DE2040990C3 - Rotationskolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenpumpe mit einer länglichen, eine große Längsachse aufweisenden Statorkammer, deren entgegengesetzte Enden einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung, die auf einer senkrecht zur längeren Achse verlaufenden gemeinsamen Achse liegen, und mit zwei Rotoren, die beidseitig zur gemeinsamen Achse angeordnet sind, und die von einem flexiblen Mantel umschlossen sind, wobei die Rotoren in entgegengesetzter Richtung drehend angetrieben sind und an jedem Rotor wenigstens zwei im gleichen Abstand zueinander angeordneten Rollen angebracht sind, die die äußere Fläche des Mantels gegen die Innenfläche der Statorkammer entlang der halbkreisförmigen Endabschnitte drücken.

Es gibt zahlreiche Arten von Rotationspumpen. Die gebräuchlichsten Rotationspumpen sind Getriebepumpen, Flügelpumpen, Schraubenpumpen und Flügelradpumpen. Bei allen diesen oder den meisten dieser Pumpen treten Reibungs- und Dichtungsschwierigkeiten auf, die den Wirkungsgrad verringern und die Drehzahl und/oder Größe begrenzen. Einige enthalten auch exentrisch angeordnete Läufer, die wiederum Drehzahl und/oder Größe begrenzen sowie die Kompliziertheit und Kosten vergrößern.

Eine Rotationskolbenpumpe der eingangs genannten Art ist durch die GB-PS 7 29 044 bekannt geworden. Mit dieser Rotationskolbenpumpe wird zwar eine Wirkungsgradverbesserung bzw. eine Durchsatzsteigerung erreicht. Jedoch ist die mechanische Belastung des flexiblen Mantels recht hoch, so daß dessen Lebensdauer nicht allzuhoch ist. Auch ist das Dichtproblem insbesondere im Bereich zwischen den Rotoren nicht ohne weiteres optimal lösbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rotationskolbenpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Lebensdauer bezüglich des elastischen Mantels erhöht

ist und bei der die Dichtungs- und Reibungsprobleme verringert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mantel ein eine geschlossene Schleife bildendes Band mit einer Breite, die der der Statorkammer entspricht, ist, wobei das Band innerhalb der Statorkammer, jedoch von dieser frei, über die Rollen der Rotoren unter Spannung geführt ist, so daß die zwischen den Rollen befindlichen Abschnitte des Bandes jeweils in Form einer geraden Linie veriaufen.

Eine Rotationskolbenpumpe, bei der zwei an einem drehbaren Doppelarm angebrachte Rollen von einem Band umspannt sind, ist in der AT-PS 87 431 bekannt geworden. Die konstruktive Ausgestaltung mit nur einem Rotor innerhalb und einem exzentrischen Rotor außerhalb des sog. aktiven Bereiches ist jedoch mit der erfindungsgemäßen Konzeption nicht vergleichbar.

Die Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe erzielt werden können, liegen einmal darin, daß die Reibung und die mechanische Belastung des Mantels erheblich verringert sind, was insbesondere gegenüber der Rotationskolbenpumpe nach der GB-PS 7 29 044 von besonderer Bedeutung ist, bei der auf Grund einer Walkbelastung des flexiblen Mantels der Verschleiß sehr hoch ist. Ferner können die Abmessungen vergrößert werden und man kann die erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe bei höheren Drehzahlen betreibeis. Auch wird der Wirkungsgrad merklich erhöht.

An Hand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt F i g. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung, Fig. la; Ib; Ic unterschiedliche Betriebsphasen der ^r' Rotationskolbenpumpenach Fig. 1,

Fig.2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 3 ein in der Rotationskolbenpumpe nach der Fig. I oder2enthaltenes Druckelement.

Die Rotationskolbenpumpe 10 nach der F i g. 1 umfaßt ein Gehäuse 12 mit einer Statorkammer 14, die eine Umfangswand 16 und zwei Seitenwände 18 aufweist. Die Statorkammer 14 weist ferner eine Einlaßöffnung 20 und eine Auslaßöffnung 22 auf. In der Statorkammer 14, die langgestreckt ausgebildet ist und bei der der Querschnitt der beiden Enden 24 und 26 halbkreisförmig ist, sind zwei mit zwe' sich gegenüberliegenden Armen versehene Rotoren 28 und 30, jeweils eine auf einer Seite der Statorkammer 14 und auf sich gegenüberliegenden Seiten einer Achse 32, angeordnet, wobei die Achse 32 mit der Achse für die Einlaßöffnung 20 und die Auslaßöffnung 22 fluchtet.

Jeder Rotor 28, 30 weist zwei Rollen auf, nämlich Rollen 34 und 36 auf dem Rotor 28 und Rollen 38 und 40 auf dem Rotor 30. Ein Mantel 42 umschließt alle Rollen unter Zugspannung. Die Rollen 34 bis 40 dienen als Druckelemente und erstrecken sich radial in Richtung auf die Umfangswand i6 und sind so lang, wie die Statorkammer 14 breit ist, so daß sie sich vollständig über die Breite der Statorkammer 14 zwischen deren Seitenwänden 18 erstrecken.

Das gleiche gilt auch für den Mantel 42, der aus flexiblem bzw. biegbarem Material besteht

Die beiden Rotoren 28 und 30 werden in entgegengesetzten Richtungen und mit gleicher Drehzahl jedoch mit einer Phasenverschiebung von 90°, gedreht, und sind durch eine äußere Kupplung, z. B. ineinandergreifende Zahnräder 44 und 46 (die durch strichpunktierte

Linien dargestellt sind), verbunden bzw. gekuppelt. Wenn sich die Rotoren 28 und 30 drehen, z. B. der Rotor - 28 im und der Rotor 30 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung der in Fig. 1 dargestellten Pfeile F₂₈ und F₃₀, dann bewegen sich die Rollen 34—40 auf der inneren Oberfläche des Mantels 42 entlang. Debei drücken sie die äußere Oberfläche des Mantels 42 gegen die Umfangswand 16, und zwar kontinuierlich die Rollen 34 und 36 bzw. 38 und 40 von der Einlaßöffnung 20 λιγ Auslaßöffnung 22, jeweils auf der benachbarten UmfangswiUid. Die freien Zwischenteile oder Bahnen 48 des Mantels 42, die nicht mit den Rollen 34 bis 40 in Berührung stehen, werden aufgrund der Spannung des Mantels von der Umfangswand weg und weitgehend geradlinig gehalten. Während der Drehung der Rotoren 28, 30 wirkt der Mantel 42 jeweils wie eine Dichtung zwischen sich und der Umfangswand. Zur Verringerung der Reibung sind die Rollen 34—40 drehbar gelagert, so daß sie auf dem Mantel 42 entlangrollen, ähnlich wie bei einem Riementrieb, und nicht auf dem Mantel entfanggleiten. Nach Fig.3, die eine Art der Lagerung der Rollen auf ihren jeweiligen Rotoren darstellt, besteht jede Rolle aus zwei Hälften 50 und 52, die mit uien äußeren Kanten des Mantels 42 bündig sind und die sich gegenüberliegenden Oberflächen der Seitenwände 18 berühren.

Die F i g. 1 a, 1 b und 1 c stellen die Lage der Elemente ;der Rotationskolbenpumpe nach F i g. 1 während unterschiedlicher Betriebsphasen dar. Gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Lage haben sich die Rotoren 28und 30 nach Fig. la um 45°, nach Fig. Ib um 90° und nach Fi g. Ic um 135° gedreht. Nimmt man an, daß das Ende 24 der Statorkammer 14 nach Fig.'l mit einem Strömungsmittel gefüllt ist, dann ist es nach Fig. la durch die untere Rolle 34 (die auf den Mantel 42

einwirkt) in Richtung auf die Auslaßöffnung 22 verdrängt und nach Fig. Ib teilweise durch die Auslaßöffnung hindurch ausgestoßen worden, während' nach Fig. Ic das Ausstoßen durch die Auslaßöffnung praktisch beendet ist Dagegen wird das Ende 26 der Statorkammer 14 nach F i g. 1 über die Einlaßöffnung 20 mit dem Strömungsmittel gefüllt; nach Fig. la ist es vollständig gefüllt; nach F i g. 1 b wird das Strömungsmittel entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung der Auslaßöffnung 22 gepumpt, während es nach Fig. Ic bereit ist, über die Auslaßöffnung 1c ausgestoßen zu werden.

Es ist nicht notwendig, jeden Rotor mit nur zwei Rollen zu versehen oder die beiden Rotoren phasenverschoben rotieren zu lassen. So stellt Fig.2 ein Ausführungsbeispiel dar, das ähnlich ausgebildet ist, wie das nach Fig. 1, nur daß beide Rotoren 54 und 56 mit vier Rollen 58 und 60 versehen sind. Ferner werden die Rotoren 54 und 56 zwar in entgegengesetzten Richtungen jedoch in Phase angetrieben, d. h. so, daß die Rollen des einen Rotors mit denen des anderen während der Drehung der beiden Rotoren in einer geraden Linie liegen. Auch dieser Aufbau ähnelt dem einer Stirnrad-Getriebe-Rotationspumpe.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 wirkt ähnlich wie eine Stirnrad-Getriebepumpe. Das heißt, eine Drehung des Rotors 28 im Uhrzeigersinne treibt das Strömungsmittel von der Einlaßöffnung 20 in dem Ende 24 der Statorkammer 14 im Uhrzeigersinne zur Auslaßöffnung 22, während eine Drehung des Rotors 30 entgegen dem Uhrzeigersinn das Strömungsmittel entgegen dem Uhrzeigersinn von der Einlaßöffnung 20 durch das Ende 26 der Statorkammer zur Auslaßöffnung 22 treibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Rotationskolbenpumpe mit einer länglichen, eine große Längsachse aufweisenden Statorkammer, deren entgegengesetzte Enden einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung, die auf einer senkrecht zur längeren Achse verlaufenden gemeinsamen Achse liegen, und mit zwei Rotoren, die beiseitig zur gemeinsamen Achse angeordnet sind, und die von einem flexiblen Mantel umschlossen sind, wobei die Rotoren in entgegengesetzter Richtung drehend angetrieben sind und an jedem Rotor wenigstens zwei im gleichen Abstand zueinander angeordnete Rollen angebracht sind, die äußere Fläche des Mantels gegen die Innenfläche der Statorkammer entlang der halbkreisförmigen Endabschnitte drükken, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (42) ein eine geschlossene Schleife bildendes Band mit einer Breite, die der der Statorkammer (14) entspricht, ist, wobei das Band innerhalb der Statorkammer (14), jedoch von dieser frei, über die Rollen (34 bis 40,58,60) der Rotoren (28,30,54,56) unter Spannung geführt ist, so daß die zwischen den Rollen (34 bis 40,58,60) befindlichen Abschnitte des Bandes jeweils in Form einer geraden Linie (48) verlaufen.