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Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe zur Förderung eines Feststoffe enthaltenden fluiden Mediums, mit einem Einlass und einem Auslass jeweils für das zu fördernde Medium, mit einem Pumpengehäuse und zwei in dem Pumpengehäuse angeordneten Drehkolben mit ineinandergreifenden Drehkolbenflügeln. Vorzugsweise können die beiden Wellen durch ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebe miteinander gekoppelt sein.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Gehäuse für eine Drehkolbenpumpe zur Förderung eines Feststoffe enthaltenden fluiden Mediums.
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Drehkolbenpumpen der vorstehend genannten Art werden zum Fördern jeglicher Flüssigkeiten eingesetzt, insbesondere aber auch zum Fördern von Schlamm, Abwasser, Schmutzwasser, Brackwasser, Dickstoffen, Bilgenwasser, Fäkalien, Gülle, Chemikalien oder Futtermittel. Drehkolbenpumpen der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der
DE 10 2007 054 544 A1 und der
EP 1 624 189 B1 der Anmelderin sowie aus der
DE 10 2005 017 575 A1 und der
WO 2007/026 109 A1 bekannt und dienen dazu, ein fluides Medium zu fördern, das Feststoffe enthält.
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Das zu fördernde Medium gelangt über eine am Pumpengehäuse angeordnete Einlassöffnung in das Innere des Pumpengehäuses, wird dort durch die ineinandergreifenden Drehkolbenflügel zweier angetriebener Drehkolben in Richtung einer am Pumpengehäuse angeordneten Auslassöffnung gefördert und verlässt das Innere des Pumpengehäuses wieder durch die Auslassöffnung. Jeder der beiden Drehkolben ist gewöhnlicherweise drehmomentfest auf jeweils einer Welle befestigt und durch die jeweilige Welle antreibbar, wobei die beiden Wellen durch ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebe miteinander gekoppelt sind
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Die bekannten Drehkolbenpumpen sind selbstansaugend und trockenlaufunempfindlich. Das Funktionsprinzip basiert darauf, dass die als Verdrängungspumpe arbeitende Drehkolbenpumpe den Fluidtransport mittels der zwei Drehkolben an einer Wand des Gehäuses entlang vom Pumpeneinlass zum Pumpenauslass bewirkt, während die zwei Drehkolben in der Mitte des Gehäuses fluiddicht aneinander liegen und ineinander verzahnt gegenläufig rotieren.
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Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, dass Gehäuse bekannter Drehkolbenpumpen entweder in Blockbauweise hergestellt sind und aus einem massiven Gehäuse-Block bestehen oder aus mehreren Gehäuse-Schalen zusammengesetzt sind.
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Dabei hat die Erfindung erkannt, dass aus massiven Blöcken hergestellte Pumpengehäuse in der Fertigung sehr aufwendig sind, da die komplizierte innere Geometrie des Pumpenraums in der Regel spanend mit hoher Oberflächenqualität gefertigt werden muss. Massive Blockgehäuse bringen bei Drehkolbenpumpen den weiteren Nachteil mit sich, dass sie zum einen ein sehr hohes Bauteilgewicht aufweisen und zum anderen selbst bei Verschleiß nur eines Teilbereiches des Gehäuses komplett ersetzt werden müssen. Abhilfe kann bei diesen Drehkolbenpumpen mit diesen Gehäuse-Typen nur dadurch geschaffen werden, dass zusätzliche schalenförmige Einsätze vorgesehen werden, die bevorzugt verschleißen und im Bedarfsfall austauschbar sind.
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Demgegenüber bieten nach erfindungsgemäßer Erkenntnis Drehkolbenpumpen, die ein aus Gehäuse-Schalen zusammengesetztes Pumpengehäuse aufweisen, demgegenüber den Vorteil, dass nur solche Teile der Pumpengehäuse ersetzt werden müssen, die wartungs- oder ersatzbedürftig sind, während andere, weniger beanspruchte Gehäuse-Teile nicht ersetzt werden müssen. Die Pumpengehäuse dieser Bauart werden mittels Spannmitteln fluiddicht verschlossen, indem die Gehäuse-Halbschalen gegeneinander oder gegen andere Gehäuse-Teile verspannt werden. Zusätzlich werden die Grenzflächen der Gehäuse-Halbschalen gegen Fluid-Eintritt und/oder -Austritt abgedichtet, beispielsweise mittels Papierdichtungen.
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Weiterhin ist erfindungsgemäß erkannt, dass Pumpengehäuse, die zwei Gehäuse-Halbschalen aufweisen, den weiteren theoretischen fertigungstechnischen Vorteil eröffnen, dass diese durch die Fertigung eines kreisrunden Gehäuses und nachfolgende Auftrennung dieses Gehäuses in zwei Gehäusehalbschalen hergestellt werden können. Hierdurch wird zwar die spanende Bearbeitung der Innenflächen der Gehäusehalbschalen vereinfacht, da hier eine kreisrunde Innenfläche bearbeitet werden kann. Allerdings hat sich gezeigt, dass nach dem Trennen des spanend bearbeiteten Bauteils in zwei Gehäusehalbschalen durch die Auswirkung von Eigenspannungen die angestrebte Genauigkeit und geometrische Präzision der Gehäusehalbschalen verfehlt wird. Dies macht eine aufwendige Nachbearbeitung notwendig oder bedingt eine entsprechende Verspannung der Gehäushälften bei der Montage. Dem theoretischen Fertigungsvorteil steht hierdurch ein anderer Nachteil gegenüber, sodass auch geteilte Gehäuse bei Drehkolbenpumpen nachteilig sind.
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Folglich lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehkolbenpumpe anzugeben, die ein gegenüber diesen Nachteilen sowohl in der Fertigung als auch in der Maßtreue verbessertes Pumpengehäuse aufweist.
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Der Erfindung lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Gehäuse für eine Drehkolbenpumpe anzugeben.
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Die Erfindung löst die ihr zugrunde liegende Aufgabe bei einer Drehkolbenpumpe der eingangs genannten Art, indem das Pumpengehäuse zwei einander gegenüberliegende Gehäuse-Halbschalen aufweist, die das Pumpengehäuse fluiddicht verschließen und die Gehäuse-Halbschalen doppelwandig ausgebildet sind. Die Erfindung macht sich hierbei die Erkenntnis zunutze, dass die Stabilität des Gehäuses insgesamt und der Gehäuse-Halbschalen selbst deutlich gesteigert wird, indem das Gehäuse doppelwandig ausgeführt wird, ohne dass das modulare Konzept der Halbschalenbauweise aufgegeben werden muss. Durch die doppelwandige Ausgestaltung der Gehäuse-Halbschalen ergeben sich eine Reihe überraschender Vorteile. Das gesamte Pumpengehäuse weist eine verminderte Anfälligkeit für Vibrationen auf. Die Stabilität der Drehkolbenpumpe unter Druckeinfluss und unter dem Einfluss äußerer, beispielsweise durch Rohrleitungsverspannungen eingeleiteten Kräfte wird erhöht. Aufgrund der gesteigerten Stabilität, die mit der Doppelwandigkeit einhergeht, ist die Maßhaltigkeit der Gehäuse-Halbschalen erhöht, was sich vorteilhaft in einer verbesserten Fertigungspräzision niederschlägt. Durch die verbesserte Fertigungspräzision ist eine Montage des Pumpengehäuses frei von Papier- oder ähnlichen Dichtungen ermöglicht. Vorzugsweise sind die Gehäuse-Halbschalen frei von Dichtmitteln unmittelbar aneinander oder an ein oder mehrere weitere Gehäuse-Bestandteile in Anlage bringbar und fluiddicht verspannbar. Optional weist das Pumpengehäuse ein film- oder folienartiges Dichtmittel zwischen den Gehäuse-Teilen auf. Jedenfalls sind die Fertigungstoleranzen des montierten Pumpengehäuses insgesamt aufgrund der Vermeidung von Papierdichtungen oder vergleichbaren, bei den bekannten Drehkolbenpumpen noch notwendigen Dichtungen weiterhin verbessert.
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Unter einander gegenüberliegend ist in Bezug auf die Gehäusehalbschalen hierbei zu verstehen, dass sich die Gehäusehalbschalen in Bezug auf eine Ebene, durch welche die Längsachse der Drehkolbenpumpe läuft und die insbesondere senkrecht zu einer die Drehachsen der Drehkolben einschließenden Ebene liegt, im Sinne einer Spiegel- oder Liniensymmetrie gegenüberliegen.
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Mit der erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe wird eine vorteilhafte Fertigungsweise eröffnet, indem zunächst die Gehäusehalbschalen als zusammenhängendes, im Querschnitt kreisrundes Gehäuse gegossen und dessen Innenfläche im kontinuierlichen Schnitt spanend fertigbearbeitet wird, beispielsweise auf einer Drehbank. Nachfolgend kann dieses Doppelwandgehäuse durch Auftrennen in zwei Gehäusehalbschalen getrennt werden, wobei die bekannten Probleme durch Verzug und Eigenspannungen aufgrund der höheren Steifigkeit des Gehäuses vermieden werden. Die Geometrie des Pumpenraums wird dann beispielsweise durch Befestigen der beiden Gehäusehälften an jeder Seite eines axialen Zwischengehäuses erzielt.
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Die Erfindung wird vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass zwischen einer Innenwand der Gehäuse-Halbschale und einer Außenwand der Gehäuse-Halbschale ein Hohlraum ausgebildet ist. Die Innenwand ist von der Außenwand beabstandet ausgebildet. Hierdurch werden Vibrationen von der Innenwand in noch geringerem Maße an die Außenwand übertragen. Die Verwindungssteifigkeit ist erhöht. Weiterhin ist der Hohlraum vorzugsweise mit einem Material zur akustischen Dämpfung verfüllbar.
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Vorzugsweise ist beziehungsweise sind in dem Hohlraum der Gehäuse-Halbschale eine oder mehrere Streben ausgebildet, welche sich von der Innenwand zu der Außenwand erstrecken. Mittels der Streben wird die Steifigkeit der Gehäuse-Halbschale und somit des Pumpengehäuses und im Ergebnis der gesamten Drehkolbenpumpe noch weiter erhöht. Die Streben sind vorzugsweise dazu eingerichtet, die Innenwand gegenüber der Außenwand abzustützen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist beziehungsweise sind in dem Hohlraum der Gehäuse-Halbschale eine oder mehrere Rippen ausgebildet, welche sich von der Innenwand zu der Außenwand erstrecken. Mittels der Rippen wird ebenfalls die Steifigkeit der Gehäuse-Halbschale und somit des Pumpengehäuses und im Ergebnis der gesamten Drehkolbenpumpe noch weiter erhöht. Die Rippen sind vorzugsweise dazu eingerichtet, die Innenwand gegenüber der Außenwand abzustützen. In einer bevorzugten Weiterbildung sind sowohl Rippen als auch Stege zwischen Innenwand und Außen zu deren gegenseitiger Abstützung vorgesehen.
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In noch einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Außenwand der Gehäuse-Halbschale eine Durchgangsbohrung auf, die zur Aufnahme oder Abgabe eines Kühlmittels in den oder aus dem Hohlraum zwischen der Innenwand und der Außenwand ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein erhitztes Fluid zugeführt und/oder abgeführt werden, um eine für den jeweiligen Pumpbetrieb günstige Temperatur im Inneren des Pumpengehäuses zu erhalten. Vorzugsweise ist ein Kühlsystem mit der Drehkolbenpumpe beziehungsweise mit einer oder beiden Gehäuse-Halbschalen kommunizierend verbindbar oder verbunden, welches Mittel zur Regulierung der Temperatur des Kühl- oder Heiz-Fluids aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede Gehäuse-Halbschale Rippen und/oder Stege zwischen Innenwand und Außenwand auf und weist einen von Kühl- oder Heizmittel durchströmbaren Innenraum auf, so dass die Stege und/oder Rippen zur Fluidleitung im Inneren des Hohlraums ausgebildet sind. Einzelne Bereiche lassen sich auf die Weise bevorzugt mit dem Kühl- oder Heizmittel umströmen.
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Die erfindungsgemäße Drehkolbenpumpe weist vorzugsweise ein Zwischengehäuse auf. Vorzugsweise sind die Gehäuse-Halbschalen mittels des Zwischengehäuses fluiddicht verbunden sind. Das Pumpengehäuse umfasst in dieser Ausführung vorzugsweis zwei Gehäuse-Halbschalen und das die Gehäuse-Halbschalen zwischenverbindende Zwischengehäuse. Vorzugsweise weisen das Zwischengehäuse und die Gehäuse-Halbschalen jeweils korrespondierend ausgebildete Stirnflächen auf, die mit den Stirnflächen des jeweils benachbarten Gehäuses fluiddicht in Anlage bringbar sind.
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Vorzugsweise definiert das Zwischengehäuse einen Abstand zwischen den beiden Gehäuse-Halbschalen, und der Abstand zwischen den beiden Gehäuse-Halbschalen ist verschleißabhängig einstellbar. Vorzugsweise sind eine Vielzahl von unterschiedlich positionierten Passbohrungen vorgesehen, die in verschiedenen Konfigurationen mit Passelementen, insbesondere Hohlspannstiften oder Passschrauben, in Eingriff bringbar sind, wobei die jeweilige Konfiguration von Passelementen zur Positionierung der Gehäuse-Halbschalen relativ zu dem Zwischengehäuse in einem jeweils zu anderen Konfigurationen unterschiedlichen Abstand eingerichtet ist. Hierdurch ist in Abhängigkeit des Verschleißes der Gehäuse-Halbschalen ein Nachjustieren der genannten Position möglich. Vorzugsweise weisen die Gehäuse-Halbschalen eine Innenfläche auf, die im Wesentlichen fluiddicht mit dem relativ zu der Innenfläche angeordneten und relativ zu der Innenfläche rotierbaren Drehkolben zum Bilden einer oder mehrerer Förderkavitäten zusammenwirkt. Die Innenfläche ist insbesondere bei Festkörperbeladung des von der Drehkolbenpumpe zu fördernden Fluids Verschleiß ausgesetzt und nutzt bei anhaltendem Betrieb im Laufe der Zeit ab. Mittels der erfindungsgemäßen Nachstellbarkeit wird die Zeitspanne bis zum notwendigen Austausch einer Gehäuse-Halbschale somit verlängert.
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Das Zwischengehäuse weist vorzugsweise austauschbare Abstandselemente auf. Die Abstandselemente sind vorzugsweise als Distanzscheiben oder Flachkörper ausgebildet, welche zwischen dem Zwischengehäuse und der Gehäuse-Halbschale anordenbar sind, um den Abstand zwischen den benachbarten Gehäuse-Halbschalen und/oder jeweils einer Gehäuse-Halbschale und dem Zwischengehäuse zu definieren. Die Abstandselemente sind vorzugsweise mit engem Toleranzgrad gefertigt, so dass der vorgenannte Abstand in einem Bereich von weniger als 1 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,3 mm einstellbar ist.
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Bei einer bevorzugten Drehkolbenpumpe ist das Zwischengehäuse doppelwandig ausgebildet. Vorteilhaft weist das Zwischengehäuse eine Innenwand und eine Außenwand auf, wobei zwischen der Innenwand und der Außenwand des Zwischengehäuses ein Hohlraum ausgebildet ist. Besonders bevorzugt sind die Hohlräume der Gehäuse-Halbschalen und des Zwischengehäuses kommunizierend miteinander verbunden. Die Vorteile bezüglich des in der Gehäuse-Halbschale ausgebildeten Hohlraums nimmt auch das mit Hohlraum versehene Zwischengehäuse für sich in Anspruch. Insbesondere ist das Zwischengehäuse somit mit einem Mittel zur akustischem Dämpfung, und/oder mit Kühl- und/oder Heizmittel verfüllbar beziehungsweise umströmbar ausgebildet.
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Weiterhin ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die einander gegenüberliegenden Gehäuse-Halbschalen und das Zwischengehäuse axiale Stirnflächen aufweisen, die mittels Gewindestangen verbunden, insbesondere verspannt sind, wobei die Gewindestangen vorzugsweise innenliegend in einem Hohlraum in der Gehäusehalbschale bzw. dem Zwischengehäuse, wie zuvor erläutert, angeordnet sind. Die innenliegende Anordnung der Gewindestangen oder äquivalenter Spannmittel bietet mehrere Vorteile. Zunächst sind die Gewindestangen vor Korrosion und mechanischer Einwirkung besser geschützt und Fertigung sowie Wartung wird hinsichtlich Beschichtung und Reinigung erleichtert. Desweiteren ermöglicht die innenliegende Anordnung die Ausbildung einer symmetrischen Stirnfläche des Zwischengehäuses und/oder der jeweiligen Gehäuse-Halbschale. Vorzugsweise sind die Gewindestangen innerhalb des Hohlraums der Gehäuse-Halbschale und/oder des Zwischengehäuses so anordenbar, dass eine mittels der Gewindestangen aufgebrachte Spannkraft im Wesentlichen gleichmäßig jeweils auf die Innenwand und die Außenwand übertragen wird. Es resultiert vorzugsweise kein Biegemoment hieraus.
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Noch weiter ist es bevorzugt, dass die zwei einander gegenüberliegenden Gehäuse-Halbschalen ein erstes Gehäusehalbschalen-Paar bilden und dass zumindest ein weiteres, zweites Paar von jeweils zwei einander gegenüberliegenden Gehäusehalbschalen vorhanden ist, welches solcherart axial benachbart zu dem ersten Paar von Gehäusehalbschalen angeordnet ist, dass eine Gehäusehalbschale des ersten Paares eine axiale Stirnfläche aufweist und diese axiale Stirnfläche mit einer axialen Stirnfläche einer Gehäusehalbschale des zweiten Paares verbunden ist und die entsprechend andere Gehäusehalbschale des ersten Paares eine axiale Stirnfläche aufweist und diese axiale Stirnfläche mit einer axialen Stirnfläche der entsprechend anderen Gehäusehalbschale des zweiten Paares verbunden ist. Mit dieser Ausgestaltung wird es ermöglicht, eine Baureihe von Drehkolbenpumpen effizient und qualitativ hochwertig zu fertigen, indem das Pumpenvolumen durch entsprechende axiale Aneinanderreihung mehrerer Gehäusehalbschalen-Paare vergrößert wird. Die Verzugsgenauigkeit und fertigungstechnische Präzision der doppelwandigen Gehäusehalbschalen ermöglicht dabei eine unmittelbare axiale Aneinanderreihung von zwei oder mehr Gehäusehalbschalen und somit die Fertigung einer Drehkolbenpumpe, die ein vergrößertes Pumpenvolumen (z. B. um Faktor 1,5 oder 2 oder 3) gegenüber der Drehkolbenpumpe mit einem Gehäusehalbschalen-Paar aufweist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Abstandselemente zur axialen Verlängerung des Zwischengehäuses und/oder Abstandselemente zur axialen Verlängerung der Gehäusehalbschalen vorgesehen. Diese Abstandselemente entsprechen vorzugsweise dem axialen Querschnitt der Gehäusehalbschalen bzw. des Zwischengehäuses. Sie weisen eine definierte Stärke auf und verlängern nach dem Prinzip von Passscheiben die Gehäusehalbschalen bzw. das Zwischengehäuse in axialer Richtung, um Fertigungstoleranzen auszugleichen oder anwendungsspezifische Anforderungen zu erfüllen und die Verwendung standardisiert hergestellter Gehäusehalbschalen bzw. des Zwischengehäuses zu ermöglichen. Die Abstandselemente können dabei gleicherart zur Montage und Anpassung bei Drehkolbenpumpen mit einem Paar Gehäusehalbschalen eingesetzt werden wie auch bei Drehkolbenpumpen mit zwei oder mehr Paaren Gehäusehalbschalen.
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Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einer Gehäuse-Halbschale der eingangs genannten Art für eine Drehkolbenpumpe zur Förderung eines Feststoffe enthaltenden fluiden Mediums, indem die Gehäuse-Halbschale doppelwandig ausgebildet ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Gehäuse-Halbschale ergeben sich aus den vorstehenden Erörterungen zu den bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe. Es wird auf diese Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Gehäuse-Halbschalen für eine Drehkolbenpumpe zur Förderung eines Feststoffe enthaltenden fluiden Mediums.
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An eine Gehäuse-Halbschale im Sinne der Erfindung für eine entsprechende Drehkolbenpumpe wird hinsichtlich einer Innenfläche der Gehäuse-Halbschale eine hohe Anforderung an die Zylindrizität der Innenfläche gestellt, nachdem diese Innenfläche Teil der Förderkavitäten einer Drehkolbenpumpe ist.
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Bekannte Verfahren zur Herstellung solcher Gehäuse-Halbschalen sehen das Gießen zweier Gehäuse-Halbschalen vor, die im Anschluss aneinander montiert werden. Nach erfolgter Montage wird mittels Ausdrehen eine zylindrische Innenfläche jeweils hälftig in den Gehäuse-Halbschalen ausgebildet. Eine exakte Positionierung und später erneute Positionierung der Gehäuse-Halbschalen zu einander stellen den Hersteller vor fertigungstechnische Herausforderungen, was einen hohen Zeit- und Kostenaufwand bedeutet.
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Der Erfindung lag somit auch die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine erfindungsgemäß verbesserte Gehäuse-Halbschale anzugeben, um eine verbesserte Drehkolbenpumpe zu erhalten.
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Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe bei einem Verfahren der vorstehend genannten Art mit den Schritten:
- – Bereitstellen oder Herstellen einer Gussform für einen Gehäuse-Rohling, wobei die Gussform als ein Negativ eines herzustellenden Gehäuse-Rohlings ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, den Gehäuse-Rohling einstückig derart herzustellen, dass dieser zwei Halbschalen-Abschnitte aufweist und doppelwandig ausgebildet ist,
- – Herstellen des Gehäuse-Rohlings mittels Einbringen von fließfähigem Guss-Material in die Gussform und Aushärten des fließfähigen Gussmaterials,
- – Bearbeiten des Gehäuse-Rohlings, so dass eine zylindrische Innenfläche des Gehäuse-Rohlings resultiert, und
- – Trennen der Halbschalen-Abschnitte des Gehäuse-Rohlings im Anschluss an das Bearbeiten des Gehäuse-Rohlings, so dass zwei Gehäuse-Halbschalen resultieren, die jeweils doppelwandig ausgebildet sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich die Erkenntnis zunutze, dass die Zylindrizität der Innenfläche jeweils einer Gehäuse-Halbschale am zuverlässigsten herstellbar ist, wenn die Innenfläche in einem einstückigen Gehäuse-Rohling vorgesehen wird. Die bekannten Verfahren ermöglichten dies allerdings nicht, da bei den bekannten Guss-Verfahren mit bekannten Gussformen gefügebedingte und formbedingte Spannungen in dem Gehäuse-Rohling auftraten, was einen unzulässig hohen Maßverzug zur Folge hatte, wenn man nach dem Gießen und Bearbeiten des Gehäuse-Rohlings, beispielsweise mittels Ausdrehen der Innenfläche, erst die Trennung in zwei Halbschalen vornahm. Der Gehäuse-Rohling sprang gewissermaßen auf. Das erfindungsgemäße Verfahren setzt hier an, indem eine Gussform für einen Gehäuse-Rohling bereitgestellt wird, die als ein Negativ eines herzustellenden Gehäuse-Rohlings ausgebildet ist und dazu eingerichtet ist, den Gehäuse-Rohling einstückig derart herzustellen, dass dieser zwei Halbschalen-Abschnitte aufweist und doppelwandig ausgebildet ist. Die doppelwandige Ausbildung der Halbschalen-Abschnitte mittels der korrespondierend ausgestalteten Gussform verringert drastisch den Maßverzug bei einem anschließenden Trennen der Halbschalen-Abschnitte. Somit wird es ermöglicht, die Bearbeitung des noch einstückigen Gehäuse-Rohlings, so dass eine zylindrische Innenfläche des Gehäuse-Rohlings resultiert vorzunehmen, und erst im Anschluss daran das Trennen der Halbschalen-Abschnitte des Gehäuse-Rohlings vorzunehmen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden hoch maßhaltige Gehäuse-Halbschalen mit einem im Vergleich zu den bekannten Verfahren deutlich reduzierten Fertigungsaufwand erhalten. Zudem weist eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gehäuse-Halbschale diverse Vorteile auf, die vorstehend bereits erläutert sind, und auf die hiermit verwiesen wird.
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Das Verfahren wird dadurch weitergebildet, dass ein Hohlraum zwischen einer Innenwand des Gehäuse-Rohlings und einer Außenwand des Gehäuse-Rohlings ausgebildet wird. Der Hohlraum wird besonders bevorzugt mittels der Gussform ausgebildet. Alternativ wird der Hohlraum im Anschluss an das Aushärten des Gehäuse-Rohlings mittels Materialabtragen vorgenommen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird der Gehäuse-Rohling derart hergestellt, dass in dem Hohlraum des Gehäuse-Rohlings eine oder mehrere Streben und/oder Rippen ausgebildet werden, welche sich von der Innenwand zu der Außenwand erstrecken. Die Stege und/oder Rippen werden besonders bevorzugt mittels der Gussform ausgebildet. Alternativ werden die Rippen und/oder Stege im Anschluss an das Aushärten des Gehäuse-Rohlings in den Hohlraum eingebracht, beispielsweise mittels Verschrauben, Verstiften, Vernieten, Schweißen, Löten oder Kleben.
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Das Trennen der Halbschalen-Abschnitte des Gehäuse-Rohlings erfolgt vorzugsweise mittels spanender Bearbeitung, beispielsweise mittels Sägen. Durch das Sägen und gegebenenfalls eine Nachbearbeitung der Schnittkannte beispielsweise mittels Fräsen wird eine hohe Flächengüte der Schnittkante erzielt.
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Alternativ erfolgt das Trennen der Halbschalen-Abschnitte des Gehäuse-Rohlings mittels nichtspanender Bearbeitung, beispielsweise mittels Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden. Wasserstrahlschneiden ist vorteilhaft, da die thermische Beeinflussung der Schnittzone gering ist.
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Das Bearbeiten des Gehäuse-Rohlings, so dass eine zylindrische Innenfläche des Gehäuse-Rohlings resultiert, erfolgt vorzugsweise mittels spanender Bearbeitung, vorzugsweise mittels Drehen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform weiterhin den Schritt:
- – thermische Nachbehandlung des Gehäuse-Rohlings im Anschluss an das Aushärten des fließfähigen Gussmaterials, so dass Eigenspannungen in dem Gehäuse-Rohling reduziert werden. Dies verbessert die Maßhaltigkeit der Gehäuse-Halbschalen noch weiter.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:
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1 eine schematische Querschnittsansicht eines Pumpengehäuses einer Drehkolbenpumpe;
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2 eine Seitenansicht auf eine Gehäuse-Halbschale gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 eine weitere Seitenansicht der Gehäuse-Halbschale aus 2;
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4 eine Querschnittsansicht der Gehäuse-Halbschale der 2 und 3; und
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5 eine räumliche Schnittansicht der Gehäuse-Halbschale der 2 bis 4;
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In 1 ist zunächst der prinzipielle Aufbau eines Pumpengehäuses 1 einer Drehkolbenpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Pumpengehäuse 1 weist zwei Gehäuse-Halbschalen 3 auf. Die Gehäuse-Halbschalen 3 sind in einem Abstand 5 voneinander angeordnet. Der Abstand 5 entspricht vorzugsweise dem Achsabstand zweier Antriebsachsen 13. Die Antriebsachsen 13 sind einem (nicht dargestellten) Getriebe zugeordnet, parallel in einer Ebene 11 angeordnet und jeweils mittels einer Passfeder 9 drehmomentfest mit jeweils einem Drehkolben 7 verbunden.
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Die Gehäuse-Halbschalen 3 weisen einander zugewandte Seitenflächen 15 auf. Die Seitenflächen 15 sind dazu ausgebildet, mit einem (nicht dargestellten) Zwischengehäuse fluiddicht verbunden zu werden. Das Zwischengehäuse definiert den vorzugsweise einstellbaren Abstand 5 zwischen den Gehäuse-Halbschalen 3.
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Die Gehäuse-Halbschalen weisen jeweils eine Innenfläche 19 auf. Die Innenfläche 19 weist jeweils vorzugsweise eine halbzylindrische Kontur auf. Der in 1 linke Drehkolben 7 bildet in der gezeigten Stelllung eine Förderkavität 17 zwischen sich und der Innenfläche 19 der ihm zugeordneten Gehäuse-Halbschale 3 aus.
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Der doppelwandige Aufbau der Gehäuse-Halbschalen 3 ist in den folgenden Figuren näher dargestellt.
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2 und 3 zeigen jeweils eine Projektion einer Seitenansicht auf eine Gehäuse-Halbschale 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Gehäuse-Halbschale 3 weist eine Stirnfläche 21 auf. Die Stirnfläche 21 ist vorzugsweise eben ausgebildet und mit einer korrespondierend ausgebildeten Fläche eines (nicht dargestellten) Deckels in Anlage bringbar. Die Gehäuse-Halbschale 3 weist zwischen einer Außenfläche 23 und der Innenfläche 19 in der Stirnfläche 21 eine Anzahl von Durchgangsbohrungen 25 auf, welche sich von der Stirnfläche 21 in einen Hohlraum (siehe 4) erstrecken. Die Durchgangsbohrungen 25 sind entlang des Umfangs der Stirnfläche 21 verteilt angeordnet. Die im Wesentlichen zylindrische Außenfläche 23 weist entlang ihres Umfangs eine Anzahl eben ausgebildeter Oberflächenabschnitte 27 auf. Die Oberflächenabschnitte 27 sind dazu eingerichtet, radiale Durchgangsbohrungen 29, Passbohrungen oder dergleichen aufzunehmen.
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4 und zeigen jeweils Schnittdarstellungen einer Gehäuse-Halbschale gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Gehäuse-Halbschale gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, während 5 eine räumliche Darstellung eines Viertelschnitts der erfindungsgemäßen Gehäuse-Halbschale zeigt. Bezüglich gleicher Bezugszeichen wird auf die vorstehenden Erläuterungen zu den 1 bis 3 verwiesen. Die Gehäuse-Halbschale 3 weist ausweislich 4 eine Innenwand 31 und eine Außenwand 33 auf. Zwischen der Innenwand 31 und der Außenwand ist ein Hohlraum 32 ausgebildet. Die Gehäuse-Halbschale ist doppelwandig ausgebildet. Zwischen der Innenwand 31 und der Außenwand 33 ist eine Anzahl von Stegen 35 ausgebildet. Die Stege 35 erstrecken sich jeweils zwischen der Innenwand 31 und der Außenwand 33. Die Stege 35 sind dazu eingerichtet, die Innenwand 31 und die Außenwand 33 gegeneinander abzustützen. Die dargestellte Durchgangsbohrung 29 erstreckt sich von einem der eben ausgebildeten Abschnitte 27 der Außenfläche 23 durch die Außenwand 33 hindurch in den Hohlraum 32. Die Durchgangsbohrung 29 ist wahlweise als Einlass oder Auslass ausgebildet und zur Aufnahme und/oder Abgabe eines Kühl- und/oder Heizmittels und/oder dazu eingerichtet, Füllmaterial wie beispielsweise Dammstoff gegen Vibrationen und/oder Schall aufzunehmen, mit welchem der Hohlraum 32 verfüllbar ist. Weiter wahlweise sind Sensoren oder Daten- oder Stromleitungen mittels der Durchgangsbohrung 29 in dem Hohlraum 32 verlegbar. Eine Gehäuse-Halbschale 3 weist vorzugsweise eine Mehrzahl Durchgangsbohrungen 29 auf.
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Die Außenwand 33 und die Innenwand 31 sind in einem seitlichen Abschnitt 37 miteinander verbunden und gehen vorzugsweise einstückig ineinander über.
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Die Seitenflächen 15 sind parallel zueinander ausgebildet. Die sich zwischen den Seitenflächen 15 innen erstreckende Innenfläche 19 ist halbzylindrisch ausgebildet und umspannt einen Winkel von 180°.
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In 5 ist dargestellt, dass im Bereich der Durchgangsbohrung 29 eine Verstärkung 39 in dem Hohlraum 32 ausgebildet ist. Die Verstärkung 39 stützt die Innenwand 31 gegen die Außenwand 33 im Bereich der Durchgangsbohrung 29 weiter ab.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007054544 A1 [0003]
- EP 1624189 B1 [0003]
- DE 102005017575 A1 [0003]
- WO 2007/026109 A1 [0003]
