DE975469C

DE975469C - Pumpenkolben mit eingebautem Fluessigkeitsventil

Info

Publication number: DE975469C
Application number: DESCH9665A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Ing Lorenz
Original assignee: Mueller & Co Schwelmer Eisen
Current assignee: Mueller & Co Schwelmer Eisen
Priority date: 1952-06-04
Filing date: 1952-06-04
Publication date: 1961-12-07

Description

Pumpenkolben mit eingebautem Flüssigkeitsventil sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere sind solche bekannt, deren Flüssigkeitsventil aus einem im Pumpenzylinder verschiebbaren Dichtungsring mit konischer Innenfläche besteht, der einen sich zum Kolben hin konisch verstärkenden Teil der Kolbenstange umgibt, den Kolben beim Saughub gegenüber der Zylinderwand abdichtet und sich bei der Aufundabbewegung des Kolbens relativ zu diesem zwischen zwei Stellungen hin und her bewegt. Dabei legt sich dieser verschiebbare Dichtungsring in der einen Stellung zum Abschluß der Flüssigkeitsdurchlässe des Kolbens mit seiner konischen Innenfläche gegen den konischen Teil der Kolbenstange an, während er in der anderen Stellung sich gegen eine mit Durchlässen versehene Schulter der Kolbenstange anlegt und dabei einen Ringraum zwischen sich und der Kolbenstange freigibt.

Bei der bekannten Ausführungsform besteht der Dichtungsring aus einer innen konischen metallischen Hülse mit oberem und unterem Bund und dazwischen gehaltenem, im wesentlichen zylindrischen Dichtungsring aus Gummi od. dgl. Die

bekannte Ausführungsform ist nicht frei von Nachteilen. So läßt sich bei ihr eine sichere Abdichtung nicht immer gewährleisten, da das über dem Kolben stehende Medium beim Saughub leicht zwischen Zylinderwandung und Kolben hindurchtreten kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn nach längerem Gebrauch bereits ein Verschleiß des Dichtungsringes stattgefunden hat. Auch ist die Dichtung zwischen dem konisch gestalteten Teil der ίο Kolbenstange und der Hülse nur durch Passung verwirklicht, und die Dichtflächen sind hier zugleich Verschleißflächen, was alsbald zu mangelnder Dichtwirkung auch an dieser Stelle führt. Endlich ist der Durchtrittsquerschnitt zwischen dem Dichtungsring und dem konischen Teil der Kolbenstange verhältnismäßig eng und dadurch der Strömungswiderstand beachtlich.

Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden. Sie besteht darin, daß bei einem derartigen Pumpenkolben der nach Art einer Dichtungsmanschette aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungsring auf der Kreisringfläche, mit der er sich gegen die Schulter der Kolbenstange anlegt, eine Ringnut aufweist, durch die zwei Lippen gebildet sind, deren äußere an der Zylinderwand ständig anliegt und deren innere sich beim Saughub, bei dem die gegenüberliegende Kreis ringfläche des Dichtungsringes die Flüssigkeitsdurchlässe des Kolbens verschließt, als zusätzliche Dichtung an den konischen Teil der Kolbenstange anlegt, beim Druckhub dagegen, bei dem sich der Dichtungsring mit dem Grund der Ringnut gegen die als mit Durchtrittslöchern versehener Ringbund ausgebildete Schulter der Kolbenstange anlegt, einen Ringspalt gegenüber dem konischen Teil der Kolbenstange freigibt.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die innere Lippe des erfindungsgemäß gestalteten Dichtungsringes, die bei der einen Stellung der Manschette zum Kolben und der Kolbenstange die von der Dichtungsmanschette bekannte übliche Abdichtwirkung hat, in dem sie sich unter dem Druck der geförderten Flüssigkeit eng an die Kolbenstange anlegt, in der anderen Stellung der Manschette zusätzlich zu der durch die Verschiebung entstehenden Entfernung von dem konischen Kolbenstangenteil noch von diesem abgebogen werden kann, so daß sich ohne wesentliche Verformung ein ausreichender Durchflußquerschnitt ergibt. Die Abstützung der Dichtungsmanschette mit dem Grund ihrer Ringnut gegen den Ringbund gewährleistet dabei eine freie Beweglichkeit der beiden Lippen und vermeidet eine Beschädigung derselben, während darüber hinaus die innere Lippe genügend dünn gestaltet werden kann, so daß sie von der durchströmenden Flüssigkeit etwas nach außen gedrückt wird. Diese Wirkung wird durch das Anlegen der Manschette mit dem Grund ihrer Ringnut gegen den an der Kolbenstange vorgesehenen Ringbund noch verstärkt.

Im übrigen sind auch Pumpenkolben mit einem eingebauten Flüssigkeitsventil bekannt, das ebenfalls aus einer Dichtungsmanschette besteht, die sich abwechselnd von der Stirnfläche des Kolbens abhebt und dabei zwischen sich und der Zylinderwand einen Ringspalt zum Durchtritt der durch in dem Kolben vorgesehene Löcher strömenden Flüssigkeit freigibt und sich wieder auf die Kolbenstirnfläche auflegt und dabei die in dem Kolben vorgesehenen Löcher abschließt und sich außerdem dichtend gegen die Zylinderwand anlegt. Außerdem sind ähnlich wirkende Rückschlagventile aus elastischem Werkstoff bekannt. Zur Verbesserung von Pumpenkolben der eingangs beschriebenen Gestaltung haben diese Ventile ebensowenig etwas beigetragen wie die Tatsache, daß Dichtungsmanschetten, die eine reine Dichtungsfunktion zu erfüllen haben, bekannt sind, die geometrisch dem Dichtungsring ähnlich sind, mit dem der erfindungsgemäße Pumpenkolben versehen ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer Zeichnung, die nur ein Ausführungsbeispiel darstellt, ausführlicher erläutert; es zeigt

Abb. ι einen senkrechten Längsschnitt durch die in Betracht kommenden Teile einer Hochdruckpumpe während des Ansaughubes des Kolbens und Abb. 2 in gleicher Darstellung diese Teile während der Rückbewegung des Kolbens.

Mit ι ist ein Ansaugventil üblicher Bauart bezeichnet, das auf der Saugseite des Zylinders 2 einer Hochdruckpumpe angeordnet ist. Bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles A (Abb. 1) strömt bei geöffnetem Ventil 1 Flüssigkeit in den Saugraum 4 der Pumpe unterhalb des Kolbens 3, Die Dichtungsmanschette 5 des Kolbens 3 gegen den Zylinder 2 besitzt eine Ringnut 5 α und ist mit konischer und gegebenenfalls schwach konkaver Innenbohrung versehen. Die Konizität der Innenbohrung wird entsprechend der Konizität des an den Kolben 3 anschließenden Teiles 6 der KoI-benstange 7 gewählt. Ferner trägt die Kolbenstange einen Ringbund 8, der sich in die Ringnut 5 α der Dichtungsmanschette 5 bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 3 in Richtung des Pfeiles B (Abb. 2) einlegt. Der Kolben 3 ist mit Flüssigkeitsdurchlassen 9 und der auf der anderen Seite der verschiebbaren Dichtungsmanschette S befindliche, als zweiter Anschlag dienende Ringbund 8 mit Flüssigkeitsdurchlässen 10 versehen.

Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens (Druckhub) hebt sich die Dichtungsmanschette 5 von diesem ab, bis sie durch den Ringbund 8 mitgenommen wird. In dieser Stellung der Dichtungsmanschette 5 kann die vorher angesaugte Flüssigkeit aus dem Raum 4 durch die Durchlässe 9 des KoI-bens 3, den Ringspalt 11 zwischen Dichtungsmanschette 5 und konischen Teil 6 der Kolbenstange und anschließend durch die Durchlässe 10 des Ringbundes 8 in den Druckraum 12 der Pumpe übertreten. Während dieser Kolbenbewegung bleibt natürlich das Ansaugventil 1 geschlossen. Beim neuen Ansaughub in Richtung des Pfeiles A wird die Dichtungsmanschette 5 durch die im Druckraum 12 befindliche Flüssigkeit wieder gegen die Oberseite des Kolbens 3 gepreßt, umschließt in dieser Stellung den konischen Teil 6 der Kolben-

stange 7 flüssigkeitsdicht und sperrt die Durchlässe 9 des Kolbens ab.

Der Antrieb des Pumpenkolbens kann in beliebiger Weise, z. B. hydraulisch, erfolgen. Der erfindungsgemäße Kolben eignet sich besonders für Pumpen, die mit sehr hohen Drücken von beispielsweise 300 bis 400 atü arbeiten. Selbstverständlich können außer Flüssigkeiten aller Art auch Fette und ähnliche pastenförmige Stoffe mit der Pumpe gefördert werden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Pumpenkolben mit eingebautem Flüssigkeitsventil, das aus einem im Pumpenzylinder verschiebbaren Dichtungsring mit konischer Innenfläche besteht, der einen sich zum Kolben hin konisch verstärkenden Teil der Kolbenstange umgibt, den Kolben beim Saughub gegenüber der Zylinderwand abdichtet und sich

ao bei der Aufundabbewegung des Kolbens relativ zu diesem zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegt, einer Stellung, in der er sich zum Abschluß der Flüssigkeitsdurchlässe des Kolbens mit seiner konischen Innenfläche gegen den konischen Teil der Kolbenstange anlegt, und einer Stellung, in der er sich gegen eine mit Durchlässen versehene Schulter der Kolbenstange anlegt und dabei einen Ringraum zwischen sich und der Kolbenstange freigibt, da- durch gekennzeichnet, daß der nach Art einer Dichtungsmanschette aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungsring (5) auf der Kreisringfläche, mit der er sich gegen die Schulter der Kolbenstange (7) anlegt, eine Ringnut (5 a) aufweist, durch die zwei Lippen gebildet sind, deren äußere an der Zylinderwand (2) ständig anliegt und deren innere sich beim Saughub, bei dem die gegenüberliegende Kreisringfläche des Dichtungsringes die Flüssigkeitsdurchlässe (9) des Kolbens (3) verschließt, als zusätzliche Dichtung an den konischen Teil der Kolbenstange anlegt, beim Druckhub dagegen, bei dem sich der Dichtungsring mit dem Grund der Ringnut gegen die als mit Durchtrittslöchern (10) versehener Ringbund (8) ausgebildete Schulter der Kolbenstange anlegt, einen Ringspalt (11) gegenüber dem konischen Teil der Kolbenstange freigibt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 17 119, 40899,

461, 639 102, 653 626, 719 479, 726 603;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 537 815;
französische Patentschriften Nr. 821 174, 977 699; USA.-Patentschrift Nr. 2 229 519; Carl Freudenberg : »Simrit Merkbuch«, 1949,

S.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 869 605.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 509 562/218 9.55 (109 741/2 11.61)