(19) |
|
|
(11) |
EP 0 308 468 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
22.08.1990 Patentblatt 1990/34 |
(22) |
Anmeldetag: 31.03.1988 |
|
(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/DE8800/211 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 8807/495 (06.10.1988 Gazette 1988/22) |
|
(54) |
HYDRAULISCHE EINKOLBENPUMPE FÜR EINE HANDBETÄTIGUNG
HYDRAULIC MANUALLY-OPERATED SINGLE-PISTON PUMP
POMPE HYDRAULIQUE MONOPISTON A COMMANDE MANUELLE
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
CH FR LI SE |
(30) |
Priorität: |
01.04.1987 DE 3710919
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
29.03.1989 Patentblatt 1989/13 |
(73) |
Patentinhaber: FLUTEC FLUIDTECHNISCHE GERÄTE GMBH |
|
D-66280 Sulzbach (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- ROTHHAAR, Stefan
D-6690 St. Wendel 1 (DE)
- STUCK, Otfried
D-6670 St. Ingbert (DE)
|
(74) |
Vertreter: Patentanwälte
Bartels und Partner |
|
Lange Strasse 51 70174 Stuttgart 70174 Stuttgart (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-A- 2 131 802 US-A- 3 112 705
|
FR-A- 2 560 938 US-A- 4 357 798
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Einkolbenpumpe, welche die Merkmale des
Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.
[0002] Bei den bekannten Handpumpen diese Art (s.z.B. DE-A-2131802) erfolgt die selbsttätige
Steuerung des Durchflusses von Hydraulikflüssigkeit durch den zweiten Kanal mittels
eines in diesen Kanal eingebauten Ventiles, welches beim Überschreiten eines festgelegten
Wertes des Druckes im Kolbenraum zu Beginn jedes Arbeitshubes öffnet, damit zwischen
dem Kolbenraum um dem Stangenraum ein Druckausgleich erfolgt, wodurch die wirksame
Pumpenfläche auf die Größe der Stangenfläche reduziert ist. Hierdurch wird die beim
Arbeitshub auf den Kolben auszuübende Kraft selbsttätig reduziert, sobald der genannte
Grenzwert überschritten wird. Man spricht daher von einer Zweistufenpumpe, die beispielsweise
für Hubwagen Verwendung findet, bei denen man mit möglichst wenigen Pumpzyklen Lasten
anheben will.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einkolbenpumpe der eingangs genannten
Art zu verbessern. Diese Aufgabe löst eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruches
1.
[0004] Die Drosselbohrung des zweiten Kanals reduziert nicht nur die Kosten. Sie führt auch
zu einer geringeren Störanfälligkeit selbst bei rauhen Betriebsbedingungen und erlaubt
eine kleinere Bauhöhe. Vor allem führt die Drosselbohrung dazu, daß die beim Arbeitshub
aufzubringende Kraft von der Betätigungsgeschwindigkeit, also der Pumpgeschwindigkeit,
abhängt. Statt einer vom Benutzer nicht beeinflußbaren Umschaltung der effektiven
Kolbenfläche beim Überschreiten oder Unterschreiten des festgelegten Grenzwertes des
Druckes im Kolbenraum kann bei der erfindungsgemäßen Pumpe der Benutzer unabhängig
vom Druck im Kolbenraum die auf den Kolben auszuübende Betätigungskraft innerhalb
der durch den vollen Kolbenquerschnitt und den reduzierten Kolbenquerschnitt vorgegebenen
Grenzen an seine Möglichkeiten anpassen. Wird beim Arbeitshub der Kolben so langsam
bewegt, daß ein vollständiger Druckausgleich zwischen dem Kolbenraum und dem Stangenraum
erreicht wird, dann ist unabhängig von dem im Kolbenraum herrschenden Druck die effektive
Kolbenfläche gleich der Stangenquerschnittsfläche. Je schneller der Kolben beim Arbeitshub
bewegt wird, desto größer bleibt die Druckdifferenz zwischen Kolbenraum und Stangenraum.
Ist die erfindungsgemäße Pumpe beispielsweise einem Hubwagen zugeordnet, dann kann
jede Last unabhängig von ihrer Größe durch eine höhere Pumpgeschwindigkeit, die allerdings
auch einen höheren Kraftaufwand erfordert, mit weniger Pumpzyklen angehoben werden
als bei einer geringeren Pumpgeschwindigkeit.
[0005] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß beim Arbeitshub
im Stangenraum kein Unterdruck entstehen kann, der bei nicht vollständig funktionsfähiger
Stangenabdichtung zur Folge hat, daß Luft angesaugt wird.
[0006] Bei einer relativ geringen Länge des zweiten Kanales kann dieser auf seiner ganzen
Länge als Drosselbohrung ausgebildet sein. In der Regel wird jedoch der zweite Kanal
länger sein als die erforderliche Länge der Drosselstrecke. Man kann dann den zweiten
Kanal mit Ausnahme des die Drosselbohrung bildenden Abschnittes mit einem größeren
Durchmesser ausführen. Man kann aber auch, wie dies bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Fall ist, zwei im Abstand auf einander folgende Drosselbohrungen im Zuge des zweiten
Kanals vorsehen. Diese beiden Drosselbohrungen sind dann durch einen im Durchmesser
größeren Kanalabschnitt miteinander verbunden. Diese Ausführungsform hat fertigungstechnische
und strömungstechnische Vorteile. Beispielweise ist es aus Gründen der Fertigungskosten
vorteilhaft, wenn die eine der beiden Drosselbohrungen gleichachsig zu dem im Durchmesser
größeren Abschnitt des zweiten Kanals angeordnet ist. Die zweite Drosselbohrung kann
hierbei ebenfalls gleichachsig, aber auch im Winkel zu diesem Kanalabschnitt verlaufen.
[0007] Aus Fertigungsgründen dringt bei einer bevorzugten Ausführungsform der im Durchmesser
größere Kanalabschnitt von der dem Kolbenraum zugekehrten Stirnfläche des Kolbens
her in diesen ein. Die eine Drosselbohrung kann sich hierbei gleichachsig an das im
Kolben liegende Ende anschließen. Die andere Drosselbohrung kann entweder in einem
Verschlußkörper vorgesehen sein, der den Anfang dieses von der Kolbenstirnfläche her
eindringenden Kanalabschnittes verschließt. Man kann aber die zweite Drosselbohrung
auch zwischen den Verschlußkörper und der anderen Drosselstrecke in den Kanal einmünden
lassen, beispielsweise von der Mantelfläche des Kolbens her.
[0008] Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
im einzelnen erläutert.
[0009] Die einzige Figur zeigt einen unvollständig dargestellten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels.
[0010] Eine als Ganzes mit 1 bezeichnete, von Hand zu betätigende hydraulische Kolbenpumpe
weist einen Zylinder 2 auf, in dem längsverschiebbar ein als Ganzes als 3 bezeichneter
Kolben angeordnet ist. Der Kolben 3 ist am einen Ende mit einer Kolbenstange 4 vorgesehen,
die in einer Führung 2' längsverschiebbar geführt ist, welche sich an das den Stangenraum
5 begrenzende Ende des Zylinders 2 anschließt. Die Abdichtung der Kolbenstange 4 in
der Führung 2' ist durch einen O-Ring 6 angedeutet. Der vom Stangenraum 5 durch den
Kolben 3 getrennte Kolbenraum 7 ist über eine Verbindungsleitung 8 und ein erstes
Rückschlagventil 9 mit einem Tank 10 sowie über ein zweites Rückschlagventil 11 mit
einem Arbeitszylinder 12 verbunden, bei dem es sich beispielsweise um den Arbeitszylinder
eines Hubwagens handelt. Die an der Zylinderinnenwand anliegende Kolbendichtung ist
als O-Ring 13 ausgebildet, der in einer Ringnut des Kolbens 3 liegt.
[0011] Der Kolben weist auf der den Kolbenraum 7 begrenzenden Seite einen zentralen Fortsatz
3' auf, dessen Außendurchmesser kleiner als der an den Innendurchmesser des Zylinders
3 angepaßte Abschnitt, jedoch größer als der Durchmesser der Kolbenstange 4 ist.
[0012] Eine von der den Kolbenraum 7 begrenzenden Stirnfläche des 1 bens 3 her zentral in
diesen eindringende Sacklochbohrung bildet im Abstand von dem in die Kolbenstange
4 eindringenden Endabschnitt eine Ringschulter, die als Sitz für einen federbelasteten
Ventilkörper 15 eines Rückschlagventiles bildet. Dieser Ventilkörper 15 ist am einen
Ende einer Führungshülse 16 angeordnet, welche längsverschiebbar auf einem Führungszapfen
17 sitzt, der von einer Lochplatte 18 absteht, die in den Anfangsabschnitt der Sacklochbohrung
14 eingeschraubt ist. Eine die Führungshülse 16 und den Führungszapfen 17 umgebende
Schraubendruckfeder 19 stützt sich an der Lochplatte 18 ab und belastet den Ventilkörper
15 mit der erforderlichen Kraft. In den in der Kolbenstange 4 liegenden Endabschnitt
der Sacklochbohrung 14 mündet eine Querbohrung 20, die von einer am Übergang von der
Kolbenstange 4 zum Kolben 3 vorgesehenen Ringkehle 21 her in die Kolbenstange 4 rechtwinklig
zu deren Längachse eindringt. Die Vorspannung der Schraubendruckfeder 19 ist so gewählt,
daß schon bei einem relativ geringen Überdruck im Stangenraum 5 beim Kolbenrückhub
das Rückschlagventil öffnet und die Hydraulikflüssigkeit in den Kolbenraum 7 strömen
läßt.
[0013] Parallel zur Längsachse des Kolbens 3 und der Kolbenstange 4, jedoch in einem Abstand
von dieser Längsachse, die etwas größer ist als der Halbmesser der Ringkehle 21 am
Grund der Kehle ist eine von der den Kolbenraum 7 begrenzenden Stirnfläche des Kolbens
3 her in diesen eindringende Bohrung 22 vorgesehen, die im Abstand von der Ringkehle
21 endet. An dieses Ende schließt sich gleichachsig eine erste Drosselbohrung 23 an,
welche in die Ringkehle 21 mündet. Der Durchmesser der Bohrung 22 ist, wie die Figur
zeigt, wesentlich größer als derjenige der ersten Drosselbohrung 23. Auch ihre axiale
Länge beträgt ein Mehrfaches der axialen Länge der ersten Drosselbohrung 23. Der Anfang
der Bohrung 22 ist mittels eines Verschlußkörpers 24 dicht verschlossen, bei dem es
sich im Ausführungsbeispiel um eine in den Anfangsabschnitt der Bohrung 22 eingepreßte
Kugel handelt. Zwischen dem Verschlußkörper 24 und der ersten Drosselbohrung 23 mündet
in die Bohrung 22 rechtwinklig zu deren Längserstreckung eine zweite Drosselbohrung
25, die andererseits in der Mantelfläche des Fortsatzes 3' mündet.
[0014] Der Querschnitt der beiden Drosselbohrungen 23 und 25 sowie ihre Länge sind so gewählt,
daß bei einem Arbeitshub des Kolbens 3 mit relativ großer Geschwindigkeit die Drosselwirkung
so stark ist, daß nur wenig Hydraulikflüssigkeit vom Kolbenraum 7 in den Stangenraum
5 übertreten kann, daß andererseits bei einer relativ geringen Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens 3 ein weitgehender Druckausgleich zwischen dem Kolbenraum 7 und dem Stangenraum
5 erfolgt. Der Durchmesser der Bohrung 22 ist wesentlich größer als derjenige der
Drosselbohrung 23 und 25, so daß der zwischen den beiden Drosselbohrungen liegende
Abschnitt an der Drosselwirkung nicht beteiligt ist.
1. Hydraulische Einkolbenpumpe für eine Handbetätigung, deren Kolben einen ersten,
vom Kolbenraum zum Stangenraum verlaufenden Kanal mit einem sich beim Rückhub öffnenden
Rückschlagventil und wenigstens einen zweiten, vom Kolbenraum zum Stangenraum verlaufenden
Kanal aufweist, in dem der Durchlaß von Hydraulikflüssigkeit vom Kolbenraum zum Stangenraum
selbsttätig in Abhängigkeit von der Differenz der Drücke im Kolbenraum und Stangenraum
gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (22, 23, 25) zumindest
auf einem Teil seiner Länge als Drosselbohrung (23, 25) ausgebildet ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (22, 23, 25)
zwei im Abstand aufeinanderfolgende Drosselbohrungen (23, 25) aufweist.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosselbohrungen
(23, 25) durch einen im Durchmesser größeren Kanalabschnitt miteinander verbunden
sind.
4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchmesser größere Kanalabschnitt
wenigstens mit der einen (23) der beiden Drosselbohrungen (23, 25) gleichachsig angeordnet
ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drosselbohrung (25)
im Winkel, vorzugsweise im rechten Winkel, zur anderen Drosselbohrung (23) angeordnet
ist.
6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchmesser größere
Kanalabschnitt durch eine von der dem Kolbenraum (7) zugekehrten Stirnfläche des Kolbens
(3) her in diesen eindringende Bohrung (22) gebildet ist, an deren im Kolbeninneren
liegendes Ende sich vorzugsweise gleichachsig die eine Drosselbohrung (23) anschließt
und in deren Anfang ein Verschlußkörper (24) eingesetzt ist.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (24) die
Bohrung (22) dicht verschließt und in die Bohrung (22) zwischen dem Verschlußkörper
(24) und dem im Kolbeninneren liegenden Ende die zweite Drosselbohrung (25) mündet.
1. Pompe hydraulique monopiston à actionnement manuel dont le piston comprend un canal,
s'étendant de la chambre de piston à la chambre de tige, qui renferme un clapet de
non-retour s'ouvrant à la course de retour du piston et, au moins, un second canal,
s'étendant de la chambre de piston à la chambre de tige dans lequel la circulation
du liquide hydraulique de la chambre de tige à la chambre de piston s'effectue automatiquement
en fonction de la différence de pressions entre les deux chambres, caractérisé en
ce que le second canal (22, 23, 25) forme, au moins sur une partie de sa longueur,
un canal d'étranglement (23, 25).
2. Pompe hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second canal
(22, 23, 25) présente deux perçages d'étranglement successifs (23, 25).
3. Pompe hydraulique selon la revendication 3, caratérisée en ce que les deux perçages
d'étranglement sont reliés ensemble par un canal ayant un plus grand diamètre.
4. Pompe hydraulique selon la revendication 3, caractérisée en ce que le canal de
plus grand diamètre est disposé coaxialement à l'un, au moins, (23) des deux perçages
d'étranglement (23, 25).
5. Pompe hydraulique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le premier perçage
d'étranglement (23) est disposé suivant un certain angle, de préférence, à angle droit,
par rapport au second perçage d'étranglement (23).
6. Pompe hydraulique selon la revendication 4 ou 3, caractérisé en ce que la section
de canal ayant un plus grand diamètre est formée par un perçage (22) qui' s'avance,
à partir de la surface frontale du piston (3) orientée vers la chambre de piston (7)
et en ce que son extrémité est à l'extrémité située à l'intérieur du piston duquel
se raccorde, de préférence, coaxialement, l'un des perçages d'étranglement (23) dans
l'entrée duquel est inséré un élément d'obturation (24).
7. Pompe hydraulique selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément d'obturation
(24) ferme le perçage (22) hermétiquement et en ce que, dans le perçage (22) débouche,
entre l'obturateur (24) et l'extrémité située à l'intérieur du piston, le second perçage
d'étranglement (25).
1. Hydraulic single-piston pump for manual operation, whereof the piston comprises
a first channel extending from the piston chamber to the rod chamber with a non-return
valve opening at the time of the return stroke and at least a second channel extending
from the piston chamber to the rod chamber, in which the passage of hydraulic fluid
from the piston chamber to the rod chamber is controlled automatically depending on
the difference in the pressures in the piston chamber and rod chamber, characterised
in that the second channel (22, 23, 25) is constructed over at least part of its length
as a restrictor bore (23, 25).
2. Pump according to Claim 1, characterised in that the second channel (22, 23, 25)
comprises two restrictor bores (23, 25) following each other at a distance apart.
3. Pump according to Claim 2, characterised in that the two restrictor bores (23,
25) are connected to each other by a channel section of larger diameter.
4. Pump according to Claim 3, characterised in that the channel section of larger
diameter is located on the same axis as at least one (23) of the two restrictor bores
(23, 25).
5. Pump according to Claim 4, characterised in that one restrictor bore (25) is arranged
at an angle, preferably at right angles to the other restrictor bore (23).
6. Pump according to Claim 4 or 5, characterised in that the channel section of larger
diameter is formed by a bore (22) penetrating the piston (3) from the end face of
the piston facing the piston chamber (7), adjoining the end of which bore, located
in the inside of the piston and preferably on the same axis is one restrictor bore
(23) and in the beginning of which bore (22) a closure member (24) is inserted.
7. Pump according to Claim 6, characterised in that the closure member (24) closes
off the bore (22) in a tight manner and opening into the bore (22) between the closure
member (24) and the end located in the inside of the piston is the second restrictor
bore (25).