DE2741348A1 - Metering pump for chemicals - has grooves in piston supplied with medium pumped for lubrication - Google Patents

Abstract

The pump has a piston (11) fitting tightly in a cylinder (10) and reciprocating in it. The outer surface of the piston has three circumferential grooves (12, 13, 14) in it. Each groove has one radial hole (16, 17, 18) leading from it in to a central axial bore (20) in the piston. This bore is open on the working face of the piston. As the piston reciprocates the medium pumped enters the grooves from the central bore and lubricates the piston. The leakage from this lubricating action returns to the throughput and therefore does not affect the accuracy of the metering.

Description

Pumpe, insbesondere Dosierpumpe Pump, especially metering pump

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, insbesondere auf eine Dosierpumpe, mit einem Kolben, der in einem Zylinder hin- und herbeweglich gelagert ist, welcher eine axiale Öffnung für den Zu-und Ablauf des zu fördernden Mediums aufweist, das nach Eintritt in an der Kolbenmantelfläche vorgesehene Aussparungen einen Schmierfilm zwischen der Zylinderinnen- und der Kolben-Außenmantelfläche bildet.The invention relates to a pump, in particular to a metering pump, with a piston which is reciprocally mounted in a cylinder, which has an axial opening for the inflow and outflow of the medium to be conveyed, which a lubricating film after entry into the recesses provided on the piston jacket surface forms between the cylinder inner and the piston outer circumferential surface.

Um ein Fressen zwischen Berührungsflächen zu vermeiden, ist es bei Kolbenpumpen bekannt, das zu fördernde Medium als Schmiermittel zu benutzen, wie dies beispielsweise die DT-AS 12 30 313 zeigt. Die Berührungsflächen sind dort jedoch eine innere Druckfläche des Pumpenkolbens und eine Gegenfläche der zugehörigen, den Pumpenkolben bewegenden Kolbenstange.In order to avoid seizure between contact surfaces, it is at Piston pumps known to use the medium to be conveyed as a lubricant, such as DT-AS 12 30 313 shows this, for example. The contact areas are there, however an inner pressure surface of the pump piston and a counter surface of the associated, the piston rod moving the pump piston.

Durch die Figur 1 der DT-OS 14 50 360 ist es ferner bekannt geworden, die Außenmantelfläche eines in einem Zylinder gleitenden Kolbens mit einer eine Schraubenlinie bildenden Rille zu versehen, 50 daß ein durch eine im Zylinder vorgesehene axiale Zu- und Ablauf bohrung bei der Bewegung des Kolbens ein- bzw. austretendes Druckmedium unter seinem eigenen Druck in die schraubenförmige Rille eintritt, um so ein Festsetzen des Kolbens zu verhindern. Durch geeignete Wahl des Rillenprofiles soll die Leckmenge des Druckmediums, die bei der Bewegung des Kolbens aus dem vor der Stirnfläche des Kolbens liegenden Raum in den die Kolbenstange enthaltenden Raum fließenden Druckmediums geringgehalten werden.Through the figure 1 of the DT-OS 14 50 360 it is also known the outer circumferential surface of a piston sliding in a cylinder with a one To provide helical forming groove 50 that a provided by one in the cylinder axial inlet and outlet bore when the piston moves in or out Print medium under his own pressure into the helical one Groove enters so as to prevent the piston from sticking. Through suitable The choice of the groove profile should reduce the amount of pressure medium leaking during the movement of the piston from the space in front of the end face of the piston into the piston rod containing space flowing pressure medium can be kept low.

Für Dosierpumpen von chemisch-pharmazeutische Füllmedien abfüllenden Maschinen sind die bekannten Anordnungen ungeeignet. Bei der erstgenannten Kolbenpumpe ist keine Vorsorge getroffen, daß sich ein Schmierfilm zwischen der Zylinderinnenmantelfläche und der Zylinderaußenmantelfläche des Kolbens aufbauen kann, bei der zweiten Einrichtung vermindert das Lecken des Druckmediums einen Einsatz als genau arbeitende Dosiervorrichtung. Ferner verhindert die durchgehende schraubenförmige Rille an der Außenmantelfläche des Kolbens einen für bestimmte Abfüllvorgänge genügend großen Druckaufbau in der zu dosierenden Flüssigkeit.For dosing pumps for filling chemical-pharmaceutical filling media Machines, the known arrangements are unsuitable. In the first-mentioned piston pump no provision has been made to create a lubricating film between the inner surface of the cylinder and the cylinder outer circumferential surface of the piston can build up, in the case of the second device reduces the leakage of the pressure medium an use as an accurate metering device. Furthermore, the continuous helical groove on the outer circumferential surface prevents of the piston creates a sufficiently large pressure build-up in the for certain filling processes liquid to be dosed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe, insbesondere eine für den Einbau in eine Abfülimaschine mit Exzenterhub geeignete Dosierpumpe für unterschiedliche Füllmengen zu schaffen, deren Ausbildung, deren Werkstoffe und deren Vergütung so gewählt sind, daß ein Fressen zwischen Kolben und Zylinder bei der sterilen Förderung aller bekannter chemisch-pharmazeutischer Füllmedien auch ')ei janrclancr l-fzeit verhindert wird.The invention is based on the object of a pump, in particular a dosing pump suitable for installation in a filling machine with an eccentric stroke to create different filling quantities, their training, their materials and their remuneration are chosen so that seizure between the piston and cylinder in the sterile conveyance of all known chemical-pharmaceutical filling media also ') ei janrclancr l-fzeit is prevented.

Ausgehend von einer Pumpe der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Aussparungen in die Lauffläche des Kolbens eingeschliffene Nuten sind, die mit einer zentralen, zum Füllraum des Zylinders offenen Bohrung im Kolben kommunizieren.This task is based on a pump of the type mentioned at the beginning solved according to the invention in that the recesses in the running surface of the piston Ground grooves are those with a central, to the filling space of the cylinder communicate with an open bore in the piston.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Nuten durch je eine jeweils um 1200 gegeneinander versetzte Bohrungen mit der zentralen Bohrung verbunden.According to a further feature of the invention, the grooves are through each one hole with the central hole offset by 1200 tied together.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen Kolben und Zylinder der Dosierpumpe aus einem feinstbearbeiteten Edelstahl der Klasse X 90 CrMoV 18 (werkstoff No. 1.4112) und sind unterschiedlich vergütet in der Weise, daß der Zylinder auf 570 Rockwell und der Kolben auf 52° Rockwell vergütet ist.According to a preferred embodiment of the invention, there are pistons and cylinder of the dosing pump made of finely machined class X stainless steel 90 CrMoV 18 (material No. 1.4112) and are differently tempered in the way that the cylinder is tempered to 570 Rockwell and the piston to 52 ° Rockwell.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung von Zylinder und Kolben einer Dosierpumpe wird, wie umfangreiche Versuche bewiesen haben, ein Frssen von Kolben und Zylinder auch bei höchsten Anforderungen bei der Dosierung von chemisch-pharmazeutischen Füllmedien auch bei extrem langen Laufzeiten vermieden und wird die durch das von Zylinderraum-Füllraum- und Kolbenstirnfläche eingeschlossene Volumen bestimmte Füllmenge durch den über die Bohrungen in den Nuten entstehenden Schmierfilm nicht geändert.The inventive design of the cylinder and piston a As extensive tests have shown, the dosing pump will seize the piston and cylinders even with the highest demands when dosing chemical-pharmaceutical Filling media is avoided even with extremely long runtimes and is the result of the Cylinder space, filling space and piston face, enclosed volume, certain filling quantity not changed by the lubricating film created by the bores in the grooves.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment described.

Im einzelnen zeigen: Figur 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Explosivdarstellung der Dosierpumpe gemäß der Erfindung, Figur 2 eine Draufsicht auf die Dosierpumpe gemäß Figur 1 und Figur 3 eine Draufsicht auf den Kolben der Dosierpumpe gemäß Pigur 1.In detail: FIG. 1 shows a partially shown in section Exploded view of the metering pump according to the invention, FIG. 2 a top view of the metering pump according to Figure 1 and Figure 3 is a plan view of the piston of the Dosing pump according to Pigur 1.

Ein Pumpenkolben 4 und ein Pumpenzylinder 5 bilden, wie Figur 1 zeigt, eine Dosierpumpe 6.A pump piston 4 and a pump cylinder 5 form, as FIG. 1 shows, a metering pump 6.

Auf den Pumpenzylinder 5 ist ein mit einer Durchgangsbohiing 8 versehener Deckel 9 aufgeschraubt. Die mit dem Füllraum 10 des Pumpenzylinders zusammenvirkende runde Lauffläche 11 des Pwpenkolbens 4 ist durch drei eingeschliffene Nuten 12, 13 und 14 unterbrochen. Von jeder Nut aus führen je ein Bohrloch 16, 17 und 18 zum inneren Zentrum, das eine vom Willraum her offene Bohrung 20 aufweist. Die Bohrlöcher 16 bis 18 sind jeweils um 1200 gegeneinander versetzt, wie dies die Figur 3 zeigt.A through-hole 8 is provided on the pump cylinder 5 Cover 9 screwed on. The cooperating with the filling chamber 10 of the pump cylinder round running surface 11 of the piston 4 is ground in by three Grooves 12, 13 and 14 interrupted. A borehole 16, 17 leads from each groove and 18 to the inner center, which has a bore 20 open from the will space. The boreholes 16 to 18 are each offset from one another by 1200, as is the case Figure 3 shows.

Der verwendete Werkstoff - ein Edelstahl - hat nach DIN 4112 die Bezeichnung X 90 CrMoV 18, Werkstoff-No. 1.4112, die Oberflächen sind feinstbearbeitet. Zwischen Füllraum des Pumpenzylinders und der Lauffläche des Pumpenkolbens besteht eine Feinpassung.The material used - a stainless steel - has the designation according to DIN 4112 X 90 CrMoV 18, material no. 1.4112, the surfaces are finely machined. Between There is a fine fit between the filling chamber of the pump cylinder and the running surface of the pump piston.

Um eine Fressung zwischen Pumpenkolben und Pumpenzylinder zu verhindern, ist eine unterschiedliche Vergütung der beiden Pumpenteile durchzuführen. Der Pumpenkolben 4 ist auf eine Rockwellhärte von 520 und der Pumpenzylinder 5 ist auf eine Rockwellhärte von 570 vergütet.To prevent seizure between the pump piston and the pump cylinder, the two pump parts must be remunerated differently. The pump piston 4 is to a Rockwell hardness of 520 and the pump cylinder 5 is to a Rockwell hardness of 570 remunerated.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Dosierpumpe ist folgende: Nach dem Einbau der Dosierpumpe in eine nicht dargestellte Füllmaschine bekannter Bauart mit Exzenterhub wird das zu verfüllende Medium durch die Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 4 über ein ebenfalls nicht dargestelltes separates Federventil angesaugt. Das Medium sammelt sich im Füllraum 10 und wird - nach Umsteuerung des Federventiles - durch die Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens nach oben durch die Öffnung 8 ausgedrückt. So können laufend wiederkehrende gleichmäßige Hillungen nicht dargestellter Behälter getätigt werden.The function of the dosing pump described is as follows: After the installation of the metering pump in a known type of filling machine, not shown With an eccentric stroke, the medium to be filled is displaced by the downward movement of the pump piston 4 sucked in via a separate spring valve, also not shown. The medium collects in the filling chamber 10 and is - after reversing the spring valve - through the upward movement of the pump piston is expressed through the opening 8. In this way, continuously recurring, uniform hillings of containers (not shown) can be used be made.

Bei der Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 4 ist es dem zu verfüllenden Medium möglich, durch die Bohrung 20 im Kolbenzentrum und die Bohrungen 16 bis 18 in die der Schmierung dienenden Nuten 12 bis 14.zu gelangen und somit während den laufenden Arbeitstakten zwischen Pumpenkolben und -Zylinder eine schwimmende Schmierung aufzubauen. Das zu verfüllende Medium wirkt also selbst als Schmiermittel. Auf diese Weise können nahezu alle chemisch-pharmazeutischen Füllmedien steril verfüllt werden. Weiterhin ist ein Anfressen der beiden ineinanderlaufenden Teile 4 und 5 nahezu auszuschließen und gewährt eine jahrelange Laufzeit.During the upward movement of the pump piston 4, it is the one to be filled Medium possible through the bore 20 in the center of the piston and the bores 16 to 18 to get into the grooves 12 to 14, which are used for lubrication, and thus during the floating lubrication between the pump piston and cylinder build up. The medium to be filled thus acts as a lubricant itself. on In this way, almost all chemical-pharmaceutical filling media can be filled in a sterile manner will. Furthermore, the two parts 4 and 5, which run into one another, are seized can be almost ruled out and will last for years.

Je nach Dimensionierung und Größe können verschiedene Füllmengen von 3 cm3 bis 500 cm3 eingestellt und gefüllt werden.Depending on the dimensions and size, different filling quantities of 3 cm3 to 500 cm3 can be set and filled.

Claims (3)

Patentansprüche Pumpe, Pumpe, insbesondere Dosierpumpe, mit einem Kolben, der in einem Zylinder hin- und herbeweglich gelagert ist, welcher eine axiale Öffnung für den Zu- und Ablauf des zu fördernden Mediums aufweist, das nach Eintritt in an der Kolbenmantelfläche vorgesehene Aussparungen einen Schmierfilm zwischen der Zylinderinnen- und der Kolben-Außenmantelfläche bildet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparungen in die Lauffläche (11) des Kolbens (4) eingeschliffene Nuten (12, 13, 14) sind, die mit einer zentralen zum Fullraum(10) des Zylinders (5) offenen Bohrung (20) im Kolben kommunizieren. Claims Pump, pump, in particular metering pump, with a Piston which is reciprocally mounted in a cylinder, which is an axial Has opening for the inflow and outflow of the medium to be conveyed, which after entry a lubricating film between the recesses provided on the piston surface the cylinder inner and the piston outer jacket surface, thereby g e k e n n it is clear that the recesses are ground into the running surface (11) of the piston (4) Grooves (12, 13, 14) are that with a central to the filling space (10) of the cylinder (5) communicate open bore (20) in the piston. 2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Nuten (12, 13, 14) durch äe eine jeweils um 1200 gegeneinander versetzte Bohrungen (16, 17, 18) mit der zentralen Bohrung (20) verbunden sind.2. Dosing pump according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the grooves (12, 13, 14) are offset from one another by 1200 in each case Bores (16, 17, 18) are connected to the central bore (20). 3. Dosierpumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Kolben (4) und der Zylinder (5) aus einem feinstbearbeiteten Edelstahl der Klasse X 90 CrMoV 18 bestehen und unterschiedlich vergütet sind in der Weise, daß der Kolben eine Rockwellhärte von 520 und der Zylinder eine Rockwellhärte von 5? aufweist.3. Dosing pump, in particular according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the piston (4) and the cylinder (5) from a precision machined Stainless steel of class X 90 CrMoV 18 are made and differently tempered in such that the piston has a Rockwell hardness of 520 and the cylinder a Rockwell hardness of 5? having.