DE19855373C1

DE19855373C1 - Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe mit fliegender Kolbenlagerung

Info

Publication number: DE19855373C1
Application number: DE1998155373
Authority: DE
Inventors: Heinrich Franke; Heinrich Gerhard Franke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2018-12-02

Abstract

Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe mit konstantem Hub, umfassend eine Rotorscheibe (9), in die zwei oder mehrere Zylinderkanäle (8), welche über die Mitte verbunden sind und am äußeren Rand Zylinderöffnungen (11) aufweisen, sowie eine Rotorscheibe (9), an der Kolben (10) starr oder drehbar angeordnet sind, die seitlich in die offenen Zylinderkanäle (8) greifen. Bekannte Rotationskolbenpumpe dieser Art haben den Nachteil, daß Abrieb im Bereich der Kolben entsteht. Dieses Problem wird vorliegend dadurch gelöst, daß die Zylinderkanäle (8) sowie die Kolben (10) Mittel (4, 5) aufweisen, die eine abstoßende Kraft zwischen der Oberfläche des Zylinderkanals (8) und der Oberfläche des Kolbens (10) bewirken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbststeuernde Rotationskolbenpumpe mit konstantem Hub nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Rotationskolbenpumpe ist aus der DE 195 29 595 A1 bekannt. Dort wird eine selbststeuernde Rotationskolbenpumpe mit konstantem Hub vorgestellt, bei der zwei oder mehrere Zylinderkanäle, die über die Mitte verbunden sind und am äußeren Rand Steueröffnungen aufweisen, in einem Rotor angeordnet sind und auf einer Rotorscheibe jeweils auf einer Achse Kolben angebracht sind, die seitlich in die offenen Zylinderkanäle greifen. Nachteilig an dieser selbststeuernden Rotationskolbenpumpe ist, daß die Kolben die Oberfläche der Zylinderkanäle berühren und dabei Reibung und insbesondere Abrieb entsteht.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist es, eine selbststeuernde Rotationskolbenpumpe bereitzustellen, bei der praktisch kein Abrieb entsteht.

Dieses Problem wird durch eine selbststeuernde Rotationskolbenpumpe nach Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Zylinderkanäle sowie die Kolben Magnete aufweisen, die eine abstoßende Kraft zwischen der Oberfläche des Zylinderkanals und der Oberfläche des Kolbens bewirken.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Magnete Permanentmagnete sind. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß die Mittel, die eine abstoßende Kraft zwischen der Oberfläche des Zylinderkanals und der Oberfläche des Kolbens bewirken, ohne äußere Steuerung und ohne äußere Energieversorgung betrieben werden können. Die Wirksamkeit der Magnete wird durch die Anzahl und Anordnung derselben und die Art der Magnetisierung bestimmt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Magnete aus mehreren Teilmagneten aufgebaut sind, wobei die Teilmagnete so angeordnet sind, daß nebeneinanderliegende Teilmagnete sich wechselweise abstoßen. Die abstoßende Wirkung der Teilmagnete wird auf diese Weise noch verstärkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, daß die Kolben zylinderförmig ausgeführt sind. Um eine günstige Ansaugmöglichkeit zu haben ist es von Vorteil, den Einlaßkanal bis zur Zylindermitte zu führen. Außerdem kann man in einfacher Weise auf der Kolbenachse zusätzlich ein Gebläse oder dergleichen anbringen. Die Rotationskolbenpumpe eignet sich zum Saugen und Drücken. Sie ist schmier- und verschleißfrei, läßt sehr hohe Drehzahlen zu und fördert saubere Luft, Gase und dergleichen. Anzahl und Form der Zylinder und Kolben sowie Größe und Hub sind beliebig.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenpumpe;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenpumpe gemäß II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Rotationskolbenpumpe gemäß Fig. 2 bei gegenüber dieser Darstellung veränderter Lage von Rotor- beziehungsweise Rotorscheibe;

Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV in Fig. 2.

In einem Gehäuse 6 ist ein Rotor 7 drehbar angeordnet. In dem Rotor 7 sind zwei Zylinderkanäle 8 in radialer Richtung und senkrecht zueinander angeordnet. Der Rotor 7 ist mit einer Rotorwelle 7a drehbar in dem Gehäuse 6 gelagert. Gegenüber dem Rotor 7 ist in dem Gehäuse 6 eine Rotorscheibe 9 angeordnet. Die Rotorscheibe 9 ist mit einer Rotorscheibenwelle 9a drehbar in dem Gehäuse 6 gelagert. In dem Gehäuse 6 sind je eine Ein- und Auslaßöffnung 12a und 12b angeordnet. Je nach Drehrichtung des Rotors 7 ist eine der beiden Öffnungen die Ansaugseite der Pumpe, die jeweils andere die Ausdrückseite der Pumpe. Beispielsweise ist in Fig. 2 bei Drehrichtung des Rotors 7 im Uhrzeigersinn die Ein- und Auslaßöffnung 12b die Ansaugseite der Pumpe.

An der Rotorscheibe 9 sind zwei Kolben 10 angeordnet. Die Kolben sind in etwa zylinderförmig und liegen auf einer gemeinsamen radialen Achse der Rotorscheibe 9. Der Abstand der Zylindermittelpunkte zum Kreismittelpunkt der Rotorscheibe 9 entspricht dem Abstand der parallel zueinander verlaufenden Achsen der Rotorwelle 7a sowie der Rotorscheibenwelle 9a. Zwischen der Oberfläche der Zylinderkanäle 8 und der Oberfläche der Kolben verbleibt ein geringer Abstand 3. Grundsätzlich ist die Form der Kolben 10 und Zylinderkanäle 8 beliebig, diese können in der Ansicht nach Fig. 2 ebenso viereckig oder oval geformt sein.

Die Zylinderkanäle 8 gehen am äußeren Rotorumfang in Zylinderöffnungen 11 über.

In den Zylinderkanälen 8 sind Längsmagnete 4 beiderseits angeordnet. Entsprechend sind an den Kolben 10 Rundmagnete 5 angeordnet.

Fig. 4 verdeutlicht Aufbau und Orientierung der Längsmagnete 4 sowie der Rundmagnete 5. Die Längsmagnete 4 bestehen aus mehreren Teilmagneten 4' bis 4"", welche senkrecht zu ihrer längsten Ausdehnung magnetisiert sind. Die einzelnen Magnete 4' bis 4"" werden nun so zu einem Längsmagneten 4 zusammengesetzt, daß die sich abstoßenden Pole eines jeden einzelnen Magneten sich gegenüberliegen. In Fig. 4 ist die Magnetisierungsrichtung durch ein Pfeil angedeutet, wobei die Pfeilspitze den Nordpol und die Pfeilbasis den Südpol darstellen. Der Nordpol des Teilmagneten 4' und der Nordpol des Teilmagneten 4" stehen sich daher gegenüber.

Entsprechend stehen sich die beiden Südpole der Teilmagneten 4" und 4''' gegenüber, sowie die Nordpole der Teilmagnete 4''' sowie 4"". Die einzelnen Teilmagnete stoßen sich daher gegenseitig ab.

Der Aufbau der Rundmagnete 5 ist analog dem Aufbau der Längsmagnete 4 und umfaßt die Teilmagnete 5' bis 5"".

In Einbaulage der Längsmagnete 4 sowie der Rundmagnete 5 stehen sich somit immer jeweils gleiche Pole gegenüber. Dies bewirkt, daß die Rundmagnete 5 jeweils von den Längsmagneten 4 abgestoßen werden. Die Rundmagnete 5 und damit die Kolben 10 werden auf diese Weise in den Zylinderkanälen 8 zentriert. Bei einer Drehung von Rotor 7 beziehungsweise Rotorscheibe 9 sind damit die Kolben 10 fliegend in den Zylinderkanälen 8 gelagert. Fig. 3 zeigt eine Rotationskolbenpumpe in einer Ansicht entsprechend Fig. 2, bei der der Rotor 7 etwa 45° weiter gedreht ist. Diese Drehung bewirkt eine Drehung der Rotorscheibe 9 um etwa 90°, was einer Übersetzung von 1 : 2 von Rotor 7 zu Rotorscheibe 9 entspricht.

Claims

1. Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe mit konstantem Hub, umfassend einen Rotor (7), in dem zwei oder mehrere Zylinderkanäle (8) angeordnet sind, welche über die Mitte verbunden sind und am äußeren Rand Zylinderöffnungen (11) aufweisen, sowie eine Rotorscheibe (9), an der Kolben (10) starr oder drehbar angeordnet sind, die seitlich in die offenen Zylinderkanäle (8) greifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkanäle (8) sowie die Kolben (10) Magnete (4, 5) aufweisen, die eine abstoßende Kraft zwischen der Oberfläche des Zylinderkanals (8) und der Oberfläche des Kolbens (10) bewirken.

2. Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (4, 5) Permanentmagnete sind.

3. Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (4, 5) Elektromagnete sind.

4. Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (4, 5) als Paket aus mehreren Teilmagneten (4' bis 4"") sowie (5' bis 5"") aufgebaut sind, wobei die Teilmagnete so angeordnet sind, daß nebeneinanderliegende Teilmagnete sich wechselweise abstoßen.

5. Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Oberfläche der Zylinderkanäle (8) und der Oberfläche der Kolben (10) ein Abstand (Spalt 3) verbleibt.

6. Selbststeuernde Rotationskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (10) zylinderförmig sind.