DE112017008103T5 - Drehschieberpumpe mit variabler Fördermenge - Google Patents

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Emanuele Pellegrini
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Abstract

Drehschieberpumpe mit variabler Fördermenge, wobei die Drehschieberpumpe eine Gehäuseanordnung (4) aufweist, die eine Gehäusekammer (6) umschließt, in der ein verschiebbarer exzentrischer Ring (8) angeordnet ist, der ein Innenrotorelement (12) aufnimmt, das relativ zu dem exzentrischen Ring (8) drehbar ist und in der Gehäuseanordnung (4) getragen wird, um von Antriebseinrichtungen über eine Drehachse (14) angetrieben zu werden, wobei das Innenrotorelement (12) Spalte (16) aufweist, in denen Schieberelemente (18) verschiebbar getragen werden, wobei ein Abdeckelement (40) zum Verschließen der Gehäusekammer (6) vorgesehen ist und wobei die Gehäuseanordnung (4) eine darin ausgebildete Einlassöffnung (28) und eine Auslassöffnung (30) aufweist, wobei dass in der Gehäusekammer (6), zwischen dem exzentrische Ring (8) und dem Innenrotorelement (12), ein Außenrotorelement (22) vorgesehen ist, das an dessen Innenseite (24) mit den Schieberelementen (18) zusammengreift, so dass die Pumpenkammern (26) umschlossen sind, wobei das Außenrotorelement (22) über eine Kupplungsanordnung (32) mit dem Innenrotorelement (22) drehstarr gekuppelt ist, während es jedoch in eine radiale Richtung verschiebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drehschieberpumpe mit variabler Fördermenge, wobei die Drehschieberpumpe eine Gehäuseanordnung aufweist, die eine Gehäusekammer umschließt, in der ein verschiebbarer exzentrischer Ring angeordnet ist, der ein Innenrotorelement aufnimmt, das relativ zu dem exzentrischen Ring drehbar ist und in der Gehäuseanordnung getragen wird, um von Antriebseinrichtungen über eine Drehachse angetrieben zu werden, wobei das Innenrotorelement Spalte aufweist, in denen Schieberelemente verschiebbar getragen werden, wobei ein Abdeckelement zum Verschließen der Gehäusekammer vorgesehen ist und wobei die Gehäuseanordnung eine darin ausgebildete Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist.
  • Eine derartige Drehschieberpumpe ist beispielsweise bekannt aus der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP 2007-309249 A . Solche Pumpen, die auch als Flügelzellenpumpen bezeichnet werden, dienen beispielsweise zum Fördern von Schmiermittel für eine Verbrennungsmaschine. Dabei, gemäß dem Stand der Technik, liegen die Enden der Schieberelemente, die in dem Innenrotorelement getragen werden, auf den Innenseite des exzentrischen Rings an und umschließen auf diese Weise eine Vielzahl von Pumpenkammern. Über eine Einlassöffnung wird Schmiermittel eingesaugt, in den Pumpenkammern kondensiert und anschließend über eine Auslassöffnung den jeweiligen Verbrauchern zugeführt. Je höher die Exzentrizität des exzentrischen Rings relativ zu dem Innenrotorelement, desto größer die von dem Innenrotorelement relativ zu dem exzentrischen Ring bewirkte Kondensation. Ein Nachteil dieser bekannten Drehschieberpumpe liegt darin, dass aufgrund der relativen Bewegung des Innenrotorelements relativ zu dem exzentrischen Ring die Innenfläche des exzentrischen Rings und jeweils die Enden der Schieberelemente erheblichen Kräften und Verschließ ausgesetzt sind, was zu einem Ermüdungsbruch von Pumpenteilen führen kann. Ferner kann dies zur Folge haben, dass die Kammern relativ zueinander nicht mehr vollständig abgedichtet sind und dadurch keine optimale Kondensation mehr möglich ist.
  • Daher ist eine Aufgabe der Erfindung eine Drehschieberpumpe bereitzustellen, bei welcher der obige Nachteil auf einfache und kostengünstige Weise vermieden wird.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Gehäusekammer, zwischen dem exzentrischen Ring und dem Innenrotorelement, ein Außenrotorelement vorgesehen ist, das an dessen Innenseite mit den Schieberelementen zusammengreift, so dass die Pumpenkammern umschlossen sind, wobei das Außenrotorelement über eine Kupplungsanordnung mit dem Innenrotorelement drehstarr gekuppelt ist, während es jedoch in eine radiale Richtung verschiebbar ist. Da zwischen dem Innenrotorelement und dem Außenrotorelement keine relative Bewegung mehr stattfindet, ist das Schieberelement keinen Kräften und keinem Verschleiß ausgesetzt, so dass die gegenseitige Abdichtung der Pumpenkammern während der gesamten Betriebslebensdauer der Drehschieberpumpe garantiert ist.
  • Das Außenrotorelement ist in einer besonders vorteilhaften Weise kelchförmig, wobei ein Unterteil dem Abdeckungselement zugewandt ist und eine Kupplungselementaussparung aufweist, in der ein Kupplungselement angeordnet ist, das eine Innenrotorelementaussparung aufweist, die mit einer Innenrotornabe zusammengreift. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kupplungselementaussparung kreuzförmig ist (andere Ausgestaltungen sind zulässig) und die Innenrotorelementaussparung rechteckförmig ist, wobei die Innenrotornabe als eine Passfeder ausgestaltet ist. In diesem Fall ist die Kupplungsanordnung analog zu dem Prinzip einer an sich bekannten Oldham-Kupplung ausgestaltet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Innenrotornabe einstückig mit dem Innenrotorelement verbunden sein.
  • Die Verbindung wird nachfolgend ausführlich mit Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, wobei
    • 1 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Drehschieberpumpe in ihrem geöffneten Zustand ist, und
    • 2 eine explodierte Ansicht der Drehschieberpumpe aus 1 ist.
  • In 1 ist eine Drehschieberpumpe 2 gemäß der Erfindung in Draufsicht in schematischer Darstellung gezeigt. Die Drehschieberpumpe 2 weist in einer bekannten Weise eine Gehäuseanordnung 4 auf, die eine Gehäusekammer 6 umschließt. In dieser Gehäusekammer 6 ist ein hydraulisch verschiebbarer exzentrischer Ring 8 angeordnet, der in bekannter Weise von einer Feder 10 einer Vorspannung ausgesetzt gehalten wird. In der vorliegenden Ansicht wurde der exzentrische Ring 8 in dessen maximal möglichen Exzentrizität relativ zu einer Mitte 11 eines Innenrotorelements 12 gedrückt. Mittels der strichpunktierten Linie wird schematisch eine Drehachse 14 des Innenrotorelements 12 markiert, über die das Innenrotorelement 12 mittels einer Antriebseinrichtung, die nicht speziell dargestellt ist, in bekannter Weise angetrieben wird. Diese Antriebseinrichtung kann sowohl ein Elektromotor als auch beispielsweise ein Zahnrad sein, wobei im letzteren Fall das Zahnrad wiederum an eine Kurbelwelle gekuppelt ist. Hierbei wird die Drehachse 14 in der Gehäuseanordnung 4 in einer nicht verschiebbaren Weise getragen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Innenrotorelements 12 acht verschiebbar angeordnete Schieberelemente 18 in acht sich radial erstreckenden Spalten 16 vorgesehen, wobei die Schieberelemente 18 mittels eines Federrings (nicht abgebildet) in die Richtung eines Außenrotorelements 22 vorgespannt sind und mit einer Innenseite 24 des Außenrotorelements 22 derart zusammengreifen, dass Pumpenkammern 26 zwischen jeweils zwei Schieberelemente 18 ausgebildet sind. Ferner sind in der Gehäuseanordnung 4 eine Einlassöffnung 28 und eine Auslassöffnung 30 für Schmiermittel in bekannter Weise vorgesehen. Mittels einer Kupplungsanordnung 32, wie in 2 gezeigt, ist das Außenrotorelement 22 mit dem Innenrotorelement 12 drehstarr gekuppelt, so dass zwischen den Schieberelementen 18 und der Innenseite 24 des Außenrotorelements 22 keine relative Bewegung mehr stattfinden kann. In 2 ist die Drehschieberpumpe 2 aus 1 in einer perspektivischen explodierten Ansicht gezeigt. Hierbei ist mit dem Bezugszeichen 34 ein Basisabschnitt der Gehäuseanordnung 4 gekennzeichnet, in dem eine Tragestelle 36 für die Drehachse 14 sowie die Einlassöffnung 28 und die Auslassöffnung 30 angeordnet sind. Zudem sind die Gehäusekammer 6 und Bohrungen 38 zur Verbindung mit einem Abdeckelement 40 gezeigt.
  • Das Innenrotorelement 12 wird an der Tragstelle 36 mittels der Drehachse 14 in einer nicht drehbaren Weise getragen. Innerhalb des Innenrotorelements 12 ist der Federring (nicht abgebildet) angeordnet. Ferner weist das Innenrotorelement auf der dem Basisabschnitt 34 abgewandten Seite eine Innenrotornabe 42 auf, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Passfeder realisiert ist und einstückig mit dem Innenrotorelement 12 verbunden ist. Eine Innenrotornabe 42 ist ein Teil der Kupplungsanordnung 32, die bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung von 1 genannt wurde. Bezugszeichen 8 kennzeichnet, wie bereits in Verbindung mit 1 beschrieben, den exzentrischen Ring, der in bekannter Weise in den Basisabschnitt 34 der Gehäuseanordnung 4 eingesetzt ist. Zwischen dem exzentrischen Ring 8 und dem Innenrotorelement 12 ist das Außenrotorelement 22 platziert, das auf seiner Innenseite 24 mit den Schieberelementen 18 des Innenrotorelements 12 zusammengreift. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Außenrotorelement 22 kelchförmig und weist einen Unterabschnitt 44 auf, der dem Abdeckelement 40 zugewandt ist und eine kreuzförmige Kupplungselementaussparung 46 aufweist, die, zusammen mit einem Kupplungselement 48 und der Innenrotornabe 42, einen Teil der Kupplungsanordnung 32 bildet. Das Kupplungselement 48, das seinerseits eine rechteckige Innenrotorelementaussparung 50 aufweist, ist in die kreuzförmige Kopplungselementaussparung 46 einsetzbar, wobei die Innenrotorelementaussparung 50 mit der Innenrotornabe 42 zur Drehkraftübertagung zusammengreift. In dieser Anordnung ist die kreuzförmige Aussparung 46 des Außenrotorelements 22 größer dimensioniert, so dass sich gegenseitig schneidende Beine 52, 54 des Kupplungselements 48 innerhalb der Aussparung 46 gemäß dem Prinzip einer Oldham-Kupplung verschoben werden können. Daher ist es möglich, die Exzentrizität - dargestellt in 1 - des Außenrotorelements 22 relativ zu dem Innenrotorelement 12 zu realisieren. Die Drehschieberpumpe ist beispielsweise mit Hilfe von Schrauben abgriegelt, die in die Bohrungen 38 des Basisabschnitts 34 über Durchgangsbohrungen 56 des Abdeckungselements 40 eingreifen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2007309249 A [0002]

Claims (4)

  1. Drehschieberpumpe mit variabler Fördermenge, wobei die Drehschieberpumpe eine Gehäuseanordnung (4) aufweist, die eine Gehäusekammer (6) umschließt, in der ein verschiebbarer exzentrischer Ring (8) angeordnet ist, der ein Innenrotorelement (12) aufnimmt, das relativ zu dem exzentrischen Ring (8) drehbar ist und in der Gehäuseanordnung (4) getragen wird, um von Antriebseinrichtungen über eine Drehachse (14) angetrieben zu werden, wobei das Innenrotorelement (12) Spalte (16) aufweist, in denen Schieberelemente (18) verschiebbar getragen werden, wobei ein Abdeckelement (40) zum Verschließen der Gehäusekammer (6) vorgesehen ist und wobei die Gehäuseanordnung (4) eine darin ausgebildete Einlassöffnung (28) und eine Auslassöffnung (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gehäusekammer (6), zwischen dem exzentrische Ring (8) und dem Innenrotorelement (12), ein Außenrotorelement (22) vorgesehen ist, das an dessen Innenseite (24) mit den Schieberelementen (18) zusammengreift, so dass die Pumpenkammern (26) umschlossen sind, wobei das Außenrotorelement (22) über eine Kupplungsanordnung (32) mit dem Innenrotorelement (22) drehstarr gekuppelt ist, während es jedoch in eine radiale Richtung verschiebbar ist.
  2. Drehschieberpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrotorelement (22) kelchförmig ist, wobei ein Unterteil (44) dem Abdeckungselement (40) zugewandt ist und eine Kupplungselementaussparung (46) aufweist, in der ein Kupplungselement (48) angeordnet ist, dass eine Innenrotorelementaussparung (50) aufweist, die mit einer Innenrotornabe (42) zusammengreift.
  3. Drehschieberpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungselementaussparung (46) kreuzförmig ist und die Innenrotorelementaussparung (50) rechteckförmig ist, wobei die Innenrotornabe (42) als eine Passfeder ausgestaltet ist.
  4. Drehschieberpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenrotornabe (42) einstückig mit dem Innenrotorelement (12) verbunden ist.
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