DE1628332A1

DE1628332A1 - Rotationspumpe

Info

Publication number: DE1628332A1
Application number: DE19671628332
Authority: DE
Inventors: Karl Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-25
Filing date: 1967-10-25
Publication date: 1972-04-20
Also published as: DE1628332B2; FR1602695A; CH488936A; US3544241A; GB1244757A; SE331151B

Description

WEFlN ER PREISGWEM

5000 KÖL H rtg UMAFTKT SO TE LE FOM : {02 ?-*) 235068

"25* Oktober if6? IC S FaGm 6r7/1

Möller, Rödenfcirchen /Köln* Ringstr,

Rotattöttsfumpe

Me Jrf iÄdtmg lieaiöht sicli atif eiiie Rotationspumpe» die als Vakuumpumpe, TexdiciiteE oder aucti aiir iörde- - · rung von flüssigen und gasförmigen Medien geignet ist.

Auf gäbe der Sefindung ist es» eine Rotationspumpe zu ^sehaffen, die eine besonders günstige Dttrchstramung aufweist und die bei einfachem. Heratellbörkeit zuverlässig arbeitet·

Ausgehend von einer bekannten Rotationspumpe mit einem im wesentlichen zjrlindrisöhen öehäuee und einer in: der Zyltadersahse gelagerten WeIIe₈ ist die erfindungsge'-mäss© Piarnpe dadurch gekennzeiohnet_f dass auf der Jumpen welle-'zwei an den Seitenwinden des (iehäuses anliegende Soheiben befestigt sind und zwischen diesen Sohäiben

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mehrere flatten angeordnet sind, die sich von der Welle bzw. der darauf befestigten Nabe bis zur zylindrischen Innenwand des Gehäuses erstrecken und den Raum des 3?umpengehäuses zwischen der Auslassöffnung und der Einlassäfföung Ausfüllen und in der Welle bzw· in der Höbe sowie in den beiden Scheiben Ausnehmungen angeordnet sind, in die jeweils die vor der Einlassöffnung der Pumpe befindliche Platte einrastbar und bei Irreichen ™ der Auslassöffnung ausrastbar it und dass im Bereich zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung die Innenwand des Gehäuses einen entsprechend der fiefe der Ausnehmungen geringeren Radius hat*

Diese neue Pumpe hat den Vorteil, dass sowohl die Einlassöffnung als auch die Auslassöffnung grosse Querschnitte aufweisen können und das zu fördernde Medium in der Pumpe nur eine geringe umlenkung erfährt.

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Die neue Pumpe arbeitet in der Weise, dass die jeweils vor der Einlassöffnung stehende Platte mit der sich '-drehenden Nabe und den beiden seitlichen Scheiben gekuppelt wird und bis zur Auslassöffnung mitgenommen wird* Diese mit der Nabe und den beiden Scheiben gekuppelte Platte saugt das zu fördernde Medium durch die. Einlassöffnung an und drückt gleichzeitig das vor ihr befindliche Medium durch die Auslassöffnung aus der Pumpe heraus.

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Je nachdem wie gross der Förderbereich gewählt wird, können mindestens zwei, vorzugsweise aber drei bis sechs Platten bei einer Umdrehung der Welle mit der Nabe und den beiden Scheiben eingekuppelt und wieder ausgekuppelt, werden. Das Einkuppeln der Platten kann bei relativ langsam drehender Pumpenwelle durch das Eigengewicht der segmentförmigen Platten erfolgen. Vorteilhafterweise wird aber das Einrasten der Platten durch Federkraft bewirkt, wobei die erforderliche Feder- | kraf$ der Wellendrehzahl angepasst werden kann. Das Auskuppeln der Platten erfolgt selbsttätig durch die Zentrifugalkraft, Während jeweils eine segmentförmige Platte von der Einlassöffnung bis zur Auslasβöffnung, d.h. über den Forderbereich transportiert wird, wird der dem Förderbereich gegenüber befindliche Stapel von Platten um eine Platte in Drehrichtung bewegt. Dieses Bewegen des Plattenstapels erfolgt durch den auf der letzten Platte des Stapels lastenden Druelc und gegebenenfalls durch die zwischen den Seitenkanten der Platten und den Innenflächen der beiden seitlichen Scheiben wirkenden Reibungskräfte.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführung sbeispiele näher erläutert. Es zeigen: -

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Fig. 1 einen Querschnitt der neuen Pumpe · Fig. 2 einen Querschnitt einer abgewandelten Aus-

ftihrüngsform, ■

Fig. 3 eine Ansicht nach den Schnittlinien A-B in^:

Fig. 2. -■'.■■-■"■ ^:

Dieerf ihdüngsg%mässe^Pumpe' setzt^Siicshr' zusammen aus ^; einem' PumpengehkuBe'i mit den Seltenwanden 2 und 3^l und der zylindrischen Wand A-, in der die Binlaeeöffnung 5 ' und die ' Auslassöffnung 6 angeordnet sind» aüe dar Pumpen welle 7» auf der eine Habe 8 "befestigt ist, die zwei Scheiben 9 und 10 trägt, die an den Seitenwänden 2 und

wit SpicLj ^s
des Gehäuses 1Vanllegen und aus einem Stapel segmentförmiger Platten 11, die ewischen den Scheiben 9 und 10 im wesentlichen radial zur Pumpenwelle T befindlich angeordnet Bind.

In der »abe 8 sowie am Umfang der Scheiben 9_f10 sind Ausnehmungen 12 und 13 angeordnet, in die jeweils die vor der Einlassöffnung 5 stehende Platte 11» einrasten kann, so dass sie von der Einlassöffnung 5 bis zur Auslassöffnung 6 mit der Nabe und den Scheiben 9,10 gekuppelt ist; Im Förderbereich, d.h. zwischen Einlassöffnung 5 und der Auslassöffnung 6, ist auf der zylindrischen Wand 4 des Gehäuses 1 ein Futter 14- angebracht, das bo bemessen ist, dass die im Förderbereich befindliche Platte 11" mit ihrer äusseren Kante bzw. Fläche 15 dichtend an diesem Futter 14 gleitet« 2098T7/O102

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Die erfindungsgemässe Pumpe arbeitet wie folgt:

Bei Drehung der Welle 7 mit Nabe 8 und den Scheiben 9 und 10 in Pfeilrichtung, wird Jeweils die oben vor der Einlassöffnung 5 stehende Platte 11' durch ihr eigenes Gewicht oder durch die Kraft einer oder mehrerer Federn 16 mitr ihrer unteren Kante 17 in eine, kerbenartig· Ausnehmung 12 der ITa"be β gedrückt. Dabei, rastet gleichzeitig die Platte 11· mit ihren seitlichen Ansätzen 18 in die Ausnehmungen 15 am äusssren Hand der beiden Scheiben 9,10 | ein. Die Platte 11 ^r wird nun von der JTabe 8 ,und den seitlichen Scheiben 9,10 mitgenommen. Dabei gleitet sie mit ihrer äusseren Kante.oder Fläche 15 dichtend entlang der Innenfläche 20 des Futters 14· Im Bereich der Einlassöffnung. 5 und vor der Auslassöffnung 6 sind Übergangszonen 21 und 22 angeordnet, die einen stufenlosen Übergang von der zylindrischen Innenfläche 23 der Gehäusewand 4 zu der im Hadius kleineren Innenfläche 20 im For- derbereioh bzw« umgekehrt bewirken.

Die eingerastete, im Förderbereioh befindliche Platte 11", erzeugt hinter sich ein Yakuum und saugt durch die Einlassöffnung 5 das zu fördernde Medium an, während sie gleichzeitig das vor der Platte 11" befindliche Medium aus der Auslassöffnung 6 herausdrückt.

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: - β. 1828332

Bei äeder Umdrehung der Welle 7 werden - entsprechend der Zahl der in gleichen Abständen auf der Sabe 8 und den SciieibeB B₁ to) angeordneten Aus^hmiingen 12,13 jene}Ils fünf Platte» 11 YOn #$r Bltftassöffnung p bis hinten äi& Auslasöoffnui^ 6 tri«3isfortieiE?t* Is wird also Jt tftadrehung eeiit üäumen gefördiefrtr das dem Volumen de?9 Pumpengehäuses 1 abzüglich den Volumen! der Scheiben 9 10 m& ä&g H»b9 8 entsfrieht«

Auf der Ralfe i sind f ilnf axial verlauf ende;, rillensrtige t5 zur Aufnähiae der unteren bzw* innen lie-Eantest .1T der blatten tt in gleichen Abständen angeordnet. Dementsprechend sind auch an den äusseren Rändern der Scheiben 9 und 10 jeweils fünf Ausnehmungen 13 angeordnet» in die die seitlichen Ansätze 18 der Platten .11 eingreifen· Me Ausnehmungen 13 sind zu den rillenartigen Ausnehmungen 12 der Nabe 8 um einige Grade s.b. .12° in Drehrichtung verset«ti so dass die Platten nicht radial im Pumpengehäuse stehen, sondern um einen entsprechenden Winkel in Drehriohtung geneigt. Dies· ,Anordnung, hat den Vorteil, dass trotz des notwendigen Spiels die aussere Kante oder Fläohe If der Platt· 11" stets dichtend an der Innenfläche 20 anliegt. Der hinter der fdrderÄden Platte 1t"sich bildende Sog sieht die Platte 11" keilartig mit der äusseren Fläche 15 gegen die Innenfläche 20 und mit der schrägen Fläche 25 mn der inneren Kante 17 gegen die hintere, schräge Fläche 26 der rillenartigen Ausnehmungen 12.

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Bel den dargestellten AusftihrungsbeiBplelen sind im " Pumpengehäuse einunddreissig Platten 41' vorgesehen. Von diesen Platten sindhöchstens zweiPlatten-"1'I' · und ii"' gleichzeitig im Eingriff mit der Nabe 8 und den"Scheiben 9,10. Erreicht die Platte 11" die'Auslassöffnung£_t dann wird sie selbsttätig ausgekuppelt, weil dort die innenwand 20 Über die Übergangsζone 22 auf den grössereri * Radius der zylindrischen Innenfläche 23 Übergelit ünä die Platte 11" von der Zentrifugalkraft nach aussen bewegt wird. Ferner wird das Auskuppeln auch von den I

schrägen »lachen 25 und 26 an den unteren Kanten 17 der Platten 11 sowie der rillenartigen Ausnehmungen 12 und durch die Form der Ausnehmungen 13 eowie der seitlichen Ansätze 18 der Platten 11 uriterstützt. Die eingeraetete Platte 11' wird von dem auf il· wirkenden Druck'mit der unteren, hinteren Kante oder Fläche 25 dichtend gegen die Mitnehmerflache 26 der rillenartigen Aüenehmungen gedruckt. Die Seitenflächender segmehtartIgen Platte 11" liegen ebenfalls dicht an den innenseiten der beiden j seitlichen Scheiben 9,10 an, weil diese Scheiben 9,10 axial verschieblleh gelagert sind und von Teilerfedern 29 gegen die segmentartigen Platten i1 gedrückt werden. Wenn die Pumpe als Vakuumpumpe arbeitet, wird die dichtende Anlage der Scheiben 9 und 10 an den Seitenflächen der fördernden Platte 11" durch den ühterdruök auf der Saugseite herbeigeführt. , - ' .■:-,; O

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Um die Reibungsverluste in der Pumpe klein zu halten,, ist der untere Teil des Pumpengehäuses mit einem Schmiermittel, z.B. OeI, gefüllt. Ferner können -wie die Fig. 2 und 3 zeigen - in dem Teil des Pumpengehäuses, das der Förderzone gegenüberliegt, in der zylindrischen Innenwand 23 in TJmf anger ichtung verlaufende Nuten 30 angeordnet sein, so dass die aufeinander gleitenden Flächen zwischen den Platten 11 und der Gehäusewand 4 klein sind, pie Nuten 30 dienen auch als Ölsammelraum. Kurz hinter der Auslassöffnung 6 können noch .öl taschen angeordnet sein, die das mit Luft oder Gas gemischte Öl abführen. Ben Nuten 30 kann darum entgastes und gereinigtes Öl zugeführt werden.

Die Scheiben 9,10, die axial verschiebbar mit der Nabe gekuppelt sind, werden von den Tellerfedern 29 nach innen gedrückt, so dass die Scheiben 9,10 mit ihren Innenflächen an den Seitenflächen der segmentartigen Platten 11 anliegen. Die ausgekuppelten Platten 11 werden durch die zwischen den Scheiben 9,10 und den Seitenwirkenden
flächen der Platten 11 zmtufesx den Reibungskräften in Drehrichtung mitgenommen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sollen die segmentförmigen Platten 11' durch ihr Gewicht in die Ausnehmungen 12,13 einrasten. Die Drehzahl der Pumpenwelle muss in diesem Falle relativ klein sein und das Gewicht der Platten 11 gross. Ferner müsste das Pumpen-

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gehäuse 1 um ca. 40 bis 50° nach links gedreht sein, so dass nur die vor der Einlassöffnung 5 stehende Platte 11' in die Ausnehmungen 12,13 fallen kann.

Bei grösseren Drehzahlen isb es notwendig, die vor der Einlassöffnung 5 befindliche Platte 11' durch Federn 16 in die Raststellung zu drücken. Wie Fig. 3 zeigt, ist in der zylindrischen Gehäusewand 4 ein radial beweglicher Schieber 31 angeordnet, der von zwei über Schrauben 35 in ihrer Vorspannung einstellbaren Federn | 16 zum Zentrum der Pumpe hin gedrückt wird. Die Vorspannung der Federn 16 kann dadurch der erwünschten maximalen Drehzahl angepasst werden. An den Seiten liegt der Schieber 31 an den Umfangsflachen 33 der Scheiben 9,10 auf. Im Bereich der Ausnehmungen 13 sind in der ümfangfläche 33 flache Aussparungen 32 vorgesehen, die den Schieber.31 freigeben. Die hinteren Steuerflächen 34 der Aussparungen 32 drücken den Schieber 31 in seine Ausgangsstellung zurück. ,

Die seitlichen Ansätze 18 der Platten 11 können federnde Anschlagflächen aufweisen, damiirdie beim Einrasten der Platten 11 auftretenden Kräfte klein bleiben. Es kann auch vorteilhaft sein, die Platten 11 als Hohlkörper auszubilden. Zweckmässigerweis® bestehen die segmentartigen Platten 11 aus elastischem Kunststoff, wie Polyamid, Nylon usw«

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BAD ORIGINAL

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Wenn die Pumpe als Yakuimpumpe arbeitet, schlagen, bei höheren Drehzahlen die auskoppelnden Platten 11^Ir auf den fast stehenden Plattenstapel auf. Dieses Aufschlagen kann dadurch abgebremst werden, dass das zu fördernde Medium ein luft- oder Gaskissen zwischen der letzten Platte des Stapels und der ankommenden Platte 11 bildet, tlber dünne Zanlle kann das an der Auslassöffnung 6 vorbei geförderte Medium abgeführt werden.

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Claims

P ATE N JT A 5 S JRtCH

ρ Λ Rötätlbnspumpe^^ imit eineiii im wesentliciien zylinäxisclien , Gehäuse und einer in der Zylinderachse gelagerten ¥elle, dadurch" g e k e η η ζ e ic h η e t, dass auf der Pumpenweile (7) zwei an den Seitenwänden (2,3) des Sehäuses (i) anliegende Sehellaen (9^10) Ijefestigt sind und zwi^ sehen diesen Sdheiben {9,10) mehrere Plattenr (11) angeordnet sind, die sich von der Welle (7) bzw, der darauf befestigten Nabe (8) bis zur zylindrischen Innenwand I (20,23) des Gehäuses (t)^ erstrecken und den Saum des Pumpengehäuses (1) zwischen der Auslassöffnung (6) und der Einlassöffnung (5) ausfüllen und in der VeIXe' (7) bzw. in der Nabe (8) sowie in den beiden Scheiben (9,10) Ausnehmungen (12,13) angeordnet sind, in die jeweils die vor der Einlassöffnung (5) der Pumpe befindliche Platte (1t*) einrastbar und bei Erreichen der Auslassöffnung (6) ausrastbar ist und dass im Bereich zwischenEinlassöffnung (5) und Auslassöffnung (6) die Innenwand (20) des a Gehäuses einen entsprechend der Tiefe der Ausnehmungen (12Vt3) geringeren Radius hat.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k en η ζ e i c h η e t, dass die jeweils vor derEinlassöffnung (5) befindlichePlatte (11 ·■) aufgrund ihres Gewichtes in die Ausnehmungen (12,13) in der Nabe (8) und den Scheiben (9»10) einrastbar ist.

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BAD ORIGiNAL

3* Pumpe nach. Anspruch 1, dadurch ge fc.-e.n.n.- z e i c h η e t_f dass vor der Einlassöffnung (5) ein durch federn (16) belasteter axial verlaufender ;., Schieber (51) in der zylindrischen Gehäusewand (4) angeordnet ist, der die jeweils vor der Einlassöffnung (5) befindliehe Platte (H¹) in die Ausnehmungen (12,13) drückt.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, dass der Schieber (31) seitlich über die Scheiben (9,10) sich erstreckt und am Umfang der Scheiben (9,10) Jeweils im Bereich der Ausnehmungen (13)93ed.ao3a etwas in Drehrichtung versetzt, flache Aussparungen (32) vorgesehen sind, deren hintere Steuerflächen (34) den Schieber (31) in seine Ausgangsstellung zurückdrücken.

5. Pumpe nachAnspruch 3 oder 4, dadurch g e k e η n-ζ ei eh η e t, dass die Vorspannung der ledern (16) mittels Schrauben (35) od.dgl. efastellbar ist.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch ge k e η η ζ e i c h η e t, dass im Bereich der Einlassöffnung (5) eine von der zylindrischen Innenfläche (23) der Gehäusewand (4) zu der im Radius kleineren, zylindrischen Innenfläche (20) im Förderbereich stufenlos überleitende Übergangszone (21) angeordnet ist.

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BA-D ORIGINAL

7· Pumpe nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, dass im Bereich der Auslassöffnung (6) eine von der zylindrischen Innenfläche (20) im !Förderbereich zu der im Radius grösseren zylindrischen Innenfläche (23) der Gehäusewand (4) stufenlos überleitende Übergangszone (22) angeordnet ist·

8» Pumpe nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangszone (21 oder 22) ^ in TTrnfangsrichtung die Form einer Sinuslinie hat. ;

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8_f dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen Einlassöffnung (5) und Auslassöffnung (6) auf der zylindrischen Innenfläche (23) der G-ehäusewand (4) ein Futter (14) angeordnet, ist, dessen Wanddicke der Tiefe der Ausnehmungen (12,13) entspricht.

10. Pumpe nach einem, der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ! gekennzeichnet, dass am Umfang der Habe (8) und jeder Scheibe (9,10), vorzugwweise drei bis sechs Ausnehmungen (12,13) in gleichen-Abständen angeordnet sind und dementsprechend sich der Förderbereich auf 120° bis 60° des Umfanges erstreckt.

11* Pumpe nach einem der^ Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e ken η ζ e lc h η e t, dass in der Pumpe 20 bis segmeatartlge Platten (11) vorgesehen sind, deren

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Torderflachen umd Rückenflächen um 6 bis 1.2°. divergieren.

12· Pumpe nach ein^m der Ansprüche 1 bis 1t». dadurch g ι k e ι a ζ e I cornet,, dass die Ausnehmungen (13) am den. Scheiben (9*10) um 12 Ms 1?° im ¥erhältnis zu. dem rillenartigen Ausnehmungen Ci2) in> der labe (8) um 10 bis 20° in Brehriefetung versetzt sind«

Pumpe nach einem der Ansprüeiie 1 bis 12,. daduroit g e k e; η n ζ e i ofen, © t_r dass die Inseblagfläciie an den Äusnenmungen (13) bzw* an den seitliciiert An— sätzerai (IS) der Platten (11) in ITinfangsriolitung federnd ausgebildet sind,

14« Pumpe nach: einem der Ansprüclie 1 bis 15» dadurch g e k e η η. s& e i c h η e t, dass die Platten (11) Hohllcörper sind* ,

"t5·* Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14» dadurch g e ken η ζ e i σ h η e t, dass die Platten (11) aus Eiinststoff, insbesondere Polyamid» Nylon u.dgl. hergestellt sind»

16. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch g e fe\e ηη ζ e i c h η e t» dass in der zylindrischen Innenfläche (23) der Gehäusewand (4) dem Förderbereich gegenüberliegend in UmfangsriGhtung^eerlaufende Nuten

(30) angeordnet sind, ^SA°

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17» Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis16, dadurch g e k e nn ze i c h η e t, dass die Scheiben (9Y10-) um einen kleinen Weg axial versohieblieh mit der Welle (7) odeac* liaW (8) verbunden sind und von Federn/(29} gegen die Platten (11) gedrückt werdend *" · -·'-¹"- ■ ■

18. Pumpe nach einem der Ansprüche 1- bis '17>-üadurch ? g e k e η η ζ eich net, dass zwischen der sAiuslassöffnung (6) und der hinteren Platte (11) des Plattenstapels zur Bildung eines bremsenden Eissens ein Raum vorgesehen ist, der über Kanäle (43) ^it dem Auslass- in Terbindung steht.

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Lee rs e i t e