DE2622771A1 - HIGH PRESSURE PUMP - Google Patents
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Description
Patentanwalt O Pelmanstraße 31Patent attorney O Pelmanstrasse 31
2622771 Postschließfach 15332622771 P.O. Box 1533
Telefon (0201) 772008Telephone (0201) 772008
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Maschinenfabrik Rudolf Hausherr ^ Söhne KG,
4322 Sprockhövel/Westf., Wuppertaler Straße 77Machine factory Rudolf Hausherr ^ Sons KG,
4322 Sprockhövel / Westf., Wuppertaler Strasse 77
"Ho chdruckpump e""High pressure pump"
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe zur Förderung nicht-The invention relates to a high pressure pump for conveying non-
.r.r
schmierender Flüssigkeiten, insbesondere für den Untertagebergbau. lubricating fluids, especially for underground mining.
Für den Einsatz im Untertagebergbau werden Hochdruckpumpen,
beispielsweise zum Tränken, Stempelsetzen, Panzerrücken usw., benötigt. Zu diesem Zwecke sind Hochdruckpumpen bekannt, welche
während der Arbeitszeit ohne Unterbrechung durchlaufen.
Dies hat zur Folge, daß der Verschleiß, insbesondere der Manschetten, sehr groß ist. Wenn kein Druckwasser benötigt wird,
schaltet das an den Hochdruckpumpen vorgesehene Umlaufventil
den Wasserkeislauf der Pumpe auf drucklosen Umlauf, wobei der Druck im Verbrauchernetz aufrecht erhalt wird. Um ein Eindringen
von Wasser über die Plungerkolben in das im ölbad laufendeFor use in underground mining, high pressure pumps,
for example for watering, stamping, armored back, etc. For this purpose, high-pressure pumps are known which run through without interruption during working hours.
This has the consequence that the wear, especially of the sleeves, is very great. If no pressurized water is required, the circulation valve provided on the high-pressure pumps switches
the water circulation of the pump to unpressurized circulation, whereby the pressure in the consumer network is maintained. To prevent water from penetrating via the plunger into the oil bath
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Getriebe und die Kurbelwellenlagerung zu verhindern, ist die IPührung der Plunger im Gehäuse zwischen dem ölführenden und wasserführenden Teil unterbrochen. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Ausfühmgsform besteht in der Verschmutzung des Plungers in diesem Zwischenraum.To prevent the transmission and the crankshaft bearings, the plunger in the housing is guided between the oil-bearing and water-bearing part interrupted. A major disadvantage of this known embodiment is the contamination of the plunger in this gap.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe zu schaffen, welche einen einwandfreien Betrieb bei geringer Störanfälligkeit gewährleistet.Based on this prior art, the invention is based on the object of creating a high-pressure pump which has a flawless operation with low susceptibility to failure guaranteed.
Gemäß der Erfindung wird dies drLurch erreicht, daß die Hochdruckpumpe einen aus Antriebsmotor, Kühler, Axialkolbenpumpe od.dgl. mit Druckregler und ölbehälter bestehenden Primärteil und einen aus Druckübersetzer mit Umschaltventil bestehenden Sekundärteil aufweist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß im Druckübersetzer vergleichsweise große Plungerdurchmesser Verwendung finden können, die eine geringe Kolbengeschwindigkeit besitzen, und damit keinem nennenswerten Verschleiß unterliegen. Vorteilhaft hält der Druckregler innerhalb seines !Regelbereichs den Druck der Flüssigkeit konstant, und zwar trotz wechselndem PumpenfOrderstrom. Übersteigt der Betriebsdruck den eingestellten Sollwert, wird die Pumpe automatisch zurückgeschwenkt und die Regelabweichung abgebaut. Die Regelabweichung beträgt 5-10 bar. Die Verstellzeit νοησ( >« 0° bis <?( * 25° ist bei Druckabbau ge-According to the invention this is achieved by the high pressure pump a drive motor, cooler, axial piston pump or the like. with a pressure regulator and oil tank and a primary part has a secondary part consisting of a pressure intensifier with a switching valve. This configuration ensures that in the pressure intensifier comparatively large plunger diameters can be used, which have a low piston speed, and therefore not subject to any significant wear. The pressure regulator advantageously keeps the Constant pressure of the liquid, despite the changing pump flow rate. If the operating pressure exceeds the setpoint value, the pump is automatically swiveled back and the control deviation occurs reduced. The control deviation is 5-10 bar. The adjustment time νοησ (> «0 ° to <? (* 25 ° is
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ringer als 0,3 sec. und bei Druckaufbau geringer als 0,2 see. Aufgrund dieser schnellen und feinfühligen Regelung läuft die Axialkolbenpumpe od.dgl. mit vergleichsweise geringem Energieverbrauch und der Druckübersetzer im Sekundärteil läuft nur, wenn Druckflüssigkeit benötigt wird. Dadurch wird im Sekundärteil, der vorwiegend mit nichtschmierenden Druckmedien betrieben werden muß, der Dichtungsverschleiß gegenüber den bekannten Pampen ganz erheblich verringert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung herrscht hoher Druck nur im Druckübersetzer, während im Primärteil ein vergleichsweise niedriger Druck vorhanden ist, und zwar ist dieser umgekehrt proportional dem Übersetzungsverhältnis . Im Primärteil ist eine Dauerschmierung möglich, auch wenn im Sekundärteil Wasser gefördert wird. Der Elektroantrieb kann infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung für eine erheblich geringere Leistung ausgelegt werden als bisher üblich. Eine manuelle Verstelleinrichtung ermöglicht die Einstellung des für den jeweiligen Verwendungszweck erforderlichen max-Sollwertes der Fördermenge. Das bedeutet für bestimmte Anwendungen einen geringeren Leistungsbedarf, d.h. es ist möglich, die Hochdruckpumpe in ihrer Leistungsaufnahme zu regeln und damit wirtschaftlicher einzusetzen.less than 0.3 seconds and when pressure builds up less than 0.2 seconds. Because of this fast and sensitive control, the axial piston pump or the like runs. with comparatively low energy consumption and the pressure intensifier in the secondary part only runs when hydraulic fluid is required. As a result, in the secondary part, which is mainly operated with non-lubricating pressure media must be, the seal wear compared to the known Pampen significantly reduced. By the invention Design, there is high pressure only in the pressure intensifier, while there is a comparatively low pressure in the primary part is, and this is inversely proportional to the gear ratio. Permanent lubrication is possible in the primary part, even if water is pumped in the secondary part. The electric drive can as a result of the design according to the invention for a significantly lower output can be designed than previously usual. A manual adjustment device enables the setting the maximum target value of the delivery rate required for the respective application. That means for certain applications a lower power requirement, i.e. it is possible to regulate the power consumption of the high pressure pump and thus to use it more economically.
Die von der Axialkolbenpumpe geförderte Hydraulikflüssigkeit wird über ein 4/2-Wegeventil dem Druckübersetzer zugeleitet. Der Druckübersetzer ist vorteilhaft von einer hydraulisch be-The hydraulic fluid delivered by the axial piston pump is fed to the pressure intensifier via a 4/2-way valve. The pressure intensifier is advantageously of a hydraulically operated
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tätigten Zwe!kolbenpumpe gebildet, deren Motorkolben mittig zwirnen den Förderkolben in einem Zylinder verschiebbar angeordnet ist, an dem sich, beiderseits die Zylinder für die Förderkolben befinden. Die Endbereiche des Motorzylinders sind über Druckmittelleitungen mit dem 4/2-Wegeventil verbunden. operated two! piston pump formed, the engine piston in the middle twist the delivery piston arranged displaceably in a cylinder is where the cylinders for the delivery pistons are located on both sides. The end areas of the engine cylinder are connected to the 4/2-way valve via pressure medium lines.
Die Förderzylinder sind über ge eine Druckmittelleitung an einen Steuerzylinder angeschlossen, die sich je auf einer Seite des 4-/2-Wegevent ils befinden und deren Steuerkolben mit dem Stellglied des 4/2-Wegeventils in Verbindung stehen, so daß eine hydraulische Vorsteuerung erfolgt.The delivery cylinders are connected via a pressure medium line connected to a control cylinder, each on one side of the 4/2-way valve, and their control piston are in connection with the actuator of the 4/2-way valve, so that a hydraulic pilot control takes place.
Die Förderkolben besitzen je eine Ringnut od.dgl., welche in den Förderendlagen der Förderkolben einen Durchgang für zwei diesem zugeordnete Druckmittelleitungen bilden, so daß in Abhängigkeit von der jeweiligen Endstellung des Motorkolbens eine wechselweise Be- oder Entlastung des einen Steuerkolbens erfolgt. Die Steuerkolben des 4-/2-Wegeventils weisen unterschiedlich große, druckmittelbeaufschlagte Flächen auf, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Steuerkolben mit der kleineren Fläche ständig mit Druckmittel über eine von der Druckmittelzufuhr zum 4/2-Wegeventil abgezweigte Leitung beaufschlagt ist, während der andere mit der größeren Fläche in Abhängigkeit von der Stellung des Motorkolbens wechselweise be- oder entlastet wird.The delivery pistons each have an annular groove or the like. Which in the delivery end positions of the delivery pistons form a passage for two pressure medium lines associated therewith, so that alternating loading or unloading of one control piston depending on the respective end position of the motor piston he follows. Point the control piston of the 4/2-way valve different sized, pressurized surfaces, the arrangement being made so that the control piston with the smaller area constantly with pressure medium via a branched off from the pressure medium supply to the 4/2-way valve Line is acted upon, while the other with the larger Area is alternately loaded or unloaded depending on the position of the motor piston.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, namely shows:
S"ig. 1 eine Draufsicht auf die Hochdruckpumpe und1 shows a plan view of the high-pressure pump and FIG
S1Ig. 2 das hydraulische Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung.S 1 Ig. 2 shows the hydraulic circuit diagram of the arrangement according to the invention.
Der Primärteil der Hochdruckpumpe besteht aus dem schlagwettergeschützten Elektromotor 1, der Axialkolbenpumpe 2 mit Druckregler 10, der zwischen Antriebsmotor 1 und der Axialkolbenpumpe 2 "vorgesehenen Kupplung 3? auf der ein Lüfterrad für einen Kühler aufgebaut ist und dem ölbehälter 12, der gleichzeitig als Rahmen für die Hochdruckpumpe dient. Der Kühler kühlt das gesamte Hydrauliksystem im Bypass. Die Axialkolbenpumpe weist eine mechanische Hubbegrenzung auf, mittels welcher die Pumpe auf ihren maximalen Ausschwenkwinkel begrenzt wird. Durch ein Handrad 13 kann diese Hubbegrenzung über eine Spindel im Bereich des maxi%,len S1Orderstromes auf veränderliche Weite im Bereich von Q * 0 - 100 % Qmax eingestellt werden.The primary part of the high-pressure pump consists of the flameproof electric motor 1, the axial piston pump 2 with pressure regulator 10, the coupling 3 "provided between the drive motor 1 and the axial piston pump 2" on which a fan wheel for a cooler is built and the oil tank 12, which also serves as a frame for the high pressure pump is used. The cooler cools the entire hydraulic system in the bypass. The axial piston pump has a mechanical stroke limiter by means of which the pump is limited to its maximum pivoting angle. A hand wheel 13 can be used to limit this stroke via a spindle in the range of the maxi%, len S 1 order flow can be set to a variable width in the range of Q * 0 - 100 % Q max .
Der zusfczlich angebrachte Druckregler 10 hält innerhalb seines Regelbereichs den Druck in dem Hydrauliksystem konstant, trotz wechselndem erforderlichen Pumpenförderstrom. Die Axialkolbenpumpe 2 fördert nur soviel Druckflüssigkeit, wie von den Verbrauchern benötigt wird. Dieses gilt allerdings nur bei "Überschreiten eines eingestellten Drucksollwertes. Dieser Drucksoll-The additionally attached pressure regulator 10 holds within it Control range, the pressure in the hydraulic system remains constant, despite the changing required pump flow rate. The axial piston pump 2 only conveys as much hydraulic fluid as is required by the consumers. However, this only applies to "Exceeding." of a set pressure value. This pressure target
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wert kann an einem Zuschaltventil eingestellt werden. Übersteigt der Betriebsdruck diesen Sollwert, wird die Pumpe automatisch auf 0 zurückgeschwenkt und die Regelabweichung abgebaut.value can be set on a sequence valve. If the operating pressure exceeds this setpoint, the pump will automatically swiveled back to 0 and the system deviation reduced.
Der maximale I1Or der strom wird entsprechend den Forderungen durch die Hubbegrenzung manuell eingestellt.The maximum I 1 Or current is set manually according to the requirements by means of the stroke limiter.
Die notwendige Hydraulikflüssigkeit flidSt der .Axialkolbenpumpe 2 aus dem Behälter 12 zu.The necessary hydraulic fluid flows through the axial piston pump 2 from the container 12 to.
Die vom Verbraucher zurücklaufende HydEulikflüssigkeit wird über ein Rücklauffilter 11 gefiltert.The hydraulic fluid flowing back from the consumer is over a return filter 11 filtered.
Im Primärteil ist mit 8 die Rücklauf leitung und mit 9 cLLe Druckleitung bezeichnet. Die Rücklaufleitung 8 steht mit dem vorerwähnten Filter 11 in Verbindung.In the primary part, the return line is at 8 and the pressure line at 9 cLLe designated. The return line 8 stands with the aforementioned Filter 11 in connection.
Der Sekundärteil wird von dem Druckübersetzer 4· mit dem Umschaltventil 5 gebildet. Im Sekundärteil ist die Saugleitung mit 6 und die Druckleitung mit 7 bezeichnet.The secondary part is operated by the pressure intensifier 4 · with the switchover valve 5 formed. In the secondary part, the suction line is denoted by 6 and the pressure line is denoted by 7.
Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, dient als Umschaltventil 5 ein 4-/2-Wegeventil, dessen Durchgänge mit 14, 15, 16, 17 bezeichnet sind. An beiden Enden des Umsehaltventils 5 befindetAs can be seen in particular from FIG. 2, a 4/2-way valve, the passages of which are denoted by 14, 15, 16, 17, is used as the switching valve 5 are. Located at both ends of the switchover valve 5
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sich je ein Steuerzylinder 18, 19, deren Steuerkolben 20, 21 unterschiedlich groß bemessene, von Druckmittel beaufschlagte Flächen aufweisen, und zwar ist die Fläche des Steuerkolbens 20 kleiner. Beide Steuerkolben stehen mit dem Stellglied te TJmschaltventils 5 in Verbindung, welches die Durchgänge 14-, 15, 16, 17 besitzt. each have a control cylinder 18, 19, the control piston 20, 21 of which have differently dimensioned surfaces acted upon by pressure medium, namely the surface of the control piston 20 is smaller. Both control pistons are connected to the actuator 5, which has the passages 14, 15, 16, 17.
Der Druckübersetzer 4- weist einen Motorzylinder 22 auf, in dem sich der beidseits beaufschlagbare Motorkolben 23 befindet. Die beiden Endbereiche des Motorzylinders 22 stehen über die Leitungen 24·, 25 mit dem Umschaltventil 5 in Verbindung.The pressure booster 4- has a motor cylinder 22 in which the motor piston 23, which can be acted upon on both sides, is located. The two end regions of the motor cylinder 22 are connected to the switching valve 5 via the lines 24 ·, 25.
An dem Gehäuse 26 des MotorZylinders 22 ist beidseits ge ein Förderzylinder 27, 28 befestigt. In den Förderzylindern 27, befinden sich die Förderkorb en 29, 30, walche mit dem Motorkolben 23 verbunden sind.On the housing 26 of the motor cylinder 22 is a ge on both sides Delivery cylinder 27, 28 attached. The conveyor cages 29, 30, and the motor piston are located in the conveyor cylinders 27 23 are connected.
Die Enden der Förderzylinder 27, 28 sind mit Saug-, (31) Druckventilen 32 versehen.The ends of the delivery cylinders 27, 28 are provided with suction, (31) pressure valves 32.
In den Förderzylindern sind Ringnuten 33 angebracht, die als Durchgang für die an die Förderzylinder 27 angeschlossenen Leitungen 34·, 35; 36, 37 dienen.In the delivery cylinders, annular grooves 33 are attached as Passage for the connected to the delivery cylinder 27 Lines 34, 35; 36, 37 serve.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist wie folgt;The operation of the arrangement according to the invention is as follows;
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Das von der Axialkolbenpumpe 2 geförderte Druckmittel gelangt über die Leitung 95 den Durchgang 14- des Umschaltventils 5 i cLie Leitung 25 ii den in der Zeichnung rechts dargestellten Endbereich des MotorZylinders 22, so daß dieser eine Bewegung nach links ausführt und die ü Fig. 2 dargestellte Endlage erreicht.The pressure medium conveyed by the axial piston pump 2 passes through the line 9 5 through the passage 14- of the switching valve 5 i cLie 25 ii the end area of the motor cylinder 22 shown on the right in the drawing, so that it executes a movement to the left and the ü Fig. 2 shown end position reached.
Gleichzeitig wird über die Abzweigleitung 58 der Steuerkolben 20 des Umschaltventils ständig mit Druckmittel beaufschlagt.At the same time, the control piston is via the branch line 58 20 of the switching valve is constantly acted upon with pressure medium.
Sobald der Motorkolben 23 die in der Fig. 2 dargestellte linke Endlage erreicht hat, ist der Förderhub des S1Orderkolbens 29 und der Saughub des Förderkolbens 30 beendet. Der über die Leitungen 38, 36, 37 und- 34· am Förderzylinder 28 anstehende Druck kann nunmehr über die unter dem Anschluß 34- befindliche Ringnut 33 in die Leitung 35 gelangen, so daß der Steuerkolben 21 mit der gegenüber dem Steuerkolben 20 größeren Fläche einen kurzfristigen Druckimpuls erhält, der das Umschaltventil 5 in die andere, aus der Fig. 2 nicht hervorgehende Lage umsteuert. Nach erfolgter Umsteuerung steht die Druckleitung 9 über dem Durchgang 16 des Umsehaltventils 5 und die Leitungen 24·, 35 weiterhin mit dem Steuerkolben 21 in Verbindung, so daß dieser das Umschaltventil in seiner nunmehr eingenommenen Lage festhält. Gleichzeitig tritt über die Leitung 24· Druckmittel in die linke Seite des Motorzylinders 22 ein, welches den Motorkolben 23 in die andere Endlage bewegt, so daß der Förder-As soon as the motor piston 23 has reached the left end position shown in FIG. 2, the delivery stroke of the S 1 order piston 29 and the suction stroke of the delivery piston 30 are ended. The pressure present via the lines 38, 36, 37 and 34 on the delivery cylinder 28 can now reach the line 35 via the annular groove 33 located under the connection 34, so that the control piston 21 has a larger area than the control piston 20 receives short-term pressure pulse which reverses the switching valve 5 into the other position not shown in FIG. After the changeover has taken place, the pressure line 9 is connected to the control piston 21 via the passage 16 of the changeover valve 5 and the lines 24, 35, so that the latter holds the changeover valve in its position now assumed. At the same time, pressure medium enters the left side of the motor cylinder 22 via the line 24, which moves the motor piston 23 into the other end position, so that the conveying
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kolben 29 seinen Saug- und der Förderkolben 30 seinen Druckhub ausfuhrt. Bei Erreichen der rechten Endstellung bildet die Eingnut 33 einen Durchgang zwischen den Leitungen 39, 40 d.es Förderzylinders 27, so daß eine Druckentlastung eintritt, die zur Umsteuerung des Umschaltventils 5 führt, und zwar über den ständig mit Druckmittel beaufschlagten Steuerkolben 20.piston 29 its suction and the delivery piston 30 its pressure stroke executes. When reaching the right end position forms the recess 33 a passage between the lines 39, 40 d.es delivery cylinder 27, so that a pressure relief occurs, which leads to the reversal of the switching valve 5, namely via the constantly acted upon with pressure medium Control piston 20.
Zur Aufrechterhaltung des Steuerdruckes ist ein Hydraulikspeicher eingebaut.A hydraulic accumulator is installed to maintain the control pressure.
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Claims (14)
(35,36) an einen Steuerzylinder (18,19) angeschlossen sind, die sich je auf einer Seite des Umschaltventils (5) befinden und deren Steuerkolben (20,21) mit dem Stellglied (14, 15, 16, 17) des Umschaltventils (5) in Verbindung stehen.11.) High pressure pump according to claim 1 and / or one or more of the following, characterized in that the I 1 Or of the cylinder (27, 28) each via a pressure medium line
(35,36) are connected to a control cylinder (18,19) which are each located on one side of the switching valve (5) and their control piston (20,21) with the actuator (14, 15, 16, 17) of the switching valve (5) related.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OC | Search report available | ||
OGA | New person/name/address of the applicant | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: RUDOLF HAUSHERR & SOEHNE GMBH & CO KG, 4322 SPROCK |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |