DE2421160C2 - Rotationskolbenpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der CH-PS 2 57 830 ist eine Rotalionskolbenpunr pe der vorstehend erwähnten Art offenbart. Bei dieser bekannten Pumpe besteht der die Arbeitskammern beidseitig axial abschließende Plattenaufbau je aus nur einer rotierenden Seitenplatte, wobei jede Platte an der äußeren Statorhülsc, der inneren Verdrängerhülse sowie auch an den die beiden Hülsen miteinander verbindenden Axialwänden unmittelbar anliegt. Hierdurch und aufgrund der Tatsache, daß sich zwei Bewegungen zwischen den beiden Platten einerseits und den anderen die Arbeitskammern mitbildenden Teilen andererseits überlagern, nämlich die radiale Auslenkbewegung der exzentrisch gelagerten Verdrängerhülse und die Rotationsbewegung der Seitenplatten, ist eine erhebliche Reibung zwischen den Seitenplatten und den genannten anderen Teilen gegeben, die bei hohen Drehzahlen der Pumpe zu beträchtlichem Verschleiß in dem gesamten Anlagebcreich führt. Daraus resultieren nach ziemlich kurzer Zeil eintretende Leckagen sowie ein Verlust an Pumpenwirkungsgrad, das heißt die volle Leistungsfähigkeit der Pumpe ist nur von relativ kurzer Dauer.

In der B.'i-PS 6 26 297 ist eine Rotationspumpe offenbart, bei der sowohl die äußere und die innere Hülse als auch die die Hülsen verbindenden A\i;il.vände insgesamt rotieren, wobei die innere Hülse und der größte Teil der Axiah.vände sich zusätzlich radial bewegen. Da diese genannten Teile axial an der Pumpengehäusewand anliegen und die innere Hülse auch auf ihrer anderen Seite an einer feststehenden Fläche anliegt, ist auch hier ein erheblicher Reibverschleiß bei hohen Drehzahlen gegeben.der zu Leckagen und Wirkungsgr;;dverlust führt. Beim Gegenstand nach der DE-PS 5 42 111 handelt es sich um einen Verteiler für Flüssigkeitsgetriebe, dessen Förderleistung in Folge strömungsungünstiger Ausbildung der .Strömungskanäle zu und von den Arbeitskammern des Verteilers nicht mit den Pumpen der fraglichen Art vergleichbar ist uiid bi-i dem der innere Verdränger beidseitig an Gehäusewanden anliegt und in Folge seiner radialen Auslenkung entsprechenden Verschleiß bedingt. Beim Gegenstand nach dem US-PS 34 10 219 läuft eine die Pumpcnflüssigkcit ein- und hcrau'ilcitendc Buchse um eine feststehende, in ihrem Innern die Pumpenflüssigkeit zu- und abführende Rohrleitung im Gleitkontakt um. Auch hier ist bei hoher Drehzahl ein beträchtlicher Verschleiß /wischen der Buchse und der Rohrleitung gegeben, der /μ Leckagen und entsprechendem Leistiingsverlust führt. Außerdem bestehl die Gefahr, daß sich die Buchse bei der Wärmeentwicklung aufgrund hoher Drehzahlen auf der Rohrleitung fcslsct/t. was die aus elastischem Material bestehenden, die Arbeitskammern bildenden Pumpenteil!: nicht unbeschadet überstehen wurden.
I Inisichtlich ,iuseestaltender Merkmale ist es /war

durch die DE-OS 16 23 960 bekannt, die die Arbeitskammern der Pumpe durchströmende Flüssigkeit durch sichelartige Schlitze ein- und austreten zu lassen; jedoch sind die Schlitze durch entsprechende Materialausnehmungen extra in den Seitenwandungen des Pumpenraumes eingearbeitet und bedingen dadurch einen höheren Fertigungsaufwand, wobei auslaßseitig sogar zwei Auslaßschlitze vorgesehen sind. Die DE-OS 19 17 121 zeigt eine Pumpe, bei der eine axial drückende Feder den die Arbeitskammern aufweisenden elastischen Rotor gegen das Pumpengeriäuse drückt. Die Feder dient hier in erster Linie zu Abdichiungszwecken, da der Rotor sonst nicht dichtend an der den Einlaß und den Auslaß aufweisenden Gehäusewand anliegen und somit kein einwandfreies Arbeiten der Pumpe gewährleisten würde. Die Feder muß also entsprechend stark bemessen sein, wodurch zusätzlich eine nicht unerhebliche Reibkraft zwischen Rotor und Gehäusewand gegeben ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer Rotationskolbenpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei der der ReihverscHeiß zwischen den die Arbeitskammern bildenden Teilen (äußere Statorhülse, Axialwände. Verdrängerriülse) und dem seitlichen Plattenaufbau verringert ist. um unerwünschte Leckagen und einen Verlust an Pumpenwirkungsgrad von hochleistungsfähigen Pumpen der hier fraglichen Art zn vermeiden.

Die Lösung der Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben.

Durch diese Lösung sind bei der hier fraglichen Pumpenart bei hohen Drehzahlen auch für eine äußerst lange Betriebsdauer keine Leckagen und kein Verlust an Pumpenwirkungsgrad zu verzeichnen, so daß diese Pumpe entsprechend lange Zeit zuverlässig arbeitet und die durch Reparatur oder Austausch der Pumpe bedingten Ausfallzeiten vermieden sind. Dies ist auf den erheblich herabgesetzten bzw. fast ausgeschalteten Reibverschleiß zwischen dem Seitenplattenaufbau und den die Arbeitskammern andererseits mitbildenden Hülsen und die sie verbindenden Axialwände zurückzuführen. Die gefundene Lösung eines zweiteiligen Seitcnplattenaufbaues ist zudem einfach im Aufbau und gestattet eine schnelle Fertigung der Pumpe mit relativgeringen Herstellungskosten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist eine Umfangsreibung zwischen den fraglichen Teilen vollständig vermieden.

Die Erfindung ist na?hstehend anhand mehrerer in den anliegenden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläu'ert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbcispiel.

F i g. 2 einer. Schnitt nach der Linie H-Il in F i g. I,

F i g. 3 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. Λ einen Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 3.

Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel.

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie Vl-Vl in Fig. 5.

F i g. 7 einen teilweise dargestellten Axialschnitt durch eine weitere Ausgestaltung des ersten Aiisführungsbeispieles.

Bei dem in den F i g. I und 2 gezeigten ersten AiisführiinKsbeispic·! ist mit IO das Gehäuse der vorgeschlagenen Rotationskolbenpumpe bezeichnet, in dem mcrrere. libcr den Umfang angeordnete, volumenmäßig veränderbare Arbeitskammern 12 vorgesehen sind. Die Arbeitskammern 12 werden zum einen von einer inneren, radial und translatorisch auf einer Kreisbahn auslenkbaren Verdrängerhülse 14, einer äußeren Statorhülse 16 und von mehreren, voneinander beabstandeien, die beiden Hülsen 14 und 16 miteinander verbindenden Axialwänden 18 gebildet. Zum anderen werden die Kammern 12 zum Abschluß ihrer beiden Endbereiche von je einem Plattenaufbau 96,98 gebildet.

in Die Verdrängerhülse 14 stützt sich auf einem Exzenter 24 ab, der mit einer Antriebswelle 26 drehfest verbunden ist, so daß der Exzenter bei Drehbewegung der Welle 26 die Verdrängerhülse 14 radial und translatorisch bewegt. Dadurch werden die Arbeitskam-

Γ) mern 12 zyklisch vergrößert und verkleinert, so daß Fördermedium, welches durch einen Gehäuseeinlaß 28 in das Pumpengehäuse 10 einströmt, von dort über Durchlässe der beiden Plattenaufbauten 96, 98 in die Arbeitskammern 12 angesaugt und aus diesen ausgesto-

2» ßen wird, um dann über einen Gehäuseauslaß 30 abgefördert zu werden.

leder Plattenaufbau besteht aus ei.iem stationären Plattenteil 96. das am Gehäuse !0 befestigt ist und in seinem Zentrum eine Öffnung für die Antriebswelle 26

:■-> aufweist. |edes Plattenteil 96 liegt ferner an der äußeren Stato.iiülse 16, der inneren Verdrängerhülse 14 und an den Axialwänden 18 an. Weiterhin besteht jeder Plattenaufbau aus einem rotierenden Plattenteil 98 das drehfest mit der Antriebswelle 26 verbunden ist und auf

j» der den Arbeitskammern 12 abgewandten Seite jedes stationären Plattenteiles angeordnet ist.

Jedes stationäre Plattenteil 96 ist mit einer Ringnut 100 versehen, in der entsprechend der Anzahl der Arbeitskammern i2 zwei oder mehrere, sich umfaugs-

i) mäßig erstreckende Einlaß- bzw. Auslaßschlitze 102 vorgesehen sind. Auch beim Ausführungsbeispiel nach den F i g. I und 2 sind, wie auch bei den Beispielen nach den F i g. 3 bis 6, sechs Arbeitskammern 12 vorgesehen und demgemäß weist jedes stationäre P'attenteil 96

w sechs Schlitze 102 in der Ringnut 100 auf. Jedes rotierende Plattenteil 98 weist einen in die Ringnut 100 eingreifenden Randteil 104 sowie Dichtungsbeläge 106 auf, um die jeweils durch das Plattcnteil 98 abgedeckten Schlitze 102 abzudichten. Ferner ist jeder, rotierende

4ΐ Plattenteil mit einem segmentförmigen Umfangsbereich versehen, wie es aus Fig. 2 deutlich zu entnehmen ist. Bei Drehung des rotierenden Plattenteiles 98 werden die Schlitze 102 des stationären Plattenteiles 96 nach und nach geöffnet und wieder geschlossen, so daß bei jedem Plattenaufbau ein umlaufender Durchlaß gegeben ist. um du.· Ansaug- und Ausstoßvorgänge entsprechend der berechneten Änderungsvolumina der Arbeitskammern 12 ordnungsgemäß zuzulassen.

Das Ausführungsbeispiel nach den F i g. 3 und 4

y> entspricht größtenteils dem vorstehend beschriebenen Beispiel, weshalb tür unveränderte Bauteile die gleichen Bezugsziffern gelten. Jedoch ist jedes mit dem Pumpengehäuse 10 festverbundene stationäre Plattenteil 108 ringförmig ausgebildet, während jedes rotierenwi de Plattentcil 110 unter Belassiing eines Ringspaltcs dazu innenliegend und Cöpliinär angeordnet sowie drchfesl mit der Antriebswelle 26 verbinden ist. leder Ringspalt ist mit einem mitdrehenden Dichtungsring 112 ausgefüllt, der jedoch die Einlaß- und Auslaßschlitze ' · 114 für das Fördermedium aufweist, wie es aus F i g. 4 ersichtlich ist, und der an der Umfangskante des rotierenden Plattenteiles 110 befestigt ist. Der Schlitz 114 auf der Saugscitc ist mit gewissem Kernigen Vorlauf

'in Bezug auf clic Drehriclitiing des Fxzcniers 24 angeordnet, wie die ausgezogenen Linien in F ι g. 4 /eigen, während der Schlitz 114 auf der Auslaßseite mit nur geringem Nachlauf im Bezug auf die Drcpridnutig des Fxzenters angeordnet ist. wie gestrichelt in I ι g. 4 angedeutet ist.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach ilen I ig "> und 6 ist als nicht rotierendes l'laitentcil jedes Plattenaufbaues eine äußere Ringplalte 116 vorgesehen, die durch entsprechende, am Gehäuse 10 angreifende Befestigungsmittel festgelegt ist (Fig. ·">) und sich iindererseits auf einer Nockenscheibe 118 als rotierendes l'latlenteil abstützt. |ede Nockenscheibe ist exzentrisch und drehfest auf der Antriebswelle 2h befestigt und coplanar zu dem nicht rotierenden l'lattenteil 116 angeoidnet. so dall da-, l'lattenteil 116 bei Drehung der Nockenscheibe radial und translatorisch ausgelenkt wird. Dabei bildet der äußere Rand jedes Teils 116 mit der äußeren .Statorhülse 16 l'intritis bzw. Austrittsschlitze für das Fördermedium /u dessen Fintritt in die bzw. zu dessen Austritt aus den Arbeitszimmern 12. Die größte Auslenkbewcgung und die damit erzielte Position A des F.x/eniers 24 liegt vorzugsweise im Winkel von 60 zur Stellung Il die die größtmögliche Auslenkung der Nockenseheibe 118 kennzeichnet (F ig. b).

■\uHer den sich aus der vorstehenden Beschreibung ergebenden Merkmalen ist den Ausführunesheispielen ferner gemeinsam, daß das nicht rotierende l'latlenteil 96, 108, 116 wenigstens an weilen Bereichen der ι äußeren Statorhülse 16 und an dem daran angrenzenden Bereich der Axialwande 18unmittelbar anliegt, wahrend die Vcrdrängerhiilse 14 und der übrige Bereich der Axialwandc von dem rotierenden l'lattenteil 98, 110. 118 größtenteils begrenzt ist. Durch eine solche

in Ausbildung und Anordnung jedes Plaltenaufbaues wird ein erheblich reduzierter Rcibversehleiß erzielt und der Piimpenw trktini!' ^-,ul bleibt erhalten.

In weiterer Ausgestaltung können die rotierenden Plallenteile jedes emlaßseitigen l'laltenaufbaiies a\ial

r> federnd gelagert und auf der Piiiiipenaniriebswelle 26 \ei'sclueblich angeordnet sein. Fine solche Ausgesial lung zeigt beispielsweise I ig 7. degen this aiii der Welle 26 miiteU (ileitkeils axial verschieblich gelagerte, rolierende l'laltenttil 48 druckt eine leder 120. ehe sich

." andererseits an einem Stopper 122. zum Beispiel in Form einer I instellmutter. abstützt, der bzw. die ebenlalls an der Welle 26 befestigt im Wenn sich in den Arbeitskammern 12 ein übermäßiger Druck aufgebaut hat. wird das rotierende Platle'ileil gegen die Krafi der

:~> Feder 120 geringfügig axial abgerückt, um den erhöhten Betriebsdruck aus Sicherheitsgründen zu verringern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnin.-gen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenpumpe mit mehreren, über den Umfang angeordneten, volumenmäßig veränderbaren Arbeitskammern, die von einer äußeren Statorhülse, einer inneren, radial und iranslatorisch auslenkbaren Verdrängerhülse, von mehreren, voneinander beabstandeten, die beiden Hülsen miteinander verbindenden, nachgebenden Axialwänden sowie von je einem Plattenaufbau zum Abschluß ihrer beiden axialen Endbereiche gebildet werden, wobei jeder Plattenaufbau über einen umlaufenden Durchlaß den Eintritt des Fördermediums in sich vergrößernde bzw. den Austritt desselben aus sich verkleinernden Arbeitskammern gestattet, d a durch gekennzeichnet, daß jeder Plattenaufbau aus einem nicht rotierenden Plattenieil (96, 108, 116) und einem rotierenden, mit der Antriebswelle (26) drehfest verbundenen Plattenteil (98, 110, 118), das di? Eintritts- bzw. Austrittsschlitze (102, 114) steuert, besteht, und daß das nicht rotierende Plattenteil (96, 108, 116) wenigstens an weiten Bereichen der äußeren Statorhülsc (16) und üin dem daran angrenzenden Bereich der Axialwände (18) unmittelbar anliegt, während die Verdrängerhülse (14) und der übrige Bereich der Axialwände (18) von dem rotierenden Plattenteil (98, 110, 118) größtenteils begrenzt ist.

2. Pumpe nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß das nicht rotierende Plattenteil (96) jedes Plattenaufbavo zu einem stationären Teil weitergebildet ist und gegen die innere ,nd äußere Hü';se(l4, 16) sowie gegen die Axialwände (18) anliegt, während jedes rotierende Plane ;eil(98)auf der den Arbeitskammern abgewandten Seite jedes stationären Plattenteiles (96) angeordnet ist. daß jedes ■; stationäre Plattenteil in an sich bekannter Weise mit einer Mehrzahl sich umfangsmäßig erstreckender Einlaß-bzw. Auslaßschlitze (102) und jedes rotierende Plattenieil (98) mit einem die Schlitze während der Rotation freigebenden, segmentförmi'j.en Umfangsbereich versehen ist, und daß eines der Plattenteile (96, 98) einen Dichtungsbelag (106) zur Abdichtung der jeweils abgedeckten Schlitze (102) aulweist.

3. Pumpe nach Anspruch !.dadurch gekennzeich-

net, daß das nicht rotierende Plattenteil (108) jedes Plattenaufbauet zu einem äußeren, stationären Teil weitergebildet ist, zu dem das rotierende Plattenteil (110) innenliegend und unter Belassung eines Ringspaltes coplanar angeordnet ist. und daß jeder Ringspalt mit einem mitdrehenden Dichtungsring (112) ausgefüllt ist. der die Einlaß- bzw. Auslaßschlitze (114) für das Fördermedium aufweist.

4. Pumpe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das nicht roiierende Plattenteil aus einer

j5 äußeren Ringplatte (116). deren äußerer Rand mit der äußeren Statorhülse (16) Eintritts- bzw. Austrittsschlitze bildet, und das rotierende Plattenteil aus einer dazu coplanar angeordneten, exzentrisch gelagerten Nockenscheibe (118) zur radialen und

m translatorischen Auslenkung der Ringplatte (116) besteht.

5. Pumpe nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Platienteil (98) jedes cinlaßseitigen Plattcnaufbaues axial federnd (120)

J5 gelagert und auf der Pumpenantricbswellc (26) verschieblich ist.