DD152608A5

DD152608A5 - Hochdruckkolben

Info

Publication number: DD152608A5
Application number: DD22152380A
Authority: DD
Inventors: Ii Edwin C Lewis
Original assignee: Weatherford Dmc
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1980-06-02
Publication date: 1981-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hochdruckkolben fuer eine Pumpe, vorzugsweise eine Schlammpumpe mit einem Zylinder, in dem der Kolben mit einer Kolbenstange im Zylinder hin- und herbewegt gefuehrt wird, mit dem Ziel, eine hohe Lebensdauer des Kolbens und des Zylinders zu erreichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kolbenhub im Zylinder einen Spuelvorgang zu veranlassen und eine Montage des Kolbens im Zylinder bei Wartungsarbeiten zu vereinfachen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine Zwischenraumeinlage mit einem minimalen axialen und einem kontrollierten radialen Kriechverhalten gegen die hintere Flaeche der Dichtung stoesst und eine kontinuierliche Beruehrung mit dem Zylinder aufrecht erhaelt. Dadurch wird staendig der Extrusionszwischenraum geschlossen, wenn sich der Zylinder abnutzt. Ein Verschleissband weist eine Vielzahl abgewinkelte Nutzen auf, durch das Abtriebteilchen in eine bestimmte Richtung transportiert werden. Eine Fluessigkeitsquelle durchstroemt die Zwischenraumeinlage und das Verschleissband, wodurch die Wandung des Zylinders gewaschen wird. Das Verschleissband vermeidet eine Metall/Metall-Beruehrung zwischen dem Kolben und dem Zylinder.

Description

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Berlin, den 9.1 ο 1981 Έ 04 Β/221 523 57 135/24

Hochdruckkolben

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Hochdruckkolben einer Pumpe, vorzugsweise einer Schlammpumpe mit einem Zylinder, in dem der Kolben mit einer Kolbenstange im Zylinder hin- und herbewegt, geführt wird«

Charakteristik der bekannten technischen -Lösungen

Es ist bekannt, daß Schlammpumpen eine massive formgepreßte Kautschukmischung mit einer starren oder halbstarren Ver~ steifung als integralem Bestandteil des formgepreßten Kautschuks aufweisen* Die bei dem Kolbenkautschuk verwendete Versteifung entsprach einem Gewebe, einem Metall oder einem plastartigen Material, wie etwa Uylon«

Die allgemeine Unzulänglichkeit der Kolben der Schlammpumpen ist durch deren Abnutzung der Zylinder hervorgerufen worden, indem sich ein Zwischenraum zwischen der starren Versteifung und dem Metallflansch in der Höhe der Versteifung und der Wand'" des Zylinders bildete_e. Der sich ergebende Zwischenraum trägt dazu bei, daß ein Teil der Kautschukdichtung während des Druckhubes in den Zwischenraum extrudiert, was sowohl während des Arbeitshubes als auch während des Rückhubes dazu führt, daß der extrudierte Teil der Kautschukdichtung abgenutzt wird. Wenn das Material von der Dichtung abgenutzt ist, verschiebt sich der Kolben weiterhin innerhalb des Zylinders, was wiederum die Abnutzung" auf einer Seite der Dichtung sowie des Teiles des Kolbenkörpers in Berührung mit der V/and des Zylinders beschleunigt· Das Einseiten~Ab-

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nutzungsmodell trägt zu einer fortgesetzten Extrusion der Dichtung in den Zwischenraum bei, damit zu einer Abnutzung ujid Verkümmerung der starren oder halbstarren Versteifung der Dichtung und ruft auf diese Weise die Metall/Metall-Berülirung zwischem dem Metallflansch und dem Zylinder her-.vor oder beschleunigt eine solche Berührung« Das Metall, welches von der Wand des Zylinders durch eine solche Berührung entfernt wird, wird auf der Dichtung abgelagert, was dazu beiträgt, daß die Metallteilchen gegenüber der Wand des Zylinders als Schleifmittel wirken« Die Metall/Metall-Berührung zwischen dem Kolbenkörper und dem Zylinder stellt somit eine allgemeine Erscheinung dar und wird im Rahmen der gegenwärtigen Technologie akzeptiert« Oftmals wird eine Abnutzungsringnut innerhalb des äußeren Umfanges des Kolbenkörpers angebracht, wodurch, wenn der Kolbenkörper abgenutzt ist, sowohl der Grad der Abnutzung an dem Kolbenkörper als auch, die Notwendigkeit für einen Ersatz des betreffenden Kolbenkörpers angezeigt werden* Es besteht Unklarheit darüber, ob sich die Dichtung zuerst verschiebt, wodurch es zu einer Verschiebung des Plansches kommt, oder ob der Plansch selbst auf Grund der Metall/Metall-Berührung abgenutzt, wird, wodurch es zu einer Verschiebung der Dichtung.und zu einem Extrudieren in den Extrusionszwischenraum kommt» Als Ergebnis-, ist jedoch eine rasche Verschlechterung der Oberfläche des Zylinders, der Kautschukdichtung, des Metallkolbenkörpers und des Wirkungsgrades der Spülpumpe zu verzeichnen«,

Kautschukdichtungen sind in ihrer historischen Entwicklung radial und axial relativ groß gewesen, um ein voluminöses Material zu liefern, das während des Pumpzyklus abgenutzt wird« Die großen Dichtungen expandieren auf Grund der Reibungswärme, der zulässigen Vorbelastung und des zulässigen Druckes, der während des J'örderhubes ausgeübt wird« Die kombinierte Expansion übt eine sehr· erhebliche Kraft auf die

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Wand des Zylinders aus, wodurch sowohl die Reibung als auch die Abnutzung im Hinblick auf den Zylinder und die Kolbendichtung vergrößert v/erden*

Es sind Methoden bekannt, mittels derer, die Temperaturen innerhalb des Zylinders während des Pumpens reduziert werden* Beispielsweise ist eine .Wasserquelle mit dem Kolbenkörper verbunden, wobei das Wasser radial auf die Wand des Zylinders während des Rückhubes aufgespritzt wird· Es ist bekannt, Eintauchversteifungen aus Baumwolle'mit einem Sicherungsring und einem Kolbenabschlußdeckeleingriff herzustellen, bei denen eine Ge\^r»^rebeversteifung benutzt wird» Weiterhin weisen auch Kolben ITy Io neinsät ze zur Antiextrusion und zur Verstärkung der Verschleißfestigkeit auf· Kolbenkonstruktionen ' können auch eine homogene Dichtungstechnik mit unterschiedlichen Härtecharakteristika haben· Es gibt auch Kolben, bei denen eine Gewebeversteifung mit Schmierfittings benutzt wird« Weiterhin bekannte Ausführungen weisen für Kolben eine elastomere Dichtung mit einem härteren Material auf, das daran angeklebt i'st, was wiederum des v/eiteren durch¹ ein Gewebe versteift wird·

Alle bekannten Konstruktionen sind einem Durchsclieuern oder Schmelzen der Versteifung bzw* Verstärkung, einer. Verschiebung des Kolbens innerhalb des Zylinders und einem Extrudieren der.Kautschukdichtung in den Extrusiönszwischenraum ausgesetzt, wodurch die Abnutzung des Zylinders beschleunigt wird·

.Ziel der _Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung,'einen Hochdruckkolben zur Anwendung zu bringen, der eine längere Lebensdauer der Kolbendichtung und des Pumpenzyliiiders bei hohen Drücken und einem

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reichen Betrieb beispielsweise in Schlammpumpen gewährleistete

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruckkolben für eine Pumpe, wartungsweise eine Schlammpumpe mit einem Zylinder in dem der Kolben mit einer Kolbenstange im Zylinder hin- und herbewegt geführt wird, zu schaffen, mit dem bei der Kolbenbewegung iin Zylinder ein Spülvorgang am Kolben vorgenommen wird, durch den der Verschleiß des Kolbens und des Zylinders bedeutend vermindert wird, wobei gleichzeitig die Montage des Kolbens vorrängig bei Wartungsarbeiten beeinflußt werden kann»

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Hauptkörper eine im wesentlichen zylindrische äußere Oberfläche und eine im wesentlichen zylindrische Gewindeoberflache mit einem kleineren Radius als die Außenoberfläche aufweist, wobei eine hintere Halterung mit einer im wesentlichen zylindrischen äußeren Oberfläche unter radialer Erstreckung nach außen ungefähr gleich' der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers und mit einer Gewindeinnenoberfläche im Eingriff mit der Gewindeoberf lache des Hauptkörpers ist und die hintere Halterung auf den Hauptkörper aufgeschraubt ist, wobei ein Mittel zur Befestigung des Kolben&örpers an der Kolbenstange vorgesehen ist und eine erste ringförmige Aussparung innerhalb der äußeren zylindrischen Oberfläche des Kolbenkörpers eich in Längsrichtung von einer vorderen zu einer hinteren Oberfläche erstreckt,.wobei eine elastomere Dichtung im wesentlichen inner halb eines Teiles der ersten ringförmigen Aussparung radial sich nach außen von dem Kolbenkörper erstreckend, eine hintere Oberfläche aufweist, von der ein Teil wenigstens an einen Teil der vorderen Oberfläche der ersten ringförmigen

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Aussparung anstößt, und weiterhin ein Mittel zum Andrücken · der Dichtung in eine abdichtende Berührung mit dem Zylinder vorgesehen ist, wobei eine Zwischenraumeinlage unter Angrenzung an die hintere Oberfläche der Dichtung mit einem Mittel zum Andrücken der Zwischenraumeinlage in eine innige Berührung mit dem Zylinder versehen ist, wenn der Kolben während eines Arbeitshubes eine Hin- und Herbewegung erfährt, wodurch der Zwischenraum zwischen dem Kolbenkörper und dem Zylinder reduziert ist, fernerhin ein Mittel zur Zuführung einer Flüssigkeit zu einem Teil des Zylinders angeordnet ist und eine zweite ringförmige Aussparung innerhalb der äußeren Oberfläche der hinteren Halterung des Kolbenkörpers eingearbeitet ist, die durch einen Teil des Kolbenkörpers von der ersten ringförmigen Aussparung getrennt ist, wobei ein ringförmiges Verschleißband im-wesentlichen innerhalb der zweiten ringförmigen Aussparung verläuft das sich nach außen abstands gleich mit der Zwischenraumeinlage' erstreckt, und ein Mittel zum Vorspannen des Verschleißbandes radial nach außen angeordnet ist β

Es ist im Sinne der Erfindung, daß der Hauptkörper eine Bohrung aufweist, die Kolbenstange einen Plansch und eine Mutter hat, die auf der Kolbenstange aufgenommen ist und der Kolbenkörper um die Kolbenstange herum und zwischen der Mutter und dem Plansch angeordnet ist_P wobei es- eine Ausführungs form ist, daß die hintere Fläche der Dichtung von einem Radius gegen die vordere Oberfläche der ersten ringförmigen Aussparung abgeschrägt ist.

Nach einer Ausführungsart ist es vorteilhaft, daß eine schenraumeinlage eine Stirnfläche und eine hintere Fläche auf weist, die radial nach außen voneinander divergieren, wobei die Stirnfläche innig gegen die hintere Oberfläche der

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Dichtung angrenzt.und ein Teil der hinteren Fläche der Zwischenraumeinlage gegen die hintere Fläche der ersten ringförmigen Aussparung anstößt, γ/enn die Dichtung in Längsrichtung gegen die Zwischenraumeinlage anstößt und die Dichtung dann radial nach außen gerichtet ist ρ und ein Verschleißband eine Vielzahl ausgesparter Rinnen innerhalb der hinteren Fläche der Zwischenraumeinlage aufweist, wobei die Rinnen sich durch die radiale Dicke der Zwischenraumeinlage bis au einer Flüssigkeitsquelle erstreckend vorgesehen sind, und die Flüssigkeit durch die ausgesparten Rinnen zu dem angrenzenden Zylinder gelangt*

Die Erfindung wird erfüllt, wenn die Rinnen in gleichmäßiger Weise und schräg gegenüber einem Radius ausgerichtet sind, wenn man auf einen Querschnitt blickte

Es ist im weiteren Sinne der Erfindung, daß eine Halterung einer Stirnfläche und einer hinteren Fläche der Zwischenraumeinlage entspricht j wobei die beiden Flächen radial nach außen voneinander divergieren und die Stirnfläche gegen die hintere Fläche der Dichtung angrenzt sowie ein Teil der hinteren Fläche gleitend gegen die hintere Oberfläche der ersten ringförmigen Aussparung anstößt *

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Zwischenraumeinlage eine glasartige Körnung unter radialer Ausrichtung in der Einlage aufweist_e weiter eine die radiale Ausrichtung der glasartigen Körnung der Zwischenraumeinlage vorgesehen ist, wodurch 'bedingt ist, daß die Zwischenraumeinlage radial nach außen "kriecht,'wenn sie erwärmt ist«

Eine vorteilhafte Form der Erfindung ist es, wenn ö.as Yer-SGhleiißband sine Vielzahl ausgesparte Strömungsbahnen in-

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nerhalb und quer zu der Oberfläche'des Verschleißbandes unter Schrägstellung zur Achse des Kolbenkörpers aufweist^ und weiterhin ein elastisches Vorspannelement zwischem dem Kolbenkörper und dem Verschleißband angeordnet ist, worin das Vorspannelement eine Drückquelle zwischem dem Verschleißband und dem Kolbenkörper ist«

Die Erfindung ist dadurch ausgestaltet, daß die zweite ringförmige Aussparung eine im wesentlichen radiale Stirnfläche und hintere Pläche aufweist«

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist es vorteil- haft, daß das Verschleißband eine Stirnfläche und eine hintere Fläche unter enger Übereinstimmung mit den vorderen bzw. hinteren Oberflächen der zweiten ringförmigen Aussparung aufweist, sowie ein elastisches ringförmiges Vorspanne lenient zwischen dem Verschleißband und dem Kolbenkörper vorgesehen ist.

Die Erfindung ist vorteilhaft ausgebildet, in dem ein axial gerichteter Durchgang durch den Kolbenkörper mit einem ausreichenden Durchmesser zur Aufnahme der Kolbenstang.e vorgesehen ist«

Es ist eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, bei der das Verschleißband mit einer Stirnfläche und mit einer hinteren Pläche in Übereinstimmung mit den vorderen bzw. hinteren Oberflächen der zweiten ringförmigen Aussparung ein Paar Arme mit Vorsprüngen radial nach innen zur Angrenzimg an die entsprechenden Schultern der zweiten ringförmigen Aussparung aufweist, wobei das Versohleißband radial nach außen von dem Kolbenkörper sich im wesentliehen abstandsgleich' mit der Zv/ißchenraumeinlase erstreckt und eine Viel-

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zahl ausgesparter Strömungsbahnen innerhalb eines äußeren Teiles des Verschleißbandes vorgesehen sind, wobei die Strömungsbähnen sich quer zu der Längsbreite des Verschleißbandes erstrecken und schräg zu der Achse des Kolbens ausgerichtet sind.

Ifech einer Ausführungsform der Erfindung ist sinnvoll ein Flüssigkeitsdurchgang innerhalb des Kolbenkörpers zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Flüssigkeitsquelle und. den ausgesparten Rinnen der Zwischenraumeinlage angeordnet, wobei die Rinnen mit einem Teil der Außenoberfläche des -Kolbenkörpers, der sich zwischen den ersten und zweiten Aussparungen befindet, und dem Zylinder¹ und von dort durch die schrägen Strömungsbahnen des Verschleißbandes verbunden sind _β

Es ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, daß ein Teil des Kolbenkörpers an dem Hauptkörper angeordnet ist und wenigstens an einen Teil der Stirnfläche der Dichtung angrenzt, wobei der Kolbenkörper auf dem Hauptkörper geschraubt ist und die Dichtung und die Zwischenraumeinlage von dem Kolbenkörper lösbar sind·

Es ißt ein konstruktiver Vorzug der Erfindung, wenn der Hochdruckkolben, der in einen vorderen Hauptkörper und eine hintere. Halterung unterteilt werden kann, die durch eine Schraub- ' verbindung mit dem Hauptkörper verbunden iste.Eine erste ringförmige Aussparung in dem Kolbenkörper enthält eine ringförmige Dichtung und eine Zwischenraumeinlage mit vorhandenen V/asserrinneru Eine zweite ringförmige Aussparung enthält ein hinteres Verschleißbande Die Dichtung besteht aus einem elast omeren Material, welches sich radial etwas über den Kolbenkörper hinaus erstreckte Vorzugsweise tritt wenigstens an einem

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Teil der Dichtung ein Spreizmechanismus oder Verstärker in · Aktion, "mit dessen Hilfe wenigstens ein Teil der Dichtung in einen abdichtenden Eingriff mit dem Zylinder während der Punktion des Kolbens gebracht wird. Bei dem Spreizmechanismus kann es sich um einen integralen Bestandteil des Dichtungsringes oder um ein getrenntes, speziell konstruiertes Element handeln, wie etwa um eine elastomere Feder, eine Metallfeder, einen durch Druck verstärkten Spreizmechanismus oder sogar um einen vergrößerten Ansatz oder eine Lippe an dem Dichtungsring, wobei ein radiales Zusammendrücken beim Einsetzen des Kolbens in den Zylinder erfolgt. Unmittelbar hinter der Dichtung und angrenzend an die Dichtung befindet sich eine Zwischenraumeinlage, die im wesentlichen axial keine Kriecherscheinung aufweist, die aber in radialer Richtung über eine kontrollierte Kriechbewegung verfügt. Die Zwischenraumeinlage weist radial eine kontrollierbare Kriecherscheinung auf, um einen konstanten innigen Kontakt mit der Wand des Zylinders aufrechtzuerhalten· Dadurch wird der Zwischenraum zwischen dem kleineren Radius des Kolbenkörpers und dem größeren Radius des Zylinders bei der Extrusion ausgefüllt. Innerhalb der Zwischenraumeinlage ist eine Vielzahl von Wasserrinnen vorgesehen, die sich in Verbindung befinden mit einer ITüosigkeitsquelle von einem Durchgang innerhalb des Kolbenkörpers zum Zylinder. Ein Verschleißband befindet sich in einer ringförmigen Aussparung an der hinteren Halterung des Kolbens und erstreckt sich radial nach außen im wesentlichen in derselben V/eise wie bei der Zwischenraumeinlage.

Das Verschleißband unterstützt die Ausrichtung des Kolbens innerhalb des Zylinders und verhindert eine Metall/Hetall-Berührung sv/ischen dem Kolbenkörper und dem Zylinder, Das Verschleißband weint eine Vielzahl von Strömungsbahnen auf,

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die sich über ihre axiale Breite erstrecken, wobei eine entsprechende Winkelstellung relativ zu der Kolbenachse zu verzeichnen ist β Die Strömungsbahnen bieten die Möglichkeit, daß die Abtriebteilclien durch diese Bahnen hindurchtreten_s ohne dabei zwischen den äußersten Verschleißbaiidoberflächen eingeschlossen zu werden5 die den Zylinder berühren, und wobei sonst eine Abriebwirkung auf den Zylinder ausgeübt wird· Die Strömungsbahnen sind abgewinkelt angeordnet, so daß ein Abriebteilchen, welches aus einer Strömungsbahn entweicht, während des Kolbenhubes eine kurze axiale Entfernung zu durchwandern hat, um in eine benachbarte Strömungsbahn zu gelangen oder völlig aus dein Verschleißband auszutreten* Die abgewinkelten Nuten bedeuten des weiteren einen -360 «Lage-=» rungs- bzw» -Führungseffekt gegenüber dem Zylinder im Gegensatz zu den axial ausgerichteten Hüten, die in bekannten Konstruktionen anzutreffen sind, wobei heiße Stellen hervorgerufen werden, an denen nur ein Teil des Verscnleißbandes mit dem Zylinder während des gesamten Kolbenhubes in Berührung gelangt„

Eine unter Druck stehende Wasserquelle steht über den Kolbenkörper und eine Vielzahl von abgewinkelten Wasserrinnen in dem hinteren Teil der ringförmigen Zwischenraumeinlage in Verbindung, um auf diesem Wege einen Wirbelwascheffekt auf die Zylinderbuchse auszuüben« Dadurch sollen die· Abriebteilchen von.der Zylinderbuchse entfernt und eine Minimierung der Temperatur der Zylinderbuchse, der-Dichtung, der Zwischenraumeinlage und des Verschleißbandes erreicht werden*

Die Benutzung einer dünnen Dichtung und einer dünnen Zwischenräume in lage gestattet deren Entfernung von dem Kolbenkörper· Dabei wird dessen hintere Halterung von dem Hauptkorpor getrennt und die Dichtungselemente durch die innere Oberfläche

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der hinteren Halterung ausgetauscht. So können die Dichtungselem'ente "ohne*Schwierigkeit durch andere ersetzt werden, während der Kolben im Zylinder verbleibt«

Es ist ein Vorzug der Lösung nach der Erfindung, daß die Zwischenräumeinlage kontrollierte radiale Kriecheigenschaften •aufweist, wobei die äußere zylindrische Oberfläche der Zwischenräume inlage'in einem innigen Kontakt mit der Zylinderbuchse verbleibt· Dadurch wird der Estrusionszwischenraum beim Einklemmen zwischen dem Kolben und der Zylinderbuchse geschlossen und die Verschlechterung des Dichtungsringes auf ein Minimum herabgesetzt«

Der Hochdruckkolben weist ein sich radial erstreckendes Element oder mehrere sich radial erstreckende Elemente um den Kolben herum auf, die im wesentlichen in einer gleitenden Berührung mit der Zylinderbuchse einer Pumpe bleiben, wodurch im wesentlichen die Metall/Metall-Berührung zwischen dem Kolbenkörper und dem Zylinder herabgemindert oder eliminiert wird, wobei der Kolben innerhalb eines Zylinders axial mit dem Zylinder ohne Berührung zwischen Metall und Metall ausgerichtet ist.

Ein weiterer Vorteil besteht bei einem zweiteiligen ¹Kolbenkörper, bei dem wenn die beiden Teile voneinander getrennt werden, die dünne Dichtung und die dünne Zwischenraumeinlage vom hinteren Teil des KoIbens.durch die Kolbenstangenöffnung in der hinteren Halterung zur Überprüfung und zum Ersatz entfernt werden können»

Vorteilhafterweiße ist eine axial zusammengedrückte-Dichtung zur Miriimierung der axialen Bewegung der Dichtung während des Rückhubes des Kolbens vorgesehen·

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Ein Versclileißband und eine Zwischenraumeinlage, die über eine brauchbare Haltbarkeit verfügen, sind wenigstens im Hinblick auf die Zylinderbuchse vorgesehen«

Vorteilhaft ist eine Zwischenraumeinlage mit einer Vielzahl von Wasserrinnen versehen« Hierdurch soll die innere Oberfläche mit der äußeren Oberfläche verbunden werden_e Eine solche .Anordnung eignet sich zur Verbindung einer Flüssigkeit von dem Kolben zum Zylinder, wobei durch ein radiales Kriechen des Verschleißbandes die Berührung des Zylinders mit dem Verschleißband erleichtert wird*

Ein Kolben ist in einer Zylinderwandung mit einem Verschleißband, daß abgewinkelte ausgerichtete Strömungsbalmen aufweist, so anzuwenden, daß der gleitende Kontakt des Verschleißbandes auf der Zylinderbuchse eine Reihe von Strömungsbahnen durch die Hüten hervorruft» Diese bieten wiederum die Möglichkeit, daß eine Flüssigkeit unter Druck durch die Strömungsbahnen hindurchtritt und dabei eine Wirbelwaschwirkung auf der Wandung des Zylinders erzeugt wird« Weiterhin besteht ein Vorteil darin, daß ein dünnes Verschleißband, eine dünne Dichtung und eine dünne Zwischenraumeinlage verwendet werden, um auf diesem ließe die innerhalb der Dichtungselemente zurückgehaltene Wärme, die axiale Belastung auf die Dichtungselemente und die hintere Halterung sollte das Einspülen von'Abriebteilchen zwischen die Elemente und die Kolbenkörper herabzusetzen«, . ·

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden« In der zugehörigen Zeichnung ζeigens

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Pig. 1 : eine Seitenansicht eines Kolbens einer Spülpumpe ' ' und einer Dichtung innerhalb des Zylinders, teilweise im Schnitt;

Pig· 1A: eine Seitenansicht einer Dichtung und eines Elementes für die Entfernung der Dichtung;

Pig. 2 : eine Seitenansicht eines oberen vorderen Teiles des Kolbens, einer ringförmigen Dichtung und einer radial kriechenden Zwischenraumeinlage, teilweise im Schnitt;

I'ig» 3 J eine Seitenansicht wie Pig. 2 unter Wiedergabe einer modifizierten Dichtung mit einem Spreizmechanismus darin und einer modifizierten radial kriechenden Zwischenrauineinlage;

Pig· 4 : eine Ansicht wie die Pig. 2 und 3 unter Wiedergabe einer modifizierten Dichtung und einer modifizierten radial kriechenden Zwischenraumeinlage;

Pig* 5 : eine vergrößerte radiale Darstellung des Verschleißbandes unter Wiedergabe einer Vielzahl räumlich getrennter Strömungsbahnen innerhalb der äußeren zylindrischen Oberfläche des Verschleißbandes;

Pig· 6 ; eine hintere axiale Ansicht der Zwischenraumeinlage;

Pig. 7 : eine teilweise Seitenansicht einer bevorzugten Ausführung der ersten und zweiten ringförmigen Ausspa-.rungen in dem Kolbenkörper, des mit Nuten versehenen und verstärkten Verschleißbandes ;

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Pig» 8 : eine Seitenansicht des oberen Teiles des Kolbens innerhalb der Zylinderbuchse;

Pig* 9 i eine Seitenansicht der schematischen Wiedergabe eines vorn entfernbaren Teiles des Kolbenkörpers unter Schraubverbindung mit dem Rest des Kolbens, teilweise im Schnitt«.

Figo 1 zeigt einen typischen Kolben 6 einer Spülpumpe und eine Dichtung 10» wobei sich, der Kolben 6 innerhalb des Zylinders 11 der Spülpumpe bewegt« Der Kolben 6 v/eist einen sich radial erstreckenden Plansch 12 auf, der an einer Kolbenstange 8 beispielsweise mit Hilfe einer Mutter 16 befestigt iste Die Mutter 16 sitzt dabei auf einem mit einem Gewinde versehenen Teil 18 der Kolbenstange 8, Eine Sicherung 14 grenzt an die vordere Oberfläche der Dichtung an₅ so daß die Dichtung 10 im allgemeinen zwischen der Sicherung 14 und dem Plansch 12 gehalten wird* Wenn sich der Kolben 6 innerhalb des Zylinders 11 bewegt, entwickelt sich ein Extrusionszwischenraum 4 durch Einklemmen, wenn sich der Plansch 12 oder die Versteifung abnutzt« Der Extrusionszwischenraum tritt bei einem bekannten Kolben 6 in der Hähe der Dichtung 10 auf, im besonderen zwischen dem Zylinder 11 und einer bekannten Versteifung oder, einem bekannten Plansch, Eine solche Erscheinung ergibt sich durch eine Abnutzung der Versteifung j die für sich nicht in der Lage ist, in einem . innigen gleitenden Kontakt mit dem Zylinder 11 zu beharren«, Während des Vorwärt shiib es wirkt sich der Druck gegen den exponierten Teil der Dichtung 10 aus, wodurch bedingt wird, daß die' Dichtung 10 axial zusammengedrückt wird_e Dabei wird ein Teil der Dichtung 10 in einen Ezctrusioncswischenraiim 4 durch Einklemmen extrudiert, der sich zwischen dem Plansch 12 und der Oberfläche des benachbarten Zylinders 11 befindet«

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Es kommt zu der Herausbildung eines Extrusionszwischenraumes, vieil'der aus Metall bestehende Kolben 6 einen kleineren Durchmesser aufweisen muß als der Zylinder 11 für den Kolben 6, damit dieser innerhalb des Zylinders gleiten kann» Während.des Arbeitshubes (und während des Rückhubes bei Speisepumpen) wird der extrudierte bzw_e eingeklemmte Teil der Dichtung

10 durch Reibung innerhalb des Extrusionszwischenraumes 4 derart eingeschlossen daß kleine Brocken der Dichtung 10 abgebrochen oder abgenibbelt werden« Wenn sich die Qualität der Dichtung 10 verschlechtert, gelangt der Plansch 12 mit dem Zylinder 11 in Berührung', wodurch eine Metall/Metall-Berührung hervorgerufen wird, was wiederum die qualitative Verschlechterung des Zylinders 11 und der Dichtung 10 mit sich bringt·

Pig, 1A zeigt die Dichtung 10a beim Einsetzen des Kolbens in die Zylinderbuchse. Der vorhandene Extrusionszwischenraum zwischen der Versteifung oder'dem Plansch 12 und dem Zylinder

11 trägt weiterhin durch Einklemmen dazu bei, daß sich ein solcher ExtrusionsZwischenraum· zwischen der Versteifung oder zv/ischen dem Plansch 12 und dem Zylinder 11 vergrößert·

Pig« 2 zeigt eine Konfiguration der Dichtung und einer Zwischenraumeinlage, wobei der Kolben 20 an der Kolbenstange 22 befestigt ist, eine elastomere Dichtung 24 an eine Zwischenraumeinlage in Porm eines Ringes 26 anstößt und für Zwecke, über die weiter unten diskutiert wird, Rinnen 36 auf der Rückseite der Zwischenraumeinlage vorgesehen sind, die eine Verbindung mit dem Zylinder 11 und mit einem Flüssigkeitsdurchgang 34 bilden»

Pig* 3 zeigt eine Darstellung mit einer elastomeren Dichtung 38 mit einer Aussparung 40, in der sich ein Spreizmechanismus

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in Form eines Ausdehnungskörpers 42 befindet· Der Ausdehnungskörper 42 oder Verstärker kann einer Feder, einem elastischen Material«, einer unter Überdruck gesetzten Kammer und dgl* entsprc-chenj, wobei diese Elemente wenigstens einen Teil der Dichtung 38 mit dem Zylinder 11 in Berührung bringen« Eine Zwischenräumeinlage 44 mit im wesentlichen denselben Materialeigenschaften wie der Ring 26 von Fig_e 2 grenzt an die Rückseite der Dichtung 38 an_? so daß der Extrusionszwischenraum 4 durch Einklemmen zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinder 11 geschlossen wird.*

Pigs 4 gibt noch eine weitere Verkörperung der Pig» 2 wieder, wobei, eine Dichtung 46 in einer abdichtenden Berührung mit dem Zylinder 11 vorgesehen ist und eine Zwischenraumeinlage 48 im allgemeinen gegen die Rückseite der Dichtung46 derart angrenzt, daß der Extrusionszwischenraum "durch •Einklemmen zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinder 11 geschlossen wird* Bei allen drei Verkörperungen der Figo 2, 3 und 4 v/ird ein axialer Druck über die Dichtungen 24» 38; 46 aufgebracht, v/odurch erreicht wird, daß die Zwischenraumeinlagen radial nach außen gegen den Zylinder kriechen bzw» eine Kriechdehnung erfahren, wodurch der Extrusionszwischenraum durch Einklemmen zwischen dem Kolben 6 und dem Zylinder 11 während des Arbeitshubes reduziert wird«- Bei allen drei Verkörperungen weist die hintere Oberfläche der Zwischenraumeinlage eine Schrägstellung von einem Radius zur Rückseite des Kolbens 6 auf_s so daß die Kräfte, die auf die Dichtungen 24; 38; 46 in Anwendung gebracht und durch die Dichtung 24; 38; 46 übertragen v/erden,· dazu beitragen, daß die entsprechende Zwischenraumeinlage radial nach außen in einen innigen Gleitkontakt mit dem Zylinder gelangt«·

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Eine weitere Verkörperung findet sich unter schematischer Wiedergabe eines Kolbens, einer Kolbenstange und verschiedener synergetischer Konstruktionselemente sowie Ausrichtung und Abdichtung des Kolbens gegen den Zylinder 11 in den Pig· 7j 8 und 9β Unter Bezugnahme auf Pig. 7 v/eist eine •Kolbenstange 50 einen hinteren, sich radial erstreckenden Plansch 60 sowie ein Gewindeteil 52 auf, auf dem eine passende Mutter 54 sitzen kann» Der Kolbenkörper setzt sich aus einem Hauptkörper 56 mit einem Durchgang 57 zur Aufnahme der Kolbenstange 50 und aus einer hinteren Halterung 58 zusammen· Es ist zu erkennen, daß die hintere Halterung und der Hauptkörper 56 miteinander durch eine Reihe von technischen Möglichkeiten zusammengehalten werden können. Eine Schraubverbindung stellt dabei bloß eine zufriedenstellende Art und Weise dar, die beiden Teile zusammenzuhalten· Vorzugsweise werden der Hauptkörper 56 und die hintere Halterung 58 miteinander verschraubt', wobei sie untereinander an der Oberfläche 55 zusamiiienstoßen·

Der Hauptkörper 56 und die hintere Halterung 58 bilden im allgemeinen den Kolbenkörper* Der Hauptkörper 56 weist in seinem Vorderen Bereich eine äußere Oberfläche 86 auf und im hinteren Bereich eine mit einem Gewinde versehene Oberfläche 61 mit einem kleineren Radius als die Oberfläche 86» Der Kolbenkörper verfügt über eine erste ringförmige Aussparung innerhalb der äußeren zylindrischen Oberfläche des Kolbenkörpers unter allgemeiner Definition durch die Oberflächen 62;' 64; ^* Eine zweite ringförmige Aussparung innerhalb der äußeren zylindrischen Oberfläche des Kolbenkörpers befindet sich zwischen den Oberflächen des Kolbenkörpers 68; 70; 72*

Die erste ringförmige Aussparung beinhaltet eine hintere Oberfläche 66» die radial nach hinten divergiert, wie Pig» 7 su

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entnehmen ist« Die erste ringförmige Aussparung- enthält eine ringförmige Dichtung 74 mit Innenschmierung, von der ein Teil gegen die vordere Oberfläche 62 anstößt« Die Dichtung 74 kann •beispielsweise einen Spreizmechanismus in der Form eines Verstärkers 76 darin enthalten, durch den wenigstens ein Teil der Dichtung in eine innige Berührung mit dem Zylinder 11 gelangt, wie I¹Ig₀ 8 zu entnehmen ißt« Die Zwischenraumeinlage 78 wirkt synergetisch mit vielen bekannten Dichtungen zusammen, wobei als neues Ergebnis einer solchen Anordnung jedoch im wesentlichen .ein Schließen des Extrusions-Zwischenraumes in der iJähe und hinter den bekannten Dichtungen erfolgt«

Innerhalb der ersten ringförmigen Aussparung befindet sich die-ringförmige Zwischenräumeinlage 78 mit einer Stirnfläche 81 in inniger angrenzender Berührung mit der Rückseite 82 der Dichtung 74 und mit einer Fläche 84» wobei die beiden Flächen 81; 84 radial nach außen divergieren„ Die Zwischenraumeinlage setzt sich aus einem Material zusammen, welches axial kriechfest ist, das aber in radialer Richtimg über kontrollierte Kriecheigenschaften verfügt* Ein kontrolliertes radiales Kriechverhalten mit einem reduzierten axialen Kriechen kann durch eine entsprechende Orientierung der inneren Körnung des Materials erreicht werden, von dem für die Zwischenraumeinlage Gebrauch gemacht wird» Sowohl die Verwendung eines glasgefüllten liylonmaterials als auch die divergente Konfiguration wirken sich in der Weise aus, daß die Zwischen-, räumeinlage 78 in eine innige gleitende Berührung mit dem Zylinder 11 gelangt, wenn die Flüssigkeitskräfte durch die Dichtung 74 während des Arbeitshubes auf die Zwiscbenraum™ einlage 78 übertragen werden« Bei der Zwischenraumeinlage. 78 handelt es sich.vorzugsweise um ein verschleißfestes Material, das eine reduzierte'Abnutzung des Zylinders während des Pump-

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Vorganges bedingt. Der Zweck der Zv/ischenraumeinlage 78 besteht; darin, zu gewährleisten, daß ein Teil des durch Einklemmen hervorgerufenen Extrusionszwischenraumes zwischen dem Zylinder 11 und der äußeren zylindrischen Oberfläche 86 des Kolbenkörpers minimiert wird, so daß die Dichtung 74 während des Arbeitshubes nicht in den Bxtrusionszwischenraum extrudiert wird bzw, in diesem Raum eingeklemmt und dadurch beim Rückhub des.Kolbens abgenibbelt wird* Es ist zu erkennen, daß die Dichtung 74 und die ringförmige Zwischenraumeinlage 78 aus einer einzelnen Einheit mit einer allmählich zunehmenden Kriechbeständigkeit von vorne nach hinten bestehen können, aber aus Gründen einer leichten Herstellung und des Ersatzes sind eine getrennte Dichtung 74 und eine gesonderte ringförmige ZwisCiienraumeinlage 78 in der Zeichnung wiedergegeben.

Innerhalb der ringförmigen Zwischenraumeinlage 78 befindet sich eine Vielzahl von Rinnen 88, Die Rinnen 88 sind besonders deutlich in Pig. 6 entsprechend dem Schnitt 6-6 in Mg. 7 dargestellt. Die Rinnen 88 sind radial oder schräg gerichtet, eine schräge Richtung wird jedoch bevorzugt, um eine Wirbelwirkung auf den Zylinder hervorzurufen, denn die Flüssigkeit steht über den Durchgang 34, die Rinnen 88 und den Zwischenraum 90 in Verbindung wie Fig* 8 entnommen v/erden kann»

Ein Verschleißband 92 befindet sich in der zweiten ringförmigen Aussparung des Kolbenkörpers» Obgleich es viele geeignete geometrische Formen für das Verechleißband 92 gibt, entspricht eine bevorzugte Ausführung einem solchen Verschleißband 92, welches gleichmäßig an die Oberflächen des Kolbenkörpers 68, 72 der zweiten ringförmigen Aussparung angrenzt* Ein Teil des Verschleißbandes 92, wobei die Darstellung in den Fig. 5, 7, 8 und 9 erfolgt, beinhaltet eine Vielzahl von stegartigen Erhebungen 94, die sich radial nach außen über die

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hintere Halterung 58 hinaus erstrecken, und zwar im v/esentlichen abstandsgleich mit der Zwischenräumeinlage 78«

Die stegartigen Erhebungen 94 sind peripher räumlich voneinander durch eine entsprechende Vielzahl von Strömungsbahnen 96 getrennt angeordnete Die Erhebnungen 94 und die Strömungsbahnen 96 sind vorzugsweise in einem Winkel zu der Achse des Kolbens .6 vorgesehen^ so daß, wenn eine Flüssigkeit durch die Vielzahl von Strömuiigsbahnen 96 hindurchgeleitet wird, ein Wirbel in der Weise hervorgerufen wird, daß der gesamte Umfang des Zylinders 11 durch die Arbeitsweise des Kolbens 6 gewaschen wird» Beispielsweise wird eine Flüssigkeit, wie etwa Wasser$ kräftig durch den Flüssigkeitsdurchgang 34 des Kolbens β, durch die Vielzahl von Rinnen 88 innerhalb der ringförmigen Zwischenraumeinlage 78, sodann in den ringförmigen Zwischenraum 90 und schließlich durch die Strömungsbahnen 96 des Verschleißbandes 92 hindurchgeführte Vorzugsweise entspricht die Richtung des durch die Strömungsbahnen 96 des Verschleißbandes 92 hervorgerufenen Wirbels derselben Richtung wie bei dem durch die Strömung der Flüssigkeit durch die Rinnen 88 in der Zwischenraumeinlage 78 hervorgerufenen Wirbel* Daher wird eine wirksame Wirbelwaschwirkung durch die Rinnen 88 hervorgerufen und durch die Strömungsbahnen 94 in.der 'weise verstärkt, daß die Peripherie des Zylinders 11 in wirkungsvoller V/eise gewaschen und gekühlt wird· . .

Vorzugsweise reicht der Winkel der Ausrichtung der stegartigen Erhebung 94 und der Strömungsbahnen 96 aus_s um einen peripheren Lagerungs- bzw« Führungseffekt hervorzurufen_f d* h.·, während der hin- und hergehenden axialen Bewegung des Kolbens 6 gelangt die vollständige Peripherie der Wandung des Zylinders 11, die das Verschleißband 92 aufnimmt und 'be-

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rührt, mit wenigstens einem Teil einer oder mehrerer der stegartigen Erhebungen 94 in Berührung· Das außergewöhnliche Zusammenwirken der stegartigen Erhebungen 94 eliminiert daher das Auftreten der "heißen Stellen" des bekannten technischen Entwicklungsstandes. Die "heißen Stellen" ergeben sich dann, wenn die Erhebnungen. 94 axial derart ausgerichtet sind, daß sie axial an einem besonderen Teilabschnitt des Zylinders 11 oszillieren, während die angrenzenden Strömungs- · bahnen 96 ihre betreffenden Flächen des Zylinders 11 waschen und kühlen. Diejenigen Flächenbereiche des Zylinders 11, welche in Berührung mit den axial ausgerichteten stegartigen Erhebnungen 94 sind, nutzen sich rascher ab und nehmen lokal höhere Temperaturen an als die Flächenbereiche des Zylinders 11, die durch die Strömungsbahnen 96 gekühlt werden« In der vorliegenden Ausführung ist jedoch die durch die Wirbelbildung hervorgerufene Wasch- und Kühlwirkung im v/esentliehen gleichmäßig* Darüber hinaus ruft der periphere Lagerungs- und Führungseffekt der in Schräglage ausgerichteten Erhebungen .94 einen Lagerungs- und Führungseffekt hervor, der die Tendenz aufweist, die Abnutzung des Verschleißbandes 92 auf dem Zylinder 11 gleichförmiger zu verteilen.

Die Schrägausrichtung der stegartigen Erhebungen 94 reduziert des weiteren die Auswirkungen der Abnutzung auf den Zylinder ·- 11, die zu verzeichnen ist, wenn Abriebteilchen zwischen die . äußere Peripherie eines Randes des Kolbens 6 und die Wandung des Zylinders 11 gelangen· Wenn ein Teilchen zwischen der äußeren Oberfläche eines Elementes und dem Zylinder 11 steckenbleibt, wird es .bei den bekannten Elementen überall gegen den Zylinder 11 gedrückt, denn der Kolben 6 erfährt eine hin- und hergehende Bewegung innerhalb des Zylinders 11· Daher wird.die Abnutzung des Zylinders durch die Abriebeffekte der Teilchen auf der Wandung beschleunigt·

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In der vorliegenden Ausführung werden jedoch die Abriebeffekte, die durch die Abriebteilchen hervorgerufen werden, die zwischen die äußere Peripherie der stegartigen Erhebungen 94 und die Wandung des Zylinders-11 gewandert, sind, auf ein Mindestmaß herabgesetzt« Unter. Bezugnahme auf Pig« 5 ist ein Abriebteilchen 98 auf der äußeren Peripherie.einer, stegartigen Erhebung 94wiedergegeben« Während des Rück- und Arbeitshubes des Kolbens 6 ist jedoch die Schrägausrichtung der steg·«· artigen-Erhebungen 94 und der Strömungsbahnen 96 derart, daß, Yienn sich das betreffende Abriebteilchen 98 axial in Richtung .zur Rückseite des Verschleißbandes 92 bewegt, es erneut durch eine andere Strömungsbahn.96 aufgenommen und in wirksamer Weise durch die Wirbelwaschwirkung der Flüssigkeit innerhalb der Strömungsbahn 96 zur Rückseite des Verschleißbandes 92 abgeführt wird« Demzufolge wird_s obgleich die Wanderung eines Abriebteilchens 98 in einen Bereich zwischen die äußere· Pheripherie der stegartigen Erhebungen 94 und dem Zylinder 11 vielleicht unvermeidbar ist, die schädliche Abriebwirkung der wandernden Abriebteilchen 98 in hohem Maße reduziert»

Wie den Fig* 7, 8 und 9 entnommen werden kann_s kann die Dichtung 74 verstärkt werden, indem die Dichtung.74 unter einer mechanischen Spannung um den Kolbenkörper 70 herum angebracht wird« Daher weist eine Wärme, welche auf die Dichtung 74 durch den Druck der Flüssigkeit und die Flüssigkeitsreibung ausgeübt wird? die Tendenz auf, dazu beizutragen, daß die Dichtung.74 in ihrer Funktion nachläßt».Dadurch wird die Tendenz herabgemindert, die in bekannten Dichtungen zu beobachten ist, radial nach außen zu expandieren* Hierdurch kommt es zu einer Vergrößerung der Reibung zwischen der Dichtung 74 und dem Zylinder 11« Die Dichtung-74 grenzt vorzugsweise an die vordere Oberfläche 62 an_s mn. die axiale Bewegung der Dichtimg 74 auf dem Kolbenkörper 70 während des

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Rückhubes auf ein Minimum zu reduzieren«

Y/eil es sich bei der ringförmigen Dichtung 74 und der ringförmigen Zwischenraumeinlage 78 um dünne Elemente handelt und somit um solche Elemente, die ohne Schwierigkeit gehandhabt werden können, können sie in Richtung nach hinten von der Montagegruppe entfernt werden, zum Unterschied bei den bekannten Kolben der Spülpumpen. Die Abnahme bzw* Entfernung der dünnen Elemente nach rückwärts macht es erforderlich, daß die hintere Halterung 58 von dem Hauptkörper 56 abgeschraubt werden muß_e Dann lassen sich die Elemente von dem Kolbenkörper 70 angesichts des inneren Durchmessers bei der hinteren Halterung 58 unter Definition durch die mit dem Gewinde versehene Oberfläche 59 entfernen« Die Verwendung eines zweiteiligen Kolbenkörpers 70 und einer relativ dünnen Dichtung 74 und einer entsprechenden Zwischenraumeinlage macht die rückwärtige Entfernung solcher Elemente an bestimmten gegenwärtig existierenden Kolbenstangen und Planschen möglich«

Wie den Pig· 7» 8 und 9 entnommen τ/erden kann, kann die hintere Halterung 58 von dem Hauptkörper 56 nach hinten entfernt werden« Wie Pig· 9 zeigt, kann das vordere Konstruktionselement 100 von dem übrigen Teil des Kolbenkörpers in Richtung nach vorn entfernt werden» Auf diese Weise ist es möglich, eine Entfernung der hinteren Halterung 58 sowohl nach vorn als auch nach hinten vorzunehmen«,

Die Zwischenraumeinlage 78 und das Verschleißband 92 werden durch ihre divergierenden Oberflächen radial nach außen gedrückt, darüber hinaus können sie durch irgendwelche geeigneten Mittel, einschließlich mechanischer Federn, Drucklclaniraern, unter Druck stehender Schmiermittelbehälter und

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dglβ, radial nach außen gedrückt werden

Die Pig ο 7, 8 und 9 zeigen, daß um das Verschleißband 92 vollständiger radial nach außen an den Zylinder 11 anzudrücken, ein Vorspannung^element 108, wie beispielsweise eine Druckquelle, eine Feder oder ein elastischer O-Ring radial im Innern des Verschleißbandes 92 angeordnet wird» Vorzugsweise weist das Verschleißband 92 ein Paar Arme auf, die radial nach innen von dem übrigen Teil des Verschleißbandes 92 vorstehen· Diese Arme 110 stoßen dabei gegen ein Paar Schultern 114? die aus einem zusammenhängenden Stück mit der hinteren Halterung 58 bestehen© Eine ringförmige Aussp,arung 112 befindet sich in räumlich getrennter Anordnung zwischen den paarv/eisen Schultern 114» so daß, wenn die Arme 110 an die Schultern 114 anstoßen oder eine nahe Lage zu den Schultern 114 'aufweisen, eine Kammer 116 definiert wird, in der das Vorspannungselement 108 angeordnet ist· Das Aneinanderstoßen der Arme 110 gegen die Schultern 114 gewährleistet, daß das Verschleißband 92 nicht radial nach innen bis zu einem Punkt zusammengedrückt wird, an dem ein hinreichender · Kontakt zwischen dem Verschleißband 92 und dem Zylinder eingebüßt wird» Auf diese V/eise wird die korrekte Ausrichtung des Kolbens 6 innerhalb des Zylinders uj.it er stützte

Weil sich die Strömungsbahnen 96 in dem Verschleißband einer Flüssigkeitsströmung gegenüber restriktiver Verhalten als die Wasserrinnen 88 oder der Flüssigkeitsdurchgang 34s in der ringförmige Zwischenraum. 90 im wesentlichen während der gesamten Betriebszeit mit Flüssigkeit gefüllt« Folglich wirkt die Flüssigkeit in dem ringförmigen Zwischenraum im Sinne einer hydrostatischen Flüssigkeitsdichtung, die die Tendenz aufweist, zu verhindern, daß Luft in dem System während des Rückhub e-s zwischen dem Kolben und dem Zylinder

Claims

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Erfindungsans pruch

1t Hochdruckkolben für eine Pumpe, vorzugsweise einer Schlammpumpe mit einem Zylinder,' in dem der Kolben mit einer Kolbenstange im Zylinder hin- und herbewegt geführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß ein Hauptkörper eine im wesentlichen zylindrische äußere Oberfläche und eine im wesentlichen zylindrische Gewindeoberfläche mit einem kleineren Eadius als die Außenoberfläche aufweist,wobei eine ,hintere H alterung mit einer im wesentlichen zylindrischen äußeren Oberfläche unter radialer Erstreckung nach außen ungefähr gleich der äußeren Oberfläche des Hauptkörpers und mit . einer Gewindeinnenoberflache im Eingriff mit der Gewindeoberfläche des Hauptkörpers ist und die hintere Halterung auf den Hauptkörper aufgeschraubt ist, wobei ein Mittel sur Befestigung des Kolbenkörpers an der Kolbenstange vorgesehen ist^ und eine erste ringförmige*Aussparung innerhalb der äußeren zylindrischen Oberfläche des Kolbenkörpers sich in Längsrichtung von einer vorderen zu einer hinteren Oberfläche erstreckt, wobei eine elastomere Dichtung im wesentlichen innerhalb eines Teiles der ersten ringförmigen Aussparung,radial sich nach außen von dem Kolbenkörper erstreckend, eine hintere-Oberfläche aufweist, von der ein Teil wenigstens an einen Teil der vorderen Oberfläche der eisten ringförmigen Aussparung anstößt und weiterhin ein Mittel zum Andrücken der Dichtung in eine abdichtende Berührung mit dem Zylinder vorgesehen ist,'wobei eine Zwischenräumeinlage unter Angrenzung an die hintere Oberfläche der Dichtung mit einem Mittel zum Andrücken der Zwischenrauineinlage in eine innige Berührung mit dem Zylinder versehen ist,-wenn der Kolben während e.1nes Arbeitshubes eine Hin- und Herbewegung erfährt, wodurch der Zwischenraum zwischen dem Kolbenkörper und dem

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Zylinder reduziert ist, fernerhin ein Mittel zur Zuführung einer Flüssigkeit zu einem Teil des Zylinders angeordnet ist und eine zweite ringförmige Aussparung innerhalb der äußeren Oberfläche der hinteren Halterung des Kolbenkörpers eingearbeitet ist, die durch einen Teil des Kolbenkörpers von der ersten ringförmigen Aussparung getrennt ist, wobei ein ringförmige£3 Verschleißband im wesentlichen innerhalb der zweiten ringförmigen Aussparung verläuft, das sich nach außen abstandsgleich mit der Zwischenräumeinlage erstreckt, und ein Mittel zum Vorspannen des Verschleißbandes radial nach außen angeordnet ist»

2« Kochdruckkölben nach Punkt 1 _s gekennzeichnet dadurch, daß der Hauptkörper (56) eine Bohrung aufweist, die Kolbenstange (50) einen Plansch (60) und eine Mutter (54) hat, auf der die Kolbenstange (50) aufgenommen ist, und der Kolbenkörper (68; 70, 72) "um die Kolbenstange (50) herum und zwischen der Mutter (54) und dem Plansch (60) angeordnet ist*

3β Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die hintere Fläche der Dichtung (38) von einem Radius gegen die vordere Oberfläche (84) der ersten ringförmigen Aussparung (40) abgeschrägt ist«

4β Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Zwischenräumeinlage (44) eine Stirnfläche und eine hintere Fläche aufweist, die r8.di.al nach außen voneinander divergieren, wobei die' Stirnfläche innig gegen die hintere Oberfläche der -Dichtung (38) angrenzt und ein Teil der hinteren Fläche der Zwischenraumeinlaga (44) gegen die hintere Fläche der ersten ringförmigen Aussparung (40) an-

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stößt, \"enn die Dichtung (38) in Längsrichtung gegen die Zwischenraumeinlage anstößt und die Dichtung (38) dann radial nach außen gerichtet ist₀.

5. Hochdruckkolben nach den Punkten 1 und 4* gekennzeichnet dadurch, daß das Verschleißband (92) eine Vielzahl ausgesparter Rinnen (88) innerhalb der hinteren Fläche der Zwischenraumeinlage (78) aufweist, wobei die Rinnen (88) sich durch die radiale Dicke der Zwischenräumeinlage (78) bis zu einer Flüssigkeitsquelle erstreckend vorgesehen sind, und die Flüssigkeit durch die ausgesparten Rinnen (88) zu »\ dem angrenzenden Zylinder (11) gelangt»

6« Hochdruckkolben nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die Rinnen (88) in gleichmäßiger V/eise und schräg gegenüber einem Radius ausgerichtet sind, wenn man auf einen 'Querschnitt blickt. ' .
7. Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Halterung_/(58) einer Stirnfläche und einer hinteren Fläche der Zwischenraumeinlage (78) entspricht, wobei die beiden Flächen radial nach außen voneinander divergieren und die Stirnfläche gegen die hintere Fläche der Dichtung (74) angrenzt sowie ein Teil der hinteren Fläche gleitend gegen die hintere Oberfläche der ersten ringförmigen Aussparung anstößt«
8. Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Zwischenräumeiniage (78) eine glasartige Körnung unter radialer Ausrichtung in der Einlage aufweist«

9·' Hochdruckkolben nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die radiale Ausrichtung der glasartigen Körnung der Zwi-

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schenraumeinlage (78) vorgesehen ist, wodurch bedingt ist j daß die Zwischenraumeinlage (78) radial nach a.ußen kriecht j v/enn sie erwärmt· ist_o

10« Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Versohleißband (92). eine Vielzahl ausgesparter Strömungsbahnen (96) innerhalb und quer zu der Oberfläche des Verschleißbandes unter Schrägstellung zur Achse des Kolbenkörpers (68; 70; 72) aufweist»

β Hochdruckkolben nach Punkt 1_S gekennzeichnet dadurch^ ein elastisches Vorspannelement (108) zwischen dem Kolbenkörper (68; 70; 72) und dem Verschleißband (92) ange ordnet ist»

12« Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Vorspannelement (108) eine Druckquelle zwischen dem Verschleißband (92) und dem Kolbenkörper (68; 70; 72). ist β

13* Ilochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite ringförmige Aussparung (112) eine im wesentlichen radiale Stirnfläche und hintere Fläche aufweist«

14« Ilochdruckkolben nach Punkt 13? gekennzeichnet dadurch, daß das Verschleißband (92) eine. Stirnfläche und eine hintere Fläche unter enger Übereinstimmung mit den vorderen bzw, hinteren Oberflächen der zweiten ringförmigen Aussparung (112) aufweist«

15« Hochdruckkolben nach den Punkten .1 und 14? gekennzeichnet dadurchj daß ein elastisches ringförmiges Vorspannelement

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(108) zwischen dem Verschleißband (92) und dem Kolbenkörper (68'; 70; 72) vorgesehen ist·

16* Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein axial gerichteter Durchgang.durch den Kolbenkörper (68; 70; 72) mit einem ausreichenden Durchmesser zur Aufnahme der Kolbenstange (50) vorgesehen ist·

17* Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verschleißband (92).mit einer Stirnfläche und mit einer hinteren Fläche in Übereinstimmung mit den vorderen bzw. hinteren Oberflächen der zweiten ringförmigen Aussparung (112) einem Paar Arme (110) mit Vor~ Sprüngen radial nach innen zur Angrenzung an die entsprechenden Schultern (1.14) der zweiten ringförmigen Aussparung (112) aufweist, wobei das Verschleißband (92) radial nach außen von dem Kolbenkörper (68; 70; 72) sich im wesentlichen abstandsgleich mit der. Zwischenraumeinlage erstreckt und eine Vielzahl ausgesparter Strömungsbahnen innerhalb eines äußeren Teiles des Ver- · schleißbandes (92) vorgesehen sind, wobei Strömungsbahnen sich quer zu der Längsbreite des Verschleißbandes (92) erstrecken und schräg zu der Achse des Kolbens ausgerichtet sind.

18* Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein I'lüssigkeitsdurchgang (34) 'innerhalb -des Kolbenkörpers (68; 70; 72) zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Flüsaigkeitsquelle und den ausgesparten Rinnen (36; 88) der Zwischenräumeinlage (44; 48; 78) angeordnet, ist j wobei die Rinnen (36; 88) 'mit einem Teil der Außenoberflache des .Kolbenkörpers (68; 70; 72), der sich

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.zwischen den ersten und zweiten Aussparungen befindet, und dem Zylinder (11) und von dort durch die schrägen Strömungsbahnen des Verschleißbandes verbunden sind*

Hochdruckkolben nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil des Kolbenkörpers (68; 70; 72) an dem Hauptkörper (56) angeordnet ist und wenigstens an einen Teil der Stirnfläche der Dichtung angrenzt, wobei der. Kolbenkörper (68; 70; 72) auf den Hauptkörper (56) geschraubt ist und die Dichtung (38; 46; 74) und die Zwischenraumeinlage (44; 48; 78) von dem Kolbenkörper lösbar sind«

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen