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Aus der EP- OS - 0 102 441 ist die Berechnung
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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 ko5 nischen Ringes durch Fluiddruck nach Eickmann, wenn
der zur Tellerfeder aehnliche konische Ring als Pumpelement benutzt wird. Auch sind
in dieser Schrift Beispiele fuer die Verwen= dung der konischen Ringe als Pumpelzmçnte,
sowie Zusammen = Klamp-Ringte(fe fuer Ringpaare gezeigt..
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Die Erfindung erkennt, dass die hoechste BeLastung des konischen
Ringes in der Linie auFL ritt, mit der der ko = nische Ring auf einer ebenen Flaeche
liegt. Denn die gesamte last des Koerpers des konischen Ringes bei seiner Zusammendrue=
kung oder Entspannung plus der eventuellen Last auf die auger schnittsilaeche des
konischen Ringes durch eventuellen Fluid -Druck unter der Ringflaeehe 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 Belas ung nicht mehr tragen kann.Besonders
hoch wird diese Belasgung der Linie bei als Hochdruckpumpelementen verwendeten konischen
Ringen. Mit der hphen Belastung der Linienauflage alleine aber ist es noch nicht
abgetan, denn bei der Zusammen= drueckung oder Entspannung des konischen Ringes
nimmt'dessen Innendurchmesser Auflageline ab und die Aussendurchmesser Aufla= gelinie
nimmt zu. Es entsteht alsoo eine radial bewegte Linien= auflage sowohl am Innendurchmesser,
als auch am Aussendurchmesser des konischen Ringes oder der Tellerfeder. Diese Radial
wegung erfolgt unter der unendlich hohen Last. Zwar ist die Radialbewegung nur sehr
klein, bei Ringen mit etwa 10 Nilli= meter Unterschied zwischen Innen und Aussen
- Radius und einer Durchbiegung von etwa 0,3 Millimetern betraeget sie nur etwa
o,oo3 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 koni= schen Ringes.Das ist eine
sehr hohe Kraftverschwendung, die die bisherige Technik nicht erkannt hat und fuer
deren Ueber=
windung sie keine Lehren gab.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe'zugrunde, die Reibkraefte an
den achsialen Auflagen oder Halterungen der konischen Ringe zu verringern, dabei
KraeSte und Rei= bungen einzusparen und gleichzeitig als Folge dessen die Be: triebssicherheit
der so verwendeten konischen Ringe zu erhoe: hen und die Zusammenklampringe fuer
konische Ringelemente in der Herstellung zu verbilligen.
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Diese Aufgabe wird an der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs
1 beschriebenen Tellerfeder oder an dem koni= schem Ringe nach dem kennzeichnendem
Teile des Patcntan~ spruchs 1 geloest.
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Hilfreiche R.usgestaltungen werden nach den Unteran spruechen 2 bis
13 erreicht.
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Die Erfindung ist anhand der Figuren noch naeher beschrieben, in
denen zeigen Fig.1 einen Laeng.sschnitt durch eine bekannte Anordnung; Fig.2 einen
Laengsschnitt in schematischer Darstelluna; Fig,7 einen Laengsschnitt durch eine
Anordnung; Fig.4 ein Diagramm; Fig.5 ein Diagramm; Fig.6 einen Laengsschnitt durch
einen konischen Ring; ig.7 einen Laengsschnitt durch eine Anordnung; Fig.8 einen
Laengsschnitt durch eine Pumpanordnung und die Fig.9 und S;g.10 sind Laengsschnitte
durch alternative Ausbildungen zu einigen der genannten anderen Figuren.
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In den Figuren zeigen die Endziffern 1 einen konischen Ring bzw.
was im Prinzip das gleiche ist, eine Tellerfeder beton derer Abmessungen; 2 einen
radial nachgiebigen Ringteil; 3 ein aufliegendes achsiales Ende eines konischen
Ringes; 4 die achsiale Innenflaeche und 5 die achsiale Aussenflae = che eines konischen
Ringes. Auch die Tellerfeder ist ein koni= scher Ring; sodass im Folgendem die Bezeichnung
konischer Ring verwendet wird und das die Tellerfeder mit einschliesst.
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in Figur 1 sind die konischen Ringe mit ihren hohl@enjachen Innenflaechen
4 eincinander sugekehrt,achsialgleich,gerichtet angeordnet. Zwischen ihnen befindet
sich die ebene l'LaLLe U 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 sche = matisch gezeigt und zwar derart, dass die konischen Ringe 1 und 11 als
gerade , schraege Linien dargestellt sind.
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Bei der Zusammendrueckung, auch Nompression 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 Span= nungen 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 I;inie keine Flaeche ist. Eine Flaechenauflage entsteht
aber nicht nur bei den Linien 1und 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 Auflage= stellen 3 und 13 planschleifen, sodass sie
im ungespanntem Zustande, den die Figur 1 zeigt, plane Placchenauflagen 3 und 13
bilden. Sobald aber die Zusammendrueckung beginnt, biegen sich ja die konischen
Ringe 1 und 11, sodass sich der An stellwinkel 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 gewe= senen achsialen Auflageflaechen 3 und
13 etwa im gleichem Winkelaen'derungsumfange, 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
gesöhli= ffenen Auflageflaeche 3,13 und dem dort beginnendem konischem Teil, der
Aussen oder Innenflaeche 4 oder 5 des betreffenden ko = nischen 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 hc hoch.
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Bei geringen Belastungen mag sich die Linie noch durch plaste= sche
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
1,1i und Platten 6 bis 8 hergestellt sind, nicht mehr ausreichend dehnend nachgeben
und entsteht eine untragbar hohe oertliche, der Linienauflage aehnliche, Belastung.
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In der herkoemmlichen Tellerfedernverwendung mag diese technische
Wirklichkeit unbeachtet geblieben sein, weil en-tweder die Belastungen nicht sehr
hoch waren, man die Belastung, Materialzerstoerung und Reibung in Kauf nahm oder
auch nicht be: achtete 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.
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Bei dicken konischen Ringen aber werden die beschriebe nen Kraefte
und Reibungen sehr hoch, insbesondere in den Hoch= druckpumpen der eingangz erwaehnten
Europa Offenlegungsschrift.
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Figur 6 zeigt ein Beispiel einer in diesen Pumpen der EP OS verwendeten
konischen Ringe im Mass-stabe 1:1 mit 60 I5illimeter Innendurchmesser und 7 Millimeter
Ringdicke. Die Nase 12 ist allerdings eine erfindungsgemaesse und in den Ringen
der.genannten BP 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.
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Denn der Ring ist nur o,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 17zumum etwas
unter o,oo3 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 des Md 16, UDl etwas
unter 0,003 Millimeter.
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Die im Sinne von Almen Lascio berechnete Kraft, die b.enoetigt wird,
den konischen Ring der Figuren 6 bis 8 um den Betrag von o,3 Millimeter zusammenzudruecken,
liegt bei etwa 3200 Kilogramm. Bei einem Oeldruck oder Wasser= druck von zum Beispiel
1500 Atmospheren innerhalb des hohlkonischen Teils, also auf die Innenflaeche 4
wirkendist die durch Fluiddruck auf den Ring ausgeqebte 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 h'laeche, 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 Atmos= pheren Wasserdruck in der Pumpkammer 50 bereits sind 30 000
Kilogramm Kraft zur Zusammendrueckung der beiden konischen Ringe um je G,3 Millimeter
erforderlich, wie die gegena/aertige Erfindung erkannte.
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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 konischen 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 t werden die beiden Auflageflaechen
13
der konischen Ringe 1,11 achsgleich aufeinandergelegt, sDdsss sie die gemeinsame
Auflage 23 bilden. Die koni= schen Ringe 1,11 sind dabei entgegengesetzt gerichtet,
um das konische Ringpaar 1,11 zu bilden, wobei die hohlkoni= schen 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 ii 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.
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Wegen der Abrundung an der Wurzel der Nasen 1 2 muss der ZenLrierungsring
20 an seiner Aussenflçeche angepasst geformt formt sein oder Abschraegungen an den
Enden eines zylindri schen Mittelteiles seiner Aussenflaeche haben. Radial inner
halb des Zentrierungsringes 20 kann der plastische Dicht= ring 26 abgeordnet sein,
um die Pumpkammer 50 abzudichten.
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Damit die beschriebene Reibung auch an der radial ial inneren Auflage
3 verhindert wird, ist achsial der achsialen Enden des konischen Ringpaares 1,11
jeweils ein radial stellenweise nachgiebiger oder federbarer, im wesent= lichem
zylindrischer, Ring 2 angeordnet;-eineram konischem Ring 1 und der andere am konischem
Ringe 1 1 Bei der, Zusammendrueckung der konischen Ringe 1,11 wird infolge der radialen
Einwaertsbewegung 17 der Figur 2 der zylindri= sche Ring 2 am am konischem Ringe
anliegendem Ende radial nach innen gedrueckt, wie die Figur 3 da durch strichliert
gezeichnete Linien in uebertriebenem Masse darstellt..
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Das andere achsiale Ende des Ringes 2 bleibt ruhig auf der betreffenden
Platte 6,8 aufliegen. Die Verformung des Rin= ges 2 erfolgt im plastischem Materialbereiche,
sodass der Ring glelchtitigalsachsiale Stuetze und als radiale Feder wirkt.
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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 inglinie 9 erforderlich gewesenen.
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In der Figur 5 zeigt die KurveYEdie gemesse nen Kraefte zur Zusammendrueckung
der konischen Ringe 1,11 bei der Ringpaaranordnung nach der Figur 17 der EP OS o
102 441, jedoch mit 7 mm Dicke der konischen Ringe, wie in der Figur 6. Die Kurve
IAealso die strichpunktiert ge zeichnete Linie in der Figur 5 zeigt die nach Almen
und Lascio berechneten Kraefte zur Zusammendrueckung des konischen Ringpaares. Die
Linie C1,derFigur 5 zeigt die geme ssenen Kraefte fuer die Zusammendrueckung des
konischen Ringpaares nach Figur 1, also mit einem planem Ring 8 zwi= schen den konischen
Ringen 1 und 11. Die Kurve'B"der Fi, gur 5 zeigt die gemessenen Kraefte fuer die
Zusammendrueckung des konischen Ringpaares nach der erfindungsgemaessen Anord= nung
der Figur 3 mit den Massen nach der Figur 7 und mit zylindrischen Ringen 2 von 3,6
mm Wanddicke und 20 mm Laen= ge. Man sieht, daa bei der Ausfuehrung nach der gegenwaertigen
Erfindung nach Figuren 3 und 6,7 bei voller Zusammendrue= ckung des Ringpaares 1,11
um zusammen o,6 mm die zur tusammendrueckung erforderlich gewesen Kraefte fast zehnmal
gering ger 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 unter= scheiden. 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 fadernde ist, also
so, wie die Verformungskraft fuer die konischen Ringe 1,11 beim Betrieb als Pumpe
im Sinne der Figur 22 der genannten EF OS mit Geberkolben und Folge kolben 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 06. 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 QS/voll verloren waren und nicht zuru.eckgewonnen
werden koennen.
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Bekannt ist aus der genannten EP OS bereits, dass fuer den superkritischen
Bereich die radialen Aussen: enden der konischen Ringe zusammengeklemmt werden muessen.
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Im Rahmen dieser Erfindung wurde zunaechst versucht, die erforderlichen
Klampenringe so zu bemessen, dass die Zwischenringe 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 OB 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 sinusfoer= mige
allmaehliche Zusammendrueckung der konischen Ringe 1 und 11 ueber dem dmlaufwinkel
alpha der Geberstufe. Das be= deutet, 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 OB ist). Wenn die gleiche radiale Ausdehnung aber nicht zur gleichen
Zeit erfolgt, dann bleibt ja die Reibung an den Auflagen 13 vorhanden. Also muessen
erfindun gsgemaess andere Wege beschritten werden.
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Die Figur 8 zeigt daher weitere erfindungsge maesse Anordnungen am
konischem Ringpaar 1,11. Danach sind die Klampringe oder Spannringe 27,28, die durch
die Schrau= ben 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.
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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 li. 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. Vorspanndruckder konischen Ringe wirkend und die
daraus wirksame Kraft auf die Auflagen 13hebt 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.
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Um die federbaren Ringteile oder Ringstuecke bzw.
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Zylinder oder Zylinderteile bzw. Zylinderstuecke 32,42 zu verwirk=
lichen, ist es praktisch die Ringnuten 29 und eventuell die Ring nuten 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.
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Praktis-cherweise 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.
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Erfindungsmeaess ist auch die Dichtungsanordnung 22,49 innerhalb
des konischen Ringpaares der Radialbewegung der zylin-
drischen
Innenflaeche 60 des betreffenden konischen Rin ges 1 oder ii anzupassen. Der plastische
Dichtring 49 wird fuer diesen Zweck erfindungsgemaess in ein teil= weise radial
federbares Zylinderstueck oder Ringteil 22 eingesetzt. Um dieses Ringteil in einem
Koerper herstellen zu koennen, ist es zweckdienlich, die Ausnehmungen 48 ra=.
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dial innerhalb der Lippen oder Ringteile 22 achsial er= streckt anzuordnen,damit
die zylindrischen Ringteile 22 radial auch nach innen federn koennen, wenn die zylindri=
schen Innenflaechen 60 der konischen Ringe radial einwaerts federn. Diese AusbiLdung
hat ausserdem den Vorteil, dass der Fluiddruck aus der Pumpkammer 50 radial 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 wischen 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 Aus= lassventil 70 entweicht. Ebenso wird im Rahmen
der Xrfin= dung eine Luftableitung 76 vom oberem Ende des Einlassventils 69 zum
Auslassventil 70 angeordnet.
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Um die, Uebersichtlichkeit der Figuren nicht einzuschraenken sind
in ihnen'radial nach innen gerichtete Linien von Kanten nicht eingezeichnet, obwohl
das in techni= schen Zeichnungen ueblich ist. In den Patentzeichnungen wuerden sie
die Uebersichtlichkeit der Figuren stoeren.
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Aus dem gleichem Grunde sind auch die in Fluidraeumen nach der genannten
EP OS erforderlichen Fuellteile nicht einge= zeichnet, in der praktischen Ausfuehrung
aber verwendet, wie das aus der genannten EP OB bekannt ist. In Figur 8 sieht man
noch den Hubkolben 66 zum Antrieb der Zusammen= druectung der konischen Ringe 1,11
im Zylinder 67 angeordnet, dessen Druckkammer 68 ihr Druckflirid 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 06,8.8. derer Figur
22.
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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.
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Denn dieser Ring 80 der Figur 9 ist gewichtsmaessig lei= echter und
setzt der Achsialbewegung weniger I\lassenkraefte 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. Dt 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 geschoben 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 dcr Figur 9 schnell und automatisch umgeboerdelt und danach wird der
Zusammenbau automatisch ins Kuehlfluid. geworfen.
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Dabei zieht sich'der Ring 80 achsial zusammen und verklampt die konischen
Ringe 1 und il 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 ii 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.
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Sie muss aber auch nicht loesbar sein, weil man jD den plastischen
Dichtring 26, der die Hitze des Ringes 80 nicht vertragen kann , nachtraeglich,
nachdem das Aggregat gekue= hlt worden ist, radial von innen her in scinen Platz
radial innerhalb des Zentricrungsringes 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 Verbin= dung 112 miteinander verbunden, sodass
die Teile 1,112 und und 11 den gemeinsamen hohlen Federkoerper 111 bilden.
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Im Federkoerper 111 ist die Radialkamrner 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 Ringtei = le 2 koennen
ebenfalls mit dem Federkoerper 111 einteilig ausgebildet sein oder sie koennen auf
seine Auflagen S aufgelegt werden. Da die Verbindung 112 zwischen den koni = schen
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 zusammen=
gedrueckt 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 Mah bei Pump-oder Motor Anordnungen nach
dieser Schrift und nach denen der genannten EP OB relativ kurze Radialabmessungen
irn Vergleich zum Innendurchmesser hat. Es ist also leicht moeglich, mit einem starkem
Brehstahl von innen her an den Innenflaechen 60 vorbei,vhI,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 Glas fieber, 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.
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Die Figur 9 ist etwa mass-staeblich fuer etwa 1500 Bar Fluiddruck
9n 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 Federúngskraftsum(ne der Gesamtanord=
nung unnuetz hoch macht. Denn, die Kraefte sind ja nicht voll, sonderp 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.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind teilweise in den Patentanspruechen
beschrieben, sodass die Patenan= sprueche, die ja Bezugszeichen enthalten, mit als
zur Beschreibung der Ausfuehrungsbeispiele der Erfindung g.ehoerend,angesehen werden
sollen.
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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 Abmessungs= groesse 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 OB hinreichend bekannt ist, deren Anordnungen durch die gegenwaertigeErfin=
dung teilweise verbessert werden.