CN108700063A - 用于旋转活塞泵的活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转活塞泵，其包括具有壳体内腔的壳体、输入开口和输出开口、围绕第一旋转轴线旋转地支承在所述壳体内腔内部的第一旋转活塞、以及围绕第二旋转轴线旋转地支承在所述壳体内腔内部的第二旋转活塞，其中，第一旋转活塞和第二旋转活塞在第一和第二轴线之间的区域中接合到彼此中并且排挤液体，其中，第一旋转活塞具有机架系统，机架系统包括多个彼此间隔开的板，并且利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆机架系统。

Description

用于旋转活塞泵的活塞

技术领域

本发明涉及一种旋转活塞泵，其包括具有壳体内腔的壳体、输入开口(液体能通过该输入开口流入所述壳体内腔中)、输出开口(液体能通过该输出开口从所述壳体内腔中流出)、围绕第一旋转轴线旋转地支承在所述壳体内腔内部的第一旋转活塞、和围绕第二旋转轴线旋转地支承在所述壳体内腔内部的第二旋转活塞，其中，第一旋转活塞和第二旋转活塞在第一和第二轴线之间的区域中接合到彼此中并且排挤液体。本发明的第二方面是一种用于制造用于这种旋转活塞泵的旋转活塞的方法以及一种用于这种旋转活塞泵的旋转活塞。

背景技术

旋转活塞泵是用于流体的输送装置，其基本上用于具有低的或高的粘度的液体。在此，旋转活塞泵根据如下原理工作，即，两个相反地旋转的旋转活塞绕两个彼此间隔开的、平行的轴线旋转并且在此如此接合到彼此中，使得一个旋转活塞的旋转活塞叶片分别接合到在另一活塞的两个旋转活塞叶片之间的旋转活塞凹处中。由此，液体在两个轴线之间的中间区域中通过彼此接合被挤压，并且在两个旋转轴线之外的两个外部的周缘区域中在输送腔中从输入开口向输出开口输送，通过在两个围绕的旋转活塞叶片、确切地说其旋转活塞叶片尖端相对于壳体壁的密封部中的旋转活塞凹处得到所述输送腔。

在此，旋转活塞泵可配备有具有两个、三个或多个旋转活塞叶片的旋转活塞。

在特殊的应用中，旋转活塞泵用于输送载有颗粒的液体。在此，在输送载有颗粒的液体中的问题是，在不同的泵构件上出现高的磨损。原则上，旋转活塞泵比其它泵结构形式更适合用于输送载有颗粒的液体，但是在此也部分地经受高的磨损。

这种磨损由于颗粒引起，这些颗粒或者夹在旋转活塞之间或者夹在旋转活塞叶片的外端部和壳体壁之间并且由此引起在壳体壁或旋转活塞的表面中的凹痕或磨痕。

根据现有技术，旋转活塞由金属制成，并且在此以配合度精确的方式制成，使得在低的泄漏率下实现有效的输送。已知的是，为旋转活塞配备表面的橡胶层，以克服在输送载有颗粒的液体时的磨损作用。该措施基于的作用在于，由于橡胶层，旋转活塞以有限的程度适合于，通过短暂的弹性的或者塑性变形允许夹在旋转活塞之间或在旋转活塞叶片和壳体壁之间的颗粒渗入其橡胶的表面中，而同时不受到持续的或严重的损坏。由此，可防止产生深的压印、磨损痕迹和其它磨损作用，并且改善了在输送载有颗粒的液体时旋转活塞泵的磨损性能。

然而，如此构造的旋转活塞的问题是不同的作用。一方面，在这种旋转活塞泵的运行中注意到，尤其是当输送具有锐棱的或大颗粒的液体并且颗粒已经多次被压入旋转活塞的橡胶层中时，橡胶层可从旋转活塞处分离并脱落。通过橡胶层的这种小面积的或大面积的脱层，一方面局部减小或完全消除了橡胶层的保护作用，另一方面降低了泵效率，因为不再可靠地实现在旋转活塞之间和在旋转活塞和壳体壁之间期望的密封作用。由于制造引起的在旋转活塞上的橡胶层收缩，尤其是以薄的橡胶涂层实现旋转活塞的高的精度和配合准确度，该橡胶层具有在制造技术方面能可靠控制的收缩。然而已经注意到，通过提高橡胶层的厚度能有利地影响橡胶层的脱层问题。因此存在如下优化问题，即，虽然通过提高橡胶层的厚度可提高相对于脱层效应的抗磨损性，但是由此同时降低了制造精度的可控性，并且由此或者提高了在制造旋转活塞时的次品率，或者降低了旋转活塞的配合准确度的精度，其结果是降低了输送效率。

发明内容

本发明的目的在于，在该优化问题中，提出用于输送载有颗粒的液体的改进的旋转活塞泵。

按照本发明，所述目的通过开头所述类型的旋转活塞泵实现，其中，第一旋转活塞具有机架系统，机架系统包括多个彼此间隔开的板，并且利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆机架系统。

通过实现完全不同的旋转活塞内部构造，利用旋转活塞泵的旋转活塞的按照本发明的结构克服了现有技术的问题。代替设有或多或少地厚的橡胶层的金属芯，通过作为机架系统的多个、彼此间隔开的板构造旋转活塞。机架系统至少部分地用聚合物材料包裹和填充。按照本发明构造的旋转活塞尤其是构造成，使得该旋转活塞除了用于容纳驱动轴的中心开口之外不具有空气填充的空腔，即，在其内部中或者被板材料或者被聚合物材料填充。优选地如此设置板，使得板利用其面垂直于旋转活塞的旋转轴线定向。因此，通过板具有相应的内轮廓和相应的外轮廓，板尤其是限定旋转活塞的横截面几何结构。在此，内轮廓限定旋转活塞的内中心开口，旋转活塞利用该内中心开口被容纳在驱动轴上。优选地，该内部的空隙设计用于传递扭矩，其方式例如为，该内部的空隙具有多边形的横截面几何结构，或者所述内部的空隙设计用于形锁合地传递扭矩。特别优选的是，板直接限定旋转活塞的内部的、中心开口的几何结构，即，在旋转活塞的内部的开口的区域中未被聚合物材料涂覆，以实现旋转活塞相对于驱动轴的不受聚合物材料的弹性影响的限定的角位置。备选地，按照本发明的旋转活塞可具有带有内部的开口的毂，驱动轴可穿过毂插入或者所述毂能以其它方式不可相对转动地与驱动轴相连接。在这种情况下，板具有内部的中心开口，板能利用该中心开口装配在毂的外部几何结构上，并且优选地能不可相对转动地固定在毂的外部几何结构上。此外优选的是，在旋转活塞的外表面上，板完全被聚合物材料涂覆，以便在与壳体壁或另一旋转活塞的接触时避免壳体与板直接接触或板彼此间直接接触。

原则上可理解的是，板优选地由具有较高刚性(即具有较小的弹性)并且具有比聚合物材料更高的强度的材料构成。优选地，板可由非金属制成，或者至少部分地包括非金属，以减小活塞的重量。

通过提供由多个板组成的机架系统作为载体材料，利用如此构造的旋转活塞，一方面实现了在载体材料和聚合物材料之间明显更稳定的连接。在按照本发明的旋转活塞的结构中，不再出现在根据现有技术的旋转活塞中由发明人观察到的、在聚合物材料和金属芯之间的分界层从损坏部位开始的分化，因为在机架系统和聚合物材料之间的分界层占据明显更大的面积，并且此外基本上可由垂直于轴向方向的面构成。相对于径向向外指向的周缘分界面，这种面定向对于这样的分化和脱层明显更不敏感。此外，在按照本发明的旋转活塞中有利的是，由于机架系统而得到的有利的形状稳定性，所述机架系统在聚合物材料的交联过程中克服聚合物材料的收缩。在此，在本发明的意义中，交联理解成如下过程，其中分子通过形成新的化学键而相互连接或者通过由另一形式的化学键代替第一形式的化学键而变化。尤其是，这种交联理解成聚合或硫化。

除了按照本发明力求的优点，此外表明，按照本发明实施的旋转活塞具有比已知结构形式的旋转活塞更小的重量，由此按照本发明的旋转活塞泵的总重量相对于传统的旋转活塞泵更小。此外有利的是，在使用更少的金属材料的情况下，以更高份额的聚合物材料成本制造按照本发明的旋转活塞，由此在材料成本方面减少了制造成本。

根据优选的第一实施形式规定，多个彼此间隔开的板彼此平行地定向和/或在分别两个彼此间隔开的、相邻的板之间的距离相同。

原则上，可使用两个、三个、四个或更多的板来制造旋转活塞，并且相应地利用聚合物材料填充在这些板之间的间隙。原则上可理解的是，优选地完全利用聚合物材料填充由板组成的机架系统，并且优选地完全利用聚合物材料包裹旋转活塞的外表面，相反地，优选地不利用聚合物材料包裹用于扭矩锁合地将力从驱动轴传递到旋转活塞上的旋转活塞的内部开口。通过板以均匀的距离彼此定向，通过系统化地彼此相同的板距离实现简化制造。平行的板定向引起其间的聚合物材料的均匀的层厚度，并且由此避免由于聚合或硫化过程或此外交联效应引起的在旋转活塞的外部几何结构中的变形。

根据另一优选的实施形式规定，在每两个板之间存在间隔元件，间隔元件在板平面上方预定的高度上延伸，并且在其远离板平面的端部上与另一板、尤其是相邻的板接触，其中，间隔元件优选地通过使板的一部分弯折变形制成。尤其是可如此制造按照本发明的旋转活塞，使得形成旋转活塞的机架系统的多个板在模具中定位在彼此限定的位置中，并且之后在所述模具内部利用聚合物材料进行填充/包裹。在此有利的是，通过独立的间隔元件或者通过板自身的几何结构限定在各个板之间的距离，例如通过将间隔元件构造在板上或者接合在两个板之间。间隔元件形成在两个板之间保持距离的功能。原则上，在两个板之间唯一的间隔元件可满足该功能，并且板以限定的相互位置并且以限定的距离彼此定位。在此，附加地，可限定板相对于旋转活塞的旋转轴线的位置，例如通过相对于旋转活塞的毂的相应的位置支撑。代替一件式的间隔元件，也可通过多件式的间隔元件提供板的间隔功能和在必要时板的定位功能，所述多件式的间隔元件例如由两个、三个、四个或多个插在两个相邻的板之间的间隔元件部件组成。优选地，在这种情况下，存在至少三个间隔元件部件，从而通过多件式的间隔元件实现板的彼此限定的角位置、尤其是板的彼此平行的定向。形成在两个板之间的间隔元件的间隔元件部件的数量尤其是可对应于活塞的旋转叶片的数量，从而在具有2、3、4、5或6个叶片的旋转活塞中，相应地使用由2、3、4、5或6个间隔元件部件组成的间隔元件。此外，优选地，间隔元件可整体地构造在板上，即，与板实施成一件式的。

在此特别优选的是，间隔元件通过使板的一部分弯折变形制成。这是用于如下间隔元件的优选的制造方法，所述间隔元件在板由可冷变形或热变形的材料制成的情况下特别适合。在此，尤其是可使在一侧构造在板上的接片弯折，使得该接片相对于板表面成约90°的角度，并且由此给出间隔元件。同样，可通过变形使在两侧与板相连接的接片区段从板平面向外变形，从而该接片区段例如以V形的轮廓高出板平面并且构成间隔元件。

根据另一优选的实施形式规定，板是由金属材料制成的金属板和/或聚合物材料是橡胶弹性的材料。由金属材料制造板，实现了特别稳定的机架系统，其能承受运行力，尤其是为了将扭矩从驱动轴传递到旋转活塞上所需的力。提供以金属板的形式的由金属材料制成的板尤其是实现了板的成本有利的制造，即，通过从以金属板的形式的半成品材料中冲裁或激光切割板，并且通过使金属板的一个相应区段或多个相应区段的冷变形制造间隔元件。聚合物材料尤其是可为橡胶弹性的材料，其允许在不损坏聚合物材料的情况下弹性地压入颗粒。聚合物材料尤其是理解成基于生胶的聚合物材料，其通过硫化过程制成，但是也可将其它、与这种橡胶性能相似的材料用于按照本发明的旋转活塞。

更为优选的是，聚合物材料通过在已交联的状态中通过在板中的彼此对齐的开口被插入的预制的聚合物构件和通过可流动的聚合物材料构成的聚合物材料部分形成，所述可流动的聚合物材料在可流动的状态中至少部分地包裹板和预制的聚合物构件并且随后交联成固体状态。根据此实施形式，通过两个不同的部分形成聚合物材料。第一部分是预制的、已经交联的构件，其在板组装之后被穿过在板中的相应的开口。之后，通过第二聚合物材料部分包裹预制的聚合物构件，并且由此在其定位中相对于板固定。两个部分形成连续的聚合物结构。如此构造的旋转活塞的优点在于，一方面可在旋转活塞中实现高份额的聚合物材料，另一方面避免，通过高份额的聚合物材料在机架系统内部交联来制造旋转活塞并且由此活塞具有大的且难以预测的收缩。代替地，使用已经交联的聚合物构件，以通过聚合物材料填充在机架系统内部的大部分体积并且之后利用可流动的聚合物材料仅仅填充/包裹在机架系统内部的小部分体积，随后可流动的聚合物材料交联并在此经历收缩。在此，特别优选的是，预制的聚合物构件和聚合物材料部分由相同的聚合物材料组成，由此，在预制的聚合物构件和将其包裹的聚合物材料部分之间实现特别好的连接。此外可理解的是，也可在一个旋转活塞中使用多个预制的聚合物构件。即，例如优选的是，板具有多个在周缘上分布的开口，从而板例如具有与辐条轮相似的横截面几何结构，并且通过相应设计的聚合物构件填充多个由此形成的在辐条之间的空腔。

根据另一优选的实施形式规定，通过胶粘连接，通过在被聚合物材料填充的板中的开口之间的形锁合，或者通过借助于使板和聚合物材料彼此夹紧的夹紧元件的形锁合，形成在聚合物材料和板之间的机械连接。原则上提供三种主要的作用机制用于在按照本发明的旋转活塞结构中实现在聚合物材料和板、确切地说机架系统之间的连接。可直接在聚合物材料和板之间实现胶粘连接，为了强化或产生这种胶粘连接，也可在补充聚合物材料之前为机架系统涂覆底漆(Primer)或与聚合物材料不同的粘合剂。胶粘连接尤其是可对应于在橡胶金属元件中在减振的区域中应用的、在这种橡胶金属元件的橡胶和金属部分之间的胶粘连接。此外，可实现在板中的开口和由此引导穿过开口的聚合物材料之间的形锁合。为了所述目的，可有意识地提供在板中的开口，例如根据以上已经解释的以辐条轮的形式的板结构的形式，但是如有可能，其它结构、例如穿孔的板元件等，对于这种形锁合效果也是有利的。最后，也可实现在板和聚合物材料之间的形锁合，即，引起通过在板和聚合物材料之间的摩擦力实现的附着。例如，通过在旋转活塞的外部的板之间提供垂直于板平面的、将两个外部的板在轴向方向上压紧的螺纹件，可通过将板和聚合物材料夹紧实现为了所述摩擦力所需的法向力。原则上，这些连接机构中的单独一个的或者多个可同时用于建立在板和聚合物材料之间的连接。

更为优选的是，第二旋转活塞具有机架系统，机架系统包括多个彼此间隔开的板，并且利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆机架系统。根据此实施形式，第二旋转活塞与第一旋转活塞一样，构造成具有由多个板和聚合物材料组成的机架系统。原则上可理解的是，旋转活塞泵的第一和第二旋转活塞可结构相同，并且也可对应于以上解释的实施形式构造第二旋转活塞。

更为优选的是，第一和/或第二旋转活塞具有内部的非圆形的开口，其通过未被聚合物材料填充的、在板中的开口形成，并且第一或第二旋转活塞通过设置在所述开口中的第一或第二轴可旋转地支承。这种在旋转活塞中的空隙或开口实现，将旋转活塞形锁合地设置在相应地构造成与开口完全一致的轴上并且通过该轴被置于旋转中。备选地，板可形锁合地固定在毂上，毂自身例如力锁合地或形锁合地固定在轴上。空隙或开口通过在机架系统的板中的相应的空隙或开口形成，其由此引起从驱动轴到机架系统上的扭矩传递。由此，例如可在板或旋转活塞中设置多边形的空隙，特别适合的是与相应的六边形轴或六边形毂配合作用的六边形的开口。然而，原则上用于形锁合的其它设计方案也是可行的，例如在否则为圆形的空隙中的键槽，所述空隙实施成与具有相应键的轴或毂的对应的圆柱区段形锁合。原则上优选的是，两个旋转活塞扭矩锁合地与驱动轴相连接，并且通过外部的传动机构使驱动轴同步，从而两个旋转活塞可彼此独立地但是同步地被驱动。然而，在其它实施形式中，也可通过轴扭矩锁合地联结并驱动两个旋转活塞中的仅仅一个，并且另一旋转活塞通过与所述旋转活塞接合被置于同步的旋转中，而其自身不通过轴驱动。因此，所述另一旋转活塞仅仅需要可旋转地支承，从而在此也可考虑不传递扭矩到轴上的圆形的空隙。

根据另一优选的实施形式规定，第一和第二旋转活塞具有至少两个旋转活塞叶片，所述旋转活塞叶片在沿着旋转活塞的外周缘的螺旋线中延伸，并且板具有相应的带有至少两个旋转活塞叶片的几何结构，其中，所有板的几何结构相同，并且所述螺旋线形的走向借助于与板的中心空隙形锁合的驱动轴或毂的、非圆形的、螺旋线形地延伸的外轮廓得到，或者将板划分成至少两个组，这两组板被推套到具有直线的、非圆形的外轮廓的轴或毂上，其中，在一组内的板具有一致的几何结构并且两个不同组的板具有彼此不同的几何结构，使得在两个不同组的板之间，在中心开口的非圆形的轮廓和旋转活塞叶片之间的角位置彼此不同。

原则上，旋转活塞叶片可沿着轴向定向的线延伸，所述线平行于旋转活塞的旋转轴线延伸。典型地，具有这种、直线型地延伸的旋转活塞叶片的旋转活塞泵在输送运行中出现波动，这种波动由于在旋转活塞叶片和壳体壁之间形成的输送腔中限定的输送引起。与之相对地，当旋转活塞叶片沿着螺旋形地盘绕的线延伸时，可减小或完全避免输送波动。此设计方案特别适合用于具有多于两个旋转活塞叶片的旋转活塞，即三叶片、四叶片或多叶片的旋转活塞，因为在此设计方案中，可靠地实现了在旋转活塞之间的腔相对于壳体壁的密封。优选的是，通过机架系统预设旋转活塞直至旋转活塞叶片内部的轮廓。在优选的实施形式中，在这种情况下，机架系统必须构成或具有旋转活塞叶片的螺旋线形的走向。按照本发明，这可通过两个备选的设计方案实现。一方面，形成旋转活塞的机架系统的板可为几何结构相同的。但是，因为在一个板中构成的旋转活塞叶片相对于在与此相邻的板中构成的相同的旋转活塞叶片必须错位预定的角度(从螺旋线的螺距和两个板的距离中计算出来)，在这种情况下，板必须彼此角度偏差地设置在驱动轴上。在使用相同的板时，这可通过以下方式实现，即，驱动轴或毂的外轮廓同样具有非旋转对称的、具有螺旋线形的走向的轮廓。驱动轴或毂的外轮廓的这种走向实现，将机架系统的板实施成相同的并且彼此角度偏差地设置在旋转活塞中，使得外轮廓的这种螺旋线形的走向相应地完全一致地构造在旋转活塞中。这种设置方案得到旋转活塞叶片的螺旋线形的走向，其中，旋转活塞叶片的螺旋线的螺距对应于驱动轴或毂的外轮廓的螺距。在这种实施形式中有利的是，使用相同的板，这实现了以成本有利的批量生产制造这种板。

作为所述设计方案的备选，也可提供两组或更多不同组的板，以便按照本发明的结构形式制造旋转活塞的机架系统。在此实施形式中，驱动轴或毂设有非圆形的外轮廓，然而其构造成直线的、即平行于驱动轴的纵轴线，并且由此不具有螺旋线形的走向。现在，将不同几何结构的板推套到驱动轴或毂上，其中，这些板的区别在于，旋转活塞叶片相对于板的中心空隙的非圆形轮廓的角位置彼此不同。这例如实现了用于具有螺旋线形地延伸的旋转活塞叶片的旋转活塞的如下制造和操作方法：旋转活塞实施成三叶片的旋转活塞，也就是说，每个板具有三个旋转活塞叶片，其彼此错位120°的角度。第一组板在中心的圆形的空隙中设有键槽，该键槽相对于旋转活塞叶片具有0的角位置。第二组板制成，其键槽相对于旋转活塞叶片具有40°的角位置。第三组板制成，其具有在键槽和旋转活塞叶片之间80°的角位置。现在，如此构造旋转活塞的机架系统，使得依次相继地彼此设置一个第一组的板、一个第二组的板、一个第三组的板，以及随后再次一个第一组的板、一个第二组的板、一个第三组的板，使得所述板的键槽彼此对齐。得到在此通过总共六个板限定的旋转活塞叶片的螺旋线。在此实施形式中有利的是，简单且成本有利地制造驱动轴或毂，其可实施成在外周面中具有键槽或者具有六边形外面的传统的圆柱轴或空心毂。

本发明的另一方面是一种用于制造用于旋转活塞泵的旋转活塞的方法，其具有步骤：通过提供多个彼此间隔开的板形成机架系统，利用在可流动的状态中的聚合物材料至少部分地包裹板，以及，通过聚合物材料的交联在机架系统和聚合物材料之间产生连接。

所述方法适合用于在避免用于旋转活塞的高份额的金属材料的情况下以高的配合准确度和有利的磨损和脱层性能成本有利地进行制造。作为聚合物材料，尤其是可考虑橡胶弹性的材料，例如基于生胶的橡胶材料，所述材料通过硫化被引入其机械上固定的形状中并且与机架系统胶粘连接。可通过由构造在板上的间隔元件使板彼此平行地定位，改进所述方法。

更为优选的是，板由金属板制成，并且例如通过将金属板的一个或三个区段弯折，在两个板之间构造间隔元件。

最后，可进一步改进所述方法，其方式为，通过在形成机架系统之前使聚合物材料的第一部分交联而预制聚合物构件，将所述预制的聚合物构件设置在板中的彼此对齐的开口中，并且利用在可流动的聚合物材料状态中的聚合物材料的第二部分至少部分地包裹板和聚合物构件，并且使聚合物材料的第二部分交联或硬化成固体状态。

本发明的另一方面是一种用于旋转活塞泵的旋转活塞，该旋转活塞的特征在于包括多个彼此间隔开的板的机架系统，其中，利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆机架系统。所述旋转活塞一方面成本有利，另一方面配合精确并且特别好地克服机架系统的聚合物材料的磨蚀、磨损和脱层。尤其是可如之前已经对应用在按照本发明的旋转活塞泵中的旋转活塞描述的那样改进所述旋转活塞。此外，可通过根据之前描述的类型的方法来制造旋转活塞来改进旋转活塞。

附图说明

根据附图描述本发明的优选的实施形式。其中：

图1从斜前方示出了按照本发明的旋转活塞的透视图，

图1a示出了没有聚合物材料的根据图1的视图，

图2从斜侧方示出了根据图1的实施形式的透视图，

图2a示出了没有聚合物材料的根据图2的视图，

图3示出了根据图1的实施形式的正视图，

图3a示出了没有聚合物材料的根据图3的视图，

图4示出了根据图1的实施形式的侧视图，

图4a示出了没有聚合物材料的根据图4的视图，

图5示出了根据图1的实施形式的毂体的斜侧方的透视图，

图6示出了根据图1的实施形式的机架金属板的正视图，

图7示出了根据图1的实施形式的机架金属板的透视图，

图8示出了根据图1的实施形式的间隔元件的正视图，以及

图9示出了根据图1的实施形式的间隔元件的透视图。

具体实施方式

作为优选的实施形式，示出了三叶片的旋转活塞，其具有遵循螺旋线的盘绕的旋转活塞叶片41、42、43。原则上可理解的是，本发明可应用在具有直线的旋转活塞叶片或盘绕的旋转活塞叶片的或具有与此不同的几何结构的旋转活塞叶片的旋转活塞上，并且可用于具有两个、三个、四个、五个或多个旋转活塞叶片的旋转活塞。

按照本发明的旋转活塞具有旋转活塞毂10，其典型地由金属材料制成。旋转活塞毂具有圆柱形的内部几何结构，内部几何结构具有用于借助于键与驱动轴不可相对转动地相连接的槽11。原则上，也可使用其它适合用于将扭矩从轴传递到毂上的轴-毂-连接，例如与多边形毂的对应内部几何结构配合作用的多边形轴，借助于形锁合方式使轴与毂相连接的锥形连接部，在轴和毂之间的啮合部和类似物。旋转活塞毂被三个旋转活塞叶片41-43包围，三个旋转活塞叶片41-43以120°的间隔围绕旋转活塞毂的周缘设置，并且在旋转活塞毂的轴向方向上在周向上以60°沿着螺旋线盘绕。原则上可理解的是，应根据叶片的数量选择盘绕度数，以便在旋转活塞的任意旋转位置中实现无波动的运行、无泄漏的泵作用以及防止回流通过泵。因此，在双叶片的活塞中叶片的盘绕应保持为或不超过90°，在三叶片的活塞中叶片的盘绕应保持为或不超过60°，在四叶片的活塞中叶片的盘绕应保持为或不超过45°，并且总地来说，叶片的盘绕应保持为或不超过180°除以叶片的数量。

旋转活塞叶片不仅在其侧面上而且在其尖端和端侧上被涂覆聚合物材料。该聚合物材料也部分地构造在旋转活塞叶片的内腔中，以下详细解释准确的设计方案。

优选地，使用橡胶弹性的材料作为聚合物材料，所述橡胶弹性的材料尤其可以是通过硫化硬化的橡胶材料。

从图1a、2a、3a和4a中可看出机架结构，其用于在旋转活塞叶片和旋转活塞毂之间建立不可相对转动的连接。机架结构包括多个机架金属板20a、b、c、d……，这些机架金属板基本上对应于在旋转活塞的轴向横截面中的横截面轮廓，然而在其尺寸上小于旋转活塞的横截面尺寸。由此，每个机架金属板具有三个叶片21、22、23，其彼此以120°的间隔设置。此外，每个机架金属板具有中心空隙24，见图6和7。如此设计中心空隙，使其在机架金属板和旋转活塞毂之间建立不可相对转动的连接。在优选的实施形式中，这通过以下方式实现，即，空隙基本上是圆形的并且具有三个在周缘上分布的槽25，所述槽与在旋转活塞毂的外面上的三个构造成与其完全一致的接片12、13、14形锁合地配合作用，例如可从图5中看出。原则上可理解的是，能够以不同的方式实施在机架金属板和旋转活塞毂之间的不可相对转动的连接，作为此处示出的实施形式的备选，也可构造具有唯一的槽和相应地唯一的接片的实施形式，备选地，可实施具有啮合部或类似物的其它连接方式。在所示出的实施形式中，在机架金属板中的槽的周向长度约为60°，从而得到，中心空隙24的三个凹入的周缘部分和三个伸出的周缘部分在机架金属板中的均匀分布。在此，槽形的空隙分别设置在旋转活塞叶片的区域中，以实现在旋转活塞叶片之间的区域中有利的材料利用和机架金属板的狭长的设计方案。

此外，每个机架金属板在每个旋转活塞叶片中都具有圆形的空隙26、27、28。因此，在预设旋转活塞的外轮廓和实施成与旋转活塞毂直接接触的不可相对转动的连接的情况下，以最大的材料节省实施按照本发明的旋转活塞的机架金属板。

如可从图5中看出的那样，接片12、13、14在轴向的纵向上沿着旋转活塞毂的周面沿着螺旋形的线延伸，螺旋形的线对应于旋转活塞叶片的螺旋形走向。由此，根据优选的实施形式，旋转活塞的内机架可由多个全都实施成一致的机架金属板构成。除了所述优选的实施形式，也可设想按照本发明的旋转活塞的其它设计方案，并且其在确定的应用方案中是有利的。即，例如也可为有利的实施形式是，接片在轴向的纵向上直线地实施在旋转活塞毂上。与在图6和7中示出的机架金属板相结合，在此设计方案中，得到具有直线的旋转活塞叶片的旋转活塞。此外，通过交替地使用不同地实施的机架金属板，在这种具有直线的接片的旋转活塞毂的构造方案中，也可实现旋转活塞叶片的螺旋形走向。在此，这种不同的实施方案必须在于，在机架金属板的不同的实施方案中，在一方面槽25和另一方面旋转活塞叶片区段21、22、23之间的角度偏差是不同的。在此，由旋转活塞叶片沿着螺旋形走向的期望的螺距和在旋转活塞毂上机架金属板的轴向距离得到该角度差。

尤其是可从图2a和图4a中良好地看出，按照本发明的旋转活塞由总共十个机架金属板构成。这些机架金属板以在旋转活塞的整个轴向长度上沿轴向均匀地间隔开的方式设置在旋转活塞毂上。分别两个相邻的机架金属板通过三个间隔元件部件30彼此定位，这三个间隔元件部件形成一个间隔元件。代替由三个间隔元件部件组成间隔元件，为了简化装配，在一些应用中有利的是，间隔元件制成一件式的，例如通过三个间隔元件部件通过接片或类似物相互连接。

在图8和9中示出了间隔元件部件30。如从这些图中可见的，间隔元件部件30具有基本上环形的本体，其具有中心的轴向空隙31。在间隔元件部件30的一个端侧上构造环绕的凸肩32。所述凸肩32的外直径稍微小于在机架金属板中的圆形的空隙26、27、28的内直径，并且由此允许间隔元件部件30形锁合地对中地定位在空隙内部。在与此相对的侧上，间隔元件部件构造成具有平坦的端面。原则上，作为其备选，在相对的侧上也可实施相应的环绕的凸肩，其实现两个相邻的机架金属板以彼此的限定的定位。在间隔元件部件用于具有直线的旋转活塞叶片的旋转活塞时，在此，在两个端侧上的凸肩可彼此同轴，在间隔元件部件用于具有旋转活塞叶片的螺旋形走向的旋转活塞时，凸肩实施成彼此具有相应的偏心的偏差。

此外，每个间隔元件部件30在周缘区段中都具有倒圆的空隙33，其半径对应于旋转活塞毂的外面的半径。由此，间隔元件部件可直接位于旋转活塞毂上并且防转动地定位。

按照本发明的旋转活塞通过包括多个机架金属板20和在两个相邻的机架金属板之间分别三个间隔元件部件30的机架构成。通过所述结构，提供可负载的机架结构，该机架结构限定旋转活塞叶片的轮廓并且具有与旋转活塞毂形锁合的连接。可理解的是，机架金属板优选地由金属材料制成。间隔元件部件优选地可由聚合物材料制成。

随后，利用聚合物材料填充并包裹如此构造的机架结构连同旋转活塞毂。尤其是可如此进行所述填充和包裹过程，将三个已经硬化的、例如硫化的聚合物条推过机架金属板的开口26、27、28，其中特别有利的是，为此使用具有稍微小于这些开口的内直径的外直径的、可弹性变形的聚合物材料，以便能够跟随螺旋形的走向，所述开口彼此交错排列在所述螺旋形的走向中。备选地，也可将预制的可硫化的聚合物条插入所述开口中，在这种情况下，在随后对涂层或注塑包封进行硫化期间，聚合物条与其余聚合物材料一起硫化。

随后，可利用液态聚合物材料注塑包封并且包裹具有已经插入的、预制的聚合物部分的已准备的机架结构，由此，完全填充在机架结构内部的空腔。通过已经硬化且交联的聚合物材料的高的体积份额，在聚合物材料的交联的过程中实现聚合物材料的低收缩。尤其是，也可利用液态聚合物材料进行在时间上错开的、两步的注塑包封，以便在第一次注塑包封中实现填充直至或稍微低于机架金属板的外边缘，并且在随后的第二次注塑包封中实现具有机架注塑包封的完整外轮廓。原则上，材料厚度与应用情况和旋转活塞的总尺寸相关，例如在机架金属板的外边缘和旋转活塞的外轮廓之间可提供至少5mm材料厚度的聚合物材料。

按照本发明的旋转活塞由于其结构而具有刚性的且可承受高扭矩负载的结构。同时，显著减小了金属材料的份额，由此减小了旋转活塞的重量和贵重的原材料的消耗。由于通过使用相同构件实现的模块性，显著简化了旋转活塞的制造。由此，例如通过使用具有实施在其上的接片的不同螺距或不同长度的不同的旋转活塞毂，可在模块化的系统中制造具有不同的旋转活塞叶片螺距或不同长度的旋转活塞。

Claims (21)

1.一种旋转活塞泵，其包括

-具有壳体内腔的壳体；

-输入开口，液体能通过该输入开口流入所述壳体内腔中；

-输出开口，液体能通过该输出开口从所述壳体内腔中流出；

-第一旋转活塞；该第一旋转活塞围绕第一旋转轴线旋转地支承在所述壳体内腔内部，以及

-第二旋转活塞，该第二旋转活塞围绕第二旋转轴线旋转地支承在所述壳体内腔内部；

-其中，所述第一旋转活塞和所述第二旋转活塞在第一和第二轴线之间的区域中接合到彼此中并且排挤液体，

其特征在于，所述第一旋转活塞具有机架系统，所述机架系统包括多个彼此间隔开的板，并且所述机架系统利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆。

2.根据权利要求1所述的旋转活塞泵，其特征在于，

-所述板由与聚合物材料不同的材料构成，优选地由金属材料制成的金属板构成，或者

-聚合物材料由与所述板不同的材料构成，优选地由橡胶弹性的材料构成。

3.根据权利要求1或2所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述多个彼此间隔开的板彼此平行地定向和/或在分别两个彼此间隔开的板之间的距离相同。

4.根据前述权利要求中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于使所述板彼此保持在预定的距离中的间隔元件。

5.根据权利要求4所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述间隔元件是与所述板分离的构件，并且每个间隔元件具有用于相应地至少两个板的至少两个板止挡面，其中，优选地，每个板止挡面由两个、三个或更多个彼此对齐并且彼此间隔开的板止挡面部分组成。

6.根据权利要求4或5所述的旋转活塞泵，其特征在于，每个间隔元件具有用于相应地至少两个板的至少两个间隔元件止挡面，其中，优选地，每个间隔元件止挡面由两个、三个或更多个彼此对齐并且彼此间隔开的间隔元件止挡面部分组成，并且，每两个相邻的板通过所述间隔元件止挡面彼此直接接触。

7.根据权利要求2和权利要求4至6中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述间隔元件由与聚合物材料不同的材料构成，所述材料尤其是具有小于聚合物材料的热膨胀系数的75％、优选地小于聚合物材料的热膨胀系数的50％的热膨胀系数；所述间隔元件由与所述板不同的材料构成；和/或所述间隔元件由聚合的材料构成。

8.根据权利要求4所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述间隔元件整体地构造在板上，尤其是各一个间隔元件整体地构造在各一个板上，其中，每个板具有至少一个、优选三个间隔元件止挡面，所述间隔元件止挡面位于板平面上方预定的高度上，并且在其远离所述板平面的端部上与另一板、尤其是相邻的板接触，其中，所述间隔元件优选地通过使所述板的一部分弯折变形制成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于，聚合物材料通过预制的聚合物构件或聚合物材料部分构成，所述聚合物构件在交联的状态中通过在板中的彼此对齐的开口被插入，所述聚合物材料部分通过可流动的聚合物材料构成，所述可流动的聚合物材料在可流动的状态中至少部分地包裹所述板和预制的聚合物构件并且随后交联成固体状态。

10.根据前述权利要求中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于，在聚合物材料和板之间的机械连接：

-通过胶粘连接形成；

-通过在聚合物材料和板面之间的形锁合形成，所述板面限定在板中的用聚合物材料填充的开口或空隙；和/或

-通过借助于将所述板和聚合物材料相互夹紧的夹紧元件的力锁合连接形成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述第二旋转活塞具有机架系统，所述机架系统包括多个彼此间隔开的板，并且所述机架系统利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆。

12.根据前述权利要求中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述第一和/或第二旋转活塞具有内部的非圆形的开口，所述开口通过未被聚合物材料填充的、在板中的开口形成，并且所述第一或第二旋转活塞通过设置在开口中的第一或第二轴可旋转地支承。

13.根据前述权利要求中任一项所述的旋转活塞泵，其特征在于，所述第一和第二旋转活塞具有至少两个旋转活塞叶片，所述旋转活塞叶片在沿着旋转活塞外周缘的螺旋线中延伸，并且所述板具有相应的带有至少两个旋转活塞叶片的几何结构，其中，

-所有板的几何结构相同，并且螺旋线形的走向借助于与板的中心空隙形锁合的驱动轴或毂的、非圆形的、螺旋线形地延伸的外轮廓产生，或者

-所述板划分成至少两个组，这两组板被推套到具有直线的、非圆形的外轮廓的轴或毂上，其中，在一组内的板具有一致的几何结构并且两个不同组的板具有彼此不同的几何结构，使得在两个不同组的板之间，在中心空隙的非圆形的轮廓和所述旋转活塞叶片之间的角位置彼此不同。

14.一种用于制造用于旋转活塞泵的旋转活塞的方法，包括如下步骤：

-通过提供多个彼此间隔开的板形成机架系统，

-利用在可流动的状态中的聚合物材料至少部分地包裹所述机架系统，以及

-通过聚合物材料的交联将所述机架系统与聚合物材料连接。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过以下方式形成机架系统，即，在利用聚合物材料至少部分地包裹板之前通过间隔元件将所述板彼此平行且彼此间隔开地定位，并且优选地利用聚合物材料包裹所述间隔元件并且所述间隔元件成为旋转活塞的组成部分。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，每两个板

-通过与板独立的、具有用于两个板的止挡面的间隔元件以彼此间隔开且优选地彼此平行的方式定位，或者

-通过至少一个、两个或三个构造在所述板上的间隔元件以彼此间隔开且优选地彼此平行的方式定位，所述间隔元件尤其是通过如下方式被提供：所述板由金属板制成并且在每个板上相应地使至少一个、两个或三个金属板区段弯折。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，聚合物材料通过如下方式制成：

-在形成所述机架系统之前通过将聚合物材料的预制部分交联来预制嵌段聚合物构件，

-将嵌段聚合物构件设置在板中的开口或空隙中，

-将所述板和嵌段聚合物构件设置在浇注模的空腔中，以及

-通过将可流动的聚合物材料填入所述浇注模的空腔中，利用在可流动的聚合物材料状态中的聚合物材料的流动部分至少部分地包裹所述板和嵌段聚合物构件，以及

-在浇注模的空腔中将聚合物材料的流动部分交联成固体状态。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其特征在于，通过如下方式利用聚合物材料至少部分地包裹所述板：

-在第一步骤中，将可流动的聚合物材料的第一部分填入浇注模的空腔中，机架设置在该空腔中，

-在随后的第二步骤中，将聚合物材料的第一部分交联，并且

-在随后的第三步骤中，利用可流动的聚合物材料的第二部分至少部分地包裹所述机架和聚合物材料的已交联的第一部分，尤其是通过以下方式，即，将可流动的聚合物材料的第二部分填入所述浇注模的空腔中或另一浇注模的空腔中，所述机架和聚合物材料的已交联的第一部分设置在所述另一浇注模的空腔中。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其特征在于，在利用聚合物材料至少部分地包裹所述板之前，利用底漆溶液润湿所述板，尤其是通过如下方式：将所述板单个地、或者以已装配成机架的方式浸入底漆溶液中。

20.一种用于旋转活塞泵的旋转活塞，其特征在于包括多个彼此间隔开的板的机架系统，其中，利用聚合物材料至少部分地填充并且至少部分地包覆所述机架系统。

21.根据权利要求20所述的旋转活塞，其特征在于，所述旋转活塞具有根据权利要求2至13所述的旋转活塞的特征之一，或者所述旋转活塞根据权利要求14至19中任一项所述的方法制成。