DE102004053521A1 - Flügel für eine Rotorpumpe - Google Patents

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    • F04C2220/00—Application
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flügel für eine Rotorpumpe mit einem Pumpengehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel verschieblich im Rotor gelagert ist und an einer Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegt und einen Saugraum und einen Druckraum definiert, wobei der Flügel eine konstante Länge aufweist, wobei die Innenumfangsfläche aus Metall besteht und der Flügel Flügelspitzen aufweist, deren Härte größer ist als die der Innenumfangsfläche.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flügel für eine Rotorpumpe mit einem Pumpengehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel verschieblich im Rotor gelagert ist und mit seinen Flügelspitzen an einer Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegt und einen Saugraum und einen Druckraum definiert, wobei der Flügel eine Konstante Länge aufweist.
  • Aus der EP-A-1 471 255 ist eine Rotorpumpe bekannt, welche ein Pumpengehäuse aufweist, in welchem ein Rotor angeordnet ist. Dieser Rotor lagert einen Flügel, welcher an der Innenumfangsseite des Gehäuses anliegt. Der Rotor ist zweiteilig aufgebaut, sodass er unterschiedliche Längen annehmen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass der Rotor stets an der Innenumfangsfläche anliegt und den Pumpenraum in einen Druckraum und in einen Saugraum aufteilt. Außerdem sind die Flügelspitzen mit Einlagen versehen, welche aus einem harten Material bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Materialpaarung von Innenumfangswand und Flügel unzureichend ist, so dass es zu einem hohen Verschleiß kommt.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flügel und/oder eine Rotorpumpe bereitzustellen, bei welchem bzw. bei welcher der Verschleiß minimal ist.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Flügel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Innenumfangsfläche des Pumpenraums aus Metall besteht und der Flügel Flügelspitzen aufweist, deren Härte größer ist als die der Innenumfangsfläche.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Gehäuse der Rotorpumpe aus Aluminium hergestellt, was den Vorteil hat, dass das Gehäuse hohe Kräfte aufnehmen kann, einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist und dennoch einfach bearbeitbar ist. Der Flügel besteht vorzugsweise aus Kunststoff und besitzt Flügelspitzen, die härter sind, als die Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses. Dabei bestehen die Flügelspitzen aus Metall, zum Beispiel Titan oder einer Titanlegierung, einem Sinterwerkstoff oder Keramik.
  • Mit Vorzug werden diese Flügelspitzen von einem Einsatz gebildet, der in die Flügelspitzen eingesetzt ist. Hierfür ist in der Flügelspitze eine Ausnehmung vorgesehen, die den Einsatz lose aufnimmt, diesen aber in zumindest einer Querrichtung zur Längsachse fixiert.
  • Bei einer Variante ist vorgesehen, dass der Einsatz eingeklebt, eingespritzt oder eingegossen ist. Durch die Wahl des Einsatzes kann eine geeignete Materialpaarung bezüglich des Materials des Rotorgehäuses gewählt werden, ohne dass hierfür unterschiedliche Flügel vorgehalten werden müssen. Der Einsatz hat zudem den Vorteil, dass im Wartungs- und/oder Reparaturfall lediglich der Einsatz und nicht der gesamte Flügel ausgetauscht werden muss.
  • Optimale Andruckkräfte des Flügels an die Innenumfangswand werden dadurch erzielt, dass der Flügel im Bereich seiner Flügelspitze auf der Druckseite abgeflacht ist, wobei die Abflachung unter einem Winkel zur Längsachse des Flügels steht.
  • Mit Vorzug ist die Innenumfangsfläche des Pumpenraums eine Kreiszylinderfläche. Der Flügel vollzieht dann innerhalb des Schlitzes des Rotors eine sinusförmige Hin- und Herbewegung.
  • Die Kräfteverteilung bzw. die Lastwechsel an der Spitze des Flügels sind dann kontinuierlich und nicht abrupt.
  • Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass parallel zur Flügelspitze Ausnehmungen oder Durchbrüche vorgesehen sind und der Flügel aufgrund der Ausnehmungen oder durch Durchbrüche in dessen Längsrichtung geringfügig elastischer ist. Hierdurch kann der Flügel einem sich wärmebedingt dehnenden Druckraum anpassen, sodass die Dichtigkeit sowohl bei kalten als auch bei warmen Rotorpumpen nach wie vor gewährleistet ist.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Rotorpumpe, welche mit einem Flügel mit einem oder mehreren der oben genannten Merkmale ausgestattet ist.
    •
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung sowie in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines erster. Ausführungsbeispiels eines Flügels mit einsetzten bzw. entnommenen Einsätzen; und
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Flügels mit einsetzten bzw. entnommenen Einsätzen.
  • Die Zeichnung zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Flügel, wie er zum Beispiel in Rotorpumpen eingesetzt wird. Dieser Flügel trennt den Pumpenraum in einen Druckraum und einen Saugraum. Dabei streift der Flügel mit seinen Flügelspitzen 12 an der Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses, welches kreiszylindrisch ausgebildet ist. Der Flügel 10 besitzt eine konstante Länge, die auf den Innendurchmesser des Rotorgehäuses bzw. Pumpenraumes abgestimmt ist. Die Anlagefläche an der Flügelspitze 12 wird von Einsätzen 14 gebildet, die in nutenförmigen Aufnahmen 16 gehalten werden. Dabei können die Einsätze 14 lose eingelegt sein, sodass sie sich lediglich in Richtung der Längsachse des Flügels 10 bewegen können. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Einsätze 14 in die Aufnahmen 16 eingeklebt, eingespritzt oder eingegossen sind.
  • Die Einsätze 14 bestehen aus einem Material, welches eine größere Härte aufweist, als die Innenumfangsfläche des Rotorgehäuses. Sowohl zur Gewichtsreduzierung als auch zur Herstellung konstanter Wanddicken und ggfs. um den Flügel 10 in Längsrichtung geringfügig elastisch zu machen, weist dieser beim ersten Ausführungsbeispiel dreieckförmige Durchbrüche 18 auf, die den Flügel 10 in Querrichtung durchsetzen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 weisen die Durchbrüche 18 einen im Querschnitt länglichen Durchbruch auf.
  • Außerdem ist erkennbar, dass die Flügelspitzen 12 eine abgeflachte Seite 20 und eine abgerundete Seite 22 aufweisen. Die abgeflachte Seite 20 befindet sich auf der Druckseite was bedeutet, dass der in der 1 dargestellte Flügel 10 in Richtung des Uhrzeigersinns dreht.

Claims (10)

  1. Flügel (10) für eine Rotorpumpe mit einem Pumpengehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel (10) verschieblich im Rotor gelagert ist und mit seinen Flügelspitzen (12) an einer Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegt und dabei einen Saugraum und einen Druckraum definiert, wobei der Flügel (10) eine konstante Länge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche aus Metall besteht und der Flügel (10) Flügelspitzen (12) aufweist, deren Härte größer ist als die der Innenumfangsfläche.
  2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelspitze (12) aus Metall, Sinterwerkstoff oder Keramik besteht.
  3. Flügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelspitze (12) von einem Einsatz (14) gebildet wird.
  4. Flügel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) in einer Ausnehmung (16) im Flügel (10) gehalten ist.
  5. Flügel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) lose aber in zumindest einer Querrichtung zur Längsachse unverschieblich im Flügel (10) gelagert ist.
  6. Flügel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (14) eingeklebt, eingespritzt oder eingegossen ist.
  7. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er im Bereich seiner Flügelspitze (12) auf der Druckseite abgeflacht ist, wobei die Abflachung unter einem Winkel zur Längsachse des Flügels (10) steht.
  8. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenumfangsfläche eine Kreiszylinderfläche ist.
  9. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Flügelspitze (12) Ausnehmungen oder Durchbrüche (18) vorgesehen sind, und der Flügel (10) aufgrund dieser Ausnehmungen oder Durchbrüche (18) in dessen Längsrichtung elastisch ist.
  10. Rotorpumpe mit einem Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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