DE102012003066B3

DE102012003066B3 - Verfahren und vorrichtung zum fixieren und synchronisieren von drehkolben in einer drehkolbenpumpe

Info

Publication number: DE102012003066B3
Application number: DE102012003066A
Authority: DE
Inventors: Hisham Kamal; Reinhard Denk; Josef Straßl; Stefan Weigl; Roger Willis; Stefan Kern; Johann Kreidl; Marcel Verhoeven; Franz Kneidl; Mikael Tekneyan; Matthias Gradl; Erwin Weber; Robert Kurz; Bernhard Murrenhoff; Thomas Böhme; Gunther Herr
Original assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Current assignee: Netzsch Pumpen and Systeme GmbH
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2032-02-18
Also published as: WO2013120488A2; TWI611105B; EP2815128B1; KR20140125378A; BR112014019542A2; CN104114866B; JP2015508855A; US9611850B2; TW201400705A; BR112014019542A8; JP6034409B2; CN104114866A; US20140345451A1; EP2815128A2; BR112014019542B1; WO2013120488A3

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fixieren und Synchronisieren von Drehkolben in einer Drehkolbenpumpe offenbart. Die Drehkolben werden in den Pumpenraum der Drehkolbenpumpe eingebracht. Anschließend wird ein Wellenstumpf, eines jeden Drehkolbens, durch eine Pumpenrückwand auf eine für den jeweiligen Drehkolben vorgesehene Antriebswelle geschoben. Die Drehkolben werden mit einer Schablone im Pumpenraum ausgerichtet und synchronisiert, wobei die Schablone an einem Pumpengehäuse lösbar fixiert wird. Die Wellenstümpfe des jeweiligen Drehkolbens werden nach dem synchronisieren, jeweils mittels einer Klemmeinrichtung kraftschlüssig mit der jeweiligen Antriebswelle, außerhalb des Pumpenraumes, verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fixieren und Synchronisieren von Drehkolben in einer Drehkolbenpumpe.
Die deutsche Patentanmeldung DE 33 12 921 A1 zeigt, einen Rootsverdichter mit zwei gegenläufig drehenden Rotoren. Weiterhin offenbart die DE 33 12 921 A1 ein für den Zusammenbau des Verdichters verwendbares Werkzeug, wobei mit dem Werkzeug eine präzise Phasenbeziehung zwischen den beiden Rotoren und den zugeordneten Zahnrädern möglich ist. Hierzu wird ein Verfahren zum Fixieren und Synchronisieren von zueinander auszurichtenden Rotoren gezeigt, wobei die Rotoren ohne Kraftschluß auf den Wellen vormontiert werden. Mittesl des Werkzeuges werden die Rotoren dann ausgerichtet und synchronisiert. Anschließend werden die Rotoren Karftschlüssig mit den jeweiligen Wellen verbunden.
Das deutsche Patent DE 197 56 838 C1 offenbart eine Drehkolbenpumpe mit mehreren auf parallelen Wellen angeordneten Drehkolben paaren. Diese Drehkolben rotieren berührungsfrei und zentrisch in kreisförmigen Gehäuseabschnitten, welche die Pumpenkammern bilden. Die Drehkolben sind über Nut-Feder-Verbindungen mit der jeweiligen zugeordneten Welle drehfest verbunden. Hierzu ist jeweils eine Passfeder vorgesehen, die einerseits in eine Wellennut und andererseits in eine Nut des Drehkolbens eingreift.
Die deutsche Patentanmeldung DE 198 06 657 A1 offenbart eine Rotorpumpe mit einem im Querschnitt ovalen Pumpengehäuse, mit einem Paar von im Gehäuse auf zwei parallelen, gegensinnig drehantreibbaren Wellen angeordneten, ineinandergreifenden Rotoren, welche jeweils zwei oder mehr Verdrängerflügel aufweisen. Die Verdrängerflügel laufen, bei der Drehung der Rotoren dichtend an der Innenseite der Wandung des Pumpengehäuses und am jeweils anderen Rotor anliegend, um. Die Rotoren sind in Längsrichtung der Wellen von diesen bei geöffnetem Pumpengehäuse abziehbar, wobei die Wellen über Drehmomentübertragungsmittel, wie ein Paar von miteinander kämmenden Zahnrädern oder einen Ketten- oder Riementrieb, miteinander gekoppelt sind. Eine der Wellen ist mit einem Antriebsmotor verbindbar. Die Rotorpumpe gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsmittel mit einer im Grundzustand eingerückten und bedarfsweise außer Eingriff bringbaren Kupplung ausgebildet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die Drehkolben einer Drehkolbenpumpe fixiere und im Pumpenraum ausgerichtet und synchronisiert werden können.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit welcher die Drehkolben in einer Drehkolbenpumpe positionier- und synchronisierbar sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Schablone gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 7 umfasst.
Es ist ein Verfahren zum Fixieren und Synchronisieren von Drehkolben in einer Drehkolbenpumpe offenbart. Die Drehkolben werden in einen Pumpenraum der Drehkolbenpumpe eingebracht. Anschließend wird ein Wellenstumpf, eines jeden Drehkolbens, durch eine Pumpenrückwand auf eine für den jeweiligen Drehkolben vorgesehene Antriebswelle geschoben. Die Drehkolben werden mit einer Schablone im Pumpenraum ausgerichtet und synchronisiert, wobei die Schablone an einem Pumpengehäuse lösbar fixiert wird. Die Wellenstümpfe des jeweiligen Drehkolbens werden nach dem synchronisieren, jeweils mittels einer Klemmeinrichtung kraftschlüssig mit der jeweiligen Antriebswelle, außerhalb des Pumpenraumes, verbunden. Die Schablone wird mittels Führungen an die Drehkolben angelegt. Der Abstand, der nach dem Einbau der Drehkolben für eine Auskleidung eines Pumpendeckels benötigen wird, wird durch mindestens zwei Abstandshalter an der Innenseite der Schablone und durch Vorsprünge an den Führungen simuliert. Der benötigte Abstand zwischen den Drehkolben und der Pumpenrückwand wird durch die Dichtungen eingestellt. Dies geschieht dadurch, dass die Dichtung minimal in den Pumpenraum hinein ragt.
Die Verbindungen zwischen den Wellenstümpfen und den Antriebswellen werden durch jeweils eine Dichtung gegen den Pumpenraum abgedichtet. Die Dichtungen werden, vor dem Einbringen der Drehkolben in den Pumpenraum, lösbar auf die Wellenstümpfen der Drehkolben aufgeschoben und dort fixiert.
Die Schablone wird mit mindestens zwei Ösen, die an einem Grundkörper der Schablone angeordnet sind, bei Nichtgebrauch, an dem Pumpendeckel befestigt. Bei diesen Ösen handelt es sich um dieselben Ösen, mit denen die Schablone beim Positionieren und Synchronisieren am Pumpengehäuse befestigt wird.
Weiterhin ist eine Schablone zum Positionieren und/oder Synchronisieren von Drehkolben in einer Drehkolbenpumpe offenbart. Die Schablone besteht aus einem Grundkörper, an welchen mehrere Führungen angeordnet sind. Mit der Schablone sind feste Positionen der Drehkolben einstellbar.
Es ist möglich, mit der Schablone sowohl zweiflügelige Drehkolben als auch mehrflügelige Drehkolben zu handhaben. Weiterhin sind mit der Schablone sowohl glatte als auch gewendelte Drehkolben in der Drehkolbenpumpe positionier- und/oder synchronisierbar. Dies ist möglich, weil die Führungen als schienen oder als Stifte ausgestaltet sind. In den bevorzugten Ausführungsformen werden Schienen beschrieben, die an die Drehkolben angelegt sind und diese an den Längsseiten führen. Durch diese exakte Führung ist ein Verdrehen der Drehkolben ausgeschlossen. Für die Positionierung und Synchronisierung von mehrflügeligen Drehkolben werden Stifte oder Bolzen bevorzugt. Zusätzlich können noch kleinere Führungsschienen eingesetzt werden, so dass auch bei mehrflügeligen Drehkolben eine Verdrehung beim Einsatz der Schablone nicht möglich ist.
In einer besonderen Ausführungsform ist es möglich, die Führungen in der Länge, also in die Pumpe hinein, variabel zu gestalten. Durch die Möglichkeit der Längenänderung ist es dann möglich auch Drehkolben und/oder Drehkolbenpaare zu positionieren und/oder zu synchronisieren, die in zweiter Reihe im Pumpenraum platziert sind.
Der Grundkörper der Schablone besitzt mindestens zwei Ösen, mit welchen die Schablone beim Positionieren und Synchronisieren der Drehkolben an einem Pumpengehäuse und beim Nichtgebrauch an einem Pumpendeckel fixierbar ist.
Das Erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Schablone sind besonders für die Verwendung zur Fixierung und Synchronisierung für die Drehkolben einer Drehkolbepumpe geeignet. Die Drehkolben besitzen jeweils einen Wellenstumpf der fest mit dem Drehkolben verbunden ist. Vor dem Einbau des Drehkolbens in eine Drehkolbenpumpe, wird eine Dichtung lösbar auf dem Wellenstumpft angeordnet und dort fixiert. Die Dichtung ist eine Gleitringdichtung oder eine Stopfbuchse oder eine Lippendichtung.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
1 zeigt einen erfindungsgemäß eingebauten Drehkolben mit Klemmeinrichtung.
2 zeigt die Frontansicht der Verbindung von Wellenstumpf und Antriebswelle.
3 zeigt die Positionierung und Synchronisierung der Drehkolben mit der Schablone.
4 und 5 zeigen eine erfindungsgemäße Schablone.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Schablone mit Drehkolben.
7 zeigt das Zusammenspiel der Schablone mit Drehkolben.
8 und 9 zeigen die Lage der Schablone bei nichtgebrauch an einer Drehkolbenpumpe.
1 zeigt einen erfindungsgemäß eingebauten Drehkolben 12 mit Klemmeinrichtung 22. Der Drehkolben 12 ist im Pumpenraum 14 der Drehkelbenpumpe 10 angeordnet. An der, der Pumpenrückwand 18 zugewandten Seite des Drehkolbens 12 ist ein Wellenstumpf 16 angeordnet. Dieser Wellenstumpf 16 ist mit einer Dichtung 24 versehen und ist über die Antriebswelle 20 geschoben. Weiterhin ist am äußeren Ende 17 des Wellenstumpfes 16 eine Klemmeinrichtung 22 angeordnet. Mit dieser Klemmeinrichtung 22 werden der Wellenstumpf 16 und die Antriebswelle 20 kraftschlüssig, lösbar miteinander verbunden. Durch das Anziehen der Spannschrauben 30 wird die Klemmeinrichtung 22 in eine Hülse 23 hineingepresst. Durch diese Verpressung wird die Klemmeinrichtung 22 an der Außenseite 34 gegen die Hülse 23 und an der Innenseite 36 gegen den Wellenstumpf 16 gepresst. Der Wellenstumpf 16 wird hierdurch auf die Antriebswelle 20 gepresst und mit dieser kraftschlüssig in Wirkzusammenhang gebracht.
Die Klemmeinrichtung 22 arbeitet somit mechanisch über Teile mit konischen Flächen und führt bei der Betätigung der Spannschrauben 30 zu einer Reduzierung des inneren Querschnitts der ringförmigen Ineinandergreifenden Bauteile. Die Bauteile sind in der beschriebenen Ausführungsform die Antriebswelle 20 und der Wellenstumpf 16.
2 zeigt die Frontansicht der Verbindung von Wellenstumpf 16 und Antriebswelle 20. Die Klemmeinrichtung 22 ist über den Wellenstumpf 16 des Drehkolbens (nicht dargestellt) mit der Antriebswelle 20 verbunden. Durch das Anziehen der Spannschrauben 30 wird die Aussparung 32 nahezu geschlossen, so dass der Wellenstumpf 16 kraftschlüssig, auf die Antriebswelle 20 aufgepresst wird.
3 zeigt die Positionierung und Synchronisierung der Drehkolben 12 mit der Schablone 40. Im Pumpenraum 14 sind die Drehkolben 12 zu erkennen. Die Schablone 40 ist mit den Schrauben 28 am Pumpengehäuse 11 fixiert. Durch die Führungen 42 werden die Drehkolben 12 positioniert und synchronisiert. Mit Hilfe der Abstandshalter 44 wird der Abstand eingestellt, den die Drehkolben 12 nach der Demontage der Schablone 40 zum Pumpendeckel (nicht dargestellt) benötigen.
4 und 5 zeigen eine erfindungsgemäße Schablone 40. Die Schablone 40 besteht aus einem Grundkörper 41 der eine Innenseite 46 und eine Außenseite 47 aufweist. An der Außenseite 47 sind Ösen 50 angeordnet, mit welchen die Schablone 40 beim Positionieren und Synchronisieren der Drehkolben (nicht dargestellt) am Pumpengehäuse und bei Nichtgebrauch am Pumpendeckel befestigt werden kann. An der Innenseite 46 sind Führungen 42 angeordnet, mit welchen die Drehkolben (nicht dargestellt) beim Positionieren und Synchronisieren in die Drehkolbenpumpe geführt werden. Die Führungen 42 sind im unteren Bereich in der Nähe zum Grundkörper 41 der Schablone 40 mit Vorsprüngen 48 versehen.
Weiterhin sind an der Innenseite 46 der Schablone 40 mehrere Abstandshalter 44 platziert. Mit den Abstandshaltern 44 und den Vorsprüngen 48 wird beim Positionieren und Synchronisieren der Drehkolben in der Drehkolbenpumpe ein Abstand der Schablone 40 zu den Drehkolben sichergestellt. Dieser Abstand wird benötigt zum Ausgleich der Dicke der Auskleidung des Pumpendeckels.
6 zeigt eine erfindungsgemäße Schablone 40 mit Drehkolben 12. Beim Positionieren und Synchronisieren der Drehkolben 12 in einer Drehkolbenpumpe (nicht dargestellt) werden diese von den Führungen 42 geführt und synchronisiert. Der benötigte Abstand, den die Drehkolben 12 von der Schablone 40 beim Positionieren und Synchronisieren haben müssen, wird durch die Höhe/Dicke der Abstandshalter 20 und die Vorsprünge 48 sichergestellt.
7 zeigt das Zusammenspiel der Schablone 40 mit den Drehkolben 12. Die Drehkolben 12 sind in die Schablone 40 eingebracht und werden durch die Führungen (nicht dargestellt) geführt und synchronisiert. Besonders gut ist die Position der Drehkolben 12 zueinander zu erkennen, welche eine für die gezeigte Ausführungsform gute Synchronisierung erkennen lässt. Die Lage und Ausrichtung der Drehkolben 12 in der Drehkolbenpumpe wird später, nach dem Entfernen der Schablone 40, nicht mehr verändert werden.
8 und 9 zeigt die Lage der Schablone 40 bei Nichtgebrauch an einer Drehkolbenpumpe 10. Wenn die Schablone 40 nicht zum Positionieren und Synchronisieren der Drehkolben (nicht dargestellt) benötigt wird, kann diese platzsparend und sicher an der Außenseite der Drehkolbenpumpe 10 befestigt und gelagert werden. Mittels der Ösen 50 wird die Schablone 40 am Pumpendeckel 26 der Drehkolbenpumpe 10 befestigt. Durch die Schrauben 28 wird die Schablone 40 an der Drehkolbenpumpe 10 fixiert. Durch diese Art der Aufbewahrung ist sichergestellt, dass immer die richtige Schablone 40 vorhanden ist, wenn Drehkolben in der Drehkolbenpumpe 10 positioniert und synchronisiert werden müssen.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben.
Bezugszeichenliste

10: Drehkolbenpumpe
11: Pumpengehäuse
12: Drehkolben
14: Pumpenraum
16: Wellenstumpf
17: Äußeres Ende
18: Pumpenrückwand
20: Antriebswelle
22: Klemmeinrichtung
23: Hülse
24: Dichtung
26: Pumpendeckel
28: Schraube
30: Spannschraube
32: Aussparung
34: Außenseite der Klemmeinrichtung
36: Innenseite der Klemmeinrichtung
40: Schablone
41: Grundkörper
42: Führungen
44: Abstandhalter
46: Innenseite der Schablone
47: Außenseite der Schablone
48: Vorsprünge der Führungen
50: Öse

Claims

Verfahren zum Fixieren und Synchronisieren von Drehkolben (12) in einer Drehkolbenpumpe (10) dadurch gekennzeichnet, dass • die Drehkolben (12) in einen Pumpenraum (14) der Drehkolbenpumpe (10) eingebracht werden; • ein Wellenstumpf (16), eines jeden Drehkolbens (12), durch eine Pumpenrückwand (18) und auf eine für den jeweiligen Drehkolben (12) vorgesehene Antriebswellen (20) geschoben wird; • die Drehkolben (12) mit einer Schablone (40) im Pumpenraum (14) ausgerichtet und synchronisiert werden, wobei die Schablone (40) an einem Pumpengehäuse (11) lösbar fixiert wird, • die Wellenstümpfe (16) des jeweiligen Drehkolbens (12) nach dem synchronisieren, jeweils mittels einer Klemmeinrichtung (22) kraftschlüssig mit der jeweiligen Antriebswelle (20) außerhalb des Pumpenraumes (14) verbunden werden, • die Schablone (40) mittels Führungen (42) an die Drehkolben (12) angelegt wird und • der Abstand, der nach dem Einbau der Drehkolben (12) für eine Auskleidung und für ein Pumpendeckel (26) benötigen wird, durch mindesten zwei Abstandhalter (44) an der Innenseite (46) der Schablone (40) und durch Vorsprünge (48) an den Führungen (42) simuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungen (24), vor dem Einbringen der Drehkolben (12) in den Pumpenraum (14), lösbar auf die Wellestümpfen (16) der Drehkolben (12) aufgeschoben und dort fixiert werden.
Verfahren nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der benötigte Abstand zwischen den Drehkolben (12) und der Pumpenrückwand (18) durch die Dichtungen (24) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (40) mit mindestens zwei Ösen (50), die an einem Grundkörper (41) der Schablone (40) angeordnet sind, bei Nichtgebrauch, an dem Pumpendeckel (26) befestigt wird.
Schablone (40) zum Positionieren und/oder Synchronisieren von Drehkolben (12) in einer Drehkolbenpumpe (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (40) aus einem Grundkörper (41) besteht, an welchen mehrere Führungen (42) mit Vorsprüngen (48) und mindestens zwei Abstandshalter (44) angeordnet sind, wobei die Führungen (42) Schienen und/oder Stifte und/oder Bolzen sind, wobei mit der Schablone (40) feste Positionen der Drehkolben (12) einstellbar sind und wobei mit den mindesten zwei Abstandhalter (44) an der Innenseite (46) der Schablone (40) und mit den Vorsprünge (48) an den Führungen (42) der Abstand, der nach dem Einbau der Drehkolben (12) für eine Auskleidung und für einen Pumpendeckel (26) benötigt wird, simuliert wird.
Schablone (40) nach einem der Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Schablone (40) sowohl zweiflügelige Drehkolben (12) als auch mehrflügelige Drehkolben (12) handhabbar sind.
Schablone (40) nach eine der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Schablone (40) sowohl glatte als auch gewendelte Drehkolben (12) in der Drehkolbenpumpe (10) positionierbar und/oder synchronisierbar sind.
Schablone (40) nach eine der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (41) der Schablone (40) mindestens zwei Ösen (50) besitzt, mit welchen die Schablone (40) beim Positionieren und Synchronisieren der Drehkolben (12) an einem Pumpengehäuse (11) und beim Nichtgebrauch an einem Pumpendeckel (26) fixierbar ist.