DE2020317A1

DE2020317A1 - Pumpvorrichtung

Info

Publication number: DE2020317A1
Application number: DE19702020317
Authority: DE
Inventors: Harry Scheffer
Original assignee: Harry Krueger GmbH
Current assignee: Harry Krueger GmbH
Priority date: 1970-04-25
Filing date: 1970-04-25
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1342011A; US3713755A; FR2090612A5

Description

PATENTANWÄLTE

dr.ing. H. NEGENDANK · difl.-ing. H. HAUCK · dipl.phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN

ZUSTELI/UNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUERWALI. 41

TBI.. 3β 74 28 TJND 36 4110

TJaLKGH. NEGEDAPATENT HAMBUHG

Harry Krüger GmbH München is mozartsth. 33

TEL. 0 88 Oa 86

4812 BraCkWSde texegr. negedafatent München

Archimedesstr. 1-4

Hamburg, 23. April 1970

Pumpvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung mit einer Kolbenpumpe und einem strömungsmittelbetätigten Kolbenmotor als Antrieb. Bei den auf dem Markt befindlichen Pumpvorrichtungen weist der Schubkolbenmotor im allgemeinen im Vergleich zur Pumpe einen relativ großen Durchmesser auf. Dieser Durchmesserunterschied ist dadurch bedingt, daß der in den Betrieben vorhandene luftdruck verhältnismäßig gering ist, z. B. 6 kp/cm², andererseits aber die von der Pumpe aufzubauenden Drücke größer sind und unter Umständen sogar einige lausend kp/cm betragen sollen ο Da bei den bekannten Vorrichtungen die durch die Kolbenstange des Schubkolbenmotor miteinander verbundenen Baugruppen hintereinander angeordnet sind, weist die Pumpeinrichtung eine beachtliche axiale Länge auf. Die Kolbenstange macht eine Abdichtung gegenüber dem Arbeitsvolumen des Schubkolbenmotors erforderlich.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Pumpvorrichtung,

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die die Nachteile der bekannten Pumpvorrichtungen nicht aufweist, aber das Arbeiten mit den gewünschten Übersetzungsverhältnissen ermöglicht.

Die Erfindung geht davon aus, daß bei von einem Schubkolbenniotor angetriebenen Pumpvorrichtungen die wirksamen Querschnitte der Pumpe stets nur einen relativ kleinen Bruchteil der wirksamen Querschnitte des Luftmotors ausmachen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß mindestens eine Pumpe im Motor angeordnet ist.

Eine derartige Anordnung ermöglicht einerseits eine kompakte Bauweise und den fortfall der Schubkolbenstange, andererseits werden die gewünschten Übersetzungsverhältnisse nicht wesentlich beschränkt. Wenn die Pumpe und der Schubkolbenmotor zylindrisch ausgebildet sind und die Pumpe etwa den halben Durchmesser des Schubkolbenmotors aufweist, so ist von der wirksamen fläche des Schubkolbenmotors nur etwa 1/4 für den Einbau der Pumpe herangesogen worden, da die Kreisfläche eine quadratisohe Funktion des Durchmesser ist.

Vorzugsweise ist in einem Gehäuse mindestens eine Kolbenstange mit Bohrungen und Yentilen fest angeordnet und ist der Schubkolben des Schubkolbenantri@bes derart geformt und derart verschiebbar auf der Kolbenstange gelagert, daß zwischen dem

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Schubkolben und der Kolbenstange ein Pumpvolumen begrenzt ist, dessen Größe durch Verschiebung des Schubkolbens auf der Kolbenstange veränderbar ist. Der Schubkolben stellt also gleichzeitig den beweglichen Pumpzylinder dar, der auf der feststehenden Pumpkolbenstange verschiebbar gelagert ist.
«· ν

In zweckmäßiger Ausführungsform sind in der Kolbenstange zwei das Pumpvolumen und den Gehäuseaußenraum verbindende Bohrungen oder Kanäle ausgebildet,und in jedem dieser Kanäle ist ein Rückschlagventil angeordnet. Die Rückschlagventile sind derart angeordnet, daß der eine Kanal als Saugkanal und der andere Kanal als Druckkanal herangezogen werden kann.

Bei bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Kolbenstange durch das Gehäuse hindurch und weist zwei Abschnitte verschiedenen Durchmessers auf und besteht der Schubkolben aus mindestens einem Pumpzylinder und einem Arbeitsflansch.

Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung ist gekennzeichnet durch einen eine erste und eine zweite Ventilkammer in der Kolbenstange trennenden Ventilsitz, auf dem ein federbeaufschlagter Ventilkörper des zweiten Ventils (Druckventil) aufsitzt, während ein federbeaufschlagter Ventilkörper des ersten Ventils (Saugventil) auf einem Ventilsitz auf dem Boden der in dem Kolbenabschnitt mit kleinerem Durchmesser .

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ausgebildeten Ventilkammer aufsitzt, wobei die Ventilkammern über die Bohrungen jeweils mit dem Außenraum in Verbindung stehen.

Bei einer ersten der bevorzugten Ausführungsformen ist der Innendurchmesser des Zylinders im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kolbenstangenabschnittes mit dem größeren Durchmesser und ist die erste Ventilkammer über Durchlässe mit dem Pumpenvolumen verbunden.

Da der Durchmesser des Kolbenstangenabschnittes mit dem größeren Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders ist, liegt in diesem Falle eine einfach wirkende Pumpe vor. Unterscheiden sich die Durchmesser der beiden Abschnitte nur wenig voneinander, so ist das erzielte Übersetzungsverhältnis besonders hoch.

Bei einer anderen der bevorzugten Ausführungsformen ist der Innendurchmesser des Zylinders größer als der Durchmesser des Kolbenstangenabschnittes mit dem größeren Durchmesser und ist zwischen den beiden Kolbenstangenabschnitten ein dritter Kolbenstangenabschnitt vorgesehen, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders ist, wobei die erste Ventilkammer über Durchlässe mit dem Saugvolumen und die zweite Ventilkammer über Durchlässe mit dem Druckvolumen verbunden sind, welche Volumina

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durch den dritten Kolbenabschnitt' voneinander getrennt sind.

In dieser Vorrichtung arbeitet die Differenzkolbenpump.e saugseitig einfach wirkend und druckseitig doppel wirkend. Mit ihr lassen sich also besonders hohe Übersetzungsverhältnisse erzielen.

Es empfiehlt sich, den dritten Abschnitt der Differenzkolbenstange vorzugsweise mit dem Kolbenstangenquerschnitt größeren Durchmessers einstückig auszubilden.

Zweckmäßigerweise sind mindestens zwei Kolbenstangenabschnitte miteinander verspannbar. Eine derartige Steckverbindung ermöglicht einen einfachen Zusammenbau der Anordnung.

Erfindungsgemäß besteht das Gehäuse aus einem ersten Zylinderdeckel mit mindestens einem topfartigen Abschnitt, einem zylindrischen Zwischenstück und einem zweiten Zylinderdekkel mit mindestens einem topfartigen Abschnitt oder einer ebenen Oberfläche, wobei die Strömungsmittelzu und -abführ durch Öffnungen in den Zylinderdeckeln erfolgt. Das zylindrische Zwischenstück bestimmt das Arbeitsvolumen des Arbeitsflansches des Schubkolbens, während die topfartigen Abschnitte zur Aufnahme des Pumpenzylinders dienen.

Obwohl es in vielen E-ällen erwünscht sein kann, daß die

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. gesamte Pumpvorrichtung,abgesehen von den Strömungsmittelzuund-abfuhröffnungen nur je eine einzige Eintritts- und
Austrittsöffnung aufweist, im übrigen hermetisch abgeschlossen ist, kann es unter Umständen bei aggressiven Fördermedien,
die den Luftmotor angreifen, erforderlich sein, daß das
Fördergut nicht mit dem Strömungsmittel in Berührung kommt. Daher ist vorgesehen, daß die Zylinderdeckel im Bereich der topfartigen Ansätze mit Öffnungen versehen sind und der
Arbeitsraum des Schubkolbens zwischen dem zylindrischen
Gehäuseabschnitt und dem Schubkolben abgedichtet ist. Leckverluste zwischen dem sich bewegenden Pumpzylinder und der
feststehenden Kolbenstange können durch diese öffnungen in
den topfartigen Ansätzen ins freie treten.

Es ist aber auch eine Ausführungsform denkbar, bei der sich die Kolbenstange nur in das Gehäuse hineinerstreckt und bei der der Schubkolben aus mindestens einem topfartigen Abschnitt und einem Arbeitsflansch besteht, wobei das Pumpvolumen durch die Stirnfläche der Kolbenstange und die
Innenwandung des topfartigen Abschnittes begrenzt ist.

Mit einer derartigen Anordnung lassen sich allerdings keine höheren Übersetzungsverhältnisse erzielen.

Um ein Verlust von Strömungsmittel von der Druckseite zur
Abfuhrseite zu vermeiden, ist längs des Umfanges des Arbeitsflansches des Schubkolbens eine Dichtung angeordnet. Um die

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Leckverluste zwischen feststehender Kolbenstange und sich

"bewegendem Schubkorben zu verkleinern, ist der Schubkolben gegenüber der Kolbenstange durch eine oder mehrere Dichtungen abgedichtet. Ebenso ist die Kolbenstange gegenüber dem Gehäuse abgedichtet.

Bei allen Ausführungsformen· ist es natürlich möglich, statt einer Kolbenstange mehrere Kolbenstangen im Gehäuse anzuordnen. Die zugehörigen Zylinder können entweder einzeln auf dem Schubkolben ausgebildet ode* zusammengefaßt sein« Es können daher mehrere Pumpen gleichzeitig von einem Schubkolben angetrieben werden. Die Größe der verbleibenden wirksamen Fläche des Schubkolbens wird bei mehreren Pumpzylindern und Kolbenstangen von den gewünschten Übersetzungsverhältnissen abhängen.

Erfindungsgemäß ist es möglich, daß die Kolbenstangen bzw. ihre Einzelabschnitte von Stange zu Stange verschiedene Durchmesser aufweisen und/oder daß die Innendurchmesser der zugehörigen Pumpzylinder verschieden groß sind. Auf diese Weise können verschiedene Drücke und verschiedene Fördermengen erreicht werden.

Es ist auch möglich, daß der Druckanschluß einer ersten Pumpe mit dem Sauganschluß einer zweiten Pumpe verbunden ist, so daß z. B. eine stufenweise Verdichtung eines geförderten

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Gases möglich ist. Heben einer zweistufigen Verdichtung kommen natürlich auch höherstufige Verdichtungen in Präge«.

Die Umsteuereinrichtung, die zum Erreichen einer hin- und hergehenden Bewegung des Schubkorbens im Gehäuse erforderlich ist, gehört nicht mit zur Erfindung und kann eine der "bekannten Umsteuereinrichtungen sein.

Die Erfindung soll nun anhand einiger Figuren in vier Ausführungsbeispielen genauer beschrieben werden. Von den Figuren zeigen»

Fig. 1 eine Pumpvorrichtung mit Stufenkolben und einfach wirkend,

Fig. 2 eine Pumpvorrichtung mit Differenzkolben, die saugseitig einfach wirkend und drucksaitig doppelt wirkend ist,

Fig. 3 eine Pumpvorrichtung mit zwei Differenzkolben, die ebenfalls saugseitig einfach wirkend und druckseitig doppelt wirkend ist, und

Fig. 4 eine Pumpvorrichtung nach der Erfindung mit glattem Kolben.

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Das Gehäuse 10 der in der Pig. 1 gezeigten Ausführungsform der Pumpvorrichtung besteht aus einem oberen Zylinderdeckel 11 und einem unteren Zylinderdeckel 12, die mit einem zylindrischen Zwischenstück 13 mittels Bolzen 14 verschraubt sind. Die Bolzen 14 sind nur als Konstruktionslinie dargestellt,

Die Zylinderdeckel 11 und 12 weisen topfartige Ansätze auf, zwischen deren Böden eine aus zwei Teilen 15 und 17 bestehende Kolbenstange unter Zwischenschaltung der Abdichtungen 16 und

18 verspannt ist. Der Durchmesser dp des Kolbenstangenabschnittes 17 ist größer als der Durchmesser d-z des Kolbenstangenabschnittes 15.

Der Kolbenstangenabschnitt 15 ist unter Zwischenschaltung eines Ventilsitzes 19 und eines Dichtringes 20 in eine Bohrung 17a in den Kolbenstangenabschnitt 17 eingesteckt.

Der Ventilsitz 20 begrenzt eine Ventilkammer 15b, die im oberen Ende der Kolbenstange 15 ausgebildet ist. Auf dem Boden der Ventilkammer ist ein Ventilsitz 15a ausgebildet, auf dem ein Ventilkörper 21 aufsitzt. Der Ventilkörper 21 ist durch eine Feder 22 beaufschlagt,die sich auf der einen Seite des Ventilsitzes 19 abstützt. Die Bohrung 17a in dem Ventilstangenabschnitt 17 geht in eine durch den Ventilsitz

19 begrenzte" Ventilkammer 17b über. In der Ventilkammajibitzt ein Ventilkörper 23 auf dem Ventilsitz 19 auf. Der Ventil-

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körper ist durch eine Feder 24 "beaufschlagt, die sich auf dem Boden der Ventilkammer 17b abstützt,

Der Kolbenatangenabschnitt 15 weist eine axiale Bohrung 25 auf, die die Saugseite S der Pumpvorrichtung mit der Ventilkammer 15b verbindet und die durch die Ventilkörper 21 abdichtbar ist. Im Bereich der Ventilkammer 15b ist die Kolbenstange 15 mit Eadialbohrungen 26 versehen. In dem Kolbenstangenabschnitt 17 ist eine Axialbohrung 27 ausgebildet, die' die Ventilkammer 17b der Druckseite Dr der Pumpe verbindet. Der lötkolben 28 besteht aus einem Pumpzylinder 29 und einem luftkolbenarbeitsflansch 30, die bei der gezeigten Ausführungsform einstückig miteinander ausgebildet sind. Es ist aber auch denkbar, daß die beiden Schubkolbenbauteile miteinander verschweißt sind. Der Schubkolben 28 ist mittels einer in eine Arbeitsflanschnut eingelegten Dichtung 31 gegenüber der Innenwandung des zylindrischen Gehäuseabschnittes 13 abgedichtet, so daß das untere Arbeitsvolumen 32 von dem oberen Arbeitsvolumen 33 des Schubkolbenmotors getrennt ist.

Der Innendurchmesser d₁ des Zylinders 29 entspricht im wesentlichen d«a Außendurchmesser dg des Kolbenstangenabschnittes 17. ·

Der Zylinder ist mittels der Packung 34 zum Kolbenstangeabschnitt 15 hin und mittels der Packung 35 zum Kolbenstangen-

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abschnitt 17 hin abgedichtet. Zwischen der Innenwand des Zylinders 29, der Stirnringfläche des Kolbenabschnittes 1? und der Mantelfläche des Kolbenabschnittes 15 ist das Pumpvolumen 36 der vorliegenden Anordnung definierte

In dem Zylinderdeckeln 11 und 12 sind Einlaßöffnungen 11a und 12a vorgesehen, an die Zu- bzw. Abluftleitungen 37 und 38 angeschlossen sind. Die Pfeile mit Doppelpfeilung, die in der flg. 1 dargestellt sind, sollen anzeigen, daß über die einzelne Leitung jeweils Zuluft zugeführt oder Abluft abgeführt wird. Wie bereits oben erwähnt, können hierzu beliebige bekannte Umsteuereinrichtungen für strömungsmittelbetätigte Schubkolbenmotoren verwendet werden.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Pig. beschrieben werden« Wird durch die oben erwähnte Umsteuereinrichtung in den oberen Arbeitsvolumen 33 des Schubkolbenmotors ein Druck aufgebaut, so wirkt dieser auf die sich aus der Durchmesserdifferenz D - d₂ ergebenden Fläche des Kolbens 29· Die resultierende Kraft verursacht eine Abwärtsbewegung ,des Kolbens 28 und vergrößert das Saugvolumen 36,dessen wirksame Fläche sich aus der Durchmesserdifferenz d^ - d·* ergibt. Während der Saugvolumen-vergrößerung hebt der Saugventilkörper 21 von seinem Sitz 15b ab, und das Saugvolumen 36 wird durch die Bohrung 25 und die Durchlässe 26 mit dem zu fördernden Medium

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gefüllt.

Erreicht der Kolben 28 seinen unteren Totpunkt, wird durch die Umsteuereinrichtung das Arbeitsvolumen 33 über die Leitung 37 mit dem Abluftauslaß verbunden und gleichzeitig über die Leitung 38 ein Druck in dem Arbeitsvolumen 32 aufgebaut. Die Druckluft beaufschlagt jetzt die der Durchmesserdifferenz D - d^ entsprechende Fläche des Schubkolbens 28. Der Kolben 28 bewegt sich nach oben, so daß das Saugvolumen 36 verkleinert wird. Der Saugventilkörper 21 setzt auf den Ventilsitz 15b auf und verschließt die Saugleitung 25. Durch den im Saugvolumen 36 herrschenden Druck wird der Yentilkörper 23 entgegen der Wirkung der Schließfeder 24 abgehoben, so daß das Fördergut durch die Ventilkammer 17b und die Bohrung 27 die Pumpvorrichtung druckseitig verlassen kann. Die Anordnung nach Fig. 1 ist also einfach wirkend.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Innendurchmesser d.. · des Zylinders 29' größer als bei der Ausführungsform nach Fig. 1, während die Durchmesser D, dp und d, dieselben sind. Am oberen Ende des Kolbenstangenabschnittes 17 ist ein Flansch 17c ausgebildet, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser d^ des Zylinderinnenraumes ist. Dieser Flansch 17c kann auch Teil eines gesonderten dritten Kolbenstangenabschnittes sein. Bei der '

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gezeigten Ausfuhrungsform ist er'jedoch einstückig mit dem Kolbenstangenabschnitt 17 ausgebildet. Der. Plansch 17c ist zur Wandung des Zylinders 29' hin durch eine Packung 39 abgedichtet. Da der Innendurchmesser d¹^ größer ist als der Durchmesser dp des Kolbenstangenabschnittes 17, ist "bei der gezeigten Ausfuhrungsform ein Druckvolumen 40 vorhanden, das von dem Saugvolumen 36 durch den Plansch 17c getrennt ist und mit der Yentilkammer 17t> über Durchlässe 41 in Verbindung steht.

Die Arbeitsweise unterscheidet sich von der Pumpvorrichtung · nach Pig. 1 dadurch, daß während der Abwärtsbewegung des Kolbens 28' nicht nur das Saugvolumen 36 vergrößert und aufgefüllt wird, sondern daß gleichzeitig das Druckvolumen 40, deasen wirkende Fläche sich durch die Differenz d¹ - d ergibt, um den Hub verkleinert wird, so daß die entsprechende Menge des Fördermediums durch die Durchlässe 41 und die Bohrung 27 aus dem Volumen 40 herausgedrückt wird. Während der Abwärtsbewegung sitzt der Druckventilkörper 23 auf dem Ventilsitz 19 auf, d. h. das Druckventil ist geschlossen.

Nach Umsteuerung am unteren lotpunkt sitzt der Ventilkörper 21 bei der bereits beschriebenen Ausführungsform auf dem Ventilsitz 15a auf und verschließt die Saugleitung S. Das aus dem Saugvolumen 36 herausgedrängte Fördermedium strömt bei abgehobenem Ventilkörper 23 teilweise in das sich bei der Auf-

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wärtsbewegung des Kolbens 28« vergrößernde Druckvolumen 40 hinein, aber auch teilweise durch die Bohrung 27 ab, da das Volumen 40 in der einen Bndstellung des Kolbens 28· kleiner ist als daa Volumen 36 der anderen Bndstellung des Kolbens 28'β Die Pumpvorrichtung arbeitet also saugseitig einfach wirkend und druckseitig doppelt wirkend.

Bei der in der ]?ig. 3 gezeigten Ausführungsform sind die den Teilen der Pig» 1 und 2 entsprechenden Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen! weichen die Teile in gewissen Merkmalen von den bisher beschriebenen ab, so wird ein Doppelstrich als Kennzeichen hinzugenommen.

In dem Gehäuse ist eine Kolbenstange mit den Abschnitten 15 und 17 eingespannt. Zusätzlich ist in dem Gehäuse eine zweite Kolbenstange mit den Abschnitten 42 und 43 eingespannt. Die Abschnitte 17 und 43 weisen den in Zusammenhang mit der Pig. 2 beschriebenen flansch 17c bzwο 43c auf.

Auf diesen beiden Kolbenstangen ist der zylindrische Abachnitt 29" des Schubkolbens 28" verschiebbar, da er mit zwei Zylinderbohrungen Z₁ und Z_P versehen ist. Bei der ge-

zu zeigten Ausführungsform sind die/den einzelnen Stangen 15 und 17 und 42, 43 gehörigen Zylinder 29 zu einer Baueinheit 29· * zusammengefaßt. Bs sind auch Anordnungen denkbar, bei denen die Zylinder unabhängig voneinander mit dem Plansch

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3O^M verbunden sind. Die in der Fig» 3 nicht dargestellten Bohrungen 25 und 27 und die entsprechenden Bohrungen in der Kolbenstange 42, 43 bestimmen zwei Sauganschlüsse S₁ und S₂ und zwei Druckanschlüsse Dr₁ und Dr_2β Die den Abmessungen d₁, d₂ und d, des Kolbens 15» 17 entsprechenden Abmessungen e.«, e₂ und e, können unterschiedlich sein, so daß die aufgebauten Drücke und die Fördermengen an den Druckauslässen Dr₁ und Dr₂ unterschiedlich sind. Es ist die Möglichkeit gegeben, den Druckanschluß Dr₁ mit dem Sauganschluß S₂ der zweiten Kolbenstange zu verbinden (diese Verbindung ist in der Fig. 3 gestrichelt dargestellt)·

Bei Gasförderung wird damit eine zweistufige Verdichtung erreicht. Bei mehreren Kolbenstangen und mehreren Zylindern Z kann natürlich eine höherstufige Verdichtung der Gase erfolgen.

Das Gehäuse der Pumpvorrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem Gehäuse nach Fig. 1 und 2 dadurch, daß die Schuihrolumina 32" und 33" zum Zylinderabschnitt 29" des Schubkolbens 28¹¹ hin durch Packungen 44 und 45 abgedichtet sind· Bei den Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 werden die an den Packungen 34 und 35 auftretenden Leckverluste in die Arbeitsvolumina 32/eingeleitet und gelangen durch die Auspuffleitungen 37 bzw· 38 des Arbeitsmittels des Schubkolbenmotors ins Freie. Dies kann in vielen Fällen erwünscht sein, da die Pumpvorrichtung dann Saug- und Druckanschlüsse

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S, Dr aufweist und im übrigen hermetisch, abgeschlossen ist.

Yferden aber mit Hilfe der Pumpe entsprechend den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 oder der Pumpen nach Figo 3 aggressive Medien gefördert, die den Schubkorben 28 bzwο 28^!t und die nicht gezeigte Umsteuereinrichtung angreifen wurden, ist eine Anordnung nach Fig. 3 vorteilhafter. Die Zylinderdeckel 11'· und 12'· sind durch Aussparungen 46 und 47 durchbrochen, so daß an den Packungen 34 und 35 auftretende leck-P Verluste sofort erkannt werden können. In diesem lalle müssen die Arbeitsvolumina 32'· und 33^fl durch die Dichtungen 44 und 45 zum Außenraum der Pumpvorrichtung hin abgedichtet seine Die wirksamen Flächen des Schubkolbenmotors sind bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sowohl bei Aufwärts- als auch bei Abwärtsbewegung aus der Durchmesserdifferenz D - d, zu ermitteln, wobei dj der Durchmesser des Zylinderbauteiles 29" ist.

Zum Schluß soll eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung beschrieben werden, die jedoch nicht mit einem Stufenkolben versehen ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ragt in das Gehäuse eine Kolbenstange 48 hinein, die mit dem unteren

Zylinderdeckel 12 einstückig ausgebildet ist. Der untere Zylinderdeckel weist eine ebene Außenfläche auf. Der Schub-kolben 49 besteht aus einem einseitig geschlossenen Zylinderteil 50 und einem am Hand dieses topfartigen Abschnittes vor-

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gesehenen Arbeitsflansch 51, der auch in dieser Ausführungsform einstückig mit dem Topf 50 ausgebildet ist.

In der Kolbenstange sind zwei Bohrungen 52 und 53 ausgebildet. In der Nähe der freien Stirnfläche 54 sind eine Saugventilkammer 48a und eine Druckventilkammer 48b vorgesehene Die Ventilkörper 55 und 56 und die zugehörigen Schließfedern 57 und 58 sind in den Ventilkammern 48a und 48b derart gelagert, daß bei Vergrößerung des Pumpvolumens 59» das durch die Stirnfläche 54 und die Innenwandung des Topfabschnittes 50 begrenzt ist, der Ventilkörper 55 von seinem Sitz abgehoben und dadurch die Saugleitung 52 geöffnet wird und bei Verkleinerung des Volumens 59 der Ventilkörper 55 aufsetzt und der Ventilkörper 56 entgegen der- Wirkung der Feder 58 abgehoben wird, damit das in dem Pumpvolumen 59 befindliche Fördermedium durch die Druckleitung 53 zum Druckauslaß Dr abströmen kann.

Obwohl bei der Ausführungsform nach Fig. 4 im Vergleich zu den Differenzkolbenanordnungen nach den Fig«, 1 bis 3 ein hohes Übersetzungsverhältnis nicht erreicht werden kann, so weist die Anordnung nach Fig., 4 auch die erfindungswesentlichen Merkmale auf. Die Pumpe ist im Motor angeordnet, die Kolbenstange ist fortgefallen und damit auch ihre Dichtung.

st
Die Ventile sind in einem fStehenden Kolben untergebracht.

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Heben den bereits eben erwähnten Vorteilen des Portfalles

der Kolbenstange und deren Abdichtung und der außerordentlich kurzen Baulänge des gesamten Aggregates bieten die Ausfiihrungsformen nach den Figo 1 bis 3 den zusätzlichen Vorteil, daß bei gegebenem Durchmesser D des Schubkolbenmotors und vorgegebenem Durchmesser d^ des Differenzkolbenstangenabschnittes 15 sich allein durch die Änderung des Innendurchmessers d^ bzw. d'i des Zylinders 28 bzw. 28' und durch entsprechende Veränderung des Durchmessers d2 des Differenzkolbenstangenabschnittes 17 alle denkbaren Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Druck des Arbeitsmediums des Schubkolbenmotors und dem Druck im geförderten Medium erzielen lassen. Dabei nähern sich die Durchmesser d-j bzw» d'-j und d₂ mit zunehmenden Übersetzungsverhältnis immer mehr dem Durchmesser dj an, ohne ihn indessen je zu erreichen.

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Claims

Patentansprüche

1./ Pumpvorrichtung mit einer Kolbenpumpe und einem strb*mungsmitteli3etätigten Schubkolbenmotor als Antrieb, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pumpe (15, 17» 21, 23, 24) im Motor (11, 12, 13, 30) angeordnet ist.

2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10) mindestens eine Kolbenstange (15» 17) mit Bohrungen (25, 27, 36, 41) und Ventilen (21, 23) fest angeordnet ist und der Schubkolben (28) des Schubkolbenantriebes derart geformt und derart verschiebbar auf der Kolbenstange gelagert ist, daß zwischen dem Schubkolben (28) und der Kolbenstange (15, 17) ein Pumpvolumen (36; 40; 59) begrenzt ist, dessen Größe durch Verschiebung des Schubkolbens (28) auf der Kolbenstange (15, 17) veränderbar ist.

3· Pumpvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kolbenstange (15, 17) zwei das Pumpvolumen (36} 36, 4Of 59) und den Gehäuseaußenraum verbindende Bohrungen oder Kanäle (25, 27; 52, 53) ausgebildet sind und in jedem dieser Kanäle ein Ilückschlagventil (21 j 22; 551 56) angeordnet ist.

4· Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange sich durch das

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Gehäuse (10) hindurcherstreckt und zwei Abschnitte (15, 17) verschiedenen Durchmessers aufweist und der Schubkorben' (28$ 28'} 28'') aus mindestens einem Pumpzylinder (29; 29¹I 29¹¹) und einem Arbeitsflansch (50, 30% 30") besteht.

5« Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen eine erste und eine zweite Ventilkammer (15"b» 17b) in der Kolbenstange (15, 17) trennenden Ventilsitz (19), auf dem ein federbeaufschlagter Ventil-" körper (23) des zweiten Ventils (Druckventil) aufsitzt, während ein federbeaafschlagter Ventilkörper (21) des ersten Ventils (Saugventil) auf einem Ventilsitz (15a) auf dem Boden der Kolbenabschnitte (15) mit kleinerem Durchmesser (d*) ausgebildeten Ventilkammer (15b) aufsitzt, wobei die Ventilkammern(15b, 17b) über die Bohrungen (25, 27) jeweils mit dem Außenraum in Verbindung stehen.»

6. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da-

durch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d-j) des Zylinders (29) im wesentlichen gleidh dem Durchmesser (d₂) des Kolbenstangenabschnittes mit dem größeren Durchmesser ist und die erste Ventilkammer (15b) über Durchlässe (26) mit dem Pumpenvolumen (36) verbunden ist.

7. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (α¹*) des

·' pöQ /, P .// f\ ?3 '3 :p ν, ο 1 „

Zylinders (29¹) größer ist als.der Durchmesser (dp) des Kolbenstangenabschnittes (17) mit dem größeren Durch-· messer und daß zwischen den beiden Kolbenstangenabschnitten (15 und 17) ein dritter Kolbenstangenabschnitt (I7c) vorgesehen ist, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders (29¹) ist, wobei die erste Ventilkörper (15b) über Durchlässe (26) mit dem Saugvolumen (36) und die zweite Ventilkammer (17b) über Durchlässe (41) mit dem Druckvolumen (40) verbunden sind, wobei die beiden Volumina (36, 40) durch den dritten Kolbenabschnitt (17b) voneinander getrennt sind.

8. Pumpvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (17c) einstückig mit dem Kolbenabschnitt (17) ausgebildet ist.

9. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kolbenstangenabschnitte (15> 17) ineinander steckbar sind.

10. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus einem ersten Zylinderdeckel (11.) mit mindestens einem topfartigen Abschnitt, einem zylindrischen Zwischenstück (13) und einem zweiten Zylinderdeckel mit mindestens einem topfartigen Abschnitt oder mit einer ebenen Oberfläche be-

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steht, wobei die Strömungsmittelzu- und -abfuhr durch Öffnungen (11a, 12a) in den Zylinderdeckeln (11, 12) erfolgt ο

"Ί. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderdeckel (11^M, 12 *·) im Bereich der topfartigen Ansätze mit Öffnungen (46, 4-7) versehen sind und der Arbeitsraum (32'·, 33*^!) des Schubkolbens (28") durch Dichtungen (44, 45) zwischen dem zylindrischen Gehäuseabschnitt (13) und dem Schubkolbenzylinderabschnitt (29'*) abgedichtet ist.

12« Pumpvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kolbenstange (48) in das Gehäuse (10) hineinerstreckt und der Schubkolben (49) aus mindestens einem topfartigen Abschnitt (50) und einem Arbeitsflansch (51) besteht, wobei das Pumpvolumen (59) durch die Stirnfläche (54) der Kolbenstange (48) und die Innenfläche des topfartigen Abschnittes (50) begrenzt istβ

13. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Umfanges des Arbeitsflansches (30$ 30»j 30»¹J 51) des Schubkolbens eine Dichtung (31) angeordnet"ist.

14. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubkolben (28| 28¹J 28"j

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49) gegenüber der Kolbenstange (15, 17) gegenüber der Kolbenstange durch eine oder mehrere Dichtungen (34, 35) abgedichtet ist.

15e Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (15, 17) gegenüber dem Gehäuse (10) abgedichtet (16, 18) istc

16c Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kolbenstangen (15, 17» 42, 43) vorgesehen sind.

17· Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörigen Zylinder (Z-,

dem
Z₂) entweder einzeln auf/Schubkolben (28·') ausgebildet

oder zusammengefaßt (29* *) sind.

18· Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen bzw· ihre Einzelabschnitte (15, 17, 42, 43) von Stange zu Stange verschiedene Durchmesser (d₂, d^» e₂, e^) aufweisen und/oder die Innendurchmesser (d-jj e^) der zugehörigen Pumpzylinder (Z-j, Z₂) verschieden groß sind«.

19. Pumpvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Druckanschluß (Dr^) einer ersten Pumpe mit dem Sauganschluß (S₂) einer zweiten

0 3 8 h 6 / η

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Pumpe verbunden ist.

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