DE19758340A1 - Mehrflutige Flüssigkeitsringpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrflutige Flüssigkeitsringpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsbildende Flüssigkeitsringpumpe ist aus der EP 0 584 106 B1 bekannt. Es handelt sich um eine mehrflutige Flüssigkeitsringpumpe mit einem das Laufrad der Pumpe umschließenden Laufradgehäuse, an dessen beiden Stirnseiten jeweils ein Seitenschild angeordnet ist. Die beiden Seitenschilde überragen das Laufradgehäuse in radialer Richtung und jedes Seitenschild weist auf der dem anderen Seitenschild zugewandten Seite im Bereich der Überragung eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung auf. Diese Öffnungen werden durch parallel zum Laufradgehäuse verlaufende Verbindungsrohre miteinander verbunden, wobei jeweils eine Ansaugöffnung für eine Zufuhrleitung und eine Drucköffnung für eine Abfuhrleitung vorgesehen ist. In den beiden unteren Ecken können weitere Anschlußöffnungen vorgesehen sein, zum einen für die Zufuhr von Betriebsflüssigkeit und / oder zum Druckausgleich zwischen den beiden Pumpenhälften. Auch diese Öffnungen sind über parallel zum Laufradgehäuse liegende Rohre verbunden. An beiden Seitenschilden ist je ein Stützarm angeformt, der die Lager für die Lagerung der Welle des Laufrades enthält.

Nachteilig bei dieser Konstruktion ist der Platzbedarf für die im Stützarm angeordnete Lagerung und zum anderen der erhöhte Montageaufwand für die Anbringung der Verbindungsrohre. Die Vielzahl der hervorstehenden Teile der Gesamtkonstruktion wie z. B. Stützarm und Verbindungsrohre bilden Nester für Schmutzansammlungen, die nur schwierig zu entfernen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Flüssigkeitsringpumpe anzugeben, die kompakter und damit platzsparender im Vergleich zum bekannten Stand der Technik gebaut ist und einen geringeren Montageaufwand zum Anschließen der Leitungen benötigt, sowie weniger anfällig für Schmutzansammlungen und leichter zu reinigen ist. Außerdem soll die Flüssigkeitsringpumpe wartungsfreundlicher gestaltet werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß schließt die Außenmantelfläche jedes Seitenschildes bündig mit der Außenmantelfläche des Laufradgehäuses ab und die Verbindung der Einlaß- und Auslaßöffnungen sowie der Anschlußöffnungen erfolgt über im Laufradgehäuse angeordnete Kanäle. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß es keine hervorstehenden Teile gibt, die Nester von Schmutzansammlungen bilden können und somit das Gesamtaggregat auch leichter zu reinigen ist. Von weiterem Vorteil ist, daß die Anbringung von separat liegenden Verbindungsrohren entfällt, da sie integraler Bestandteil des Laufradgehäuses sind. Beispielsweise können sie bei der Herstellung direkt miteingegossen werden. Die Seitenschilder können in einfacher Weise mittels Durchsteckschrauben ab die jeweilige Stirnfläche des Laufradgehäuses angeflanscht werden.

Vorzugsweise ist der Querschnitt des Laufradgehäuses nahezu quadratisch, wobei die Seitenflächen leicht nach außen gekrümmt sind und abgerundet in die Seitenkantenbereiche übergehen. Die Verbindungskanäle liegen in den Zwickeln, die sich zwischen dem einen nahezu quadratischen Querschnitt aufweisenden Laufradgehäuse und dem runden Arbeitsraum ergeben, wobei der Arbeitsraum nahezu mittig zum Laufradgehäuse liegt. Nahezu bedeutet, daß der Arbeitsraum entweder exakt achsengleich oder um einige Millimeter exzentrisch zum Laufradgehäuse liegt. Beispielsweise liegt die Arbeitsraumachse um fünf Millimeter in Richtung 12-Uhr-Lage exzentrisch zur Achse des Laufradgehäuses. Unabhängig von der Exzentrizität, die in Zusammenhang steht mit dem dynamischen Betriebsverhalten der Pumpe, kann man die Bohrung des Laufradgehäuses versetzt zur Außenkontur anordnen, vorzugsweise in Richtung 6-Uhr-Lage. Daraus resultierend kann die eingearbeitete Querschnittsgeometrie der oben liegenden Saug- und Druckkanäle größer ausgeführt werden als die unten angeordneten Kanäle für Betriebsflüssigkeit und Schmutzpartikel. Der Vorteil ist, daß mit dieser Maßnahme die Querschnitte an die erforderlichen Volumenströme und die daraus resultierenden Strömungsgeschwindigkeiten angepaßt werden können.

In bekannter Weise ist eine der untenliegenden Anschlußöffnungen für die Zufuhr der Betriebsflüssigkeit vorgesehen. Die zweite Anschlußöffnung ist erfindungsgemäß als Schmutzpartikel-Abzugskanal ausgebildet, der mit radial sich zum Arbeitsraum erstreckenden Verbindungskanälen versehen ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß mitgerissene Schmutzpartikel im Arbeitsraum durch die Zentrifugalkraft herausgeschleudert und aufgrund der Zentrifugalkraft durch die Öffnungen in der Arbeitsraumwandung in den in Längsrichtung verlaufenden Abzugskanal gedrückt werden. In gewissen Zeitabständen können die im Abzugskanal sich angesammelten Schmutzpartikel entfernt werden.

Um die Anbringung der Anschlußleitungen je nach Einbausituation möglichst flexibel gestalten zu können, wird weiterbildend vorgeschlagen, den die Einlaß- und Auslaßöffnung aufweisenden, vom Laufradgehäuse abgewandten Seitenschild- Stirnflächenbereich abzuschrägen. Vorzugsweise liegt diese Abschrägung bei 45°. Dies hat den Vorteil, daß man die Zuführleitung sowohl nach oben, als auch nach vorn platzsparend anbringen kann. In gleicher Weise sind auf beiden Seitenschilden gleichartig ausgebildete Einlaß- und Auslaßöffnungen vorgesehen, die wechselseitig verschlossen werden können, so daß der Anschluß der Zu- bzw. Abfuhrleitung wahlweise von der einen wie auch von der anderen Seite der Flüssigkeitsringpumpe erfolgen kann. Dieses Prinzip der wahlweisen Zufuhr von der einen oder von der anderen Seite gilt auch für die Betriebsflüssigkeit. Die Verteilung an die notwendigen Stellen erfolgt dann über den im Laufradgehäuse integrierten Verbindungskanal. Im Sinne der Vermeidung von Schmutzpartikelansammlungen und im Sinne einer kompakten Bauform sind erfindungsgemäß in beiden Seitenschilden sowohl die Abdichtung als auch die Lagerung für die Welle des Laufrades integriert. Vorzugsweise ist die Abdichtung in einem Dichtungsgehäuse und die Lagerung in einem separaten Lagergehäuse angeordnet. Beide Gehäuse sind abgedichtet miteinander verschraubt. Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die Einheit d. h. Dichtungs- und Lagergehäuse komplett durch Abziehen von der Rotorwelle ausgebaut werden kann. Die Rotorwelle wird in diesem Fall auf zwei in der jeweiligen Steuerscheibe integrierte Nocken abgelegt. Dadurch ist es möglich, verschlissene Wellendichtringe zu wechseln, ohne die gesamte Maschine vom Fahrzeug abzubauen und komplett demontieren zu müssen.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäß ausgebildete mehrflutige Flüssigkeitsringpumpe näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten mehrflutigen Flüssigkeitsringpumpe.

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Seitenschildes im Gußzustand

Fig. 3 einen Schnitt A-A in Fig. 4

Fig. 4 einen Schnitt B-B in Fig. 2

Fig. 5 einen Schnitt D-D in Fig. 4

Fig. 6 einen Schnitt E-E in Fig. 5

Fig. 7 einen Schnitt C-C in Fig. 2

Fig. 8 einen Längsschnitt der erfindungsgemäß ausgebildeten mehrflutigen Flüssigkeitsringpumpe

Fig. 9 einen Schnitt F-F in Fig. 8.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäß ausgebildete mehrflutige Flüssigkeitsringpumpe 1. Sie besteht aus einem Laufradgehäuse 2 und zwei daran befestigten Seitenschildern 3, 4. Das in dieser Darstellung vorne liegende Seitenschild 3 ist die Antriebsseite, mit der die Pumpe antreibenden Rotorwelle 5. Gut zu erkennen ist in dieser Darstellung der bündige Abschluß der Seitenschilder 3, 4 mit der Außenkontur des Laufradgehäuses 2. Jedes Seitenschild weist auf beiden Seitenflächen Ausnehmungen 6 auf zur Aufnahme von Durchsteckschrauben zur Befestigung der Seitenschilder 3, 4 an der jeweiligen Stirnseite des Laufradgehäuses 2. Im oberen Bereich sind Öffnungen 7, 8 vorgesehen, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die hier links liegende Öffnung 7 des vorderen Seitenschildes 3 die Einlaßöffnung für die Saugseite und die rechtsliegende Öffnung 8 die Auslaßöffnung für die Druckseite ist. Das hintenliegende Seitenschild 4 weist ebenfalls gleichartige Öffnungen 9,10 auf. Erfindungsgemäß ist jedes Seitenschild 3, 4 im unteren Bereich mit mindestens einer Anschlußöffnung 12, 14 versehen, vorzugsweise für den Anschluß der Betriebsflüssigkeit. Es kann aber auch eine weitere Anschlußöffnung 11, 13 vorgesehen sein, z. B. als Schmutzpartikel- Abzugskanal. In dieser Darstellung sind die Öffnungen 9, 10 als auch die Anschlußöffnungen 13, 14 des hintenliegenden Seitenschildes 4 nicht zu erkennen.

In den nachfolgenden Fig. 2-7 werden die Einzelheiten des erfindungsgemäß ausgebildeten Seitenschildes 3 bzw. 4 näher erläutert. Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 vorne liegende Seitenschild 3 im Gußzustand. Wie man erkennen kann, werden die Einlaß- und Auslaßöffnungen 7, 8 miteingegossen, während die untenliegenden Anschlußöffnungen 11, 12 (Fig. 1) erst noch gebohrt werden müssen.

In den Fig. 3-7 sind in Schnitten bzw. Teilschnitten die Führungen der Kanäle im hier ausgewählten Seitenschild 3 dargestellt. Wegen der Zweiflutigkeit der Maschine (siehe Fig. 8) erfolgt über das Seitenschild 3, 4 zum einen die Verteilung des zu- bzw. abzuführenden Gases in die in Fig. 8 rechts liegende Kammer und zum anderen über die im Laufradgehäuse 2 angeordneten Kanäle 15, 16 in die in Fig. 8 links liegende Kammer. Das gilt sowohl für die Saugseite 17 als auch für die Druckseite 18.

Jedes Seitenschild 3, 4 weist eine zentral liegende abgestufte Bohrung 19 auf, um die Abdichtung und das Lager für die Rotorwelle 5 aufzunehmen (Fig. 8). Auf der innenliegenden Stirnseite 20 wird über Schrauben 47 (Fig. 8) die jeweilige Steuerplatte 21, 22 befestigt (Fig. 8). Auf der genannten Stirnseite 20 ist auch ein nach außen sich erstreckender Zentrierabsatz 23 vorgesehen, auf dem das Laufradgehäuse 2 zentrierend angeordnet wird. Die Zufuhr der Betriebsflüssigkeit erfolgt über die Anschlußöffnung 12 und den im Seitenschild 3 verlaufenden Kanal 24 über eine Bohrung 25 in den Lagerraumbereich 19. Von dort fließt es weiter über die Öffnung 26, 27 in der jeweiligen Steuerscheibe 21, 22 in den Arbeitsraum der jeweiligen Kammer der Maschine. Zur Versteifung des jeweiligen Seitenschildes 3, 4 sind gemäß Fig. 6 versteifende Rippen 28 vorgesehen.

In Fig. 8 ist in einem Längsschnitt und in Fig. 9 in einem Schnitt F-F in Fig. 8 der Gesamtzusammenhang noch einmal dargestellt. Dabei wird in Fig. 9 durch einen Drehpfeil 29 die hier gewählte Drehrichtung der Rotorwelle 5 und damit der Pumpe gekennzeichnet. Selbstverständlich kann die Drehrichtung auch im Uhrzeigersinn erfolgen, dann würden aber die Saug- 17 und die Druckseite 18 vertauscht sein. In diesem Schnitt sind gut zu erkennen zum einen die obenliegenden Kanäle 15,16, die die Einlaß- bzw. Auslaßöffnung 7, 9 bzw. 8, 10 der beiden Seitenschilder 3, 4 miteinander verbinden. Weiterhin sind in den untenliegenden Zwickeln weitere Kanäle 30, 31 vorgesehen, vorzugsweise für die Weiterleitung der Betriebsflüssigkeit, aber auch als Schmutzpartikel-Abzugskanal. Die Außenkontur des Laufradgehäuses 2 ist im wesentlichen quadratisch mit ausbauchenden Seitenflächen. Die Seitenflächen sind mit Verrippungen 32 versehen.

In dem Längsschnitt in Fig. 8 ist das Zweikammersystem durch die die beiden Kammern teilende Mittelrippe 33 zu erkennen. Die in den Seitenschildern 3, 4 zu erkennenden Einlaßöffnungen 7, 9 liegen genaugenommen nicht in diesem Längsschnitt, sind aber aus Verständnisgründen in die Zeichenebene gelegt worden. Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 müßten an sich die Kammern in diesem Längsschnitt geschlossen sein.

Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik sind die Abdichtungen als auch die Lagerung der Rotorwelle 5 in den beiden Seitenschildern 3,4 integriert. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Abdichtung aus einer Stopfbuchspackung 34 und drei nebeneinander angeordneten Wellendichtringen 35-37, wobei die Lippen der weiter innenliegenden Wellendichtringe 35,36 nach links geneigt sind und die Lippe des weiter außen liegenden Wellendichtringes 37 nach rechts geneigt ist. Zwischen den beiden erstgenannten Wellendichtringen 35, 36 ist eine Fettabdichtung vorgesehen, deren Einfüllung über eine Bohrung 38 erfolgt. Die Entlastung erfolgt über eine weitere Bohrung 39. Alternativ zu dieser hier dargestellten Anordnung von Wellendichtringen 35-37 ist auch eine Gleitringdichtung möglich. Das Lager 40, hier in Form eines Pendelrollenlagers ist auf einem Lagersitz der Rotorwelle 5 angeordnet. Axial fixiert wird das Lager 40 durch eine aufschraubbare Wellenmutter 41. Den seitlichen Abschluß bildet ein Deckel 42 bzw. eine Kappe 43 mit einer abgedichteten Öffnung zum Durchtritt des Wellenschaftes der Rotorwelle 5. Die jeweilige Abdichtung ist in einem Dichtungsgehäuse 48 und die jeweilige Lagerung in einem Lagergehäuse 49 angeordnet. Beide Gehäuse 48, 49 sind miteinander verschraubt, wobei zwischen den Anschlagflächen beider Gehäuse 48, 49 eine Dichtung 50 angeordnet ist.

Um die Betriebsflüssigkeit, wann immer erforderlich, ablassen zu können, sind im unteren Teil des jeweiligen Seitenschildes 3, 4 Verschlußstopfen 43, 44 vorgesehen, so daß sowohl von der rechten als auch von der linken Seite her die Betriebsflüssigkeit abgelassen werden kann. Weiterhin ist in einem Aufbruch rechts unten die Anordnung zweier Verschlußstopfen 45, 46 zu erkennen, so daß die Zufuhr der Betriebsflüssigkeit ebenfalls wahlweise von der Stirnseite des Seitenschildes 3 oder von der Unterseite her erfolgen kann. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Einlaß- und Auslaßöffnung 7, 9 bzw. 8, 10 in den beiden Seitenschildern 3, 4 wahlweise verschlossen werden können, so daß der Leitungsanschluß ebenfalls wahlweise auf dem linken wie auch auf dem rechten Seitenschild 3, 4 erfolgen kann. Alle die hier genannten Wahlmöglichkeiten sind bewußt bei der Konstruktion berücksichtigt worden, um eine hohe Flexibilität der Anschlußmöglichkeit zu erreichen. Dies hat den Vorteil, daß jeder Betreiber selber entscheiden kann, von welcher Seite her er am günstigsten die Leitungen anschließen möchte.

Claims (10)

1. Mehrflutige Flüssigkeitsringpumpe mit einem das Laufrad der Pumpe umschließenden Laufradgehäuse, an dessen beiden Stirnseiten jeweils ein Seitenschild angeordnet ist und jedes Seitenschild auf der dem jeweils anderen Seitenschild zugewandten Seite eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung aufweist, die miteinander verbunden sind und jeweils eine Ansaugöffnung für eine Zufuhrleitung und eine Drucköffnung für eine Abfuhrleitung vorgesehen ist und jedes Seitenschild mindestens eine weitere Anschlußöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche jedes Seitenschildes (3, 4) bündig mit der Außenmantelfläche des Laufradgehäuses (2) abschließt und die Verbindung der Einlaß- (7, 9) und Auslaßöffnung (8, 10) sowie der Anschlußöffnung (11, 12, 13, 14) über im Laufradgehäuse (2) angeordnete liegende Kanäle (15, 16, 30, 31) erfolgt.

2. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufradgehäuse (2) einen überwiegend rechteckigen Querschnitt aufweist und die Verbindungskanäle (15, 16, 30, 31) in durch den runden Arbeitsraum sich ergebende Zwickel im Laufradgehäuse (2) angeordnet sind, wobei der Arbeitsraum nahezu mittig zum Laufradgehäuse (2) liegt.

3. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufradgehäuse (2) einen überwiegend quadratischen Querschnitt aufweist, wobei die Seitenflächen leicht nach außen gekrümmt sind und abgerundet in den Seitenkantenbereich übergehen.

4. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenschild (3, 4) oder beide Seitenschilder (3, 4) sowie das Laufradgehäuse (2) in einem der beiden untenliegenden Zwickel nur eine Anschlußöffnung (11, 12, 13, 14) sowie einen Verbindungskanal (30, 31) für die Zufuhr von Betriebsflüssigkeit aufweisen.

5. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seitenschild (3, 4) oder beide Seitenschilder (3, 4) sowie das Laufradgehäuse (2) in beiden untenliegenden Zwickeln je eine Anschlußöffnung (11, 12) sowie einen Verbindungskanal (30, 31) aufweisen, wobei einer der beiden Verbindungskanäle (30, 31) als Schmutzpartikel- Abzugskanal ausgebildet ist mit radial sich erstreckenden Verbindungskanälen zum Arbeitsraum.

6. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einlaß- (7, 9) und Auslaßöffnung (8, 10) aufweisende, vom Laufradgehäuse (2) abgewandte Seitenschild-Stirnflächenbereich abgeschrägt ist.

7. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung 45° beträgt.

8. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Seitenschilden (3, 4) angeordneten gleichartig ausgebildeten Einlaß- (7, 9) und Auslaßöffnungen (8, 10) wechselseitig verschließbar sind.

9. Flüssigkeitsringpumpe nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Seitenschilden (3, 4) sowohl die Abdichtung als auch die Lagerung für die Welle (5) des Laufrades integriert sind.

10. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung in einem Dichtungsgehäuse (48) und die Lagerung in einem Lagergehäuse (49) angeordnet ist und beide Gehäuse (48, 49) abgedichtet (50) miteinander verschraubt sind.