigt das Element in separierter Darstellung und die Figuren 230 und 231 zeigen einen radial duennen Distanzring 1879. Die Zweiteilung erfolgt in Flaeche 1884, in der der Ring zusammen gelegt und mittels der Verbindung 1885 bis 1887 zusammen gehalten ist. Die Flaechen 1880 bilden die Distanz Lagerung fuer die Flaechen 3 des Elements 1,11,1875 und die gebogenen Flaechen 1881 dienen der Zentrierung des Distanzringes an der Ausbauchung des Elements zwischen den Flaechen 3 und 5.
Wenn beim Druckhub die Aussenschenkel 1,11 des Elementes schwenken, biegen sich die inneren Schenkel 1893,1894 mit durch und das Element wird dadurch geschmeidiger. Ein laengerer Hub wird moeglich. Da die Innenschenkel 1893,1894 mit ihren achsialen Aussenflaechen direkt in die Flaechen 4 muenden, kann Druck in Radialrichtung von inne her nur auf die Innenflaechen 4 und auf die Ringnasen 12 wirken. Das Element hat daher nur geringe Radialausdehnung unter Innendruck.
Figur 232 zeigt eine Fabrikationsmethode fuer das mit dem Flansch 284 zwischen dem Kopfdeckel 1 und dem Gehaeuse 91 eingespannte, durch Dichtringe in Dichtringbetten 516,517 abgedichtete S-Element mit verstaerktem Bodenteil 1330. Das S-Element mit konischen Schenkeln 510,610 zwischen den inneren und aeusseren Wurzeln 281 und 280 zeigt gegenueber den bereits frueher in dieser Anmeldung beschriebenen S-Elementen nichts prinzipiell neues. Es zeigt aber die bevorzugte Formgebung fuer eine einfache Fabrikationsweise. Das Element wird mit Flansch und Boden zunaechst z.B. aus den beschriebenen Stainless Staehlen gedreht, wobei zwischen dem unterem Bodenteil und dem oberem Flansch ein duennwandiges, zylindrisches Rohrteil entsteht. Danach wird das so vorbereitete Rohteil in eine radial zweigeteilte Form eingelegt, die die Formgebung der Aussenfasern des Elements der Figur 232 hat. Nach Verschluss der Form wird hoher Oeldruck, von einer anderen der Pumpen der Erfindung erzeugt, radial innen in das Element hereingeleitet. Der hohe Oeldruck presst dann den vorher zylindrisch gewesenen Teil in die Nuten der Aussenform hinein und das Element erhelt so die in der Figur gezeichnete Querschnittsform. Nach Erreichen dieser Form wird die Aussenform geloest, sodass man die beiden Teile der Form radial herausnehmen kann. Das S-Element hat dann die gezeichnete Form und kann zur WeiterBearbeitung gegeben werden, die das Rollen der inneren und aeusseren Oberflaechen fuer Verfestigung der Oeberflaechen und das Kugelstrahlen der Oberflaechen beinhalten mag.
Figur 233 zeigt eine Erscheinung bei duennwandigen Elementen, die nicht unberuecksichtigt gelassen werden sollte. Die V-Elemente, wenn duennwandig, biegen sich nicht immer wie eine Tellerfeder geradlinig durch, sondern sie koennen biegen in der Wurzel und in den Schenkeln. In der linken seite der Figur sieht man unschraffiert die urspruengliche, die ungespannte Querschnittsform eines solchen duennwandigen V-Elements. Gleichzeitig sieht man in der linken Haelfte der Figur schraffiert die Form des Querschnitts nach der vollen Spannung. Die Schenkel 527 sind dann nicht mehr geradlienig im Querschnitt, sondern bogenfoermig. Die Ringnasen 502 der ungespannten Form haben sich bei der Zusammendrueckung des Elements zu den Positionen 1894 verlagert und die Schenkel haben jetzt die Querschnittsform nach 2527 der linken Haelfe der Figur 233. Infolge dieser Erkenntnis der Erfindung sind erfindungsgemaess die Querschnitte der inneren und der aeusseren Totraum Ausfuellkloetze nach der rechten Seite der Figur zu formen. So haben die aeusseren Ausfuellkloetze 1889 dann die Aussenfasern 1891 und 1892, waehrend die inneren Ausfuellkloetze 1888 den in der rechten Haelfte der Figur 233 gezeichneten Querschnitt erhalten.
Die Figur 234 zeigt im Laengsschnitt eine weitere Herstellungsweise fuer S-Elemente nach der Erfindung. Tellerfedern und Elemente wurden in der bekannten Technik gelegentlich als verklebt oder verschweisst beschrieben. Solche Verschweissungen oder Verklebungen halten aber nicht, wenn sie an den bisherigen Stellen verschweisst werden. Nach der Erfindung der Figur 234 erhaelten die aus der Wurzel 529 und den Schenkeln 527 gebildeten V-Elemente radial aussen achsial nach aussen gerichtete duennwandige Fortsaetze 1896, die an ihren achsial aeusseren Enden eine Abschraegung und eine radial nach innen gerichtete Verdickung, die durch 1896 und 1897 gezeigt sind. Zwischen zwei benachbarte Elemente wird jeweils der betreffende innere Ausfuellklotz 1898 eingelegt und danach werden die Abschraegungen 1895 mit Schweissmaterial gefuellt, sodass die Verdickungen 1897 durch die Verschweissung 1895 miteinander verschweisst sind. Die beschriebenen Stainless Staehle sind auf diese Weise mit Argon gut verschweissbar. Diese Art der Verschweissung bricht bei der Kompression der Elemente auch nicht mehr, weil die duennwandigen Fortsaetzte 1896 sich durchbiegen koennen, sodass die Schweissnaehte 1895 geringer belastet werden, als in der bekannten Technik. Die Verdickungen 1897 zusammen mit 1895 bilden eine Verschweissung groesseren Querschnitts, sodass die per Querschnitssflaeche geringer belastbare Schweissnaht infolge groesseren Querschnitts die gleiche Haltbarkeit gegen Durchbiegung erhaelt, wie sie die Fortsaetzte 1896 und die Wurzeln 529 der Figur haben. Die inneren Ausfuellkloetze erhalten die radial ausgedehnten Mittelteile 1898 und einendig oder doppelendig angeordnete Achsialfortsaetzte 1912,1913 mit Endflaechen 1910,1911 zur moeglichst vollen Ausfuellung der Innenkammer beim zusammengedruecktem Zustand des Elements. Der Hub des Elements hat dann die Hublaenge 1922 und die Innenkammer 37 ist aus den Kammernteilen 1918 und 1919 gebildet, die das Wasser aus der Pumpe foerdern. Nach Vollendung des Hubes 1922 liegen die Endflaechen 1910,1911 an den Wandflaechen der Schenkel 527 an und die Endflaechen der Innenteile 1912, 1913 der Ausfuellkloetze 1898 stossen dann aneinander an, sodass kein weiterer Hub mehr erfolgen kann. In die Bohrungen 1914 in den Ausfuellkloetzen und radial innerhalb der V-Elemente ist der mittlere Ausfuellklotz 1915 angeordnet, der gleichzeitig den Hubbegrenzer zwischen dem Elementenboden 1330 und der Sirnflaeche des Kopfdeckels 1 bildet. In bereits voraufgehend beschriebener Weise ist der Dichtringsitz 517 im Element vorteilhaft.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass es zweckdienlich sein kann, der Aussenkammer 35 ein Sicherheitsventil oder Ueberdruckventil 1923 zu zu ordnen, wie beispielsweise in Figur 212 gezeigt ist. Denn dann kann man sicher sein, dass der Hubsatz voll zusammengedrueckt oder die Membrane voll gegen ihre Endanschlaege in der Innenkammer gedruckt wird, Besonders bei Membranen ist dann eine voellige Entleerung der Innen und Aussen Kammern gesichert und dadurch der hoechste Wirkungsgrad erreicht. Man bedenke, dass der Kontrollkoerper 1716 der Figur 212 auch bei hoechsten Drucken und .8. duennwandigen Membranen Beschaedigungen der Membranen durch Anlauf an die Hub Begrenzungsflaechen ausschliesst.
In Figur 235 sind die Stuetzringe 20 und 958 zwischen benachbarten Ringnasen Elementen 1,11 radial nach innen versetzt eingezeichnet, damit man sie und ihre Abschraegungen besser erkennen kann, weil diese Anordnung eine besonders wichtige fuer eine haltbare Abdichtung ist.
In Figur 236 sind die Druckfluidfelder "q" der Innenkammer und "Q" der Aussenkammer ueber den Schenkeln eines Elements mit den Radien a,A,b,B der radialen Abdichtenden der Ringnasen der Elemnente dargestellt und darunter sind die Momentengleichungen eingetragen, damit man direkt erkennen kann, das die Elemente immer zusammengedrueckt bleiben mit ihren Ringnasen, wenn der Druck in der Innenkammer den der Aussenkammer nicht ueberschreitet. Anhand dieser Figur kann der Leser die entsprechenden Momente und Zusammendruck Kraefte leicht berechnen.
Figure 237 zeigt einen Querschnitt um den radial aeusseren Teile eines mit Radien "p" um die Kreislinien "P" doppelt gebogenes Membran - Elements in radial zehnfacher und achsial hundertfacher Vergroesserung. Diese Vergroesserung ist gewaehlt, um die Spannungen infolge Laengsaenderungen direkt sehen zu koennen. Gezeichnet ist strichliert die Mittelfaser des Elements gleicher Dicke "t", sowie die obere und die untere Aussenfaser, die ausgezogene Linien sind. Der Hubweg ist "f". Unten sieht man in waagerechten strichlierten Linien das Element im ungespanntem Zustand. Legt man von einer Kreislinie, die in der Figur als Punkt "P" erscheint, einen Strahl durch das Element, und zeichnet die senkrechte durch den Schnittpunkt des Strahles mit der Mittelfaser des Elements, dann sieht man unten drei uebereinander liegende Punkte, die als Punkt,Kreis und Doppelkreis dargestellt sind. Bei der Durchbiegung des Elements (der Membrane) erreichen diese Punkte die darueber dargestellten Punkte : Punkt,Kreis und Doppelkreis, wenn man annimmt, dass die Mittelfaser genau senkrecht ueber dem Ursprungspunkt liegt. Man sieht, dass infolge der Dicke des Elements, die Punkte der Aussenfaser weit, um die Laengen "ΔLo" und "ALi" nach rechts und links verlagert sind. Um diese Laengen sind also die Aussenfaserpunkte radial nach innen oder aussen verlagert und erzeugen entsprechende Spannungen innerhalb des Elements. Waere das Element unendlich duenn, dann wuerden diese Laengsaenderungen, Radialverlagerungen, nicht auftreten und das Element wuerde dann lediglich den Spannungen in radialer und peripherialer Richtung der Mittelfaser unterliegen. Sollten diese Spannungen ueberall etwa annaehernd gleich sein, koennte man annehmen, dass das lement von radial aussen nach innen verhaeltnisgleich zum Radius verdickt werden muesste, um ueberall gleiche Querschnitte gegen Radialzug zu haben. Diese Verdickung ist durch strichlierte Linien angedeutet. Nach bisheriger Erfahrung kann man das Membran-Element gleichmaessig dick halten, wenn es auf dem innerem Drittel des Radius plan gehalten wird und wenn der Kontroll-Koerper 1716 der Figur 212 in die Pumpe, die Innenkammer begrenzend und die Anlaufwand fuer die Membrane bildend, eingebaut ist. Metallmembranen von 0,2 bis 0,4 mm Dicke halten dann gute Lebensdauer durch.
Bei allen Ausfuehrugsarten der Erfindung sollten bei Metall-Elementen (Stainless Stahl, gehaertet, VEW Stahl, Aluminiumbronzen usw.) die radialen Aenderungen etwa 0.3 Prozent des Ursprungsdurchmessers nicht ueberschreiten und bei Teflon 0.9 Prozent moeglichst nicht ueberschreiten. Bei Teflon oder anderen Kunststoff Elementen oder Membranen muss man damit rechnen, dass der hohe Druck die Dicken dieser Elemente zusammendrueckt, sodass sie Wellen bilden, weil sie sich infolge der Einspannung nicht radial ausdehnen koennen.
Es ist leicht zu sehen, dass fuer die verschiedenen Anwendungszwecke die Pumpe der Erfindung nicht mit einem einzigem Erfindungsmerkmal beschrieben werden kann und eine Anzahl von Erfindungsmerkmalen zusammen verwendet werden muessen, um die bestmoegliche Pumpe fuer die betreffende Leistung bei dem betreffendem Druck zu erhalten. Die folgenden Patentansprueche sind daher Kurzfassungen des Patentbegehrens fuer die Zeit, wie es sich am Anmelde Tage darstellt. Wenn spaeter der Stand der Technik vom Patentamt ermittelt sein wird, moegen diese Patentansprueche ergaenzt, eingeschraenkt oder in Teile mit aus der Figurenbeschreibung entnommenen Merkmalen vereinigt werden. Alle Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung schon jetzt in einer Vielzahl von Patentanspruechen zu nennen, ist schwierig, solange der Stand der Technik noch nicht voll bekannt ist. Die Entwicklung dieses Pumpe hat laenger als ein halbes Jahrzehnt gedauert und ihre Pruefungsprotokolle, Patentunterlagen, Entwicklung von Berechnungsformeln und Untersuchungen der Grundlagen fuellen 8 Baende von je ueber 200 Seiten. Soweit die Einzelheiten dieser Erfindung nicht in schon jetzt aufgestellten Patentanspruechen erscheinen, sind ihre Wortlaute, soweit bereits definiert, in anderen Patentanmeldungen des Anmelders oder Erfinders beim Europa Patentamt oder beim Deutschem Patentamt beschrieben.
Die Entwicklungsarbeiten fuer diese Erfindung haben im Laufe der Jahre zu immer kompakteren Aggregaten gefuehrt. Dabei werden die Waerme abfuehrenden Flaechen immer kleiner, je kompakter die Pumpe wird. Die Gehaeuse Oberflaeche reicht dann zur Abfuehrung der Waerme nicht mehr aus, zumal das Wasser, das die Innenkammer durchstroemt, nur einen Teil der Waerme abfuehrt. Daher ist es bei kompakten Aggregaten zweckdienlich die Wasserzuleitung durch Teile der Pumpe, die Oel in beachbarten Raeumen haben, oder durch den Oeltank zu leiten, bezw. besondere Kuehlraeume, Kuehlkanaele oder Kuehlflaechen die einerseits vom Arbeitsoel, andererseits vom Zuflusswa sser bestroemt werden.
Zusammenfassend sind durch die Erfindung u.a. folgende Anordnungen oder Merkmale getroffen, beziehungsweise Aufgaben geloest worden:

1.) Achsial federbarer konischer Ring, der unter sich einen einen hohlkonischen Raum bildet, (wie eine Tellerfeder) dadurch geke. reichnet, dass mindeste einem der radialen Ende 13,33 :.m Ring 1,11 in im Wesentlichem achsialer Richtung erstreckter, teilweise radial federbarer, im
zylinderischer Ringteil 2,12,32.42 zugeordnet ist.
2.) Ring nach Ausfuehrung 1, dadurch erkennbar, dass der Ringteil 12 mit dem konischem Ring 1,11 einteilig ist.
3.) Ring nach Ausfuehrung 1, dadurch erkennbar, dass der genannte zylindrische Ringteil 12 am radial aeusserem Ende (zwiffen 13,33) des konⁱ inges 1,11 mit dem konischem Ringe einteilig ausgebildet und vom hohlkonischem Achsialende 4 .chen Ringes im Wesentlichen achsial gerichtet erstreckt ist.
4.) Ring nach Ausfuehrung 1 und dadurch erkennbar, dass ein konisches Ringpaar 1 und 11 aus zwei konischen Ringen, 1,11, deren hohlkonische Achsialenden 4 einander zugekehrt sind, gebildet ist.
5.) Ringpaar nach Ausführung 3 und 4, dadurch erkennbar, 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 Innenflaechen beider zylindrischen Ringteile 12 beruehrender Zentrierzylinder 20 angeordnet ist.
6.) Ringpaar nach Ausfüehrung 5, dadurch erkennbar, dass das Ringpaar von Spannringen 27,28,80 umgeben und zusammen gehalten ist, die mit radial inneren Teilen 32 die achsial und radial aeusseren Enden 13 der konischen Ringe 1,11 des Ringpaares 1,11 umgreifen, die Ringe 1,11 des Ringpaares zusammen klemmen und die Spannringe insbesondere die genannten achsialen und radialen Enden der konischen Ringe teilweise radial federbare, im wesentlichem zylindrische Ringteile 32,42 enthalten.
7.) Ringpaar nach Ausführung 6, dadurch erkennbar, 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 gennanten zylindrischen Ringteile 12 mit Stellen oder Teilen der genannten zylindrischen Ringteile 12 der Radialbewegung 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 Zentroerzylinders 20 angeordnet ist.
8.) Ring nach Ausfuehrung 1, dadurch erkennbar, 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.
9.) Ringpaar nach Ausführungen 6 und 7, dadurch erkennbar, 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 Durchmesser duenner Wand 2 angeordnet ist.
10.) Ring nach Ausführung 1, dadurch erkennbar, 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.
11.) Ringpaar nach Ausfuehrung 7, dadurch erkennbar, 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 stellenweise federbares Ringstueck 22 ausgebildet ist, das ggf. unter Einschaltung eines plastischen Dichtringes 49 an der genannten Innenflaeche 60 dichtet und das genannte Ringstueck 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.
12.) Ringpaar nach Ausfuehrung 5 dadurch erkennbar, dass das Ringpaar von einem die beiden konischen Ringe des Ringpaares zusammenhaltendem, in radialer Richtung federbarem Klapnring 80 umgeben ist.
13.) Ringpaar nach Ausführung 5 aber ohne den Zentrierzylinder 20, dadurch erkennbar, dass die beiden konischen Ringe 1,11 des Ringpaares zusammen mit ihren zugeordneten teilweise zylindrischen Ringteilen 12,13,23, einteilig als ein einziger Federkoerper ausgebildet sind, an dessen inneren Achsialenden auch noch die zylindrischen Ringteile 2 einteilig mit dem
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.
14.) Anordnung nach Ausführung 1 oder dadurch erkennbar, dass die Anordnung als Pumpe oder Motor verwendet wird.
15.) Anordnung nach Ausführung 14, dadurch erkennbar, 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 InnenDurchmesser der Dichtungsringtragrohre 3 und dem Aussendurchmesser der Massivkloetze 5 einen engen Ringspalt 4 bilden, in den aus der betreffenden Arbeits-Kammer her Druckfluid eindringen kann, um das betreffende Dichtringtragrohr 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.
16.) Anordnung nach Ausführung 14, 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.
17.) Anordnung nach Ausfuhrung 16, dadurch erkennbar, dass die Druckfluidfuellung des genannten Gehaeuses zeitlich parallel zum Hube des Arbeitstaktes der Pumpe oder des Motors gesteuert ist und der Fluiddruck im Gehaeuse 6 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.
18.) Aggregat nach Ausführung 14, dadurch erkennbar, oder Pumpe bzw. Motor, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Behaelter 11 zwei Fluessigkeiten unterschiedlichen spezifischen Gewichtes angeordnet sind oder die beiden Fluessigkeiten anderweitig voneinander getrennt gehalten sind und ein Arbeitskolben 15 ohne die zweite der Fluessigkeiten zu beruehren, in die eine der Fluessigkeiten eintauchend, angeordordnet ist.
19.) Aggregat nach Ausfuehrung 18, dadurch erkennbar, dass die erste der Fluessigkeiten eine mit Schmiereigenschaften, zum Beispiel Oel, 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.
20.) Aggregat nach Ausführung 19, dadurch erkennbar, 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 angeordnet 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 spezifischem Gewicht befindet und die Hoehe des Kolbens und seines Hubweges entsprechend angeordnet sind.
21.) Aggregat nach Ausführung 20, dadurch erkennbar, dass der genannte Kolben 33,49,52 als Zweitkolben eines Kolbentriebes angeordnet ist, indem der genannte Zweitkolben 33,49,52 sich in einem Zylinder 6,11,1111 befindet und das obere Zylinderteil des den Zweitkolben beinhaltenden Zweitzylinders mittels einer Leitung 31 mit dem Zylinderboden eines einen Erstkolben 15 beinhaltendem Erstzylinders verbunden ist.
22.) Aggregat nach Ausführung 21, dadurch erkennbar, dass der genannte Erstkolben ein durch einen Kolbenantrieb angetriebener Geberkolben 15 ist, wodurch der Geberkolben 15 eine Fluidsaeule aus dem Erstzylinder durch die genannte Leitung 31 in den Zweitzylinder drueckt und der genannte Zweitkolben dadurch als Folgekolben parallel zu der Bewegung des Geberkolbens 15 getrieben wird.
23.) Aggregat nach Ausfuhrung 22, dadurch erkennbar, dass der Folgekolben Mitteln zugeordnet ist, die ihn in seine Ausgangslage zurueckdruecken und damit das Fluid in der genanten Leitung auch den Geberkolben in seine Ausgangslage zurueckdrueckt.
24.) Aggregat nach Ausführung 23, dadurch erkennbar, dass mehrere Geberkolben und Folgekolben durch einen gemeinsamen Antrieb zeitlich nacheinander betrieben angeordnet sind.
25.) Aggregat nach Ausführung 24, dadurch erkennbar, dass der genannten Leitung zwischen dem Geberkolben und dem Folgekolben Mittel zur rechtzeitigen vollen Fuellung der Leitung mit Fluid und/oder zum Abfluss von in ihr enthaltenem Fluidueberschuss angeordnet sind.
26.) Aggregat nach Ausführung 25 und dadurch erkennbar, oder nach einer der anderen der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, dass zwischen dem Geberkolben und dem Folgekolben eine Uebersetzung derart angeordnet ist, dass der Folgekolben mit groesserem Durchmesser als der Geberkolben ausgebildet ist.
27.) Aggregat nach Ausführung 26, dadurch erkennbar, 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.
28.) Aggregat nach Ausführung 26, dadurch erkennbar, dass die beiden genannten Fluessigkeiten in Kammernteilen angeordnet sind, beziehungsweise sich in ihnen aufhalten, die eines von ihnen oder beide mit einem entsprechenden Fuellanschluss versehen.
29.) Aggregat nach Ausfuhrung 28, dadurch erkennbar, 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.
30.) Aggregat nach Ausführung 26, dadurch erkennbar, dass unterhalb des Folgekolbens 49 des groesseren Durchmessers ein Arbeitskolben 52 kleineren 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 Arbeitskolben 52 in die Fluessigkeit hineingedrueckt wird.
31.) Aggregat nach Ausfuehrung 30 oder einer anderen Ausfuehrung, dadurch erkennbar, dass die genannten Raumteil mit den in ihnen befindlichen 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.
32.) Aggregat nach Ausführung 14 oder nach einer der Ausfuehrungen 15 bis 31, dadurch erkennbar, dass die achsialen und radialen Spannungen der Element,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.
33.) Anordnung nach Ausfuehrung 1, oder ein Aggregat mit einer in einem Gehaeuse angeordneten Pumpkammer, die zwischen einem Deckel und einem in achsialer Richtung nachgiebigem Element (Feder, Membrane) angeordnet ist und mit einer Vorrichtung zur periodischen Volumenaenderung der der Pumpkammer, dadurch zu erkennen, dass dem Element eine Bodenauflage (z.B. 101) und eine Kopfanlage (z.B. 100 ) zugeordnet sind, deren Abstand voneinander geringer ist, als die achsiale Durchbiegbarkeit des Elements, zwischen dem Element (z.B. 61) und der Bodenauflage eine erste Pumpkammer (z.B. 35), zwischen dem Element und der Kopfanlage eine zweite Pumpkammer (z.B. 37) ausgebildet sind, der ersten Kammer eine Pumpvorrichtung (z.B. 52) zum periodischem Fuellen und Entfuellen zugeordnet ist und der zweiten Pumpkammer Einlass-und Auslass-Mittel, zum Beispiel Ventile (38, 39) zugeordnet sind.
34.) Aggregat nach Ausführung 33, dadurch erkennbar, dass das Element zwischen dem Deckel (1) und einer daran befestigten Halterung (Einsatz, Koerper) (91) eingespannt ist.
35.) Aggregat nach Ausführung 34, 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
36.) Aggregat nach Ausführung 34, dadurch erkennbar, dass das eingespanntsein die Befestigung des Elementes bildet und der Innendurchmesser der Befestigung den Aussendurchmesser der genannten Pumpkammern (35, 37) bildet.
37.) Aggregat nach Ausführung 36, dadurch erkennbar, das der ersten Pumpkammer (35) ein Hubkolben (52) von im Vergleich zu den Pumpkammern (35, 37) kleinem Durchmesser, aber langen Hubes zugeordnet ist.
38.) Aggregat nach Ausführung 37, dadurch erkennbar, dass der Hubkolben (52) auf einem Druckkolben (124) aufliegend und von ihm getrieben angeordnet ist, wobei der Druckkolben einen groesseren Durchmesser als der Hubkolben hat und der in einem Zylinder angeordnete Druckkolben durch einen Pumpkolben kleineren Durchmessers ueber ein zwischengeschaltetes Druckfluid betrieben ausgebildet ist.
39.) Aggregat nach Ausführung 34, 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 eine in achsialer Richtung mit besonders langem Hub verformbares, federbares Element Ringelement (61) ausbildend angeordnet ist.
40.) Aggregat nach Ausführung 39, 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.
41.) Aggregat nach Ausführung 40, dadurch erkennbar, dass einem der Wellenberge der Bodenauflage eine durch den Boden (den Einsatz 91, Figur ) gehende Entlueftungsbohrung (120) zugeordnet ist.
42.) Aggregat nach Ausführung 39, 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.
43.) Aggregat nach Ausführung 42, 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.
44.) Aggregat nach Ausführung 37, 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 Zylin der 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 eine Druckfluidlieferaggregat mit Fluid fuellen laesst, solange der genannte Hubkolben in dessen genannter aeusserer Totpunktlage die genannte Bohrung offen haelt.
45.) Aggregat nach mindestens einer der Ausfuehrungen, 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 des ganannten Elementes ausgebildet ist.
46.) Aggregat nach Ausfuehrung 45, und dadurch erkennbar, dass die 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. (z.B. Figur )
47.) Aggregat nach Ausfuehrung 46, und dadurch erkennbar, dass dem Boden (z.B. 440) des Elements (z.B. 210,510,610,280, 281,284) eine Zuganordnung angeordnet ist, durch die 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.
48.) Aggregate nach Ausfuehrung 47, 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.
49.) Aggregat nach Ausfuehrung 45, 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.
50.) Aggregat nach Ausfuehrung 49, 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. ^A
51.) Aggregat nach Ausfuehrungen 49 oder 50, und dadurch erkennbar, dass der Innenraum des Elementes mit einem Ausfuellklotz (216) versehen ist, der den Innenraum im gespanntem Zustande des Elementes ausfuellt.
52.) Aggregat nach Ausfuehrung 51, 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.
53.) Aggregat nach Ausfuehrung 45, 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) einem 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.
54.) Aggregat nach Ausfuehrungen 33 oder 45 oder mindestens einer Ausfuehrungen dadurch erkennbar, dass der genannten ersten Pumpkammer (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.
55.) Aggregat nach Ausfuehrung 45, oder einer der Ausfuehrungen, und dadurch erkennbar, dass die Zwischenraume zwischen den benachbarten konischen Ringteilen (510,610) zwecks Vermeidung 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 Zwischenraeume zwischen den genannten Ringteilen und den aeusseren Fuellstoffteilen (215) vorhanden sind.
56.) Aggregat nach Ausfuehrung 45 oder einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, dass des 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 radial umgibt und die Tellerfedern durch Klampenringe (265,272) umgriffen und zusammen gehalten sind. (Figur )
57.) Aggregat nach Ausfuehrungen 33,45 oder einer Ausfuehrung und dadurch erkennbar, 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 (381) 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.
58.) Aggregat nach Ausfuehrung 33 oder einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, 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 Differentialkolben 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 Maximal 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.
59.) Aggregat nach Ausfuehrung 33 oder einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, dass die Klampenringe (327,328, Figur ) Ringnuten (239) haben, die an den Klampenringen radial federbare Halteteile (332) zum Zusammenhalten der Elemente des Elementenpaares (301, 302) ausbilden.
60.) Aggregat nach Ausfuehrung 45 oder einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, dass die Elemente (401,Figur ) 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.
61.) Aggregat nach Ausfuehrung 45 oder einer der Ausfuehrungen, und dadurch erkennbar, dass ein U-Element aus einem Verbundungsbogen (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.
62.) Aggregat nach Ausfuehrung 33,45 oder einer der Ausfuehrungen, und dadurch erkennbar, 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.
63.) Anordnung nach Ausfuehrung 1, oder, Aggregat mit in einem Gehaeuse angeordneter, Fluid beinhaltenden Arbeitskammer, die in ihrem Volumen periodisch veraenderbar ausgebildet und mit Einlass-und Auslass - Ventilen versehen ist und der eine erste Pumpkammer (Arbeitskammer) mit einem ihr zugeordnetem, die Form oder Lage der ersten Pumpkammer periodisch veraenderndem Kolben ueber eine Fluid-Trennflaeche, Membrane, konisches Ringelement, zugeordnet ist, oder dadurch erkennbar, 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 Lagemase (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.
64.) Aggregat nach Ausfuehrung 63, oder 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.
65.) Aggregat nach Ausfuehrung 63, oder 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.
66.) Aggregat nach Ausfuehrung 65 oder 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.
67.) Aggregat nach Ausfuehrung 66, oder dadurch erkennbar, dass innerhalb der Elemente des Elementenpaares ein Kammernteil (537) ausgebildet ist.
68.) Aggregat nach Ausfuehrung 67, oder dadurch erkennbar dass mehrere der Elementenpaare achsgleich mit ihren inneren Nasen (508) in (511) aufeinander gelegt, eine Elementen - Hubsaeule (526) bilden.
69.) Aggregat nach Ausfuehrungen 66,67 oder 68, oder dadurch erkennbar, dass benachbarte der Dichtsitzte zweier benachbarter Elemente (501) gemeinsame Dichtsitze (503,504,507,509) zur Aufnahme eines gemeinsamen Dichtrings (524,525) bilden.
70.) Aggregat nach Ausfuehrungen 66,67,68 oder 69, oder 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.
71.) Aggregat nach Ausfuehrungen 63 oder einer der Ausfuehrungen, dadurch erkennbar, dass ein einteiliges "V-Element" (527) dadurch 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.
72.) Aggregat nach Ausfuehrung 71, oder dadurch erkennbar, dass mehere der V - Elemente (527) achsial achsgleich hintereinander gesetzt, eine V-Elementen Hubsaeule (533) bilden.
73.) Aggregat nach Ausfuehrung 71 oder 72, dadurch erkennbar, dass in den achsialen Zwischenraeumen zwischen benachbarten Elementen (501) oder Elementen (501) benachbart, innere und/oder aeussere Ringe (531, 532) als Totraum verringernde Ausfuellringe zugeordnet sind.
74.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder einer der Ausfuehrungen, dadurch erkennbar, daß die radial außerhalb des Mittelstuecks (529) ausgebildete Ringnut (528) zwiffen den Teilen (501) des V-Elements (527) durch einen zweigeteilten Ausfuellring (530) ausgefuellt sind.
75.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, dass eine 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 Vermindung um die genannte Hubsaeule (526,533) zu bilden.
76.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, 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 Verschluss (505,514) der genannten zweiten Kammer (37) bildet und dem anderem achsialem Ende der Platte (91) ein mindestens einen Teil der Antriebsanodnung zur Veraenderung 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.
77.) Aggregat nach Ausfuehrung 63, 75, 76 oder einer anderen der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, 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.
78.) Aggregat nach Ausfuehrung 77, dadurch erkennbar, dass der Geberkolben (535) periodisch Fluid in die erste Kammer (35) presst und aus ihr aufnimmt, sodass die Volumenveraenderung 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.
79.) Aggregat nach Ausfuehrung 78, dadurch erkennbar, dass mehrere erste und zweite Kammern in der Platte (91) anordnet sind, der Geberkolben (535) der ersten Kammern ein gemeinsamer Kolbenantrieb (z.B. 540 bis 544) zugeordnet ist und die Einlass-Ventile und/oder die Auslass-Ventile (38,39) gemeinsame Leitungen oder Anschluesse bilden.
80.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder einer der Ausfuehrungen, 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.
81.) Aggregat nach Ausfuehrung 80, dadurch erkennbar, dass der Aussenkammer (35) eine Entlueftungsleitung (550) mit oeffnungsfaehigem Verschluss (551) zugeordnet ist.
82.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder dadurch erkennbar, dass der Aussenkammer mehrere Geberkolben (535,635,735) zugeordnet sind und gemeinsam auf sie Fluid gebend wirken.
83.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder dadurch erkennbar, dass eine einteilige Elementensaeule (582) konisch ausgebildet ist mit wie ein Gewinde in achsialer Richtung steigenden Aussen-und Innen-Raeumen um die konischen Ringelemententeile.
84.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder daran erkennbar, dass ein Geberkolben (535) direkt in eine Aussenkammer (35) foerdernd angeordnet ist.
85.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder dadurch-erkennbar, dass ein Zugkolben (575) einem Trennkolben (572) zugeordnet ist und mit einem Kolbenstangenende (578) in eine mit der Aussenkammer verbundene Zusatzkammer (579) eintauchend angeordnet ist.
86.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder daran erkennbar, dass eine eine Aussenkammer (35) steuernde Steuernut (566) in einer Hubflaeche einer Exzenter Hubscheibe (565) angeordnet ist.
87.) Aggregat nach Ausfuehrung 63 oder daran erkennbar, dass eine Ausfuehrungsart, ein Teil, eine Fortlassung, eine Berichtung eine Verbesserung oder eine Berechnung angeordnet oder ausgewertet ist, die in der Beschreibung oder den Figuren dargestellt oder beschrieben wurde.
88.) Anordnung nach Ausfuehrung 1 oder ein von Fluid durchstroemtes Aggregat fuer Druecke bis zu mehreren tausend Bar auch fuer nicht schmierendes Fluid und mit konischen Ringteilen achsial federbarer Ausfuehrung zur Bildung der Foerderkammer fuer das zu foerdernde Fluid dadurch erkennbar, dass Mittel zur Steigerung des Wirkungsgrades oder zur Erhoehung der Betriebssicherheit angeordnet sind.
89.) Aggregat nach Ausfuehrung 88, daran erkennbar, dass ein Mittel (z.B. 616,617,653,654,usw) zum Verschluss von sich periodisch offnenen und schliessenden konischen Spalten angeordnet ist.
90.) Aggregat nach Ausfuehrung 88, daran erkennbar, dass eine Tellerfeder an beiden achsialen Enden plan gearbeitet ist und an einem radialem Ende eine Ausnehmung fuer einen Dichtring enthaelt.
91.) Aggregat nach Ausfuehrung 90, erkennbar daran, dass die Dichtringausnehmung (z.B. 503) einen rechteckigen Querschnitt mit zur benachbarten Auflage - Planflaeche (831) senkrechten und parallelen Waenden (931) hat.
92.) Aggregat nach Ausfuehrung 88, 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.
93.) Aggregat nach mindestens einer der Ausfuehrungen, erkennbar daran, dass Mittel zur Steigerung der Leistung, der Betriebssicherheit oder des Wirkungsgrades in Komonation mit anderen Merkmalen oder in Kombination mit bekannten Mitteln aus dem Stande der Technik angeordnet sind.
94.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, daran erkennbar, dass zwischen einem Gehaeuse (91) und einem oberem und unterem Verschluss (1001.91) ein Satz aus konischen Ringteilen (1,527,830) aneinander liegend angeordnet ist, wobei der genannte Satz eine Aussen- kammer (35) und eine Innenkammer (37) voneinander trennt.
95.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, erkennbar dadurch, dass der Innenkammer (37) Einlass und Auslass Mittel (38,39) zugeordnet sind und der Aussenkammer ein Hubkolben (52,535 usw.) zugeordnet ist, der das Fluid in der Aussenkammer periodisch komprimierend und expanierend angeordnet ist.
96.) Aggregat nach Ausfuehrung 95, dadurch erkennbar, dass dem Hubkolben ein Treibkolben (649 usw) groesseren Duerchmessers zugeordnet ist, der in einem Zylinder (663 usw) groesseren Durchmessers laeuft.
97.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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 Aussenkammer (35) bilden.
98.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, erkennbar daran, dass in dem Dichtringsitz (z.B. 613 der Figuren 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.
99.) Aggregat nach Ausfuehrung 98, - daran 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.
100) Aggregat nach Anspruch 98, und dadurch erkennbar, dass der Stuetzring mit einer Aussenflaeche mit dem Radius "r" um seine innere Mitte ausgebildet ist.
101.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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.
102.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, daran erkennbar, dass in einen mit Oel 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.
103.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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.
104.) Aggregat nach Ausfuehrung 103, und dadurch erkennbar, dass an den Endteilen (643,644) zylindrische Ringnasen (13) achsial vorstehend, angeordnet sind.
105.) Aggregat nach Ausfuehrung 100, 104 etc., erkennbar daran, dass zwei benachbarte der W-Elemente durch Klampenringe (27,28) zusammensgespannt sind, wobei die Klampenringe teilweise in die W-Elemente eingreifend angeordnet sind.
106.) Aggregat nach Ausfuehrung 105, 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).
107.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, erkennbar daran, 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.
108.) Aggregat nach Ausfuehrung 107, daran erkennbar, dass die Zugstange (662) abgedichtet durch innere Bohrungen (692,1062) eines Hubkolbens (52), eines Triebkolbens (649) oder ein anderes Mittel angeordnet ist und/oder Federmittel (669) oder Fluiddruck auf den Rueckholkolben (668) wirkend angeordnet ist.
109.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, erkennbar daran, 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.
110) Aggregat nach Ausfuehrung 93, erkennbar daran, 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.
111.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, dadurch erkennbar, eine Ruckzugsvorrichtung (1003,672,673) radial versetzt zu eingebauten Hubkolben (535 oder 735 usw.) angeordnet ist. (Fig. 69).
112.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, dadurch erkennbar, 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.)
113.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass eine Einlass (709) zur Zufuehrung von Druckfluid zur Aussenkammer (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).
115.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, daß der Aussenkammer (35) bevorzugt an dessen oberem Ende) ein selbsttaetiges Auslassventil (1006,696,699,1012,704,703,700,701, 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)
116.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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).
117.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass ein Element mit einer mit einem Radius um einen Kreis achsial ausserhalb des Elements (724,725) gebildeten Ringnut (726) versehen ist und zwischen zwei benachbarte solcher Elemente ein Rundring (727) insbesondere metallischer Ausfuehrung in die beiden Ringnuten eingelegt angeordnet ist. Fig. 76)
118.) Aggregat nach Ausfuehrung 93 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 dem Druck in der Innenkammer geringer als der Druck in der Aussenkammer bei allen Druckbereichen, die in den Kammern vorkommen, aufrecht erhaltend, angeordnet ist.
119.) Aggregat nach Ausfuehrung 93 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 Stimflaeche eines benachbarten Teiles (zum Beispiel Kopfdeckel 1001, Hubkolben 652 oder dergleichen) beruehrend, angeordnet ist. (Figuren 79,67,89,90 usw.)
120.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass ein etwa gleichbleibend dickes Element (765) mit einem Bogen (766) um einem Rundring (763) geformt und gelegt ist, wobei die radialen Aussenteile Planteile (768) bilden, zwei benachbarte gleiche Elemente symmetrische achsial aneinander den Rundring (763) umgreifend gelegt sind und - - Radienflaechenteile 769 des Rundrings beruehrend, sowie die Planteile 768 in der Flaeche 770 aneir: 3r liegend, angeordnet sind. (Figuren und 81
121.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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).
122.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass zwei benachbarte Elemente (501,527) radial aussen und achsial 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.)
123.) Aggregat nach Ausfuehrung 93 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)
124.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass der Zwischenraum (820 usw.) zwischen dem Aussendurchmesser des Elements und dem Innendurchmesser des Gehaeuses (91) sehr eng (zum Beispiel einiger Zehntel Millimeter weit) ausbildet ist und in das Gehaeuse achsiale Fluidflussnuten (822) engen Querschnitts angeordnet sind. (Figuren 85,86 usw.)
125.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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)
126.) Aggregat nach Ausfuehrung 125, und dadurch erkennbar, dass der Stuetzring mit einer oder mehreren konischen Flaechen (841,840) ausgebildet ist. (Figur 88 usw.)
127.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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).
128.) Aggregat nach Ausfuehrung 127 und dadurch erkennbar, dass das Zweitelement radial innen vor dem Zwischenring (832) endet und dort von einem Stuetzring (z.B. nach Figur 89) und von einem eingelegtem plastischem Dichtring beruehrt, angeordnet ist. (Figur 90)
129) Aggregat nach Ausfuehrung 127, 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.
130.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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)
131.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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 (894,890,899üsw.) 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)
132.) Aggregat nach Ausfuehrung 131, 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) Aggregat nach Ausfuehrung 93 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.
133.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, 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)
134.) Aggregat nach Ausfuehrung 133, 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.
135) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass bei einem Achsialkolben Aggregat (Booster nach Figur ) die Ruecklaufleitung (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.
136) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass eine Taumelscheiben Anordnung (904 bis 910) mit einer Dreh verhinderung (914 bis 917) zum Beispiel nach Figur 98 angeordnet ist.
137.) Aggregat nach Ausfuehrung 93, und dadurch erkennbar, dass ein Mittel, das in den Figuren dargestellt oder in dem Text dieser Patentanmeldung beschrieben ist, angeordnet ist.
138.) Anordnung, zum Beispiel nach einer der Ausfuehrungen 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 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 dicker, 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.
139.) Aggregat nach einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, 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" 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; 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.
140.) Aggregat nach einer der Ausfuehrungen, erkennbar daran, dass die Innenkammer zur Aussen- kammer und die Aussenkammer zur Innenkammer relativ zu den Radialdurchmesser Begrenzungen, den Stuetzrngen, den Dichtringen wird, wenn Einlass und Auslass Ventile der Aussenkammer verbunden sind.
141.) Aggregat nach einer der Ausfuehrungen und dadurch erkennbar, dass das Volumen der Aussenkammer im unkomprimiertem Zustande kleiner, als das der Innenkammer ist, insbesondere, wenn der zeitweilig außerhalb der Außenkammer reziprokiert.
142.) Aggregat nach Ausfuehrung 1, erkennbar daran, dass Mittel zur Vervollkommnung des Wirkungsgrades, der Abdichtung oder zur Vereinfachung bzw. Verbilligung der Herstellung des Aggregates angeordnet sind.
143.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass Dichtungen um oder in den Elementen angeordnet sind.
144.) Aggregat nach Ausfuehrung erkennbar daran, dass innerhalb der Ringnasen 12 zwischen den Innenflaechen 4 zweier benachbarter Elemente 1,11, der Zentrierungsring mit Abschraegungen 955 versehen ist oder zwischen dem Zentrierungsring und dem Dichtring 26 etwa 45 Grad abge schraegte Stuetzringe 959 angeordnet sind, die den Zentrierungsring, das benachbarte Element und den Dichtring beruehren oder dass am Zentrierungsringe schraege Dichtlippen 963 ausgebildet beziehungsweise Anordnungen nach der Figur 99 getroffen sind.
145.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass an einem U-Element 1,11 an seinen radial inneren Aussenkanten Dichtringsitze 967-970 eingearbeitet sind, oder zwei benachbarten U-Elementen beide teilweise uebergreifende Stuetzringe 790,690,616 und Dichtringe 791,691 usw. zugeordnet sind, um oder in dessen achsiale Enden gelegt oder Anordnungen nach den Figuren 100 bis 102 getroffen sind.
146.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass der Querschnitt eines U-Elements 1,11 der Figuren bis oder ein V-Element 971,972 der Figuren 103 bis 105 mit einem staerkerem Ruecken 112,972 ausgebildet ist, um die Spannkraft zu erhoehen oder um die inneren Spannungen gleichmaessiger zu verteilen bzw. andere Anordnungen nach den Figuren 100 bis 105 getroffen sind.
147.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass zwischen zwei benachbarten V-Elementen in deren Innenkammer 37 dem Ruecken 529,972 angeformte Fuellkloetze 740 mit Radien 985 und inneren Achsialverlengerungen 984 zugeordnet sind, die Fuellkloetze in dem Raum aussen zwischen den Schenkeln 971 des V-Elements radial zweigeteilt und mittels Verstiftung oder Verschraubung 989 praezise zusammen gefuegt oder andere Anordnungen der Figuren 100 bis 105 getroffen sind.
148.) Aggregat nach Ausfuehrung 143, erkennbar daran, dass in einer Pumpe mit oben Oel im Zylinder und unten Wasser im Zylinder 11 nahe oberhalb der Wasseroberflaeche Oelzuleitungen und oder Ableitungen 709 angordnet sind, totarumlose Einlass und Auslass Kegelventile 38,39 mit mit der Zylinderbodenflaeche etwa fluchtenden Stirnflaechen zwecks Verhinderung von Ventiltotraeumen angeordnet oder andere Anordnungen nach der Figur 106 getroffen sind.
149.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass einer Aussenkammer 35 oder einer anderen Kammer,z.B. nach Figur 107, ein Steuerventil 994 in einem Zylinder achsial beweglich zugeordnet ist, dass zum Beispiel nach Figur einen Abfluss aus der Kammer 35 bei geringem Drucke in der Kammer zulaesst, die Kammer aber bei steigendem Drucke in der Kammer verschliesst, also die Ableitung 704 absperrt. Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass ein radial zweigeteilter Umgreifring 1030 mit Achsial-Borden 1031,1032 die Außenenden zweier benachbarter Elemente 1,11,609,611 usw. umgreifend angeordnet ist oder andere Umgreifring Anordnungen nach den Figuren 112 bis 115 getroffen sind.
151.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass zwei benachbarten Elementen mit einem Distanzring 861 zwischen ihnen Stuetzring Anordnungen 1043,1044 so zugeordnet sind, dass sie die beiden Spalte zwischen dem Distanzring und den benachbarten Elementen 1,11,609,611 usw. ueberdecken und oder andere Anordnungen nach den Figuren 112 bis 115 getroffen sind, zum Beispiel ein Haltering mit Borden 1041,1046 radial innerhalb der Elemente und des Distanzringes mit Dichtringen angeordnet sind.
152.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass zwischen einem Element 1 und dem Dichtlippentraeger 381 der Figuren 122 bis 124 plastische Dichtringe 1071 und ein etwa 45 Grad abgeschraegter Stuetzring 1070, der eine weitere Abschraegung Z haben mag so angeordnet sind, dass der Dichtring unter Fluiddruck den Stuetzring vor den sich ggf. oeffnenenden und scliessenden engen Spalt zwischen Dichtlippenkante 380 und Innenflaeche 378 des Elementes 1 presst.
153.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass ein Pumpelement, Faltenbalg, Fuellstuecke 1072,1073 nach der Figur 125 enthaelt, die Fuellstuecke innen oder aussen von Elemententeilen umgeben sind, das Element mit Einspannflanschen 1075,1080 versehen ist, die Fuellstuecke, Fuellringe mit Kleben vermeidenden Oberflaechen versehen oder sonstige Anordnungen bzw. Fabrikations-Methoden nach der Figur 125 angewendet oder angeordnet sind.
154.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass zwei benachbarte Elemente 1.11 usw. an ihre radialen Innenteilen mittel zweier zusammen genieteter Ringe 1103,1104 1118 bis 1120 zusammen verbunden sind oder Dichtringsitze bzw. Rohrnieten oder andere Mittel der Figuren 131 bis 134 angeordnet sind.
155.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass ein Element oder ein V-Element eine Ringnase 1502 am radial innerem oder radial aeusserem Ende ohne Ausbildung von Dichtnuten hat, sodass das Element nicht an Federweg (Hubweg) verliert und die Abdichtung, wie Stuetzring 616,690, Dichtring 690 usw. radial ausserhalb oder radial innerhalb der sich beruehrenden Nachbarelemente, Distanzringe oder dergl. angeordnet oder andere Ausbildungen oder Anordnungen nach den Figuren 136 bis 138 getroffen sind.
156.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass zwei benachbarte Elemente 1527,2527 von einem in der Flaeche 1135 radial zwei geteiltem Umgreifring mit Borden 2134,2135 radial innen oder radial aussen umgriffen sind und der zweigeteilte Umgreifring durch einen Haltering 1132 zusammen gehalten ist, bzw. andere Anordnungen nach den Figuren 139 bis 140 getroffen sind.
157.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass einem Aggregat mit einem Hubsatz in der Aussenkammer 35 ein Hubkolben nahe zugeordnet ist, dessen Durchmesser "Dp" fast dem Durchmesser der Aussenkammer 35 entspricht und der Abstand des Kolbens 1136 zum Boden der Hubelementensaeule auf das Kompressionsvolumen der Laenge Sb begrenzt ist oder andere Anordnungen nach der Figur 141 getroffen
158.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass ein Trennkolben 1145 mit einem Hohlraum 1144 versehen ist und die achsialen Endwaende 1143,1144 nach aussen gewoelbt geformt, bzw. andere Anordnung nach der Figur 45 getroffen sind, sodass der Trennkolben unter Achialdruck von aussen her seine zylindrischen Dichtflaechen 1145 oder seinen Dichtringsitz radial nach aussen aufweitet.
159) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass die Anlageflaeche 1152 des Deckels 1001 oder der Wand der Innenkammer 37 so gekurvt ist, dass eine ihm anliegende Membrane 61 allerorts etwa gleiche innere Spannung hat, oder andere Anordnungen nach der Figur 145 getroffen sind.
160) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass mehrere Pumpen mit einer Membrane 61 zwischen der Aussenkammer 35 und der Innenkammer 37 achsgleich achsial hintereinander, untereinander oder uebereinander zu einem Membranpumpensatze zusammen gebaut sind, wobei jeweils zwei Pumpen einen gemeinsamen Hubkolben haben koennen, eine gemeinsame Zuleitung, eine gemeinsame Ableitung 1155, 1157, Einlassventile und Auslassventile 38,39 angeordnet sein koennen, dem Pumpensatze gemeinsame Verschraubungen 1161 bis 1165 zugeordnet sind oder sein koennen, mehrere solcher Pumpensaetze winkelmaessig verteilt um eine gemeinsame Welle 1154 mit Hubexzentern 1153,13,14 angeordnet sind,bzw. sein koennen oder andere Mittel nach der Figur 146 angeordnet sind.
161.) Aggregat nach Ausfuehrung 142, erkennbar daran, dass in der Oelsaeule 31 zwischen Geberkolben 15 und Hubkolb i64 mit der Oelsaeule reziprokierende Ausfuellkloetze 1167,1168 angeordnet sind, eine Pumpe 1170 mit Leitungen 1166, 1174 zur Fuellung der Oelkammer 1190 und/oder zur Fuellung der Oelsaeulen 31 angeordnet und so auf die betreffenden Kammern muenden, wie in Figur 147 gezeigt, oder der Trennkolben 1180 mit dem Hohlraum 1181 bzw. der Verbindungsleitung 1191 versehen ist, oder der Trennkolben 1180 mit seiner Kolbenstange 1185 im Hubkolben 1164 gegen Verkantung gesichert und in ihm achsial beweglich gelagert bzw. mittels radial federndem Ringmittel TF in ihm gehalten ist, der Oelkammer 1190 Abflussleitungen 1187,1188 zugeordnet sind, die auch als Mischfluid Ableitungen zum Tank 1189 dienen koennen, eine Druckregelung 1176 angeordnet ist, die bei geringem Druck Oel aus der Kammer 1190 herauslaesst, diese aber bei steigendem Druck in dieser Kammer schliesst, die Ventile 38,39 als totraumlose Ventile ausgebildet sind, der Oelraum 1190 auf ein Minimum an Volumen ausgebildet ist, um komprimieren des Fluid im Aggregat zu sparen und/ oder andere Anordnungen nach der Figur 147 getroffen sind.
162.) Aggregat nach Ausfuehrung 143, erkennbar daran, dass Anordnungen getroffen sind, die in den Figuren dieser Anmeldung oder in ihren Patentanspruechen beschrieben wurden oder Anordnungen getroffen werden, die sich aus den Berechnungen oder den Theorien dieser Patentanmeldung ergeben oder ergeben koennen.
163.) Aggregat nach Ausfuehrung 1 und Figuren 163-166, erkennbar daran, dass radial innerhalb oder radial ausserhalb der Ringnase 12,1512 eine
1302,1304 ausgebaret und in ihrer radialen Ausdehnung kuerzer, als die achsiale Endflaeche 15,1316,1317,1318, in die die genannte Dichtringnut eingeformt ist, ausgebildet ist.
164.) Aggregat nach Ausfuehrung 163 erkennbar daran, dass zwei der Elemente 1,1301,1307 achsgleich aber achsial entgegengesetzt gerichtet aneinander gelegt sind und sich an der durch die genannte Dichtringnut 1302,1304 gebildeten Kante (der Ringlinie) 1303 oder 1305 treffen.
165.) Aggregat nach Ausfuehrung 164, erkennbar daran, dass die genannten Kanten (Ringlinien) beim achsialem Zusammendruecken und Entspannen der Elemente selbst dichtend aneinander liegen bleiben, wenn die Aussenkammer 35 mit einem Druck beaufschlagt ist, der den der Innenkammer 37 nicht untersteigt.
166.) Aggregat nach Ausfuehrung 165, erkennbar daran, dass die genannten Kanten (Ringlinien) 1303,1305 durch einen in die Dichtringnuten 1302,1304 eingelegten plastischen Dichtring abgedichtet sind.
167.) Aggregat nach Ausfuehrung 165, erkennbar daran, dass die durch die Durchmesserdifferenz radial begrenzten Auflageflaechen 520 beim Zusammendruecken der Elemente in der der Dichtringnut entgegengesetzt gerichteten Radial -Richtung einen engen konischen Ringspalt oeffnen, der jenseits der benachbarten Auflageflaechen 520 durch einen Stuetzring 1306,1307 verschlossen ist und mittels eines plastischen Dichtrings in dem aeusserem Dichtringsitz 503,509 abgedichtet sein kann.
168.) Aggregat nach Ausfuehrung 167, erkennbar daran, dass der Stuetzring 1306,1307 in der den Auflageflaechen 520
Radialrichtung mit einer Ringnut 1313,1314 versehen ist.
169.) Aggregat nach Ausfuehrung 163, erkennbar daran, dass eine Anordnung oder Ausbildung nach einem Teile der Figuren oder nach einer Beschreibung oo-Anregung des Textes dieser Patentanmeldung ausgebildt ist bzw. ein entsprechendes Teil oder Merkmal angeordnet ist.
170.) Aggregat nach Ausfuehrung 163, erkennbar daran, dass nach dem Zusammendruecken der Elemente 1,1301,1307 die benachbarten achsialen Endflaechenteile der Elemente soweit diese Endflaechen die Dichtringnut 1302,1304 begrenzen, direkt und ohne Totraum zwischen ihnen aneinander liegen und sich in den gemeinsamen Flaechen 1319,1320 beruehren.
171.) Aggregat nach Ausfuehrung 1 und Figuren 167-190, erkennbar daran, dass Mittel zur Vereinfachung, Vervollkommnung, Erhoehung der Betriebssicherheit, Erhoehung des Wirkungsgrades zur Verbilligung oder Erweiterung des Anwendungsgebietes des Aggregates angeordnet sind.
172.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass radial innerhalb mehrerer konischer Ringe eine in achsialer Richtung sich verlaengernde und verkuerzende Fuehrung (1322,1323) zur mindestens teilweisen Ausfuellung des Raumes radial innerhalb der Ringteile (1,11,1320 usw.) und/oder zur Halterung der radial innen zwischen den konischen Ringteilen gelagerten Ausfuellstuecke (1091,1092 usw.) angeordnet ist.
173.) Aggregat nach Ausfuehrung 172, erkennbar daran, dass die Fuehrung aus zwei Teilen 1322 und 1323 besteht, deren eines in achsialer Richtung erstreckte Finger (1324) hat, die in Schlitze (1325) des anderen der Teile eingreifen, in ihnen laufen und mit ihren zylindrischen aeusseren Flaechenteilen in die Halterung der zwischen den konischen Ringteilen gelagerten Ausfuellstuecke (1091 usw.) eingeschaltet sind.
174.) Aggregat nach Ausfuehrung 172, erkennbar daran, dass die Ausfuelklstuecke (1091 usw.) vierteilig oder achtteilig nach den Figuren 167 bis 170 ausgebildet sind und so die Ausfuellteilstuecke 1089 bis 1092 oder diese und die Ausfuellteilstuecke 1338 bis 1341 bilden, deren radiale Innenflaechen an den teilzylindrischen oder vollzylindrischen Aussenflaechen der Fuehrungen 1322,1323,1343,1356 gefuehrt
175.) Aggregat nach Ausfuehrung 172, erkennbar daran, dass die Fuehrung, zum Beispiel nach Figuren 171 bis 173 mit einer Hubbegrenzung (1344,1345,1348,1347,1346,1358,1349 oder dergleichen ausgeruestet ist.
176.) Aggregat nach Ausfuehrung 175, erkennbar daran, dass an der Fuehrung ein oberer und unterer in radialer Richtung erweiterter jeweiliger Halteflansch 1350,1357 angeordnet ist und/oder zwischen diesen Halteflanschen oder anderen Haltemitteln Teile eingespannt sind, die konische Ringelemente enthalten.
177.) Aggregat nach Ausfuehrung 172, erkennbar daran, dass die konischen Ringteile einen Faltenbalg mit mehreren konischen Ringteilen 510,610 bilden.
178.) Aggregat nach Ausfuehrung 177, erkennbar daran, dass der Faltenbalg als Hochdruckbalg fuer hohen Druck in der Innenkammer, zum Beispiel nach Figur 167 mit radial nach aussen verdickenden Ringteilen 966 und Ringboegen 1111 zwischen benachbarten konischen Ringteilen 966 ausgebildet ist, wobei zwei benachbarte U-Form Balgteile durch einen radial inneren im Wesentlichem zylindrischen und bevorzugterweise duenneren Zylinderteil 1321 miteinander geformt sind.
179.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass ein Elementenpaar (zum Beispiel nach Figur 181) aus zwei achsial entgegengesetzt, achsgleich gerichteten konischen Ringelementen gebildet ist, deren eines Element 1390 eine radial innere achsial erstreckte Ringnase 1398 und radial aussen in der anderen Achsialrichtung einen Zylinderteil 1392 bildet, das andere Element 1391 an einem Achsialende eine radial plane Flaeche 1399 bildet und am anderem Achsialem Ende radial innen eine Bettausnehmung 1403 bildet, zwischen die beiden Elemente ein Distanzring 1400 zur Ausbildung eines Dichtringsitzes 2090 gelegt ist, die radiale Aussenflaeche des Elementes 1391 in das zylindrische Teil 1392 des ersten Elementes eingesetzt ist, die Ringnase 1398 des Elements 1390 in das Bett 1403 eines Elementes 1391 eingesetzt ist und radial innerhalb der Ringnase 1398 ein Dichtring bett 3090 ausgebildet sein kann. (Figur 181)
180.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass bei einem Aggregat mit einer Aussenkammer 35 die Hubzylinder 1091 und die Hubkolben 535,735, zum Beispiel nach Figur 180, teilweise radial ausserhalb der Ausenkammer 35 im Gehaeuse 91 angeordnet sind, und/oder zusaetzlich radial unterhalb der Ausenkammer 35 eine Bohrung und ein Zugzylinder (1331,663) angeordnet sind, und/oder die Aussenkammer 35 als Sackbohrung im Gehaeuse 91 ausgebildet ist. (Figur 180).
181.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass ein konisches Ringelement mit Berechnung nach den Foermeln der Figur 174 figuriert oder geformt ist.
182.) Aggregat nach Ausfuehrung 171,181, erkennbar daran, dass ein konisches Hochdruck Ringelement 1,11 radial innen mit einer achsial gerichteten Ringnase 1362 (z.B. Figuren 176,177,178, versehen ist.
183.) Aggregat nach Ausfuehrung 182, erkennbar daran, dass radial innerhalb der Ringnase 1362 ein Dichtringbett 1363 ausgebildet ist. 184.) Aggregat nach Ausfuehrung 182, erkennbar daran, dass die Ringnase 1362 mit einer Flaeche 720,1364 mit Radius "R1" um die Ringlinie "M" nach der Figur 178 und/oder das radial innere Ende des Elements z.B. 1, am anderem Achsialende mit einer Flaeche 1388 mit dem Radius "R2" um die Ringlinie "N" der Figur 178 geformt ist. (Figur 178)
185.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass zwei benachbarte, entgegengesetzt gerichtete, achsgleich ausgerichtete konische Ringelemente zum Bespiel nach Figur 174, an ihren radial aeusseren und achsial einander zugekehrten Enden eine Auflage
, bei der an dem einem Element eine radial plane Ringflaeche und bei dem anderem Eie ₃nt eine Ringflaeche mit einem Radius "R" um eine Ringlinie "RL" angeordnet sind. (Figur 174)
186.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass ein Koerper 91 mit einer Kammer 35 versehen ist, in die ein eine Innenkammer 37 begrenzendes Teil, das konische Ringteile 281 oder dergleichen emnthaelt, eingesetzt ist und der Koerper als Zwischenstueck zwischen den Zylinder Koerper und den Ventildeckel einer handelsueblichen Pumpe eingesetzt ist und/oder die genannte handelsauebliche Pumpe durch das Zwischensetzen des gennanten Koerpers 91 mit seinem Inhalt zu einer Pumpe hoeheren Druckes umgewandelt wird und/oder weitere Massnahmen,z.B. 1382,535,1385,1386, 1363,1335,1334,1380 der Figur 179 angeordnet sind. (Figur 179)
186.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass ein Ventil mit dem Ventilsitz oberhalb des Ventilkopfes mit einem Schaft in einer Bohrung oberhalb des Ventilsitzes gefuehrt und oberhalb der Bohrung mit einer Gewichtsumkehranordnung versehen ist, deren radial der Achse des Ventils angeordnete Gewichte ueber eine Umlenklagerung gegen eine Halterung am Ventilschaft wirkend den Ventilkopf in den Ventilsitz ziehen, zum Beispiel nach den Figuren 187 bis 190 oder dass den Figuren 127 bis 190 zweckentsprechende Anordnungen getroffen sind, bzw. Teile der Figuren 187 bis 190 wie z.B 1452,1450,1453,1456,1457,1458,1459,1460,1437, 1462,2001,1001 angeordnet sind. (Figuren 187 bis 190)
187.) Aggregat nach Ausfuehrung 172, erkennbar daran, dass die genannte Fuehrung mit Kanaelen (z.B.1342) zur Leitung des Fluids von und zu den Kammerteilen innerhalb der konischen Ringelemente versehen ist. (Fig.170)
188.) Aggregat nach Ausfuehrung dass bei einem aus zwei Elementen, die entgegengesetzt gerichtet achsgleich aneinander gelegt sind, eines der Elemente (1421,Figur 184) eine plane Auflageflaeche hat, waehrend an dem anderem der Elemente (1423) eine Ringnase 1422 angeordnet ist, die auf der genannten Planflaeche des erstgenannten Elementes 1421 gelagert werden kann. (Fig.184)
189.) Aggregat nach Ausfuehrung 187, erkennbar daran, dass auch das andere der Elemente (das Element 1432 der Figur 184) mit einer Ringnase (1432) versehen ist und die Ringnase 1432 des zweiten Elementes 1433 radial innerhalb der Ringnase 1434 des ersten Elementes 1431, zum Beispiel nach Figur 19, angeordnet ist und/oder radial der genannten Ringnasen Dichtringbetten, z.B. 1424, zum Einlegen mindestens eines Dichtringes angeordnet sind. (Fig.184)
190.) Aggregat nach Ausfuehrung 187, erkennbar daran, dass beide Elemente 1441 und 1442 des Elementenpaares mit radial planen Auflagenflaechen vesehen sind, zum Beispiel nach Figur 186, und zwischen den genannten planen Auflageflaechen ein Distanzring 1443 zwecks Ausbildung von Dichtringbetten angeordnet ist, wobei in die Dichtringbetten Stuetzringe oder Dichtringe 1445 und/oder 1444 eingelegt sein koennen. (Fig.186)
191.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass ein konisches Ringelement, zum Beispiel nach den Figuren 182,183, beiderends mit Ringnasen 1412,1413 versehen ist, wobei eine der Ringnasen am radial innerem Teile des Elemements 1411,2411 und die andere der Ringnasen am radial aesserem Teile des genannten Elementes angeordnet ist und beide der Ringnasen in radialer Richtung durch Ausnehmungen 1425,1414,1419,1420 im Element 1411,2411 radial begrenzt sind. (Fig.182,183)
192.) Aggregat nach Ausfuehrung 191, erkennbar daran, dass eine der Ausnehmungen 1419 mit einem Radius 1418 um die Ringlinie 1417 geformt ist und eine andere Ausnehmungen 1414 mit einem Radius 1415 um eine Ringlinie 1416, zum Beispiel nach Figur 182, geformt ist. (fig.182)
193.) Aggregat nach Ausfuehrung 191, erkennbar daran, p die radiale Laenge der Auflageflaechen der Ringnasen das Maß "2b" der Figur 174 nur um wenige Prozent uebersteigt.
194.) Aggregat nach Ausfuehrung 191, erkennbar daran, dass das Elementenpaar als ein einteiliges V-Element ausgebildet und in einer druckbeaufschlagten Aussenkammer 35 angeordnet ist und dass der Druck in der Aussenkammer 35 den Druck in der Innenkammer 37 uebersteigt.
195.) Aggregat nach Ausfuehrung 191, erkennbar daran, dass die Auflageflaechen an der der Aussenkammer 35 zugekehrten Dichtringnut 1414,1420 (Figuren 182,183) beginnend, radial einwaerts gerichtet , kuerzer als ein Zehntel der Radiallaenge des Querschnitts durch eine Elementenhaelfte ausgebildet sind.
196.) Aggregat nach Ausfuehrung 191, erkennbar daran, dass die durch den Druckunterschied in der Aussenkammer 35 und der Innenkammer 37 auf die Kreisflaeche zwischen den inneren Dichtkanten der Elemente ausgeuebte Kraft geringer gehalten ist, als die Kraft der Vorspannung der Elemente.
197.) Aggregat nach Ausfuehrung 196, erkennbar daran, dass der genannte Druckunterschied mittels eines den beiden Kammern 35 und 37 verbundenen Ventils so bemessen gehalten bleibt, dass die Bedingung des Patentanspruchs in allen Betriebszustaenden angeordnet und eingehalten ist.
198.) Aggregat nach Ausfuehrung 197, erkennbar daran, die Dichtringnuten der Aussenkammer zu gerichtet und in ihnen plastische Dichtringe angeordnet sind (1414,1420 der Figuren 182,183 usw.)
199.) Aggregat nach Ausfuehrung 197, erkennbar daran, Auflageflaechen der Ringnasen 1412,1413 durch Ringnuten 1419,1414 geringer Tiefe in den Elementen radial nach innen begrenzt sind.
200.) Aggregat nach Ausfuehrung 171, erkennbar daran, dass der Ausfuellkoerper in der Innenkammer 37 so lang ist, dass er bei Anstoss an die Bodenflaeche des Kopfdeckels 1001 den Hub des Elementensatzes so begrenzt, dass zwischen den der Innenkammer 37 zugewandten achsialen Endflaechen zweier benachbarter konischer Ringelemente ein enger konischer Ringspalt bleibt.
201.) Aggregat nach Ausfuehrung 200, erkennbar daran, dass zwischen den radial inneren Enden zweier benachbarter Elemente radial unter deren benachbarten Auflageflaechen ein in achsialer Richtung kurzer Distanzring zwecks Begrenzung des Maximalhubes angeordnet ist.
202.) Aggregat nach Ausfuehrung 1 und Figuren 191-192, daran erkennbar, dass ein Mittel zur Aufrechterhaltung eines hoeheren Druckes in der zweiten Kammer, zu Zeiten der Fuellung der zweiten Kammer wirkend, angeordnet ist.
203.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass radial ausserhalb der Membrane (1506,1520) ein Freiraum (1515,1522) zwecks Ermoeglichung radialer Zusammenziehungen und Ausdehnungen der Membrane angeordnet ist.
204.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass vor den genannten Kammern (35,37) Einweg-Rueckschlagventile (1503,1504) und vor diesen Ueberlauf-Ventile (1505,1506) angeordnet sind, von denen das zur zweiten Kammer (37) gehoerige Ventil (1505) auf einen hoeheren Druck, als das zur ersten Kammer (35) gehoerdende Ventil (1506) eingestellt ist.
205.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass Fluid foerdernde Pumpen (1501,1502) zur Foerdederung von Fluid ueber Ventile (1503,1504) in die erste und zweite Kammer (35,37) angeordnet sind.
206.) Aggregat nach Ausfuehrung 202 erkennbar daran, dass die Membrane (1520) als Ring ausgebildet ist, dessen radial innere und aeussere Enden von Freiraeumen (1521,1522) umgeben sind, um radiale Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Membrane zu ermoeglichen.
207.) Aggregat nach Ausfuehrung 206, erkennbar daran, dass das radiale innere Ende der Membrane achsial von Halteplatten (1523,1524) umgriffen und durch plastische Dichtringe (1526,1527) in entsprechenden Ringnuten abgedichtet ist.
208.) Aggregat nach Ausfuehrung 207, erkennbar daran, dass die Halteplatten durch eine Halterung (1525) achsial unnachgiebig zusammen gehalten sind.
209.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass die radial aeusseren Enden der Membrane (1506, 1520) achsial zwischen Halterungen (1507 und 1508 oder 1 und 91) eingespannt und mittels plastischen Dichtringen (1511,1512 oder 1528,1529) in entsprechenden Ringnuten abgedichtet sind.
210.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass Auflagekoerper mit Auflageflaechen (1513,1514 oder 1514,1515) zur Begrenzung der Hubwege der Membrane angeordnet und so geformt, bemessen und platz iert sind, dass achsiale Deformationen, die die zulaessigen Spannungen in der Membrane uebersteigen wuerden, ausgeschaltet sind.
211.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass von den Kammern zu den Ventilen und/oder Kolben Kanaele (1509,1510) geringen Querschnitts zwecks Verhinderung der Beschaedigung oder Verformung der Membrane angeordnet sind.
212.) Aggregat nach Ausfuehrung 211, erkennbar daran, dass die Querschnitte der Kanaele (1509,1510) den zur Membrane senkrechten Querschnitt oberhalb oder unterhalb der genannten Kanaele nicht ueberschreiten.
213.) Aggregat nach Ausfuehrung 202, erkennbar daran, dass die Membrane so angeordnet ist, dass sie unter den Drucken in den Kammern abwechselnd Huebe in beiden achsialen Richtungen ausfuehrt und/oder die Anlageflaechen entsprechend geformt sind und/oder an den Anlageflaechen oder Halteteilen Ausnehmungen (1530,1531) zum Eintauchen oder Halteplatten (1523,1524) angeordnet sind.
214.) Aggregat nach Ausfuehrung 1 und Figuren 193-200, dadurch erkennbar, dass Mittel zur Erhoehung der Lebensdauer und der Abdichtung des genannten Elements (1,11,724,725,1572,1573,1600,1611 usw.) angeordnet sind.
215.) Aggregat nach Ausfuehrung 214 erkennbar daran, dass ein konisches Ringelement (1594,1595,1,11,724,725) eine mit einer Bogenflaeche 1990 mit Radius 1561 um eine Ringlinie 1593 geformte Ringnut 1690 zur Aufnahme des Endes eines entsprechenden Auflageteiles, z.B.1570,1568 bildet.
216.) Aggregat nach Ausfuehrung 215, erkennbar daran, dass zwischen zwei benachbarten Teilen oder konischen Ringelementen mit einer Ringnut 1690 ein im wesentlichem zylindrischer Ring 1568,1570 mit Abstand 1563,1564 zwischen den Ringlinien 1565, die die Wurzeln der Radien 1562 bilden, die an den axialen Enden des genannten Ringes 1568,1570 die axial nach aussen gewoelbte und in die Bogenflaeche 1590 der Ringnut 1690 passende Auflageflaeche 1591 an dem betreffendem axialem Ende des genannten Ringes 1568, 1570 formen, angeordnet ist.
217.) Aggregat nach Ausfuehrung 216, erkennbar daran, dass radial innen und/oder aussen ein Dichtringbett 1014,1015 durch die radiale Innenflaeche oder Aussenflaeche des Ringes 1568,1570 und benachbarte radial etwa plane Flaechen ange ordnet ist, bzw. Dichtringbetten angeordnet sind, in die plastische Dichtringe einlegbar sind.
218.) Aggregat nach Ausfuehrung 214, erkennbar daran, dass ein konisches Ringelement oder ein Schenkel eines V-oder S-Elements (nach den Figuren) im Querschnitt derart trapezfoermig ausgebildet ist, dass die axialen Endflaechen 1661,1662 mit ihrer radial nach innen gesehenen Verlaengerung auf einen Mittelpunkt 1597 in der Achse 1603 des betreffenden Elementes treffen und zwischen sich und ihrer Mittellinie die Winkel 1598 und 1599 bilden, wobei das Element oder der Schenkel radial inner duenner, radial aussen aber dicker ist und etwa konisch mit den radialen Aussenteilen axial ueber die radial inneren Teile vorstehend ausgebildet ist.
219.) Aggregat nach Ausfuehrung 218, erkennbar daran, dass ein V-Element zwischen zweien der Schenkel des Anspruchs eine Wurzel hat, die im wesentlichem als duennwandiger Zylinderteil 5529 ausgebildet ist und der an seinen axialen Enden einteilig mit den Schenkeln in die Schenkel 1594, 1595 uebergeht und/oder die genannte Wurzel einen zylindrischen Teil 5529 von der Laenge 1602 bildet.
220.) Aggregat nach Ausfuehrung 218, erkennbar daran, dass ein S-Element einteilig aus mehreren Schenkeln des Patentanspruchs gebildet ist, wobei zwischen den radial inneren oder aeusseren Enden der Schenkel 1594 im wsentlichem duennwandige und zylindrische Teile 5529 oder 1611 einteilig mit den Schenkeln, diese paarweise miteinander verbindend, angeordnet sind.
221.) Aggregat nach Ausfuehrung 214, erkennbar daran, dass an einem konischem Ringelement beiderends Ringnasen 12 und 1212, eine radial aussen, eine radial innen, ausgebildet sind, diese zusammen mit Waenden des Elements Dichtbetten 1361,1363 zur Aufnahme von Zentrier-und/oder Dichtringen formen und/oder gemeinsam mit dem Dichtringbett 1363 eine Dichtlippe 381 ggf. mit Dichtringbett 49 und eingelegtem Dichtring eine zusaetzliche Dichtung an der Innenflaeche 60 des Elementes 1 oder 11 bildet.
222.) Aggregat nach Ausfuehrung 214, erkennbar daran, dass zwei dauerfeste Tellerfedern 1570,1571 an ihren Innenteilen Ruecken an Ruecken zusammen gelegt sind und auf die den genannten Ruecken abgekehrten Endflaechen aus nicht rostendem Material hergestellte Elemente 1572,1573 aufgelegt sind.
223.) Aggregat nach Ausfuehrung erkennbar daran, dass konische Ringelemente an ihren inneren Enden mit Ringboegen 1575 mit Radien 3072 um die Auflageringlinie 8072 versehen und zwischen den radial ebenen Flaechen 4072 der radial vorstehenden Flansche 5072 einer Halterung 1576,1577 - 1579 eingespannt sind.
224.) Aggregat nach Ausfuehrung der Figuren 201-209, daran erkennbar, dass die Abdichtung als Membrane ausgebildet ist, die einen etwa rohrfoermigen in achsialer Richtung erstreckten Teil enthaelt.
225.) Aggregat nach Ausfuehrung 224, erkennbar daran, dass der achsial erstreckte Teil 1622 durch einen Ringbogen 1621 vom Radialteil 1620 ausgehend bei einem Durchmesser den Bauchteil, die Wurzel, 1622 formt, der etwa 15 bis 50 Prozent des Aussendurchmessers der Membrane hat, wodurch die Spannungen in der Membrane bei verlaengertem Hub zu einem Minimum werden und die Lebensdauer der Membrane erhoeht ist.
226.) Aggregat nach Ausfuehrung 225, erkennbar daran, dass das radial aeussere, im wesentlichem radial erstreckte Teil 1620,1640 mit Boegen von Radien 1631,1632 um Ringlinien 1629,1630 versehen ist.
227.) Aggregat nach Ausfuehrung 226, erkennbar daran, dass die Membrane in ihrer radialen Mitte mit einer Bohrung 1650 geformt und diese mit einem Verschluss oder einer Verbindung 1646 - 1648 zu einer benachbarten Membrane versehen ist.
228 Aggregat nach Ausfuehrung 227, erkennbar daran, dass mehrere Membranen zu einem Membranensatz 1643,1643, und/oder 1645 mittels Verbindungsmitteln 1638,1639,1644, 1646,1447,1648,1649 miteinander dichtend verbunden angeordnet sind.
229.) Aggregat nach Ausfuehrung 224, erkennbar daran, dass die Membrane als Rohrmembrane 1660,1674,1678 bis 1682 usw. ausgebildet ist, deren Enden dichtend in einem Aggregat 1,91 eingespannt sind und die eine Aussenkammer 35 von einer Innenkammer 37 trennt.
230.) Aggregat nach Ausfuehrung 229, erkennbar daran, dass Teile der Innenkammer 37 radial ausserhalb der Aussen kammer 35 angeordnet sind und/oder die Einlass und Auslass-Ventile radial ausserhalb der Aussenkammer 35 liegen.
231.) Aggregat nach Ausfuehrung 229, erkennbar daran, dass radial innerhalb der Membrane, z.B.1674, ein Raum ausgebildet ist und in diesen Raum axial tief eingreifend ein Zylinder 1661 mit darin reziprokierbarem Kolben 52 angeordnet ist, wobei der Zylinder und Kolben gleichzeitig auch als Totraumfueller und/oder Membranenhub Begrenzer angewendet sein koennen.
232.) Aggregat nach Ausfuehrung der Figuren 210 bis 219, erkennbar dadurch, Hochdruck Membrane fuer eine Pumpe, in der die kreisrunde Plattenmembrane in einer Pumpkammer mit oberer Wand und unterer Wand axial verformbar angeordnet ist, die Kammer unterhalb der Membrane mit einer Druckfluidzufuehrung und oberhalb der Membrane mit Einlass-und Auslassventilen versehen ist, und die Membrane unter beiderends der Membrane periodisch wechselnden Drucken mindestens mit ihrem radial mittlerem Teil axial verformt, dabei die Druckfluide beider ends der Membrane voneinander trennt und so in den Pumphub Vorgang eingeschaltet ist,
233) Aggregat nach Ausfuehrung 232 erkennbar daran, dass die Membrane (104) einen duenneren radial aeusseren Teil (1708) bildet, waehrend ein radial innerer, dickerer Mitelteil (1709) angeordnet ist, dessen Dicke die Dicke des genannten radial aeusseren Teils uebersteigt.
234.) Aggregat nach Ausfuehrung 232, erkennbar daran, dass zwischen dem genanntem Mittelteil (1709) und dem genanntem Aussenteil (1708) ein sich nach radial innen zu verdickendes Uebergangsteil (1710) angeordnet ist. 235.) Aggregat nach Ausfuehrung 234, erkennbar daran,
dass die Membrane obere und untere Stirnflaechen (1766,1767) bildet und die Ober-und Unter-Waende 1,1768 der Pumpkammer (35,37) Stirnflaechen (1513,1514) bilden, die den nach dem Hube verformten Stirnflaechen (1766,1767) der Membrane (104) entsprechen.
236) Aggregat nach Ausfuehrung 235, erkennbar daran, dass die genannten Stirnflaechen (1513,1514) der genannten Waende (1768) in den achsialen Projectionen des genannten Aussenteils (1708) der genannten Membrane (104) Bogenformen "Rbb" (Fig.9-D) mit Radien oberhalb und unterhalb der Membrane um die Achse (1700) der genannten Membrane (104) bilden.
237.) Aggregat nach Ausfuehrung 233, erkennbar daran, dass in der Wand (1) der Kammer (37) oberhalb der Membrane (104) eine Ausnehmung (1714,1715) ausgebildet ist, in der ein darin entlag seiner Achse (1700) beweglicher Querschnitts - Kontroll - Koerper (1716) angeordnet ist.
238.) Aggregat nach Ausfuehrung 237, erkennbar daran, dass der genannte Kontrollkoerper (1716) einen Vorderteil (1770) und einen Rueck teil (1771) bildet, zwischen denen das Mittelteil (1772) mit seiner aeusseren Fuehrungsflaeche (1724) an einer Fuehrungsflaeche (1715) der genannten Kammernwand (1) gefuehrt ist und das Vorderteil dem Mittelteil zu eine Durchmesser-Verjuengung (1721) bildet.
239.) Aggregat nach Ausfuehrung 238, erkennbar daran, dass am genanntem Rueckteil das Kontrollkoerpers (1716) ein
725) angeordnet ist, der gegen eine Hubbegrenzungsflaeche (1761) laufend, den Hubweg des
(1716) begrenzt.
240.) Aggregat nach Ausfuehrung 239, erkennbar daran, dass der Kontrollkoerper (1716) mit einer rueckwaertigen Endflaeche (1769) versehen ist, der eine Anlaufwand (1762) am genanntem Oberdeckel (1) zugeordnet ist, sodass der Anlauf der genannten rueckwaertigen Flaeche (1769) an die genannte Anlaufwand (1762) den Hub des Kontrollkoerpers (1716) in der anderen Hubrichtung begrenzt.
241.) Aggregat nach Ausfuehrung 240, erkennbar daran, dass der genannte Kontrollkoerper seiner Hubbewegung unter Fluid-Drucken beiderends seiner achsialen Enden Ausgesetzt ist und die genannte Verjuengung (1721) in der vorderen Hublage des F 'ikoerpers einen weiten Fluid-Einlass und Auslass-Querschnitt (1763) zwischen der Oberwand (1) uno Kontroll- koerper (1716) bildet, waehrend der Kontrollkoerper mit seinem Frontteil (1770) den genannten Querschnitt (1763) in der rueckwaertigen Hublage des Kontrollkoerpers verschliessend ausgebildet ist.
242.) Aggregat nach Ausfuehrung 241, erkennbar daran, dass der Frontteil (1770) des Kontroll-Koerpers (1716) eine kurze zylindrische Flaeche (1765) bildet, die bei der rueckwaertigen Hublage des Kontrollkoerpers innerhalb einer ebenfalls axial kurzen zylindrischen Flaeche (1764) der Oberwand (1) liegt und zwischen den beiden genannten Flaechen (1764 und 1765) eine enge Durchmesser Toleranz (1772) ausgebildet ist, die bei Verwendung von Membranen aus Kunststoffen die Durchmesserdifferenz von 0.3 Millimetern nicht ueberschreitet.
243.) Aggregat nach Ausfuehrung 242, erkennbar daran, dass die genannte Durchmesser Differenz (Toleranz) (1772) so eng bemessen ist, zum Beispiel, wie oben, unter 0.3 mm; dass auch eine duenne Membrane nicht in den Ringspalt der Durchmesser Differenz hereingequetscht werden kann und folglich der dickere Mittelteil (1709) der Membrane (1704) durch einen duennen Mittelteil (1709) ersetzt ist, der die Dicke des duenneren, radialen Aussenteils (1709) der Membrane (1704) nicht uebersteigt, sodass die Membrane als Scheibe gleicher Dicke ausgebildet ist, weil die Enge der genannten Durchmesser Differenz (1772) auch fuer die ebene Kreisplatten-Form der Membrane die Betriebssicherheit gegen Beschaedigung der Membrane garantiert.
244.) Aggregat nach Ausfuehrung 1, erkennbar daran, dass mehrere Pumpkammernteile (35,37) axial oder axial und radial zueinander versetzt, in einem gemeinsamem Gehaeuse (1) angeordnet sind, zwischen den jeweils benachbarten Kammernteilen 35 und 37 (Innenkammern und Aussenkammern) in axialer Richtung durchdrueckbare Membranen (1704) angeordnet sind, jeder der Aussenkammern 35 eine Fluiddruck-Zufuehrung (1759,52,1732, 1733, zugeordnet ist, jeder Innenkammern 37 eine Druckfluidableitung 1760,17 54 zugeorndet ist, die genannten Kammern, wenn die Pumpwandteile mehrwandig ausgebildet sind, durch Dichtungen 1743 bis 1749 zwischen Wandteilen 1754 bis 1758, abgedichtet sind, gegebenenfalls unterschiedliche Kolben 52,1732,17 33 auf die einzelnen Aussenkammern 35 foerdernd angeordnet sind und bei Bedarf individuelle Einlass-und/oder Auslassventile 1734,1736 den individuellen Kammern 35 und/oder 37 zugeordnet sind oder die Achsen der Membranen und ihrer Zuordnungen relativ zu_' Achse der gemeinsamen Kammer im gemeinsamem Gehaeuse 1 unter einem Winkel schraeg angeordnet sind.

Claims

1.) Von Fluid durchstroembares Aggregat mit mindestens einer ihr Volumen periodisch vergroessernden und verkleinernden Arbeitskammer mit Einlass und Auslassmitteln, insbesondere auch fuer hohe Drucke und gegebenenfalls nicht schmierendes Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Steigerung der Leistung, des Wirkungsgrades, der Betriebssicherheit, der Gewichtssenkung, Platzbedarfs Verminderung, Kostensenkung oder der Lebensdauer angeordnet sind.

2.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, 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 1,11 usw., mit Ringnasen 12, radial federbaren Klampenringteilen 32,29, Dichtlippen 22 an den Innenflaechen 60, Zentrierringen 20 und Dichtringanordnungen 49,26 oder Stuetzringen 616,959 usw., oder deren Equivalenten versehen bzw. solche angeordnet sind.

3.) Aggregat nach Anspruch 2, und dadurch gekennzeichnet, dass das Element als U-Element 1,11,111,112,1111 usw., mit innerem Raum 50,550 usw., und achsialen Auflagen 3 ausgebildet, bzw. als W-W-Y-Element 642,1875,1877,1879,1893-1894 usw., ausgebildet oder angeordnet ist.

4.) Aggregat nach Anspruch 2 oder 3, und dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Elemente axial uebereinander zu einer Elementensaeule zusammengesetzt sind und je zwei benachbarten Elementen gemeinsame, zeitweilig auftretende Spalte ueberde ckende, flexible, federbare Stuetzringe aus festen Stoffen fuer hohe Drucke im benachbartem Fluid oder plastischem Dichtring zugeordnet, bzw. solche angeordnet sind.

5.) Aggregat nach Anspruch 1, 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.

6.) Aggregat nach Anspruch 5, und dadurch gekennzeichnet, dass dem betreffendem konischem Ringteil oder Element bzw. V-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.

7.) Aggregat nach Anspruch 5 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 Aussenkammer eingeschaltet ist.

8.) Aggregat nach Anspruch 1, 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.

9.) Aggregat nach Anspruch 1 oder mindestens einem der Ansprueche und dadurch gekennzeichnet, dass Mittel angeordnet sind, die in den Figuren gezeigt, in der Beschreibung beschrieben sind, oder Ziele verwirklicht werden, die in der Aufgabe oder den Ausfuehrungen 1 bis 244 zu den Aufgaben der Erfindung beschrieben sind.

10.) Aggregat nach mindestens einem der Ansprueche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnasen (502) radiale innere und aeussere Begrenzungen (503,504 usw.) bilden, die Dichtungen (516,517,524,525) sein moegen und dadurch bei Anordnung zwischen einer Innen-und einer Aussen- Kammer (37,35) selbstandrueckende Wirkung erzeugen, wenn der Druck in der Innen-Kammer (37) den Druck in der Aussenkammer (35) nicht ueberschreitet, dass die Ringnasen (502) zueinander komplementare Auflageflaechen (33,719, 720,721,780,781,1590,1776,1777) zwischen benachbarten Schenkeln (1,11,527 usw) von konischen Ringen (1,11,527 usw) bilden, die radial plan geformt oder mit Radien (1561) um eine Ringlinie (1593 usw.) bzw. kugelteilfoermig ausgebildet sind oder mit Bereichen (720 usw) versehen sind, die bei der achsialen Kompression des Elements, des Schenkels, im Rahmen der Verformung im plastischem Bereich des Materials Spalte (612 usw.) verschliessen oder ihre Entstehung verhindernd, ausgebildet sind.

11.) Hochdruck Ringnasen Element (1,11,1893 usw) oder W-,bzw. W-Y - Element nach Anspruechen 2 bis 6 oder einem dieser Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass das konische Ringelement mit zwei achsialen Auflagen (3,13) und/oder daran radial einwaerts gerichteten Dichtringbetten versehen ist, wobei eine der Auflagen am radial innerem und die andere am radial aeusserem Teil des Elements gebildet ist, oder dass einem aus einer gemeinsamen Wurzel (325,1875 usw) mit radialen Schenkeln (1, 11,527 usw) an den achsialen Enden der Wurzel ausgebildetem W-bzw. W-Y-Element und einem benachbartem gleichartigem Element radial zweigeteilte Klampenringe (Fig 27,28,65,66) zur Zusammenhaltung benachbarter Schenkel benachbarter Elemente so angeodnet sind, dass die Klampenringteile radial von aussen her in den Raum zwischen den Schenkeln des Elemer- eingreifend gelegt werden koennen und/oder dass an dc genanntem W-oder W-Y - Element innerhalb jer rueckwaertigen Auflage (3) der Schenkel (1,11) des Eiements radial innere Schenkelteile (1893,1894) ausgebildet sind und radial geteilte Distanzringe (1877,1879) zwischen den rueckwaertigen Auflagen (3) der Schenkel des Elementes gesetzt sind.

12.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Innenraeume eines Pump-Elements, wie V-, S-, W-, W-Y - Elements Ausfuellteile (1089-1092) gesetzt sind, die ggf. mehrteilig ausgefuehrt sein koennen und/oder Innenkoerper (1322,1323) zur Fuehrung oder Halterung der Ausfuellkoerper (1089 bis 1092 usw.) angeordnet sind.

13.) Aggregat nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellenmembrane (61,104,161,361 usw, Fig. 21) oder eine Rohrmembrane (1674,1663 usw. Figuren 206 bis 209) eine Aussenkammer (35) von einer Innenkammer (37) in einer Pumpe angeordnet ist und oder Ausfuellstege (191,212,1862,1863 usw) in die Taeler (105,112,291 usw.) der Membrane eingreifend angerodnet sind oder automatische Entlueftungen bzw. Fluidfuellkontrollmittel den Taelern der Membrane zugeordnet sind.

14.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer Scheibenmembrane (1506,1520,1620,1708 usw. Fig. 191-192,203,210 bis 212) Mittel zur Verlagerunfg der Durchbiegung in den radial aeusseren Teil, wie z.B. Verdickungen (1709,1524 usw) oder Ausbauchungen (1610 usw.) des radial inneren Teils zur Erhoehung der Lebensdauer bei laengerem Hube zugeordnet sind, und/oder, dass der Innenkammer ein oeffnender und schliessender Kontrollkoerper (1716, Fig. 213) mit Anlauf Stirnflaeche (1770) zum Schutz der Membrane zugeordnet ist, und/oder, dass einem aus zwei Membranen (61) gebildetem Membranen-Paar (Fig. 146) ein gemeinsamer Speisefluid Hubkolben (52) zugeordnet ist und zwei Membranen eines (ggf.anderem) Membranen-Paar (61) ein gemeinsames Einlass-und Auslass-Ventil (38,39) zugeordnet ist, und/oder, dass bei einem aus mehreren Membranen (1704) in einer gemeinsamen Bohrung (1740) den individuellen Membranen individuelle Druckfluid-Zuleitungen von ausserhalb einzelner der Membranen des Satzes angeordneten Hubkolben (52,1732,1733) zum Betrieb des Pumphubs der betreffenden Membrane des Membranen-Satzes angeordnet sind.

15.) Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Hochdruckpumpe die den Kolbenhub erzeugenden Treibkolben (2540,3540) mit hydrostatischen Lagern ihrer Kolbenschuhe (2541,3541) versehen sind, wobei die Speisung der Lagertaschen entweder mittels einer in Abhaengigkeit vom Umlaufwinkel der Treibwelle gesteuertem radial von aussen her den Treibkolben zugefuhrtem im Vergleich zum Lieferdruck der Pumpe gespeist werden, wenn die Kolben (2540) in ihren Betten, von den Kolben weitgehend umgriffene und in ihnen um wenige Grade - schwenkenden Kolbenschuhe (2541) lagern und gegen die Kolbenhubfuehrungsflaeche (2566) druecken.

16.) Aggregat nach Anspruechen 2 bis 6 oder einem dieser Ansprueche, dadurch gekennzeichnet, dass fuer duenne, sich durchbiegende Schenkel eines der Elemente zum Beispiel nach Figur 233, der Biegeform bei Kompression angepasst innere und/oder aussere Fuellkloetze angeordnet sind, und/oder an den radial und achsial aeusseren Enden der Schenkel benachbarter Element duenne achsiale Verlaengerungen (1896) zur Erzeugung einer elastischen Stufe zwischen den Schenkeln und der Verbindung (1895) benachbarter Elemente (527) zum Beispiel nach Figur 234 ausgebildet sind. und/oder die Schenkel eines Elementes aus unterschiedlichen Materialien pro Schenkel zusammengesetzt geform sind, zum Beispiel nach Figuren 222 bis 225 dergestalt, dass jeweils ein konisches Ringelement 1790,1791 aus gehaertetem Federstahl ein Element aus nicht rostendem Metall (1795,527) unterstuetzend angeordnet ist.