DE1911541A1 - High pressure fluid pump - Google Patents
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United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street, London, S.W.1, EnglandUnited Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street, London, S.W.1, England
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung l'ir„ 11 590/68 vom 8. März 1968 "beansprucht,For this application priority is claimed from British patent application l'ir "11 590/68 of March 8, 1968",
Hochdruck-StrömungsmittelpumpeHigh pressure fluid pump
Die Erfindung bezieht sich auf Hochdruck-dtrömungsniittelpumpen und insbesondere auf eine in solcher Weise verbesserte Kochdruck-iJtrömun.gsLiittelpunipe, daß sie in der Lage ist, eine kontinuierliche" otrömung eines Ilochdruck-otrömungsrnittels mit hoher ötrömungsrate bzw. -menge und einem stetigen.bzw» gleichbleibenden Zuführdruck zu liefern.The invention relates to high pressure fluid pumps and in particular in such a way improved cooking pressure fluid flow pipe that it is able to a continuous flow of an orthotic pressure fluid with a high flow rate or amount and a steady. or » to deliver constant feed pressure.
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Eine Anwendungsmöglichkeit für eine solche Pumpe, insbesondere für das Pumpen von Flüssigkeiten, besteht auf vielen Gebieten der Hochdrucktechniki wobei besondere Anwendungsniöglichkeiten in Bezug auf das isostatische Verdichten von Pulvern und das hydrostatische Strangpressen gegeben sind«One possible application for such a pump, in particular for pumping liquids, there are many areas of high pressure technology, with special application possibilities with regard to isostatic compaction of powders and hydrostatic extrusion are given «
Beim hydrostatischen Strangpreßverfahren wird ein Preßling aus einer Kammer über eine Matrize bzw. ein Form- oder Kundstück durch Unterdrucksetzung eines Druckmittels in der Kammer um den Preßling he.rum stranggepreßt. Flüssigkeit kann um den Preßling herum durch einen Stempel unter Druck gesetzt werden, der in der Bohrung der "Strangpreßkammer selbst wirksam ist, wobei der Preßling durch einen einzigen Hub des Stempels stranggepreßt wird. Unerwünschterweise tritt bei dieser Art der Ausführung des Verfahrens eine Instabilität des Stempels infolge Stauchung oder Verbiegung /buckling/ eine Verminderung des Stempellängen-Durchmesser-Verhältnisses, welches jeweils verwendet werden kann, auf. Wegen der für dasStempellängen-■Uurchmesser-Verhältnis geltenden Begrenzung ergibt sich eine ■Einschränkung bzw. Begrenzung der Länge der Strangpreßkammer, die jeweils verwendet werden kann. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen und die Verwendung einer Strangpreßkammer von großem Längen-Durchmesser-Verhältnis zu ermöglichen, wurde bereits vorgeschlagen, einen Strömungsmitteldruck in einer separaten Pumpe EU erzeugen, die einen Pumpenzylinder von gleichem Volumen wie dem für das Ausführen des Strangpressens des Preßlings erforderlichen Strömungsartcelvolumen auf v/eint, aber ein Längen— Durciimesser-Verhältnis hat, welches icle in genug ist, um ein Stauchen bzw. Verbiegen des Pumpenkolbens-zu vermeiden. Um dies zu erreichen, ist der Durchmesser des Pumpenzylinders stets größer als der des Strangpreßbehälters, wobei auf diese Weise die Kosten der Einrichtung erhöht werden. Dieser Schwierigkeit wird dadurch begegnet, daß das erforderliche Volumen der HochdrucKflüssigkeit für das Strangpreßverfahren nach demIn the hydrostatic extrusion process, a compact is extruded from a chamber over a die or a shaped or customer piece by pressurizing a pressure medium in the chamber around the compact. Liquid can be pressurized around the compact by a ram operating in the bore of the "extrusion chamber itself, the compact being extruded by a single stroke of the ram. Undesirable ram instability occurs in this type of operation due to compression or bending / buckling / a reduction in the punch length / diameter ratio, which can be used in each case In order to overcome this problem and enable the use of an extrusion chamber of large length-to-diameter ratio, it has already been proposed to generate a fluid pressure in a separate pump EU which has a pump cylinder of the same volume as that for carrying out the extrusion of Presslin gs required flow volume to v / un, but has a length-to- diameter ratio which is icle in enough to avoid compression or bending of the pump piston. In order to achieve this, the diameter of the pump cylinder is always larger than that of the extrusion vessel, thus increasing the cost of the device. This difficulty is countered by the fact that the required volume of high pressure liquid for the extrusion process according to the
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Strangpreßbehälter durch eine Pumpe geliefert wird, welche einen kleinen Zylinder aufweist, in welchem der Pumpenkolben verschiedene Hübe ausführt.The extrusion container is supplied by a pump which has a small cylinder in which the pump piston performs different strokes.
Eine Schwierigkeit ergibt sich bei der Verwendung einer Pumpe, wie sie oben beschrieben ist, infolge der begrenzten Lebensdauer bzw. Ermüdungsfestigkeit des Pumpenzylinders, welcher wechselnden hohen und niedrigen Inneridrücken und somit einer zyklischen Zugbelastungsänderung ausgesetzt ist. Außerdem ist die Lieferung von Strömungsmittel durch die Pumpe intermittierend, da eine Zufuhr bzw. Speisung nur beim Pumphub des Kolbens erfolgt.One difficulty arises with the use of a pump as described above because of the limited Lifetime or fatigue strength of the pump cylinder, which alternating high and low internal pressures and thus a is exposed to cyclical changes in tensile load. Also, the delivery of fluid by the pump is intermittent, since a supply or feed takes place only during the pumping stroke of the piston.
Ein sich zyklisch ändernder Druck in der Bohrung der Strangpreßkammer kann dadurch vermieden v/erden, daß ein hydraulischer Akkumulator in der Speiseleitung von der Pumpe nach der Strangpreßkaroner vorgesehen wird; aber (auch dann) bleibt die Lebensdauer bzw. Ernüdungsfestigkeit des Pumpenzyl Inders,- der Begrenzungsfaktor.A cyclically changing pressure in the bore of the extrusion chamber can be avoided by using a hydraulic An accumulator is provided in the feed line from the pump to the extruder caroner; but (even then) it remains Lifespan or fatigue strength of the pump cylinder Indian, - the Limiting factor.
Erfindungsgemäß wird der Zylinder einer HochärucK-dtrömun^smittelpumpe in einem Druckbehälter sitzend vorgesehen, wcbei ein Zwischenraum zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbenälter gebildet ist, wobei ferner eine Einrichtung für das kontrollierte Liefern von unter Druck gesetztem Strömungsmittel vom Pumpenzylinder in den Zwischenraum hinein vorgesehen ist, und wobei die Lieferung von unter DrucK gesetzten Strömungsmittel bei konstantem Druck vom Zwischenraum her erfclgt.According to the invention, the cylinder of a high-pressure fluid pump is used Provided seated in a pressure vessel, wcbei a space between the pump cylinder and the pressure vessel further comprising means for the controlled delivery of pressurized fluid from the Pump cylinder is provided into the gap and with the delivery of pressurized fluid accomplished at constant pressure from the interspace.
Der Zwischenraum, v/elcher zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter definiert bzw. vorgesehen ist, kann von veränderbarem Vclumen sein, um Differenzen zwiscnen der Zuführungsrate von Strömungsmittel vom Pumpenzylinder in den Zwischenraum und der Lieferungsrate von unter DrucK gesetztem · Strömungsmittel aus dem Zwischenraum auszugleichen.The space defined or provided between the pump cylinder and the pressure vessel can be from changeable volume in order to compensate for differences between the delivery rate of fluid from the pump cylinder into the gap and the delivery rate of pressurized Equalize fluid from the gap.
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Bei einer v/eiteren Anordnung wird ein separater. Drucklnittel-Akkumulatorraum von veränderbarem Volumen vorgesehen, welcher mit dem zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter definierten Zwischenraum verbunden ist, um so Differenzen zwischen der Zuführungsrate von Strömungsmittel vom Pumpenzylinder in den Zwischenraum, hinein und der Lieferungsrate von unter Druck gesetztem Strömungsmittel aus dem Zwischenraum auszugleichen. In diesem Falle kann der Strömungsmittel-Akkumulatorraum als eine Verlängerung des zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter definierten Zwischenraums ausgebildet sein, wobei eine Änderung des Volumens des Strömungsmittel-Akkumulatorraumes durch Längsbewegung des Pumpenzylinders und des Druckbehälters relativ zueinander erzielt wird. Bei einer besonderen Anordnung oder Ausführungsform kann der Pumpenzylinder eine axiale Verlängerung von kleinerem' Querschnitt als dem des Hauptkörpers "des Pumpenzylinders aufweisen, wobei die axiale Verlängerung des Pumpenzylinders beim Durchgang durch die Wand des Druckbehälters abgedichtet ist und der Strömungsmittel-Akkumulatorraum von veränderbarem Volumen zwischen der axialen Verlängerung des Pumpenzylinders und dem Druckbehälter definiert ist, und v/obei eine .Änderung des Volumens des Strömungsmittel-Akkumulatorraumes durch Längsbewegung des Pumpenzylinders und des -Druckbehälters relativ zueinander erzielt "wird.In a further arrangement, a separate one becomes. Pressure medium accumulator space of variable volume provided, which with that between the pump cylinder and the pressure vessel defined gap so as to avoid differences between the rate of delivery of fluid from the pump cylinder into the space, into and the rate of delivery of pressurized fluid out of the space balance. In this case, the fluid accumulator space as an extension of the space defined between the pump cylinder and the pressure vessel be formed, with a change in the volume of the fluid accumulator space achieved by longitudinal movement of the pump cylinder and the pressure vessel relative to each other will. In a particular arrangement or embodiment, the pump cylinder can be an axial extension of a smaller ' Have cross section than that of the main body "of the pump cylinder, the axial extension of the pump cylinder being sealed as it passes through the wall of the pressure vessel and the fluid accumulator space of variable volume between the axial extension of the pump cylinder and the pressure vessel is defined, and v / obei a .change of the volume of the fluid accumulator space by longitudinal movement of the pump cylinder and the pressure vessel relative to each other "is achieved.
Die Einrichtung für das kontrollierte Einspeisen von unter Druck gesetztem Strömungsmittel vom Pumpenzylinder in den Zwischenraum-zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter kann ein Rückschlagventil sein. Bei einer besonderen Anordnung oder Ausführungsform kann die Einrichtung für das kontrollierte Einspeisen von unter Druck gesetztem Strömungsmittel vom Pumpenzylinder in den Zwischenraum zwischen, dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter einen Ventilsitz um dasThe device for the controlled feeding of pressurized fluid from the pump cylinder in the gap between the pump cylinder and the pressure vessel can be a check valve. In a particular arrangement or embodiment, the device for the controlled injection of pressurized fluid from the pump cylinder into the space between, the The pump cylinder and the pressure vessel have a valve seat around the
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eine Ende der Bohrung des Pumpenzylinders herum aufweisen, wobei der Ventilsitz gegen einen Ventilbauteil an dem Ende des Pumpenzylinders drückt, wobei Mittel zum Aufbauen eines Drucks zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilbauteil vorgesehen sind, um den Druck, mit welchem das Strömungsmittel zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilbauteil vom Pumpenzylinder her in den Zwischenraum einspeist, zu steuern. Bei dieser Anordnung kann der Pumpenzylinder das Merkmal einer axialen Verlängerung von kleinerem Querschnitt als dem des Hauptkörpers des Pumpenzylinders aufweisen, wobei die axiale Verlängerung des Pumpenzylinders beim Durchgang durch die .Wand des Druckbehälters abgedichtet ist, wobei auf diese Weise ein Strömungsmittel-Akkumulatorraum zwischen der axialen Verlängerung des Pumpenzylinders und dem Druckbehälter gebildet wird, und wobei ferner der Druckbehälter relativ zum Pumpenzylinder längsbewegbar ist, wodurch der Strömungsmittel-Akkumulatorraum ein variables Volumen hat, um Differenzen zwischen der Zuführungsrate von Strömungsmittel vom Pumpenzylinder in den Zwischenraum hinein und der Lieferungsrate von unter Druck gesetztem Strömungsmittel aus dem Zwischenraum auszugleichen, wobei eine Einrichtung zur Beaufschlagung des Druckbehälter in Längsrichtung vorgesehen ist, um den Druck des Strömungamittels im Akkumulatorraum und im Zwischenraum zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter aufrechtzuerhalten, wobei der Druck des Strömungsbzw. Druckmittels im Ascicumulatorraum auf eine Schulter «wischen der axialen Verlängerung des Pumpenzylinder und dem Hauptkörper des Pumpenzylinders einwirkt, um eine Längsbelastung auf den Pumpenzylinder zur Einwirkung zu bringen, welche den Druck zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilbauteil aufbaut, um den Druck, mit welchem das Strömungsmittel aus dem Pumpenzylinder in den Zwischenraum hinein einspeist, zu steuern.one end of the bore of the pump cylinder around, the valve seat against a valve member at the end of the pump cylinder presses, wherein means are provided for building up a pressure between the valve seat and the valve component to the pressure at which the fluid flows between the valve seat and the valve component from the pump cylinder into the intermediate space feeds, control. With this arrangement, the pump cylinder can have the feature of an axial extension of have a smaller cross-section than that of the main body of the pump cylinder, the axial extension of the pump cylinder is sealed when passing through the .Wand of the pressure vessel, in this way a fluid accumulator space is formed between the axial extension of the pump cylinder and the pressure vessel, and wherein further the pressure vessel is longitudinally movable relative to the pump cylinder, whereby the fluid accumulator space is a variable Volume has to account for differences in the rate of delivery of fluid from the pump cylinder into the gap and equalize the rate of delivery of pressurized fluid from the gap, wherein means for Acting on the pressure vessel in the longitudinal direction is provided in order to increase the pressure of the flow medium in the accumulator space and in the space between the pump cylinder and the pressure vessel to maintain, the pressure of the flow and Wipe pressure medium on one shoulder in the ascicumulator room the axial extension of the pump cylinder and the main body of the pump cylinder acts to apply a longitudinal load on the pump cylinder to act, reducing the pressure between the valve seat and the valve component builds up to control the pressure at which the fluid feeds from the pump cylinder into the gap.
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Ein Plunger oder Kolben kann in der Bohrung des Pumpenzylinders für das Einführen von Strömungsmittel in den Pumpenzylinder hinein und zum Unterdrucksetzen des Strömungsmittels in diesem vorgesehen werden, wobei die Einrichtung zum Belasten des Druckbehälters in Längsrichtung, um den Druck des Druckmittels im Akkumulatorraurn und im Zwischenraum zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter aufrechtzuerhalten, eine Niederdruckkolben- und Zylinderanordnung aufweist* welche auf den Druckbehälter einwirkt, wobei der Zylinder der Kolben- und Zylinderanordnung eine Verbindung mit der Bohrung des Pumpenzylinders über ein Rückschlagventil zum Einspeisen von Mederdruck-Strömungsmittel in den Pumpenzylinder beim Einführungshub des Kolbens im Pumpenzylinder aufweist«A plunger or piston can be installed in the bore of the pump cylinder for introducing fluid into the pump cylinder into and for pressurizing the fluid therein, wherein the means for loading of the pressure vessel in the longitudinal direction to the pressure of the pressure medium in the accumulator space and in the space between the To maintain the pump cylinder and the pressure vessel, a low pressure piston and cylinder arrangement has * which on acts on the pressure vessel, the cylinder being the piston and cylinder assembly communicating with the bore of the pump cylinder via a check valve for feeding Median pressure fluid into the pump cylinder on the induction stroke of the piston in the pump cylinder "
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Hochdruckpumpe, bei welcher ein Strömungsmitteldruck im Pumpenzylinder sich während des Pumpens zyklisch verändert. Dies ist beispielsweise dann der Fall., wenn das Pumpen durch einen sich hin- und herbewegenden Stempel oder Kolben ausgeführt wird, welcher im Pumpenzylinder arbeitet. Normalerweise würde der Pumpenzylinder einer zyklischen Zugbelastungsänderung ausgesetzt sein. Da jedoch die Hochdruckflüssigkeit im Zwischenraum zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter auf die äußere Oberfläche des Pumpenzylinders einwirkt, wird der Pumpenzylinder nur zyklischen Druckbelastungen ausgesetzt. Die Lebensdauer bzw. Dauerfestigkeit des Pumpenzylinders unter dieser Art von Belastung wird größer sein als in dem Falle, wo die Außenoberfläche des Pumpenzylinders ungestützt ist und der Pumpenzylinder einer zyklischen Zugbelastungsänderung ausgesetzt wird,' Da der Druck der Flüssigkeit im Zwischenraum zwischen dem Pumpenzylinder und dem Druckbehälter konstant ist, wird daher der Druckbehälter nicht geschwächt oder ermüden.The invention relates in particular to a high pressure pump in which a fluid pressure in the pump cylinder is increased changed cyclically during pumping. This is the case, for example, when the pumping is carried out by a reciprocating Stamp or piston is executed, which works in the pump cylinder. Usually the pump cylinder would be exposed to a cyclical change in tensile load. However, since the high pressure liquid in the space between the Pump cylinder and the pressure vessel acts on the outer surface of the pump cylinder, the pump cylinder becomes only cyclical Exposed to pressure loads. The service life or fatigue strength of the pump cylinder under this type of load will be larger than the case where the outer surface of the pump cylinder is unsupported and the pump cylinder is exposed to a cyclical change in tensile load, 'Because the pressure of the liquid in the space between the pump cylinder and the pressure vessel is constant, therefore, the pressure vessel is not weakened or fatigued.
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Ein Ausfüliruiigsbeispiel der Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung beschrieben, und zwar zeigtA Ausfüliruiigsbeispiel the invention is now with reference to the drawing that shows them for example, namely shows
Fig. 1 einen Mittelschnitt durch eine Hochdruck-Flüssigkeitspumpe nach der Erfindung, während1 shows a central section through a high-pressure liquid pump according to the invention while
Figo 2 eine schematische Anordnung einer typischen Anwendung der Pumpe bei einem hydrostatischen Strangpreßgerät wiedergibtoFig. 2 is a schematic arrangement of a typical application of the pump in a hydrostatic extruder o
Bei der in Figo 1 dargestellten Konstruktion weist eine Hochdruck-Hydraulikpumpe eine Bodenplatte 1 auf, auf welcher ein Pumpenfuß 2 sitzt. Der Pumpenfuß 2 weist eine runde Säulen- oder Sockelplatte 3 auf, die mit einem einstückigen Flansch 4 versehen ist und auf der Bodenplatte 1 durch bchrauben 5 befestigt wird. ■In the construction shown in FIG. 1, a high-pressure hydraulic pump has a base plate 1 which a pump foot 2 sits. The pump base 2 has a round column or base plate 3, which is integral with a Flange 4 is provided and screwed onto the base plate 1 5 is attached. ■
Ein Niederdruckzylinder 6 sitzt mit Schiebesitz auf dem Flansch 4 des Pumpenfußes 2, wobei der KMerdruckzylinder 6 eine ringförmige Baals 7 aufweist, die mit ochiebesitz um die Sockelplatte 3 des Pumpenfußes 2 herum sitzte Eine Abdichtung zwischen dem Zylinder 6 und dem Flansch 4 des Puinpenfußes 2 erfolgt mit Hilfe einer iiiederdruc^.dichtung B, wahrend die Abdichtung zwischen der Endwand des Zylinders 6 und der Sockelplatte 3 des Pumpenfußes 2 mit Hilfe einer Niederdruckdichtung 9 erfolgt.A low-pressure cylinder 6 is seated with a sliding fit on the flange 4 of the pump foot 2, the K-pressure cylinder 6 has an annular Baals 7, which ochiebesitz around the base plate 3 of the pump foot 2 sits around a seal between the cylinder 6 and the flange 4 of the Puinpenfußes 2 takes place with the help of a low pressure seal B, while the seal between the end wall of the cylinder 6 and the base plate 3 of the pump foot 2 by means of a low pressure seal 9 takes place.
Ein Pumpe.-.zylinder 10 ist auf dem Puinpenfuß 2 befestigt. Der Pumpenzylinder 10 weist eine Länjsbohrung. 11 ja it einer Gegebohrung ΛΖ an unteren Ende auf, die auf einem nach oben vorstehenden Ventilbauteil 13 auf dem Pumpenfuß 2 sitzt« Die Gegenbohrung 12 weist einen flachen Sitz 14 auf, der auf derA pump cylinder 10 is attached to the pump base 2. The pump cylinder 10 has a longitudinal bore. 11 yes it has a counterbore ΛΖ at the lower end, which sits on an upwardly projecting valve component 13 on the pump foot 2 «The counterbore 12 has a flat seat 14 on the
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oberen Endfläche 15 des Ventilbauteils 13 sitzt. Der flache Sitz 14 der Gegenbohrung 12 und die obere Endfläche 15 des Ventilbauteils 13 weisen Hartmetallbeläge 16 bzw. 17 auf. Das obere -Ende des Ventilbauteils 13 hat einen, reduzierten Durchmesser, um auf diese Weise einen Ringraum 18 in der Gegenbohrung 12 des Pumpenzylinders 10 zu-bilden. Der Ventilbauteil 13 ist in der Gegenbohrung 12 durch eine Gehrungsring- und O-Ringdichtung 19 abgedichtet. Bin äußerer Druckbehälter 20 sitzt um den Pumpenzylinder 10 herum und ist Ende an Ende mit dem Niederdruckzylinder 6 durch Schrauben 21 festgeklemmt. Der Zylinder 6 und der äußere Druckbehälter 20, die vereinigt sind, gleiten vertikal an Führungssäulen 22, die in die Bodenplatte 1 eingeschraubt sind, wobei die oberen Enden der Säulen 22 in einen ortsfesten Haltering 23 eingeschraubt sind. Der; Niederdruckzylinder 6 sitzt in einem Halteflansch 24 mit Führungsbuchsen 25, die mit Schiebesitz auf den Führungssäulen 22 sitzen. Der äußere Druckbehälter 20 ist mit einem Halteflansch 26 versehen, der -Führungsbuchsen 27 aufweist, : welche ebenfalls mit Gleitsitz auf den Führungssäulen 22 sitzen.upper end surface 15 of the valve member 13 is seated. The flat seat 14 of the counterbore 12 and the upper end surface 15 of the Valve component 13 have hard metal linings 16 and 17, respectively. The upper end of the valve component 13 has a reduced Diameter in order to form an annular space 18 in the counterbore 12 of the pump cylinder 10 in this way. The valve component 13 is sealed in the counterbore 12 by a miter ring and O-ring seal 19. Am outer pressure vessel 20 sits around the pump cylinder 10 and is clamped end to end to the low pressure cylinder 6 by screws 21. The cylinder 6 and the outer pressure vessel 20, which are united, slide vertically on guide columns 22 which are in the bottom plate 1 are screwed in, with the top ends of the pillars 22 are screwed into a stationary retaining ring 23. Of the; The low-pressure cylinder 6 is seated in a retaining flange 24 Guide bushes 25 which sit on the guide columns 22 with a sliding fit. The outer pressure vessel 20 is provided with a Retaining flange 26 is provided, which has guide bushes 27, which are likewise with a sliding fit on the guide columns 22 sit.
Ein ringförmiger Zwischenraum 28 ist zwischen der Bohrung 29 des äußeren Druckbehälters 20 und dem Pumpenzylinder 10 gebildet. Eine Gehrungsring-0-Ringdichtung 30 dichtet zwischen dem unteren Ende 29 und dem äußeren Druckbehälter 20 und der äußeren Oberfläche des Pumpenzylinders 10 ab."An annular gap 28 is between the bore 29 of the outer pressure vessel 20 and the pump cylinder 10 are formed. A miter ring O-ring seal 30 seals between the lower end 29 and the outer pressure vessel 20 and the outer surface of the pump cylinder 10. "
Der Pumpenzylinder 10 weist eine obere Verlängerung 31 von kleinerem Außendurchmesser als dem des Hauptkörpers des, Pumpenzylinders 10 auf. Ein Ringstopfen 32 ist in das obere Ende der Bohrung 29 im äußeren Druckbehälter 20 eingeschraubte Ein Dichtungsring 33 dichtet zwischen der Bohrung 29 des äußeren Druckbehälters 20 und der Verlängerung 31 des Pumpenzylinders 10 unterhalb des Stopfens 32 ab. Ein Drucköl-Akkumulatorraum 34 wird im oberen ^nde der Bohrung 29 des Behälters .20 gebildet und umgibt die obere Verlängerung 31 des Pumpenzylinders 10.The pump cylinder 10 has an upper extension 31 of smaller outer diameter than that of the main body of the pump cylinder 10. A ring plug 32 is in the upper End of the bore 29 screwed in the outer pressure vessel 20 A sealing ring 33 seals between the bore 29 of the outer pressure vessel 20 and the extension 31 of the pump cylinder 10 below the plug 32. A pressurized oil accumulator space 34 is in the upper ^ nde of the bore 29 of the container .20 is formed and surrounds the upper extension 31 of the pump cylinder 10.
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Ein Flüssigkeit unter Druck setzender Stempel 35 wird in die Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 eingeführt. Der Stempel 35 ist in der Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 durch eine Gehrungsring- und O-Ringdichtung 36 abgedichtet. Eine Öl-Einlaßöffnung 37 zum Zuführen eines Mederdrucköls in die Pumpe ist in der Sockelplatte 3 des Pumpenfußes 2 vorgesehen. Die Einlaßöffnung 37 ist mit dem Niederdruckzylindei* 6. mittels einer Querbohrung 38 im Pumpenfuß 2 verbunden. Eine zweite Querbohrung 39 im Pumpenfuß 2 stellt eine Verbindung mit einer Niederdrucköl-Einlaßöffnung 40 im Ventilbauteil 13 des Pumpenfußes. 2 her. Der Einlaß von Öl von der Öffnung 40 her in die Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 wird mittels eines Hochdruck-Rückschlagventils 41 kontrolliert bzw. gesteuert, welches im Ventilbauteil 13 sitzt. Eine Mederdrucköl-Zuführleitung 42 ist mit der Öl-Einlaßöffnung 37 durch einen Schraubnippel verbundene Eine Hochdrucköl-Abgabeöffnung 44 im Ventilbauteil 13 des Pumpenfußes 2 führt vom Ringraum 18, der in der Gegenbohrung 12 des PumpensylInders um das obere Ende des Ventilbauteils 13 herum gebildet ist, weg. Eine Querbohrung. 45 im Pumpenzylinder 10 verbindet den Ringraum 18 mit dem ringförmigen Zwischenraum 28 zwischen der Bohrung 29 des äußeren Dx'uckbehälters 20 und dem Pumpenzylinder 10. Eine Hochdrucköl-Auslaßleitimg 46 ist mit der Hochdrucköl-Abgabeöffnung 44 durch einen Schraubnippel 47 verbunden.A pressurizing plunger 35 is inserted into the bore 11 of the pump cylinder 10. Of the The punch 35 is sealed in the bore 11 of the pump cylinder 10 by a miter ring and O-ring seal 36. One Oil inlet opening 37 for feeding a medium pressure oil into the pump is provided in the base plate 3 of the pump foot 2. The inlet opening 37 is connected to the low-pressure cylinder 6 by means of a transverse bore 38 in the pump base 2. A second Cross hole 39 in the pump base 2 connects to a Low-pressure oil inlet opening 40 in the valve component 13 of the pump base. 2 ago. The inlet of oil from port 40 into the Bore 11 of the pump cylinder 10 is made by means of a high pressure check valve 41 controls or controls which is seated in the valve component 13. A median pressure oil supply line 42 is connected to the oil inlet port 37 by a screw nipple. A high pressure oil discharge port 44 in the valve member 13 of the pump foot 2 leads from the annular space 18, which is in the counterbore 12 of the PumpensylInders around the upper end of the valve component 13 is formed around, away. A cross hole. 45 in the pump cylinder 10 connects the annular space 18 with the annular space Intermediate space 28 between the bore 29 of the outer pressure container 20 and the pump cylinder 10. A high pressure oil outlet duct 46 is connected to the high pressure oil discharge port 44 connected by a screw nipple 47.
Be Im Betrieb der oben beschriebenen Pumpe wird i-Iiederdrucköl von der Öl-Zuführleitung 42 nach der Öl-Einlaßöffnung 37 und dem Hiederdruckzylimier 6 (über die Querbohrung 38) zugeführt. Wähxend des Aufwärts-Einführhubs des Stempels 35 Ln der Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 gelangt Iiiederdrucköl in di.i Bohrung 11 vom Niederdruckzylinder 6 her über die .'juerbohruni. 39 und die Öl-Einlaßöffnung 40 durch das offene Hochdruck-Rückschlagventil 41 hindurch,, Der Abwärts-Druckerzeugungshub des Stempels 35 schließt das Hochdruck-Rückschlagventil 41 und erhöht den Öldruck in der Bohrung 11 des Pumpen-When the pump described above is in operation, low-pressure oil is used from the oil supply line 42 to the oil inlet opening 37 and the low pressure cylinder 6 (via the transverse bore 38) fed. During the upward insertion stroke of the ram 35 L in the bore 11 of the pump cylinder 10, low-pressure oil arrives in di.i bore 11 from the low pressure cylinder 6 over the .'juerbohruni. 39 and the oil inlet port 40 through the open High pressure check valve 41 therethrough ,, the downward pressure generating stroke of the plunger 35 closes the high pressure check valve 41 and increases the oil pressure in the bore 11 of the pump
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Zylinders 10, bis ein Druck erzielt wird, welcher Öl unter Druck von der Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 zwischen der Endfläche 15 des Ventilbäutells 13 und dem flachen Sitz 14 der G-egenbohrung 12 Im Pumpenzylinder 10 drückt. Das komprimierte Öl gelangt in den Ringraum 18 der Gegenbohrung 12, und von dem Ringraum 18 gelangt das komprimierte.Öl über die Querbohrung 45 in den Zwischenraum 28 zwischen dem äußeren Druckbehälter 20 und dem Pumpenzylinder 10.Cylinder 10 until a pressure is achieved which oil is under Pressure from the bore 11 of the pump cylinder 10 between the The end face 15 of the valve assembly 13 and the flat seat 14 of the counter bore 12 in the pump cylinder 10 presses. The compressed Oil reaches the annular space 18 of the counterbore 12, and the compressed oil passes from the annular space 18 via the transverse bore 45 into the intermediate space 28 between the outer pressure vessel 20 and the pump cylinder 10.
Die Lieferung von öl durch die Pumpe bei konstantem Druck erfolgt vom Ringraum 18 her, wobei das Öl durch die Abgabeöffnung 44 nach der Auslaßleitung 46 gelangteThe delivery of oil by the pump at constant pressure takes place from the annular space 18, the oil through the Discharge port 44 after the outlet line 46 came
Wenn die Zuführungsrate von komprimiertem Öl vom Pumpenzylinder 10 in den Ringraum 18 und den Zwischenraum 28 während des Preßhubs des Sterupels 35 die Zuführbedingungen überschreitet, dann gelangt das überschüssige öl in den Akkumulat'orraum 34. Um sich dieser Strömung von Hochdrucköl in den Akkumulatorraum 34 hinein anzupassen, bewegt sich der äußere Hochdruckbehälter 20 z.us.'-imrnen mit dem Hiederdruckzylinder 6 vertikal aufwärts, wobei diese durch die Säulen 22 geführt werden.» Der Druck des Öls im UXederdruckzylinder 6 bildet eine Reaktionskraft zu der Kraft,, die durch das Hochdrucköl im Akkumulatorraum 34 auf den Ringstopfen 32 ausgeübt wird» Durch die Aufwärtsbewegung von Druckbehälter 20 und Zylinder 6 -wird das Volumen des Akkumulatorraumes 34 vergrößert, um das Über— schußöl aufzuneiimen, und wird der konstante Ölabgabedruck in der Abgabeöffnung 44 während des Kompresjionshubs des Stempels 35 aufrechterhalten. V/ährend des Einführnubs des Stempels 35 wird der Ölabgabedruck in der Abgabeöffnung 44 durch Abwärtsbewegung des vereinigten Druckbehälters 20 und Zylinders 6 konstant gehalten, wobei Hochdrucköl gelungen wird, aus dem Akkumulatorraum 34 den Ringraum 28 hinunter in die Abgabeöffnung 44 auszuströmen. Auf diese Weise wird eine Speisung von Hochdrucköl durch die Pumpe mit einer konstanten Sollrate sowohl während des Einführungs- als auch des Kompressionshubs des Stempele 35 geliefert.When the rate of delivery of compressed oil from the pump cylinder 10 into the annulus 18 and the gap 28 during of the pressing stroke of the steruple 35 exceeds the feed conditions, then the excess oil gets into the accumulator space 34. To get this flow of high pressure oil in the accumulator space 34, the outer high-pressure container 20 moves vertically inside with the low-pressure cylinder 6 upwards, these being led through the pillars 22. » The pressure of the oil in the UXeder pressure cylinder 6 forms a reaction force to the force, which is exerted on the ring plug 32 by the high pressure oil in the accumulator space 34 »by the upward movement of the pressure vessel 20 and cylinder 6 - the volume of the accumulator space 34 is increased to the over- shot oil, and the constant oil discharge pressure in of the discharge port 44 during the compression stroke of the ram 35 upheld. During the insertion of the punch 35 the oil discharge pressure in the discharge port 44 is determined by the downward movement of the combined pressure vessel 20 and cylinder 6 kept constant, with high pressure oil being managed from the accumulator space 34 down the annular space 28 into the discharge opening 44 flow out. In this way it becomes a feed of high pressure oil through the pump at a constant set rate during both the induction and compression strokes of the stamp 35 delivered.
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Der Druck des Öls im Akkumulatorraum 34, v/elcher auf die äußere Schulter 48 des Pumpenzylinders 10 einwirkt, übermittelt eine Abwärtskraft auf den Pumpenzylinder 10, so daß der flache Sitz 14 in der Gegenbohrung 12 des Pumpenzylinders TO gegen die obere Endfläche 15 de-s Ventilbauteils 13 auf dem Pumpenfuß 2 gedruckt wird.The pressure of the oil in the accumulator space 34, which acts on the outer shoulder 48 of the pump cylinder 10, is transmitted a downward force on the pump cylinder 10 so that the flat seat 14 is in the counterbore 12 of the pump cylinder TO against the upper end surface 15 of the valve component 13 on the Pump foot 2 is printed.
Der zwischen dem Sitz 14 der Gegenbohrung 12 und der oberen Endfläche 15 des Yentilbauteils 13 ausgeübte ■.Berührungsdruck steuert "bzw. regelt den Druck, mit welchem Öl aus der Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 gelangt. Dieser Berührungsdruck ist abhängig von der Fläche der äußeren Schulter 48 des Pumpenzylinders 10 relativ zur Fläche der Basis 14 in der Gegenbohrung 12 des Pumpenzylinders 10.The between the seat 14 of the counterbore 12 and the Upper end surface 15 of the Yentilbauteils 13 exercised ■ .Contact pressure controls "or regulates the pressure with which oil from the Bore 11 of the pump cylinder 10 arrives. This contact pressure is dependent on the area of the outer shoulder 48 of the pump cylinder 10 relative to the surface of the base 14 in the counterbore 12 of the pump cylinder 10.
Fig. 2 zeigt eine Yerwendungsart der Pumpe beim Liefern von Hochdrucköl nach einer hydrostatischen Strangpreßeinrichtung, die eine Strangpreßkammer 49 in Form einer langen Bohrung aufweist, welche mit einer Strangpreßmatrize bzw. einem Strangpreßmundstück 50 versehen ist. Ein Preßling 51 von großem Längen-Durchmesser-Verhältnis wird durch das Mundstück 50 hindurch durch Unterdrucksetzung des den Preßling 51 in der Bohrung der Kammer 49 umgebenden öls stranggepreßt. Hochdrucköl wird nach der Bohrung der Kammer 49 von einer Pumpe 52 der oben beschriebenen Gattung geliefert, wobei die Hochdruck-6'1-Auslaßleitung 46 der Pumpe mit einer uleinlaßöffnung 53 im hinteren Ende der Strangpreßkammez' 49 verbunden ist. Niederdrucköl wird nach der Pumpe über die iiiederdrucköl-Zuführleitung 54 von einem liiederdrucköl-Vorratssystem 55 her geliefert. Fig. 2 shows one way of using the pump in delivery of high pressure oil after a hydrostatic extrusion device, which has an extrusion chamber 49 in the form of a long bore, which is provided with an extrusion die or an extrusion die 50. A compact 51 of large size Length-to-diameter ratio is determined by the mouthpiece 50 by pressurizing the compact 51 in the Bore of the chamber 49 surrounding oil extruded. High pressure oil is by a pump 52 after the bore of the chamber 49 of the type described above, the high pressure 6'1 outlet line 46 of the pump with an ul inlet port 53 in the rear end of the extrusion chamber '49 is connected. Low pressure oil is downstream of the pump via the low-pressure oil supply line 54 supplied from a low-pressure oil storage system 55.
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In die Niederdruckol-Zuführleitung 54 ist ein Niederdruck-Ölakkumulator 56 eingeschaltet, der eine Strömung von l\Tiederdx"ucköl in die und aus der Öleinlaßöffnung 87 und dem Mederdruckzylinder 6 der Pumpe in Übereinstimmung mit der Vertikalbewegung des äußeren Druckbehälters 20 und des Niederdruckzylinders 6 der Pumpe ermöglicht, wobei auf diese V/eise eine Konstantdruckzuführung von NiederdruckÖl in der Ölein— laßöffnung 37 aufrechterhalten wird. Das Fiederdrucköl-Vorratssystem 55 weist einen Öltank , eine durch einen Elektromotor angetriebene Niederdruckpumpe zusammen mit Mitteln zum Kühlen und filtern des Öls auf. Der Ölaustritt vom Mundstück 50 der Strangpreßkammer 49 wird nach dem Niederdrucköl-Vorratssystem 55 von einem Öl-Lecktank 57 mittels einer Pumpe 58 und eines Öl-Rückführrohres 59 zurückgeleitet.In the low-pressure oil supply line 54 is a low-pressure oil accumulator 56 switched on, which causes a flow of oil in and out of the oil inlet port 87 and the Meder pressure cylinder 6 of the pump in accordance with the Vertical movement of the outer pressure vessel 20 and the low-pressure cylinder 6 of the pump allows, with this V / eise a constant pressure supply of low pressure oil in the oil inlet opening 37 is maintained. The feather pressure oil storage system 55 has an oil tank, one by an electric motor driven low pressure pump together with means for cooling and filtering the oil. The oil leak from the mouthpiece 50 the extrusion chamber 49 is after the low-pressure oil storage system 55 from an oil leak tank 57 by means of a pump 58 and an oil return pipe 59 fed back.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion wirkt der Öldruck sowohl auf die Innen- als auch auf die Außenoberfläche des Pumpenzylinders 10 ein. Die AußenoberfläcJae des Pumpenzylinders 10 wird durch das Hochdrucköl im ringförmigen Zwischenraum 28 abgestützte Die Innenoberfläche ist jedoch den Öldrücken ausgesetzt, die in der Bohrung 11 wirken, und unterliegt einer zyklischen Veränderung von dem Niederdruck des Öls, welches in die Bohrung 11 von der Öl-Einlaßöffnung her eintritt, bis zum Hochdruck, der erforderlieh ist, um das Cl zu veranlassen, aus der Bohrung 11 des Pumpenzylinders 10 ausüudringen, wobei dieser Druck den Lieferdruck um einen kleinen Betrag überschreitet.In the construction shown in Fig. 1, the oil pressure acts on both the inner and the outer surface of the pump cylinder 10. The outer surface of the pump cylinder 10 is supported by the high pressure oil in the annular space 28. However, the inner surface is the Exposed to oil pressures acting in the bore 11 and subject to a cyclical change from the low pressure of the oil entering the bore 11 from the oil inlet port enters until the high pressure required to induce the Cl out of the bore 11 of the pump cylinder 10 ausüudringen, this pressure reducing the delivery pressure by one exceeds small amount.
Mit dieser Art von Druckbäastung wird der Pumpenzylinder 10 zyklischen Druckbeanspruchungen ausgesetzto 'denn es auch bekannt ist, daß diese Art von Beanspruchungsänderung ein Versagen infolge Materialermüdung herbeiführt, haben Versuche gezeigt, daß die Lebensdauer bzw. Dauerfestigkeit größer ist,With this type of pressure load, the pump cylinder 10 is exposed to cyclic pressure loads o 'because it is also known that this type of load change causes failure as a result of material fatigue, tests have shown that the service life or fatigue strength is greater,
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als wenn der Pumpenzylinder einer zyklischen Zugbeanspruchungsänderung ausgesetzt wird» Der äußere Druckbehälter 20 wird jedoch nicht ermüdet oder geschwächt, da der Druck im ringförmigen Zwischenraum 28 konstant ist. Aber bei Anwendungen, wo sich der Lieferdruck entsprechend den Erfordernissen des belieferten Verfahrens ändert, wird der äußere Druckbehälter nur noch durch einen Beanspruchungszyklus bei jedem Arbeitsgang des Verfahrens auf Ermüdung beanspruchtethan when the pump cylinder is subjected to a cyclic change in tensile stress »The outer pressure vessel 20 becomes however, not fatigued or weakened, since the pressure in the annular space 28 is constant. But for applications where the delivery pressure varies according to the requirements of the If the process supplied changes, the outer pressure vessel is only exposed to one load cycle with each work step of the procedure claimed for fatigue
Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.The invention also relates to modifications of the enclosed Claim 1 outlined embodiment and relates above all to all features of the invention, which are disclosed individually - or in combination - throughout the description and drawing.
PatentansprücheClaims
90984 1/095290984 1/0952
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