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Drehkolbenpumpe Die Erfindung betrifft die Rotorschieber einer Drehkolbenpumpe.
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Heute werden bei Drehkolbenpumpen gewöhnlich zwei Schieber verwendet,
die im Rotor herausschiebbar einander gegenüber gelagert oder bei Drehkolbenpumpen
mit mehreren Schiebern so angebracht sind, daß ihre Bewegungsrichtung entweder von
der Rotorachse ausgeht oder außerhalb der Rotorachae zwischen den Schenkeln eines
Winkels hindurchgeht, die durch den Halbmesser und die zum äußeren Rotordurchmesser
an der Stelle des Schieberhohlraumes führende Tangente bestimmt sind. Die Schieber
werden an die Statorwand einerseits durch die Fliehkraft, andererseits durch Federn
angedrückt. Die Fördergeschwindigkeit wird durch die Drehzahl, die Differenz des
Hohlraumvolumens des Stators
und des Rotorvolumens bestimmt. Es
besteht eine gegenseitige Beziehung zwischen den Abmessungen des Rotors und denen
der Schieber in dem Sinne, daß das Volumen des Rotors bzw. sein Durchmesser durch
die Schieberbreite bestimmt ist (wobei unter "Sehieberbreit die Abmessung des Schiebers
radial zur Rotorachse in Bewegungsrichtung des Schiebers gemeint ist) und ferner
durch die Abmessung, um die der Schieber beim größten Vorschub über den Rotorumfang
hinausragen kann. Um eine zuverlässige Führung des Schiebers bei dem größten Vorschub
über den Rotorumfang zu gewährleisten, kann der Schieber in diesem Fall höchstens
um 60 % seiner Breite hinausragen0 In einer anderen Lage sind beide Schieber in
den Rotor beinahe längs der ganzen Breite eingeschoben0 Die Abmessungen der Schieber,
des Rotors und Stators stehen zueinander ungefähr in folgendem Verhältnis: Die Schieberbreite
ist gleich dem Rotorhaibmesser und der innere Statordurchmesser 1,3 mal dem Rotordurchmesser.
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Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß aus den
angeführten Gründen bei einer Pumpe gegebener Abmessungen die Differenz des Hohlraum
volumens des Stators und des Rotorvolumens bei gegebener Pumpenlänge über eine bestimmte
Grenze nicht vergrößert werden kann, wodurch auch der äußerste Wert der Pumpgeschwindigkeit
bei einer gegebenen Drehzahl begrenzt ist.
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Die angeführten Nachteile beseitigt in beträchtlichem Maße die erfindungsgemäße
Drehkolbenpumpe, , deren Wesen darin besteht, daß im Raum zwischen den Innenflächeu
der Rotorhälften Schieber parallel zueinander geführt sind, deren Schubebene außerhalb
der Rotorachse liegt und deren benachbarte Innenflächen sich gegenseitig abstützen,
wobei in
der rückwärtigen Stirnseite jedes Schiebers gegenüber einem
abstiitzenden Vorsprung zumindest zwei Einechnitte mit Sacklöchern in ihren Böden
vorgesehen sind, die mit entgegengerichtet vorstehenden Bolzen eines Querstückes
in Eingriff stehen, das in den Raum gelegt ist, den die Einschnitte in den Schiebern
bilden. Einer der vorstehenden Bolzen hat ungefahr den gleichen Durchmesser wie
das Sackloch, der zweite vorstehende Bolzen ragt in das Sackloch des gegenüberliegenden
Schiebers hinein und ist von einer Druckfeder umgeben, die die beiden Schieber aus
dem Rotor herausdrückt, Die Berührungsflächen der Schieber sind mit Gleiteleienten
versehen.
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Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe gegenüber
den bisherigen Konstruktionen besteht in der Möglichkeit, die Schieber mit einander
zugekehrten Innenflichen einbauen zu können, denn die Reibung an diesen Innenflächen
ist gering und das Voneinanderdrücken der gegenläufigen Schieber durch Druckfedern
ist sehr vorteilhaft. Diese Anordnung der Schieber bei tangentialer Anordnung der
Schieber im Rotor ergibt die vorteilhafteste Lage für die Erzielung einer absoluten
Vergrößerung der Schieberbreite und daher auch des größtmöglichen Herausschiebens
der Schieber bei möglichst kleinem Rotordurchmesser sowie bei Einhaltung des gegebenen
Statordurchmessers. Dadurch wird der Unterschied des Hohlraumvolumens des Stators
und des Rotorvolumens auf die Längeeinheit der Pumpenlänge bezogen vergrößert, so
daß bei gleicher Rotordrehzahl die Pimpgeschwindigkeit erhöht wird.
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Ein AusfUhrungsbelspiel der erfindungsgemißen Drehkolbenpumpe ist
in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, Es zeigt
Fig. 1, 2*
3 Jeweils schematische Ansichten des Schiebers einer Öl-Drehkolbenpumpe; und Fig.
4 und 5 jeweils schematische Schnitte der Drehkolbenpumpe.
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In Fig. 1, 2 und 3 ist der Schieber 1 dargestellt, der an der rückwärtigen
Stirnseite 2 Einschnitte 3 aufweist, in deren Böden in der Schieberachse Sacklöcher
4 eingebracht sind. An der Innenfläche 5 des Schiebers 1 sind Gleitelemente 6 angebracht,
z. B. Bronzegleitstücke, die über die Innenfläche 5 des Schiebers 1 vorsehen. In
jedem Schieberpaar, das in einer Drehkolbenpumpe benützt wird sind die Einschnitte
3 an beiden Schiebern 1 so ausgeführt, daß beim Blick auf die rückwärtige Stirnseite
2 der Schieber 1 die Einschnitte 3 spiegelbildlich einander genau gegenüberliegen.
Die Gleitelemente 6 sind in einem Schieberpaar nur an einem der Schieber 1 angebracht.
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In Fig. 4 ist eine Drehkolbenpumpe im Schnitt dargestellt, der durch
die Achse des Sackloches 4 des Schiebers 1 nach Fig. 1 geführt ist Der Rotor 8 ist
in dem Stator 7 exzentrisch gelagert. Der Rotor 8 besteht aus zwei gleichen Hälften,
wobei jede Hälfte einen abstützenden Vorsprung 9 hat. Die beiden Rotorhälften sind
so zusammengestellt, daß die abstützenden Vorsprünge 9 einander parallel zur Rotorachse
gegenüberliegen. In den Raum zwischen die Innenflächen des Rotors 8 sind von beiden
Seiten gegenüber den abstützenden Vorsprüngen 9 die Schieber 1 gelegt. Die Einschnitte
3 in der rückwärtigen Stirnseite 2 der Schieber 1 bildön einen Raum, in den das
Querstück 10 gelegt list, dessen Breite mit der Breite des Einschnittes
3
im Schieber f übereinstimmt. Das Querstilck 10 ist an einer Seite mit dem Bolzen
11 versehen, der in das Sackloch 4 eines der Schieber 1 hineinragt. Der Bolzen 11
und das Sackloch 4 haben annähernd den gleichen Durchmesser. Die Stirn des QuerstUckes
10 ist gegen den Boden des Einschnittes 3 im Schieber 1 abgestützt, in den der Bolzen
11 geschoben ist. An dem anderen Ende trägt das Querstück 10 den Bolzen 12, der
in das Sackloch 4 des zweiten Schiebers 1 geschoben ist. Die Achse des Bolzens 11
ist gegenüber der Achs des Bolzens 12 mit Vorteil um die Schieberdicke versetzt,
so daß sie mit den Achsen der Sacklöcher 4 zusammenfallen. Der Durchmesser des Bolzens
12 ist infolge der aufgeschobenen Druckfeder 13 kleiner als der Durchmesser des
Sackloches 4, da die Druckfeder 13 in das Sackloch 4 des zweiten Schiebern 1 gelegt
ist.
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Die Druckfeder 13 ist mit ihren Enden gegen den Boden des Sackloches
4 und die Stirnseite des Querstückes 10 abgestützt. Die Tiefe der Einschnitte 3
in den Schiebern 1 ist so gewählt, daß die Stirnseite des Querstückes 10, gegen
das die Druckfeder 13 abgestützt ist, in keiner Abbeitslage der Schieber 1 auf dem
Boden des Einschnittes 3 des zweiten Schiebers 1 aufliegt.
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In Fig. 5 ist eine Drehkolbenpumpe schematisch im Schnitt dargestellt,
der durch die Achse des Gleitelements 6 des Schiebers 1 nach Fig. 1 geführt ist.
In den Raum zwischen den Innenflächen des Rotors 8 sind von Jeder Seite gegenüber
den abstützenden Vorsprüngen 9 die Schieber 1 eingeschoben. Eine der einander zugekehrten
Flächen der Schieber 1 ist mit Gleitelementen 6 versehen, die. die betreffende Fläche
des Schiebers 1 überhöhten.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet folgender maßen:
Die
Schieber 1 sind im Raum zwischen den Rotorhälften gegenseitig um die eigene Höhe
verschoben, so daß sie bei der Verschiebung aneinander vorbeigleiten. Die Innenflächen
der beiden Rotorhälften und die Schieber 1 bilden mit ihren Gleitelementen 6 gegenseitig
abstützende Führungsflächen.
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Die Breite der Schieber t, der Durchmesser des Rotors 8 und der innere
Durchmesser des Stators 7 sind so gewählt, daß bei Jeder beliebigen Lage des Rotors
8 die Schieber 1 gegenseitig mittels der Gleitelemente 6 abgestützt sind.
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Die Schieber t werden an die Innenwand des Stators 7 durch die Druckfedern
13 angedrückt. Die Breite der Schieber 1 ist durch den Durchmesser des Rotors ru
ors 8 vermindert um die Breite des abstützenden Vorsprunges 9 bestimmt. Um eine
zuverlässige Mitnahme des Schiebers t durch den Rotor 8 zu gewährleisten, darf der
aus dem Rotor 8 heausgeschobene Teil des Schiebers t höchstens 60 % seiner Breite
betragen.
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Die Breite des abstützenden Vorsprungs 9 wird ungefähr mit fünfzehn
Prozent des Rotordurchmessers gewählt. Zwischen den Abmessungen der Schieber, des
Rotors und des Stators besteht daher ungefähr dieses Verhältnis: Die Schieberbreite
beträgt 0,85 des Rotordurchmessers und der Statordurchmesser 1,5 des Rotordurchmessers.
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Die erfindungsgenäße Einrichtung kann bei allen Drehkolbenpumpen
Anwendung finden.