Förderpumpe und Dichtungsanordnung hierfür

Die Erfindung betrifft eine Förderpumpe mit einem Pumpengehäuse, dem ein Einlassventil und ein Auslassventil zugeordnet sind, und mit einem Kolben, der zur Förderung eines Mediums in dem Pumpengehäuse verschiebbar gelagert ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Dichtungsanordnung für eine derartige Förderpumpe.

Förderpumpen werden unter anderem zum Verpumpen von UV-Farben und anderen hochviskosen Medien eingesetzt. Bei derartigen Medien, die beispielsweise bei hohen Temperaturen oder bei Kontakt mit anderen Medien beispielsweise durch Polymerisierung aushärten, sind an die Dichtungsanordnung zwi- sehen dem Kolben und dem Pumpengehäuse besonders hohe Anforderungen zu stellen. So muss beispielsweise die Reibung zwischen dem Kolben und dem Pumpengehäuse weitestgehend vermieden werden, um eine Polymerisierung von beispielsweise UV-Farben infolge einer durch Reibung erhöhten Temperatur zu vermeiden. Förderpumpen mit herkömmlichen Dichtungsanordnungen sind insbesondere zum Verpumpen von UV-Farben und dergleichen stark zur Polymerisierung neigenden Medien nur bedingt geeignet.

Weiter sind auch die Standzeiten bekannter Dichtungsanordnungen für derartige Einsatzbedingungen meist nicht sehr hoch, so dass die Dichtungen häufig aus- getauscht werden müssen. Hierdurch entstehen lange Stillstandszeiten für die Reparatur der Pumpe. Zudem besteht bei bekannten Förderpumpen und Dichtungsanordnungen teilweise die Gefahr, dass selbst bei minimierter Reibung die zu verpumpenden Medien an dem Kolben der Förderpumpe und/oder der Dichtungsanordnung aushärten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine Förderpumpe sowie eine Dichtungsanordnung hierfür bereitzustellen, welche aufgrund verringerter Reibung bei gleichzeitig guter Abdichtung und hohen Standzeiten der Dichtung auch das Verpumpen von stark zur Polymerisierung neigenden Me- dien, insbesondere UV-Farben, ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass bei einer Förderpumpe der eingangs genannten Art der Kolben zumindest in einem Abschnitt des Pumpengehäuses über zwei in axialer Richtung des Kolbens hintereinander liegende Dichtungen gegenüber der Umgebung abgedichtet geführt ist, wobei zwischen den wenigstens zwei Dichtungen ein mit einem Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter strömungsverbundener, insbesondere spaltartiger Zwischenraum ausgebildet ist.

Durch die Verbindung des zwischen den beiden Dichtungen angeordneten Zwischenraumes mit einem Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter bildet sich auf dem Kolben infolge seiner Bewegung in dem Pumpengehäuse ein permanenter Kühl- und/oder Schmiermittelfilm, durch welchen die Reibung des Kolbens in der Dichtungsanordnung minimiert wird. Gleichzeitig werden der Kolben und die Dichtungsanordnung durch die Zufuhr eines Kühl- und/oder Schmiermittels gekühlt, so dass die Gefahr des Aushärtens der verpumpten Medien minimiert wird. Die erfindungsgemäße Förderpumpe eignet sich somit insbesondere zum Verpumpen von UV-Farben und dergleichen hochviskosen Medien, selbst wenn diese stark zur Polymerisierung neigen. Zusätzlich kann durch die Schmierung und/oder Kühlung der Dichtungsanordnung und des Kolbens die Standzeit der Dichtungen erheblich gesteigert werden. Folglich lassen sich mit der erfindungsgemäßen Förderpumpe längere Ausfallzeiten für den Austausch von Dichtungen vermeiden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die wenigstens zwei Dichtungen, zwischen den der Zwischenraum vorgesehen ist, als Nutringe ausgebildet. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, andere geeignete Dichtungen in dem Pumpengehäuse und/oder auf dem Kolben vorzusehen.

Wenn der zwischen den beiden Dichtungen gelegene Zwischenraum des Pumpengehäuses zumindest bereichsweise einen vergrößerten Innendurchmesser aufweist, wird ein ringförmiger Spalt bzw. eine Nut zwischen dem Kolben und dem Pumpengehäuse definiert. In diesen ringförmigen Spalt bzw. in diese Nut kann das Kühl- und/oder Schmiermittel aus dem Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter fließen, um hierdurch die Reibung zu minimieren und die Temperatur des Kolbens und der Dichtungsanordnung zu senken.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der Kolben und der zwischen den beiden Dichtungen liegende Zwischenraum des Pumpengehäuses derart ausgebildet sind, dass bei einer axialen Verschiebebewegung des Kolbens in dem Zwischenraum ein Unterdruck entsteht. Hierdurch ist es möglich, dass das Kϋhl- und/oder Schmiermittel in kleinen Mengen aus dem externen Behälter angesaugt wird. Während des Betriebs der Förderpumpe wird somit selbsttätig Kühl- und/oder Schmiermittel zu der Dichtungsanordnung und dem Kolben der Förderpumpe geleitet. Ein zusätzlicher Antrieb für die Schmiermittelversorgung kann somit entfallen.

Die Anbindung der Förderpumpe an einen Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der zwischen den wenigstens zwei Dichtungen liegende Zwischenraum des Pumpengehäuses über eine Bohrung oder dergleichen in dem Pumpengehäuse und eine daran angeschlossene Leitung mit dem Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter strömungsverbunden ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der zwischen den beiden Dichtungen gelegene Zwischenraum des Pumpengehäuses auch mit einem Lösungsmittelbehälter

strömungsverbunden sein. Hierdurch werden der Kolben und/oder die Dichtungsanordnung mit einem Lösungsmittel benetzt, so dass die Gefahr des Aushärtens des zu verpumpenden Mediums zusätzlich verringert wird. Dabei wird es bevorzugt, wenn beispielsweise spezielle öle als Kühl- und Schmiermittel eingesetzt werden, welche mit einem Lösungsmittelzusatz versetzt sind. Der zwischen den beiden Dichtungen gelegene Zwischenraum des Pumpengehäuses muss damit lediglich mit einem einzigen Behälter verbunden werden, um die Reibung und die Temperatur zu senken und gleichzeitig die Gefahr des Aushärtens des zu verpumpenden Mediums zu mindern.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Pumpengehäuse im Wesentlichen durch ein zylindrisches Rohr gebildet, welches an einem Ende durch das als Rückschlagventil ausgebildete Einlassventil und an seinem gegenüberliegenden Ende durch einen Anschlusskopf verschlossen ist. Dieser Aufbau des Pumpengehäuses ist besonders einfach und ermöglicht daher eine wirtschaftliche Fertigung der Förderpumpe.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist es vorgesehen, dass das Pumpengehäuse einen Anschlusskopf aufweist, in welchem der Kolben geführt ist und in welchem das als Rückschlagventil ausgebildete Auslassventil angeordnet ist. Der Kolben kann dabei in einer Einschraubhülse des Anschlusskopfes, in welcher auch die wenigstens zwei Dichtungen aufgenommen sind, geführt sein. Somit ist es möglich, bei Bedarf einzelne Komponenten der Förderpumpe für Reparaturzwecke leicht auszuwechseln bzw. diese an unterschied- liehe Einsatzbedingungen anzupassen. Der erfindungsgemäße Aufbau der Förderpumpe ermöglicht zudem eine kostengünstige Herstellung der Pumpe.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiter durch eine Dichtungsanordnung gelöst, welche insbesondere für eine Förderpumpe der eingangs genannten Art geeignet ist, und die einen in einem hülsenartigen Bauteil ge-

führten Kolben oder dergleichen aufweist, wobei in dem hülsenartigen Bauteil wenigstens zwei Dichtungen derart voneinander beabstandet angeordnet sind, dass zwischen den Dichtungen ein mit einem Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter strömungsverbundener Zwischenraum ausgebildet ist, dessen Innen- durchmesser zumindest bereichsweise derart vergrößert ist, dass ein ringförmiger Spalt oder eine Nut zwischen dem Kolben und dem hülsenartigen Bauteil definiert ist. Dies ermöglicht es, ein Schmiermittel, ein Kühlmittel oder dergleichen in die Dichtungsanordnung einzubringen, so dass zumindest der Kolben bereichsweise benetzt wird. Die Reibung zwischen dem Kolben und dem hülsenartigen Bauteil der Dichtungsanordnung wird auf diese Weise minimiert, so dass keine aufgrund der Reibung erhöhte Temperaturbelastung auftritt. Auch die Standzeiten der Dichtungen lassen sich durch die geringere Reibung verlängern. Zusätzlich kann die Dichtungsanordnung bzw. der Kolben auch durch ein Kühlmittel weiter gekühlt werden. Falls dies in Abhängigkeit der Einsatz- bedingungen zweckmäßig sein sollte, kann statt einer Kühlung auch eine Erwärmung des Kolbens und der Dichtungsanordnung erreicht werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Kolben und der zwischen den beiden Dichtungen liegende Zwischenraum des hülsenartigen Bauteils der Dichtungsanordnung derart ausgebildet, dass bei einer axialen Verschiebebewegung des Kolbens in dem Zwischenraum ein zumindest geringer Unterdruck entsteht, der zum Ansaugen eines Mediums aus dem Kühl- und/oder Schmiermittelbehälter in den Zwischenraum hinein ausreichend ist. Ein Kühl- und/oder Schmiermittel lässt sich auf diese Weise automatisch bei einer Bewegung des Kolbens in die Dichtungsanordnung fördern.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Er-

findung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Schnittansicht den Aufbau einer Förderpumpe 1. Diese Förderpumpe ist durch ein als ein im Wesentlichen zylindrisches Rohr ausgebildetes Pumpengehäuse 2 gebildet, dessen in der Figur untere Seite durch ein als Rückschlagventil ausgebildetes Einlassventil 3 verschlossen ist. Das Einlassventil 3 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass eine Strömung in das Pumpengehäuse 2 hinein ermöglicht wird, während eine Strömung aus dem Pumpengehäuse 2 heraus gesperrt wird.

Auf der in der Figur oberen Seite ist das Pumpengehäuse 2 durch einen Anschlusskopf 4 abgedichtet verschlossen. Von dem Anschlusskopf 4 zweigt ein ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil 5 ab, welches derart ausgebildet und angeordnet ist, dass eine Strömung eines Fluids aus dem Pumpengehäuse 2 ermöglicht wird, während eine Strömung in das Pumpengehäuse 2 hinein gesperrt wird.

Weiter ist in dem Anschlusskopf 4 ein Einschraubabschnitt vorgesehen, in wel- chen eine Einschraubhülse 6 abgedichtet eingeschraubt ist. In der Einschraubhülse 6 sind zwei voneinander beabstandete Dichtungen 7a und 7b vorgesehen, die als Nutringe ausgebildet sind. Ein Kolben 8 ist in der Einschraubhülse 6 in axialer Richtung des Pumpengehäuses 2 verschiebbar geführt und gegenüber der Umgebung durch die beiden Dichtungen 7a und 7b abgedichtet.

Der Kolben 8 lässt sich aus einer in der Figur gezeigten Stellung vertikal nach oben bewegen, so dass in dem Pumpengehäuse 2 ein Unterdruck entsteht. Hierdurch schließt das Auslassventil 5 und das Einlassventil 3 öffnet sich gegen die Kraft einer Feder oder dgl., wodurch ein Medium, beispielsweise eine UV- Farbe oder ein anderes hochviskoses Medium, in das Pumpengehäuse 2 hinein

gesaugt wird. Wenn dann der Kolben 8 wieder in der Figur nach unten bewegt und in das Pumpengehäuse 2 hinein verschoben wird, wird das Einlassventil 3 wieder geschlossen. Durch den sich in dem Pumpengehäuse 2 aufbauenden Druck öffnet das Auslassventil 5 gegen die Kraft einer Feder oder dgl. und ein Medium kann aus dem Pumpengehäuse 2 durch das Auslassventil 5 gefördert werden.

Zwischen den beiden Dichtungen 7a und 7b verläuft eine Bohrung 9 durch die Einschraubhülse 6 und den Anschlusskopf 4. Die Bohrung 9 ist über eine Lei- tung 10 mit einem Behälter 11 verbunden, in welchem ein Kühl-, Schmier- und/oder Lösungsmittel aufgenommen sein kann. Ggf. können auch mehrere Behälter in entsprechender Weise mit dem Anschlusskopf 4 und der Einschraubhülse 6 verbunden sein.

Der Zwischenraum der Einschraubhülse 6 zwischen den beiden Dichtungen 7a und 7b ist derart gestaltet, dass sich der Innendurchmesser der Einschraubhülse 6 zumindest bereichsweise vergrößert. So ist in der in der Figur dargestellten Ausführungsform eine Nut 12 auf der Innenseite der Einschraubhülse 6 vorgesehen. Die Nut 12 ist dabei derart in der Einschraubhülse 6 angeordnet, dass diese über die Bohrung 9 mit der Leitung 10 und damit mit dem Behälter 11 in Verbindung steht.

Aufgrund einer Bewegung des Kolbens 8 entsteht in dem Zwischenraum (Spalt) zwischen den beiden Dichtungen 7a und 7b ein leichter Unterdruck, der ein Schmiermittel oder dergleichen aus dem Behälter 11 in kleinen Mengen ansaugt. Hierdurch wird ein permanenter Schmierfilm im Bereich der Dichtungen auf den Kolben 8 aufgebracht, so dass die Reibung und die Temperatur des Kolbens 8 minimiert wird.

Durch den Einsatz spezieller öle mit Lösungsmittelzusatz kann darüber hinaus das Aushärten der zu verpumpenden Medien zusätzlich gemindert werden. Auf diese Weise ist es möglich, UV-Farben und andere stark zur Polymerisierung (Aushärtung) neigende beispielsweise hochviskose Medien mit der Förder- pumpe 1 zu verpumpen. Die Standzeiten der eingesetzten Dichtungen 7a und 7b lassen sich auf diese Weise um ein Vielfaches verlängern.

Alternativ oder zusätzlich zu der Nut 12 in der Einschraubhülse 6 kann der Zwischenraum zwischen den beiden Dichtungen 7a und 7b auch als ein ring- förmiger Spalt oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet werden, so dass bei einer Bewegung des Kolbens 8 ein ausreichender Unterdruck erzeugt wird, um ein Medium, wie ein Kühl- oder Schmiermittel, aus einem externen Behälter 11 über eine Leitung 10 in die Dichtungsanordnung anzusaugen.

Bezugszeichenliste:

1 Forderpumpe

2 Pumpengehäuse

3 Einlassventil

4 Anschlusskopf

5 Auslassventil

6 Einschraubhülse

7a, 7b Dichtung (Nutring)

8 Kolben

9 Bohrung

10 Leitung

11 (Kühl- und/oder Schmiermittel-)Behälter

12 Nut