DE2914694C2 - Zylinderkolben-Aggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zylinderkolben-Aggregat mit einer zylinderförmigen Führungsbüchse und einem darin anliegenden elastomeren Dichtungsschlauch, der an einem Ende mittels eines Halteringes in einem die Führungsbüchse umgebenden Gehäuse eingespannt und am anderen Ende mit einem in der Führungsbüchse axial verschiebbar geführten Kolbenkörper verbunden ist, wobei der Dichtungsschlauch auf seiner Mantelfläche durch ein von außen über einen Zuführungskanal zugeführtes, unter Druck stehendes Schmiermittel geschmiert ist.

Ein derartiges Zylinderkolben-Aggregat ist aus der DE-OS 25 54 733 bekannt. Durch die Hubbewegung des Kolbenkörpers wird ein Druckmedium wechselweise in den Hubraum des Dichtungsschlauches angesaugt und wieder ausgeschoben. Um im Dauerbetrieb die durch die Relativbewegungen des Dichtungsschlauches entstehenden Reibungskräfte an der zylinderförmigen Führungsbüchse herabzusetzen und die dabei entstehende Wärme abzuführen, wird bei dem bekannten Zylinderkolben-Aggregat auf der Mantelfläche des Dichtungsschlauches eine Gleitschicht aufgebaut, die durch ein von außen zugeführtes, unter Druck stehendes Schmiermittel erzeugt wird. Das Schmiermittel wird durch einen Zuführungskanal in einen radial gerichteten Ringspalt im Dehnungsbereich des elastomeren Dichtungsschlauches eingespeist und von da aus in beide Richtungen auf den Umfang des Dichtungsschlauches verteilt.

Nachteilig' ist dabei, daß im Hubraum des Zylinderkolben-Aggregates stets ein konstanter Druck des Druckmediums aufrecht zu erhalten ist, der in seiner Höhe dem Druck des durch den Ringspalt zugeführten Schmiermittels zu entsprechen hat Anderenfalls würde der Dichtungsschlauch im Bereich der Dehnungszone zwischen den beiden Einspannenden, in dem der Dichtungsschlauch eine gleichmäßige und relativ dünne Wandstärke aufweist, durch den Schmiermitteldruck in jeder Saugphase stark eingeschnürt und deformiert

ίο werden. Obersteigt der Druck des Drackmediums im Hubraum den Schmiermitteldruck, so wird der Dichtungsschlauch durch den höheren Innendruck beim Diuckhub in den radialen Schmiermittel-Ringspalt hineingepreßt und an dieser Stelle zerstört. Dadurch ist

is der Anwendungsbereich des Zylinderkolben-Aggregates stark eingeschränkt

Aus der US-PS 20 27 979 ist es bekannt, einen in einem Pumpengehäuse geführten Plungerkolben durch einen Dichtungsschlauch abzudichten, der den Plungerkolben umgibt und im Gehäuse durch einen dieses nach außen abschließenden Gehäusedecke) druckdicht eingespannt ist. Durch die Hubbewegungen des Plungerkolbens wird ein Druckmedium in eine Druckkammer des Gehäuses wechselweise angesaugt und wieder ausgeschoben. Um Beschädigungen am Dichtungsschlauch durch die Relativbewegungen zwischen dem Plungerkolben und dem Dichtungsmaterial zu vermeiden, ist in dem Plungerkolben ein axial gerichteter Zuführungskanal für tin Schmiermittel vorgesehen, das an der dem Druckraum zugewandten Stirnseite senkrecht auf den Dichtungsschlauch auftrifft. Der Dichtungsschlauch kann jedoch in Dauerbetrieb am Ausgang des Zuführungskanals beschädigt werden, wenn ein unter Druck stehendes Schmiermittel zugeführt und der Druck im Druckraum erheblich über den Schmiermitteldruck ansteigt, weil der Dichtungsschlauch wechselweise bei jedem Druckhub in den Ausgang des Zuführungskanals eingepreßt und bei jedem Saughub wieder herausgepreßt wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, das Zylinderkolben-Aggregat der eingangs genannten Gattung an wechselnde Druckverhältnisse und hohe Frequenzen anzupassen, um dadurch den Anwendungsbereich des Aggregates auszuweiten.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand dar Unteransprüche. Das von außen zugeführte, unter Druck stehende Schmiermittel wird gemäß der

so Erfindung in einen axial gerichteten Ringspalt eingespeist, der sich an einem Einspannende des Dichtungsschlauches in einem Bereich seiner geringsten Dehnung befindet In diesem Bereich ist der Dichtungsschlauch beispielsweise durch Vulkanisation mit dem gehäuseseitigen Haltering oder in Umkehr des Prinzips am anderen Ende der Führungsbüchse mit dem Kolbenkörper verspannt Die Einspeisung erfolgt somit in der Durchflußrichtung des Schmiermittels an einer Stelle, an der der Dichtungsschlauch ein festes Widerlager findet und von dem Druck des Druckmediums nur gering beansprucht wird. Zweckmäßigerweise wird der axial gerichtete Ringspalt für die Schmierung am gehäuseseitigen Einspannende des Dichtungsschlauches angeordnet. Mit der entsprechend Anspruch 2 ausgebildeten Stirnseite der Führungsbüchse wird dann der Schmier-M rom gleichmäßig in den axialen Ringspalt eingeleitet und auf der gesamten Mantelfläche des Dichtungsschlauches verteilt. Es kann sich darüber hinaus als

vorteilhaft erweisen, den axialen Ringspalt und die Führungsbüchse oberhalb des gehäuseseitigen Einspannendes des Dichtungsschlauches bis in den Haltering hinein zu verlängern, damit der Schmierstrom bereits an einer Stelle außerhalb des Diet- tungsschiauches in die axiale Durchflußrichtung umgelenkt wird.

Mit der Erfindung werden die Nachteile der Schmiermitteleinspeisung im Dehnungsbereich des Dichtungsschlauches vollständig vermieden, wodurch die Lebensdauer des Dichtungsschlauches entscheidend verlängert wird. Das Schmiermittel bildet auch bei einem sich mit hohen Frequenzen ändernden Druckverlauf im Hubraum über die gesamte Länge des Dichtungsschlauches oine gleichbleibende Gleitschicht, an der der Dichtuagsschlauch mit seiner Mantelfläche gleichmäßig anliegt Der Druck im Hubraum des Dichtungsschlauches kann daher unabhängig vom Druck des zugeführten Schmiermittels innerhalb weiter G.enzen variiert werden. So ist es möglich, das Zylinderkolben-Aggregat beispielsweise in jiner Pumpe einzusetzen, bei der der DichtungsschJauch durch das Druckmedium während der mit hoher Frequenz wechselnden Saug- und Druckhübe sehr hohen Druckwechselbelastungen ausgesetzt ist. Für diese Funktion ist bereits ein relativ geringer Schmiermitteldruck ausreichend.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein innerhalb eines Pumpenkörpers angeordnetes Zylinderkolben-Aggregat im Längsschnitt,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des in F i g. 1 mit A bezeichneten Ausschnittes,

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung des in F i g. 1 mit A bezeichneten Ausschnittes in einer alternativen Ausführung,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie von Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Pumpenkörper besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse i, dem Gehäusedeckel 2, den Einlaßbohrungen 3 für das Druckmedium, dem Einlaßventil 4, dem Drucksammeiraum 5 im Gehäusedeckel 2, dem Auslaßventil 6, der Auslaßbohrung 7 sowie dem in eine Stufenbohrung 8 des Gehäuses 1 eingesetzten Zylinderkolben-Aggregat. Dieses ist mit einer zylinderförmigen Führungsbüchse 9 in die Stufenbohrung 8 eingesetzt In der Führungsbuchse 9 befindet sich ein zum Drucksammeiraum 5 offener Dichtungsschlauch 10 aus elastomerem Material, der in der Ruhestellung des Pumpenaggi egates mit der Mantelfläche an der Innenwandup.g der Führungsbüchse 9 anliegt. Der Dichtungsschlauch 10 weist an seinem oberen Ende einen Haltering 11 auf, an dem er anvulkanisiert und mit dem er durch den Gehäusedeckel 2 fest in dem Gehäuse 1 eingespannt i-,L Am anderen Ende ist der Dichtungsschlauch 10 mit einem in der Führungsbüchse 9 axial verschiebbar geführten K.olbenkörper 12 verbunden, der von außen angetrieben ist und durch Hubbewegungen zunächst den Dichtungsschlauch 10 in die Länge ausdehnt. Dabei wird das Druckmedium über die Einlaßbohrung 3 und das Einlaßventil 4 in den zum Drucksammeiraum 5 offenen Hubraum 13 des Dichtungsschlauches 10 angesaugt. Das Druckmedium wird bei der Gegenbewegung des Kolbenkörpers 12 komprimiert und über das Auslaßventil 6 in die Auslaßbohrung 7 ausgeschoben. Der Dichtungsschlauch 10 wird zusätzlich durch ein in den Hubraum 13 eingesetzte Druckfeder 14 gespannt, die einerseits am Gehäusedeckel 2 und andererseits durch einen Federteller 15 auf dem Kolbenkörper 12 abgestützt ist.

Während der Hubbewegungen wird die Mantelfläche des Dichtur.gsschlauches 10 mit einem unter Druck stehenden Schmiermittel geschmiert, das von außen durch einen über einen im Gehäuse 1 angeordneten Zuführungskanal t6 zugeführt und durch einen Ablaufkanal 17 wieder abgeleitet wird. Der Zuführungskanal 16 für das Schmiermittel mündet in einen durch eine Fase an der Stirnseite der Führungsbüchse 9 gebildeten äußeren Ringkanal 18 und tritt durch Radialnuten 19 in einen ebenfalls durch Fasen gebildeten inneren Ringkanal 20 ein, von dam aus das Schmiermittel in einen axial gerichteten Ringspalt 2i zwischen der Mantelfläche cies Dichtungsschlauches 10 und der Führungsbüchse 9 geleitet wird.

Bei der Ausführung entsprechend Fig.3 sind der axial gerichtete Ringspalt 21 und die Führungsbüchse 9 bis in den Haltering U hinein verlängert, damit der Schmiermittelstrom bereits oberhalb des gehäuseseitigen Einspannendes des Dichtungsschlauches 10 in die axiale Durchflußricbtung umgelenkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zylinderkolben-Aggregat mit einer zylinderförmigen Führungsbüchse und einem darin anliegenden elastomeren Dichtungsschlauch, der an einem Ende mittels eines Halteringes in einem die Führungsbüchse umgebenden Gehäuse eingespannt und am anderen Ende mit einem in der Führungsbüchse axial verschiebbar geführten Kolbenkörper verbunden ist, wobei der Dichtungsschlauch auf seiner Mantelfläche durch ein von außen über einen Zufüiirungskanal zugeführtes, unter Druck stehendes Schmiermitte! geschmiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführungskanal (16) an einem Einspannende des Dichtungsschlauches (10) im Bereich seiner geringsten Dehnung in einen axial gerichteten Ringspalt (21) zwischen der Mantelfläche des Dichtungsschlauches und der Führungsbüchse (9) eimnündet, so daß das Schmiermittel in axialer Richtung parallel zur Mantelfläche des Dichtungsschlauches einströmt.

2. Zylinderkolben-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel am gehäuseseitigen Einspannende des Dichtungsschlauches (10) aus dem Zuführungskanal (16) über durch Fasen gebildete und durch Radialnuten (19) miteinander verbundene Ringkanäle (18, 20) in den axial gerichteten Ringspalt (21) einströmt.

3. Zylinderkolben-Aggregat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axial gerichtete Ringspalt (21) und die Führungsbüchse (9) oberhalb des gehäuseseitigen Einspannendes des Dichiungsschlauches (10) bis in den Haltering (11) hinein verlängert sind.