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Drehkolbenpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine: Drehkolbenpumpe,
bei der in einem im wesentlichen zylindrischen Innenraum des Pumpengehäuses in einenn
den Strömungsweg für das zu fördernde Mittel frei lassenden Abstand von der Gehäusewand
eine elastisch nachgiebige Auskleidung und entlang deren Innenseite ein Spurband
angeordnet ist, wobei ein drehbarer Rollkörper bei seiner Drehung den jeweils mit
ihm in Berührung stehenden Teil des Spurbandes und der Auskleidung nach außen gegen
das Pumpengehäuse preßt und, dadurch das Strömungsmedium von einem Eintrittsanschluß
aus entlang dem genannten Strömungsweg vor sich her bis zu einem Austrittsanschluß
fördert.
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Die bisher üblichen Drehkolbenpumpen dieser Art haben. den, Mangel,
daß durch die Pumpe auf das Strömungsmittel laicht Schwingungen übertragen, werden
können, was seinen Grund darin hat, d.a,ß das Strömungsmittel von dem Rollkörper
her insbesondere an der Stelle des Eintrittsanschlusses stoßweise beschleunigt wird.
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Durch die Erfindung ist angestrebt, mit der nachgieb:igen Auskleidung
bei deren Auswärtspressung durch den. Rollkörper Vorsorge zu treffen, daß die auf
das Strömungsmittel übertragenen Schwingungen möglichst vermieden werden. Zugleich
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Pumpenkonstruktion so zu verbessern,
d.aß Abnutzungen ihrer Teile (insbesondere der elastisch narhgieb:igen Auskleidung)
auf ein Mindestmaß begrenzt bleiben und da.ß die einzelnen Teile der Pumpe zur Erzielung
einer billigen Herstellung ein Minimum an genauer Bearbeitung bei ihrer Fertigung
und auch ein, Minimum an Nachbearbeitung bei ihrem Zusammenbau. erfordern.
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Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das
Spurband, in seiner Umfangsrichtung eine derart unterschiedliche Stärke aufweist,
daß bei seinem Zusammenwirken mit dem Rollkärper und der Auskleidung auf die letztere
ein, vorherbestimmter Druck ausgeübt wird. Das bereits bekannte Spurband hat also
den Zweck, die Einwirkung der Rollen des Rollkörpers auf die elastische Auskleidung
bzw. das Strömungsmittel durch eine unterschiedliche Bemessung der Stärke des Spurbandes
im Sinne einer gleichmäßigeren Flüssigkeitsförderung zu beeinflussen.
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Es sind zwar außer z. B. aus elastischem Stahlband hergestellten Spurbändern
gleichbleibenden Querschnittes auch schon entlang dem inneren Umfang einer elastisch
nachgiebigen Auskleidung hintereinander in axialer Richtung der Pumpe verlaufende
Querstege bekanntgeworden, die unabhängig voneinander jeweils durch die gerade vorbeib:ewegte
Rolle des Rollkörpers nach außen so weit verdrängt werden, daß an dieser Stella
die erwünschte Unterbrechung des Strömungsweges zustande kommt. Auf eine nennenswerte
unterschiedliche Bemessung der Stärke derartiger Zwischenstege hat man aber bisher
nicht geachtet, so daß die bekannten Zwischenstege auch nicht die durch die vorliegende
Erfindung angestrebte Wirkung haben.
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In. der Zeichnung ist die Erfindung durch ein. Ausführungsbeispiel
veranschaulicht; es zeigt Fig. 1 die Pumpe in einem senkrechten Querschnitt, der
die Konstruktion der Innenteile der Pumpe erkennen; läßt, und Fig. 2 eine Ansicht
der Pumpe in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1 (ein Teil der Pumpe ist dabei in
einem axialem Längsschnitt dargestellt).
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Die Drehkolbenpumpe besitzt ein Pumpengehäuse 1 aus einem im wesentlichen
zylindrischen Hohlkörper, an dessen einer Seite - nachträglich. befestigt oder mit
denn Gehäuse aus einem Stück bestehend - ein Ansatz 2 angeordnet ist, der an, seiner
Außenseite Eintritts- und Austrittsanschlüsse 3, 4 trägt und von. diesen Anschlüssen
aus in das Innere der Pumpe führende Kanäle 5 bzw. 6 aufweist.
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Das Pumpengehäuse 1, die Eintritts- und Austrittsanschlüsse 3, 4 und
die seitlichen. Ahschlußpla.tten 7 (vgl. Fig. 2) des Pumpengehäuses sind vorzugsweise
nach dem Spritz- oder Schalengußverfahren, hergestellt, damit sie bei einen Minimum
an Bearbeitung zusammengebaut werden können.. Dabei kann das Pumpengehäuse 1 zur
leichteren Gußherstellung noch aus zwei halbkreisförmig gebogenen Hälften bestehen,
die
nachträglich, mittels Schraubenbalzen, oder auf andere Weise miteinander-befestigt
werd-en,. Es ist jedoch auch möglich, die vorgenannten Teile aus einem plastischen
Werkstoff zu formen oder aus bereits, fertigen; Rohren oder Blechplatten od. dgl.
herzustellen. Gawünschtenfalls. kann der Pumpenkörper auch aus Glas oder einem anderen
durchsichtigem, Material bestehen, damit das durch die Pumpe strömende Mittel- während
seines Durchströmens durch die Pumpe beobachtet werden kann,.
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Die seitlichen. Abschlußplatten 7 sind mit Lagern 8 versehen, die
koaxial zum zylindrischem Innenraum des Pumpengehäuses 1 liegen und zur Lagerung
der Achse 9 seines im Innenraum drehbar gelagerten Rollkörpers 10 dienen.
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Der innerhalb des Pumpengehäuses. 1 vom Eintrittsanschluß 3 zum Austrittsanschluß
4 führende Strömungsweg, der zumindest teilweise durch einen elastisch, nachgiebigem,
Werkstoff begrenzt wird, kann auf verschiedene Art und Weise gebildet werden und
z. B. ein, Rohr aus Gummi oder ähnlichem Material mit flachrechteckigem oder ähnlichem
Querschnitt aufweisen, daß sich innerhalb einer ringförmigen Ausnehmung 13 im Inneren,
des Pumpengehäuses 1 befindet und dessen eines Ende mit dem Eintrittsanschluß 3
bzw. dem Eintrittskanal 5 und dessen anderes Ende entsprechend mit dem Austrittsanschluß
4 bz,w. dem Austrittskanal 6 dicht verbunden. ist. Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiel wird der Strömungsweg mit Hilfe einer Auskleidung 11 erzeugt,
die aus Plattengummi oder einem ähnlichen elastisch nachgiebigen Material hergestellt
und im Innenraum des Pumpengehäuses 1 konzentrisch angeordnet ist, wobei. sie entlang
ihren Rändern mittels Spannringen 12 nach außen dicht an das Gehäuse gepreßt und
dadurch festgehalten; wird. Wie aus Fig.2 hervorgeht, erstreckt sich dabei der zwischen
den beiden Rändern befindliche Hauptteil der Auskleidung 11 über die ringförmige
Ausnehmung 13, wodurch innerhalb des Gehäuses 1 ein ringförmiger Strömungsweg für
das zu fördernde Strömungsmedium gebildet wird, wobei die Auskleidung 11 eine elastisch
nachgiebige Wand darstellt. Die ringförmige Ausnehmung 13 ist mit dem-Eintrittsanschluß
3 und dem Austrittsanschluß 4 über die gemannten, Kanäle 5, 6 verbunden, deren Querschnitt
so geformt ist, daß von dem Querschnitt der Ausnehmung 13 nach den runden Querschnitten
der Anschlußstücke 3, 4 hin ein strömungsgerechter Übergang gebildet wird.
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Wie aus Fig. 2 weiterhin hervorgeht, haben die Spannringe 12 im Querschnitt
eine nach außen abgeschrägte Form und zwängen, somit die äußeren Randteile der Auskleidung
11- derart in entsprechend geformte Ringnuten 14 innerhalb des Pumpengehäuses 1,
daß die Auskleidung 11 "dort an dem Gehäuse 1 einwandfrei abdichtend gehalten:
ist.
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Bei dem gezeigten; Ausführungsbeispiel weist der Innenraum. des Gehäuses
-1 eine ringförmige Ausnehmung 13 auf. Statt dessen, könnte der Innenraum jedoch
auch eine genau zylindrische Form haben; in diesem Falle müßte die Auskleidung 11
entlang ihren beiden Rändern verstärkt sein, damit sie an ihrer Außenseite gegenüber
der zylindrischem. Innenwand des. Gehäuses 1 eine entsprechend als Strömungsweg
dienende ringförmige Ausnehmung bilden. kann. Die Auskleidung könnte zu diesem Zweck
entweder aus einem entsprechenden Gummi-Formkörper oder aus einem aus mehreren Schichten
zusammengesetzten Körper bestehen. Wird eine, denn gezeigtem Ausführungsbeispiel
entsprechende Auskleidung verwendet, so, wird diese an der zwischen dem Eintritts-
und. Austrittskanal- 5, 6 -befindlichen Stelle mittels einer Spann, platte 15 am
Pumpengehäuse 1 bzw. an dessen. Ansatz 2 festgespannt und damit der zwischen der
Auskleidung 11 und der Innenwand des Pumpengehäuses 1 gebildete Ringkanal bzw. Strömungsweg
11, 13 zumindest während des normalen Betriebes der Pumpe an dieser Stelle unterbrochen.
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Der 'von innen gegen, die Auskleidung gerichtete Anpreßdruck wird
in bei Drehkolbenpumpen be, kannte, Weise durch den Rollkörper 10 bewirkt, der aus
zwei gemeinsam diametral gegenüberliegendem, am; einem Tragrahmen 17 gelagerten
Rollen besteht, wobei der Tragrahmen 17 seinerseits mittels der vorgenannten, Achse
9 in den Lagern 8 der genannten seitlichen, Abschlußplatten 7 drehbar gelagert ist.
Dabei werden zum Ausgleich der am Rollkörper auftretenden Kräfte und zur Unterstützung
der nachstehend noch erläuterten, erfindungsgemäßen Vermeidung vom Schwingungen
dies Strömungsmittels zwei, drei oder mehr am Umfang des Tragrahmens 17 gleichmäßig
verteilte Rallen 16 gegenüber einer einzigen solcher Rolle bevorzugt.
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Zur Vermeidung einer für die Pumpenwirkung und oftmals auch für das
geförderte Strömungsmittel nachteiligen Wärmeübertragung von den während des Betriebes
mehr oder weniger erhitzten Lagern 8 aus kann es auch zweckmäßig sein, diese Lager
8 an der Außenseite des Pumpengehäuses 1 anzuordnen.
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Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, ist jede Rolle 16 zweckmäßig
z. B. mittels Schraubenfedern19, die gegen die radial verschiebbar im Tragrahmen
17 geführten: und die Rollenachse 21 aufnehmenden Lager 20 von innen. her anliegen,
nachgiebig gegen einen äußeren, Anschlag 18 des Tragrahmens 17 vorgespannt, wobei
der äußere Anschlag z. B. aus Gummi bestehen kann. Auf diese Weise kann jede Rolle
nachgiebig radial nach innen ausweichen, wenn der auf sie einwirkende Gegendruck
einen bestimmten. Wert übersteigt, der sonst leicht Schäden an der Auskleidung 11
z. B. infolge zu hohen: Flüssigkeitsdruckes oder durch das Vorhandensein eines festen
Fremdkörpers im Strömungsweg hervorrufen könnte. Diese Lagerung der Rollen
16 erlaubt auch den Ausgleich von Her-, stellungsungenau:igkeiten hinsichtlich
der Lagerung des Tragrahmens 17 koaxial zum zylindrischen Innenraum des Pumpengehäuses
1. Selbstverständlich müssen die Schraubenfedern 19 oder andere Mittel zur Vorspannung
der Rollen, 16 eine ausreichende Spann, kraft aufweisen, damit die Rollen 16 noch
mit genügender Kraft unter Überwindung des Widerstandes der elastischen Auskleidung
11 und des Spurbandes 22 und schließlich auch des Druckes des. Strömungsmittels
radial nach der Innenwand des Pumpengehäuses 1 hin gepreßt werden: können.
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Erfindungsgemäß weist das innerhalb der Auskleidung 11 anliegende
Spurhand 22 radial zur Pumpenochse 9 eine unterschiedliche Stärke auf, wodurch bei
seinem Zusammenwirken mit den Rollen 16 und der Auskleidung 11 die letztere um ein,
vorbestimmtes Maß zwischen dem Spurband 22 und der Innenwand des Gehäuses 1 zusammengepreßt
wird.
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Um in der Pumpe Schwingungen des geförderten Strömungsmittels. auf
ein Minimum herabzusetzen, ist das Spurband 22 in Drehrichtung der Rollen 16 b.zw.
des Rollkörpers 17 mit einer derartigen Stärke ausgeführt, daß diese nahe oder unmittelbar
an der Stelle des Eintrittskanals 5 von der Stärke Null oder zumindest einer in
bezug auf die Auskleidung 11 unwirksam bleibenden geringen Stärke allmählich bis
zu
einer den Arheitsdruck an der Auskleidung 11 bewirkenden gleichmäßigen-
Stärke anwächst (vgl. das in Fig. 1 sichtbare Ende 22a des Sparbandes 22). Diese
gleichbleibende. und bei dem Zusammenwirken. mit den Rollen 16 den. Arbeitsdruck
bewirkende Stärke des Sparbandes 22 bleibt bis kurz vor dem Berginn dies Austrittskanals
6 gleich, wonach sie an dem dortigen Ende 22v des Spurhandets 22 rasch auf Null
oder einen in bezug auf die Auskleidung 11 unwirksam bleibenden geringfügigen Wert
abnimmt.
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Wie aus Fig. 1 weiterhin hervorgeht, ist die Stärke, des Sparbandes
22 entlang dem wesentlichen Teil seiner Länge so bemessen, daß an der Stelle des
Zusammenwirkens derRolle 16"mit dem Spurband22 und mit der Auskleidung 11 der Strömungsweg
11, 13 vollkommen oder mindestens zum allergrößten. Teil unterbrochen wird; das
Sparband 22 erstreckt sich in dieser Stärke ringförmig entlang der Innenseite der
Auskleidung 11 über einen. Bereich von: mindestens 180° um die Pumpenachse herum,
so, d.aß bei dem Zusammenwirken des Sparbandes 22 mit den beiden Rollen 16 des Rollkörpers
17 stets mindestens. eine der beiden. Rollen. 16 mit dem Sparband 22 und
der Auskleidung 11 im. Sinne eines Abschlusses des Strömungsweges 11, 13 zusammenwirkt.
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Beim Arbeiten, der Pumpe wird durch diel erfindungsgemäße Formgebung
des Sparbandes 22 im Anschluß an den Eintrittskanal 5 erst eine allmählich zunehmende
Anpressung der Auskleidung 11 gegen die Innenwand des Pumpengehäuses 1 bewirkt und
an dieser Stelle ein plötzliches Abschließen des Strömungsweges 13 verhindert, was
sonst das geförderte Strömungsmittel innerhalb, der Pumpe zu Schwingungen. entlang
dem Strömungsweg 13 veranlassen würde.
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Das Sparband 22 dient auch zum Schutz der Auskloidung 11 gegenüber
einer Abnutzung durch die Rollen 16 und kann mit der Auskleidung aus einem Stück
bestehen oder - wie dargestellt - als besonderer Gummikörper ausgebildet sein, der
mit der Auskleidung verbunden ist. Dabei hat der Gummi des Sparbandes 22 eine verhältnismäßig
große Härte und eine dementsprechend nur geringe Elastizität gegen. über der wesentlich
größeren Elastizität und der allgemein, weicheren. Struktur des für die Auskleidung
11 verwendeten: Gummis. Zur Verringerung und möglichst vollständigen Vermeidung
eines Scheueres, der Auskleidung 11 an der ringförmiger, Ausnehmung 13 des Pumpengehäuses
1 und an dem Sparband 22 sind die Seitenkanten des Spurban.des 22 an der Stelle
22c (vgl. Fig.2) abgerundet oder abgeschrägt und die seitlichen Randflächen: der
ringförmigen. Ausnehmung 13 dieser Formgebung angepaßt.
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In einer anderen, Ausgestaltung der Erfindung (nicht dargestellt)
kann das Sparband 22 auch mit einem elastisch nachgiebigen; Band aus Stahl oder
einem anderen, geeigneten, Werkstoff verbunden. sein, das seinerseits gegen[ die
Auskleidung 11 anliegt. Dieses Band ist vorzugsweise lediglich mit seinem einem.
Ende an der Spannplatte 15 befestigt oder unter Zuhilfenahme der letzteren innerhalb
der Pumpe eingespannt, wogegen sich das andere Ende nahe oder unmittelbar an der
Stelle des Überganges von der Ausnehmung 13 in. den Austrittskanal 6 lediglich lose
an der Auskleidung 11 anliegend befindet. Damit kann dieses Band den elastischen
Verformungen der Auskleidung 11 und des Spurba.ndes 22 frei folgen,; das Sparband
kann gewünschtenfalls statt aus Gummi auch aus Leder oder einem anderen festeren,
elastischen Stoff bestehen.. Ein so: angeordnetes Sparband 22 läßt sich gemeinsam
mit dem vorgenannten anderen. Band - etwa zum Zweck einer Auswechslung - leicht
aus dem Pumpengehäuse 1 herausnehmen. Das Spurband 22 kann aber auch in Verbindung
mit einem elastisch verformbaren Rohr oder Schlauch aus Gummi od.. dgl. angewendet
werden, der an Stelle der Auskleidung 11 in Verbindung mit den weiteren genannten,
Teilen und in. der vorbeschrieben,en Weise den, Strömungsweg durch die Pumpe bildet.
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Die Pumpe enthält zweckmäßig nach eine den Eintritts- und Austrittsansch.luß
3, 4 unmittelbar verbin.-dende Umgehungsleitung zur Vermeidung eines zu hohen Druckes
am Austrittsansch.luß. Diese Umgehungsleitung kann in an sich bekannter Weise mittels
einer nachgiebigen Einspannung der Auskleidung 11 durch die Spannplatte 15 bewirkt
werden, welche in diesem Falle zweckmäßig nachgiebig federnd gegen die Auskleidung
11 anliegt. Die Umgehungsleitung kann aber auch in irgendeiner anderen Weise angeordnet
sein, z. B. mit Hilfe einer den Eintrittskanal 5 mit dem Austrittskanal 6 verbindenden,
Leitung 23 innerhalb des Ansatzes 2, in welcher sich ein Rückschlagventi124 befindet.
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Aus der Zeichnung ist schließlich ersichtlich, daß das Pumpengehäuse
1 auf einer schlittenartigen Grundplatte 25 mittels das Pumpengehäuse 1 umfassender
Bänder 26 gehalten ist, wobei jedes Band 26 mit einer Spannschraube; 27 versehen
ist, damit es fest um das Pumpengehäuse l gespannt werden kann. Durch eine derartige
Halterung der Pumpe kann diese gegenüber der Grundplatte 25 um ihre Achse verdreht
werden, damit man so die Lage der Eintritts- und Austrittsansehlüsse 3, 4 bei der
Aufstellung der Pumpe an vorhandene Leistungsanschlüsse oder im Falle der Änderung
der Leitungsanschlüsse an die neue Lage dieser Anschlüsse anpassen kann..