CH626689A5 - Delivery body for positive-displacement pumps - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Förderkörper für eine Verdrängerpumpe, der ein geschlossener elastischer Ring ist, welcher auf einer Seite zwischen sich Förderräume begrenzende Verdrängerrippen aufweist.

Förderkörper der vorstehend genannten Art sind zur Verwendung in Verdrängerpumpen vorgesehen, welche den Zahnradpumpen nahestehen. Der ringförmige Förderkörper läuft über zwei Antriebs- und Umlenkräder und transportiert in seinen Förderräumen zwischen den Verdrängerelementen Flüssigkeit von einer Ansaugseite zu einer Druckseite der Verdrängerpumpe. Durch die elastisch nachgiebigen Verdrängerelemente lassen sich hierbei auch dickflüssige oder mit Steinen und Sand versetzte Flüssigkeiten pumpen. Ein weiteres hervorragendes Merkmal solcher Verdrängerpumpen ist ihr einfacher Aufbau.

Bei der Erprobung der vorstehend erwähnten Verdrängerpumpen hat sich gezeigt, dass insbesondere bei höheren Drehzahlen, die Förderkörper erheblichen Wechselbelastungen ausgesetzt sind, die dazu führen, dass die auf ein zahnriemen-artiges Trägerteil aufgesetzten und fest mit ihm verbundenen Verdrängerelemente sich vom Trägerteil lösen. Andererseits ist es aber praktisch unmöglich, Trägerteil und Verdrängerelemente einstückig so herzustellen, dass der Trägerteil, an welchem die Antriebskräfte angreifen, zwar biegbar, aber ansonsten verformungsbeständig ist, und die Verdrängerelemente die von ihnen geforderte hohe Elastizität aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Förderkörper der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die geforderten und vorstehend erwähnten Eigenschaften aufweist und der sich mit hohen Umdrehungszahlen ohne Bruchgefahr und mit einer angemessenen Lebensdauer in den Verdrängerpumpen anwenden lässt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verdrängerrippen einstückig mit einem Trägerteil des Ringes ausgebildet sind, und dass der Trägerteil unter Reibungsschluss oder Formschluss lösbar auf einen gesonderten, ringförmigen, biegbaren und auf seiner freien Innenseite mit einem Zahnprofil versehenen Antriebsteil ausgesetzt ist. Vorteilhafterweise kann der Trägerteil mit den Verdrängerrippen aus einem elastischen Gummi oder Kunststoff sein, und der Antriebsteil aus einem Gummi oder Kunststoff bestehen, der eine grössere Zugfestigkeit als derjenige des Trägerteiles besitzt, und der mit in Umfangsrichtung verlaufenden Verstärkungseinschlüssen, beispielsweise Kunststoffäden oder Stahldrahtlitzen, versehen sein kann.

Bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten Förderkörper lässt sich der einstückig mit den Förderelementen ausgebildete Trägerteil so dimensionieren, dass der Trägerteil unter der vom Fördermedium ausgehenden Belastung auch bei hohen Umdrehungszahlen nicht reisst. Der gesonderte und beispielsweise zahnriemenartig ausgebildete Antriebsteil lässt sich durch die Wahl der Verstärkungselemente selbst bei kleinen Abmessungen so dimensionieren, dass er die durch den Antrieb auftretenden und die vom Trägerteil her rückwirkenden Kräfte aufnehmen kann. Die Koppelung von Trägerteil und Antriebsteil durch Reibungsschluss oder Formschluss lässt sich auf verschiedene Weise erzielen.

Eine reibungsschlüssige Verbindung mit unerwartet grosser Haftkraft lässt sich beispielsweise durch eine Rastzahnprofilierung der Innenseite des Trägerteiles erzielen, wobei die Rastzähne und der Innendurchmesser des Trägerteils im Verhältnis zum Aussendurchmesser des Antriebsteiles so bemessen sind, dass die Rastzähne bei einer Bewegung des Förderkörpers in der Antriebsrichtung unter Auf Stauchung und Bildung eines starken Mitnahme-Reibungsschlusses in Anlage gegen eine unprofilierte Oberfläche des Antriebsteiles sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich der gesonderte Antriebsteil durch eine Bewegung entgegen der Antriebsbewegung relativ leicht in den mit den Förderkörpern versehenen Trägerteil einziehen lässt, weil die Rastzähne in dieser Relativ-bewegungsrichtung keine Aufstauchung erfahren. Diese Ausführungsform des Förderkörpers hat den weiteren Vorteil, dass bei einer Überbelastung, beispielsweise bei einem Blockieren des Förderkörpers in der Pumpenkammer durch grössere Steine im Fördermedium, kein Reissen des Trägerteiles befürchtet werden muss, sondern der Antriebsteil unter Überwindung des Reibungsschlusses am blockierten Trägerteil entlangschleifen kann.

Die Koppelung von Trägerteil und Antriebsteil kann aber auch durch Formschluss mittels Zahnprofilen erfolgen, mit denen der Trägerteil auf seiner Innenseite und der Antriebsteil auf seiner zugekehrten Kontaktseite versehen sind. Vorteilhafterweise wird der elastische Trägerteil unter Aufweitung auf den hochzugfesten Antriebsteil aufgesetzt, so dass er unter Vorspannung auf dem Antriebsteil sitzt, wobei die Zähne des einen Teils zwischen die Zähne des anderen Teiles greifen. Die Verzahnung kann verschiedene Profile aufweisen, beispielsweise ein Sägezahnprofil oder ein einfaches Rechteckzahnprofil. Durch die Wahl der Zahnprofile kann auch bei dieser formschlüssigen Verbindung eine Überlastschutzsicherung erreicht werden, die durch ein mögliches Ausspringen der

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

626689

Zähne des Trägerteiles aus den Zahnlücken des Antriebsteiles her überlast wirksam wird.

Entscheidend für die Betriebssicherheit und lange Lebensdauer des Förderkörpers sind die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften des die Förderkörper aufweisenden Trägerteils und des Antriebsteils unter Vermeidung einer festen Verbindung dieser Teile miteinander.

Auführungsbeispiele von Förderkörpern gemäss der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung einer Verdrängerpumpe mit einem Förderkörper gemäss der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispieles eines Förderkörpers in Explosionsdarstellung und in gegenüber Fig. 1 vergrössertem Masstab;

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Förderkörpers;

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Teillängsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des Förderkörpers.

In der schematischen Figur 1 ist nur ein Teil des Gehäuses 11 einer Verdrängerpumpe 10 ersichtlich. Das Gehäuse 11 umschliesst, ähnlich wie bei einer Zahnradpumpe, einen Innenraum 12, in welchem zwei mit einer passenden und gleichen Aussenverzahnung 13 versehene Führungswalzen 14 und 15 untergebracht ist, von denen eine in nicht dargestellter Weise angetrieben ist. Über die beiden Führungswalzen 14 und 15 ist ein endloser Förderkörper 16 dicht an der Innenwandung des Gehäuses 11 entlanggeführt.

Der Förderkörper 16 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem unmittelbar auf den Führungswalzen 14 und 15 aufliegenden Antriebsteil 17 und einem darauf aufgesetzten Trägerteil 18, der einstückig mit nach aussen anschliessenden leistenförmigen Verdrängerelementen 19 ausgebildet ist. Zwischen den leistenförmigen Verdrängerelementen 19 befinden sich Förderräume 20, in welchen das zu fördernde Medium in Richtung des Umlaufpfeiles 21 jeweils im einen Trum des Förderkörpers 16 von einer am einen Ende der Pumpe befindlichen Saugöffnung zu einer am anderen Ende, also im Bereich der Führungswalze 15 ausgebildeten, nicht dargestellten Förderöffnung im Gehäuse 11 bewegt wird.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispieles des Förderkörpers 16. Der Antriebsteil 17 ist durch in der Umlaufrichtung 21 verlaufende, eingebettete Stahldrahtlitzen 22 als zugfester Kunststoffkörper ausgebildet und trägt auf seiner Innenseite Trapezzähne 23, welche zwischen sich Zahnlücken 24 bilden, in welche die Zähne 13 der Führungsrollen 14 und 15 mit Antriebsformschluss eingreifen können. Der Antriebsteil 17 ist auch auf seiner Aussenseite, welche die s Kontaktseite zum Trägerteil 18 bildet, mit einer regelmässigen Verzahnung versehen, die durch Trapezzähne 25 und Zahnlük-ken 26 gebildet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zähne 25 und die entsprechenden Zahnlücken 26 grösser dimensioniert als die Zähne 23 und Zahnlücken 24 auf io der Innenseite des Arbeitsteiles 17. In die Zahnlücken 26 auf der Kontaktseite des Arbeitsteiles 17 greifen passend dimensionierte Zähne 27 auf der Innenseite des Trägerteiles 18 ein, der aus einem elastisch verformbaren Gummi- oder Kunststoffmaterial gefertigt ist und unter Aufweitung auf den ls Arbeitsteil 17 aufgesetzt wird. Die am Trägerteil 18 einstückig angeformten, quer zur Längsrichtung über die ganze Breite des Trägerkörpers 18 verlaufenden, leistenförmigen Verdrängerelemente verjüngen sich nach aussen und haben einen trapezförmigen Querschnitt. Zwischen ihnen sind sich entsprechend 20 trapezförmig nach aussen erweiternde Förderräume 20 zur Aufnahme des Fördermediums ausgebildet.

Fig. 3 zeigt das Profil eines Förderkörpers 16', bei welchem keine formschlüssige Verbindung zwischen dem Arbeitsteil 17' und dem mit dicht aufeinanderfolgenden'Verdrängerele-25 menten 19' versehenen Trägerteil 18' besteht. Der auf seiner Innenseite mit den Antriebszähnen 23' versehene Antriebsteil 17' weist auf seiner äusseren Kontaktseite 27 eine unprofilierte Oberfläche auf. Gegen die Oberfläche 27 liegen entgegen der Umlaufrichtung 21 geneigte Zähne 28 unter Aufstauchimg an, 30 die auf der Innenseite des Trägerteiles 18' des Förderkörpers 16' ausgebildet sind und eine reibungsschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsteil 17' und dem Trägerteil 18' schaffen, die bei einer Belastung des Trägerteiles 18' entgegen der Förderrichtung 21 durch die Wahl der Form der Zähne 28 erhöht 35 wird.

Beim in Fig. 4 dargestellten Förderkörper 16" ist wieder eine formschlüssige Verbindung zwischen Antriebsteil 17" und dem Trägerteil 18" vorhanden. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die formschlüssige Verbindung 40 jedoch nicht durch Trapezzähne, sondern durch eine Profilierung der Kontaktseiten von Antriebsteil 17" und Trägerteil 18" mit Sägezähnen 29 bzw. 30 bewirkt. Auch in diesem Falle ist keine feste Verbindung zwischen Antriebsteil 17" und Trägerteil 18" vorhanden. Diese beiden Teile sind also nicht 45 miteinander verklebt und nicht durch Vulkanisation miteinander verbunden.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

626 689

1. Förderköiper für eine Verdrängerpumpe, der ein geschlossener, elastischer Ring ist, welcher auf einer Seite zwischen sich Förderräume begrenzende Verdrängerrippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängerrippen (19) einstückig mit einem Trägerteil (18) des Ringes (16) ausgebildet sind, und dass der Trägerteil (18) unter Reibungs-schluss oder Formschluss lösbar auf einem gesonderten, ringförmigen, biegbaren und auf seiner freien Innenseite mit einem Zahnprofil (23) versehenen Antriebsteil (17) aufgesetzt ist.

2. Förderkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerteil (18) mit den Verdrängerrippen (19) aus einem elastischen Gummi oder Kunststoff ist und der Antriebsteil (17) aus einem Gummi oder Kunststoff besteht, der eine grössere Zugfestigkeit als derjenige des Trägerteiles (17)

besitzt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Förderkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (17) mit in Umfangsrich-tung verlaufenden Verstärkungseinschlüssen, beispielsweise Kunststoff-Fäden oder Stahldrahtlitzen (22), versehen ist.

4. Förderkörper nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (17') auf seiner dem Trägerteil (18') zugewandten Kontaktseite (27) eine unprofilierte Oberfläche aufweist, während die dieser Kontaktseite des Antriebsteils (17') zugekehrte Innenseite des Trägerteils (18') eine Rastzahnprofilierung aufweist, dergestalt, dass die Rastzähne (28) bei Bewegung des Ringes (16') unter Aufstauchung und Bildung eines Mitnahme-Reibungsschlusses gegen die unprofilierte Oberfläche des Antriebsteiles (17') gedrückt sind.

5. Förderkörper nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass Trägerteil (18) und Antriebsteil (17) auf ihren Kontaktseiten je ein Zahnprofil (25,27; 29, 30) aufweisen, welche Zahnprofile gleiche Dimensionen aufweisen, und dass der elastische Trägerteil (18,18") unter Aufweitung auf den zugfesten Antriebsteil (17,17") aufgezogen ist, so dass durch die ineinandergreifenden Zahnprofile eine in Umfangrichtung (21) wirksame Formschlussverbindung zwischen beiden Teilen besteht.

6. Förderkörper nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (17,17', 17") die Form eines flachen Zahnriemens hat.