DE2021513A1 - Rotationskolbenpumpe - Google Patents

Description

• Anlage zur Patentanmeldung vom 29. April 1970 Beschreibung der Erfindung 1. Grundgedanke der Erfindung Die Erfindung beinhaltet eine Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten und anderen geeigneten Stoffen (zusammenfassend Fördergut genannt). Die Maschine arbeitet mit einem rotierenden Kolben in einem Gehäuse, dessen Querschnitt die Form einer Trochoide hat. Zwischen Kolben und Gehäuse befinden sich Hohlräume (Kammern), deren Inhalte sich durch die Bewegung des Kolbens laufend bis zu ihrer größten Ausdehnung vergrößern und anschließend bis zur kleinsten Ausdehnung verkleinern. Die dadurch bedingte Veränderung der Druckverhältnisse in den Kammern bewirkt. das Pumpen.
• Ähnlich wie beim Rotationskolbenmotor sind in Abhängigkeit des Verhältnisses der Durchmesser von Führungs- und Hohlrad verschiedene Bauformen des Gehäuses und des Kolbens denkbar. Es ist auch möglich, um einen feststehenden Kolben ein rotierendes Gehäuse anzuordnen. Aus der Fülle der Konstruktionsmöglichkeiten soll die folgende Beschreibung einer Rotationskolbenpumpe als Beispiel zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens dienen, der auch auf andere Ausführungen und Lösungen angewendet werden kann. Bei der beschriebenen Pumpe haben Hohlrad des Kolbens und Führungsrad ein Durchmesserverhältnis von 3 : 2.
• 2. Beschreibung einer Rotationskolbenpumpe und ihrer Arbeitsweise Die Pumpe besteht aus folgenden Teilen: Gehäuse mit Mantel und Seitenteilen Antriebswelle mit Exzenter Rotationskolben mit Hohlrad Führungsrad Der Querschnitt durch die innere Mantelfläche stellt eine zweibogige Epitrochoide dar. Im Mantel sind in jedem der beiden Bogen je 1 Ansaugöffnung und 1 Ausstoßöffnung vorhanden. Die 4 Öffnungen führen in 4 entsprechende Kanäle, die mit je 1 Rückschlagventil versehen sind (in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Rückschlagventile verhindern ein Strömen des Förderguts in falscher Richtung. Die paarweise vorhandenen Ansaug- und Ausstoßkanäle können innerhalb oder außerhalb des Gehäuses zusammengefaßt und an die Druck- bzw. Saugleitung der Pumpe angeschlossen werden.
• In dem Gehäuse bewegt sich ein Kolben, der im Querschnitt ein Dreieck mit konvex gebogenen Seiten darstellt. Die drei Ecken dieses Dreiecks berühren in jeder Bewegungsphase die -innere Schnittlinie des Mantels. Der Kolben enthält ein Hohlrad.
• Der Kolben wird über eine in den Seitenteilen des Gehäuses gelagerte Welle angetrieben. Auf der Welle sitzt ein fest angebrachter Exzenter, der das Hohlrad des Rotationskolbens ausfüllt und in diesem leicht drehbar ist. Durch die Drehungen der Welle mit dem Exzenter wird der Rotationskolben im Sinne der oben beschriebenen Bewegung angetrieben. Zur besseren Führung des Kolben kann ein Führungsrad angebracht sein, auf dem das Hohlrad des Kolbens abrollt. Das Führungsrad kann entweder drehbar auf der Welle oder an einer Seitenwand befestigt angeordnet sein. Eine Verzahnung von Hohl- und Führungsrad wäre zweckmäßig. Einzelheiten der Konstruktion siehe Bilder 1 und 2.
• Der Kolben bildet mit dem Gehäuse drei Hohlräume (Kammern), die sich durch die rotierende Bewegung des Kolbens laufend im Wechsel vergrößern und verkleinern. In einer sich erweiternden Kammer entsteht Unterdruck, der über die Ansaugöffnung das Ansaugen des Förderguts bewirkt. In einer sich verengenden Kammer entsteht Überdruck, der über die Ausstoßöffnung das Ausstoßen des Kammerinhalts (Förderguts) bewirkt. Für den Antrieb der Pumpe kommt jede Motorart in Frage.
• Die Arbeitsweise der Pumpe ist auf den folgenden Zeichnungen (Bilder 3 bis 15) dargestellt, die den Ablauf einer halben Umdrehung des Kolbens in 13 Stellungen zeigen. Die Vorgänge in den einzelnen Kammern sind in Tabelle -I auf Seite 4 beschrieben.
• 3. Technischer Fortschritt Die Rotationskolbenpumpe bietet folgende Vorteile: a) große Saugleistung In Bezug auf die Saugleistung ähnelt die Pumpe einer Hubkolbenpumpe und wird, gute Dichtung vorausgesetzt, in ihrer Wirkung an die Hubkolbenpumpe heranreichen.
• b) hohe Drehzahlen Wegen des Fehlens von hin- und hergehenden Massen wird die Pumpe hohe Drehzahlen erreichen können. Das bedeutet große Leistung im Verhältnis zum Raum, den die Pumpe einnimmt, sowie großer Wirkungsgrad.
• c) gleichmäßige Saug- und Druckleistung Die Saug- bzw. Druckleistungen der einzelnen- Kammern gleichen sich bei Zusammenfassung der paarweise vorhandenen Kanäle weitgehend aus.

Claims (1)

1. Zusammenfassung:

   Die Rotationskolbenpumpe vereinigt die Vorteile der Hubkolbenpumpe (Sauglei-stung) und Kreiselpumpe (Leistung, gleichmäßiges Fördern) und vermeidet deren Nachteile.

   ½)Patentansruc Die oben beschriebene Rotationskolbenpumpe ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet, auf die Patentanspruch erhoben wird: a) konstruktive Merkmale: Die Pumpe besteht aus einem Gehäuse, das sich aus einem gebogenen Mantel und flachen Seitenteilen zusammensetzt. Die innere Mantelfläche stellt im Querschnitt eine Trochoide dar. Im Gehäuse wird über eine Antriebswelle ein rotierender Kolben bewegt, der in allen Stellungen mit seinen Kanten die innere Mantelfläche berührt. Zwischen Kolben und Gehäuse bilden sich Kammern. Es kann auch um einen feststehenden Kolben ein bewegliches Gehäuse angeordnet werden. Im Gehäuse befinden sich Ansaug- und Ausstoßöffnungen, die in entsprechende Kanäle führen. Die Kanäle enthalten Rückschlagventile, um ein Strömen in falscher Richtung zu verhindern. Die Kanäle werden innerhalb oder außerhalb des Gehäuses zu Saug- und Druckleitungen zusammengefaßt. Die Zahl der'Ansaug- bzw. Ausstoßöffnungen entspricht der Zahl der Bogen der Trochoide (je Bogen 1 Ansaug- und 1 Ausstoßkanal).

   b) auf die Wirkung bezogene Merkmale: Durch die Drehung des Kolbens vergrößern bzw. verkleinern sich die Kammern laufend und wechselweise. In den sich verkleinernden Kammern entsteht Unterdruck, der das Saugen der Pumpe bewirkt, in den sich erweiternden Kammern entsteht Überdruck, der die Druckleistung der Pumpe bewirkt.