DE2826071C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spiralpumpe mit einem fest­ stehenden und einem mit einem Kurbeltrieb verbundenen und durch eine Kupplung auf einer Kreisbahn ohne Eigenrotation geführten umlaufenden Spiralglied, welche bei linienförmiger Berührung Arbeitkammern variablen Volumens bilden; mit stationären und umlaufenden Endplatten, denen die Spiral­ glieder zugeordnet sind, wobei die Spiralglieder eineinhalb Evolventen-Umfassungen aufweisen (DE-OS 24 28 228).

Weiterhin bekannt (siehe US-PS 39 94 635) ist es bei solchen Spiralpumpen, daß das stationäre Spiralelement aus einer Endplatte und einem Evolventen-Einhüllglied besteht, welches einteilig mit einem gesonderten Element auf der Innenflächen der Endplatte ausgebildet ist oder auf diesem gesonderten Element befestigt ist. Hierbei beginnt das Evolventen- Hüllglied bei einer Berührungslinie, die als Tangente zum Evolventen-Erzeugungsradius und durch die Berührungspunkte zwischen den Evolventen der festen und bahnumlaufenden Spiral­ glieder gezogen ist und endet bei einer Berührungslinie, die ebenfalls als Tangente zum Evolventen-Erzeugungsradius gezogen ist. Somit wird dieses Hüllglied mit eineinhalbfacher Evolventen- Umfassung ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spiral­ pumpe der eingangs genannten Art schädliche Förderdruck­ pulsationen möglichst zu vermeiden.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß überraschend dadurch, daß mindestens eine Aussparung für Flüssigkeitsdurchgang in der arbeitskammerseitigen Oberfläche jeder Endplatte vorgesehen ist;
daß jede Aussparung so angeordnet ist, daß sie unmittelbar dann den Flüssigkeitsdurchgang von einer Flüssigkeitstasche (Arbeitskammer) in die andere freigeben,
wenn das umlaufende Spiralglied jene Stelle in seinem Bahn­ umlaufzyklus erreicht hat, an der drei im wesentlichen abge­ schlossene Flüssigkeitstaschen gebildet sind.

In überzeugender Weise werden hierdurch Pulsationen oder Schwingungen in der Flüssigkeit vermieden, da sich der zu­ sätzliche Durchlaß für die Flüssigkeit entweder von innen nach außen oder von außen nach innen oder beides in Kombi­ nation immer dann öffnet, wenn das umlaufende Hüllglied die Stelle im Umlaufzyklus erreicht hat, an der drei im wesent­ lichen abgedichtete Flüssigkeitstaschen definiert sind. Der hierdurch geschaffene Durchlaß verbleibt wenigstens so­ lange offen, bis die Flüssigkeitskanäle zwischen den eineinhalbfach verlaufenden Umfassungen ausreichend groß sind, um alle wesentlichen Druckpulsationen innerhalb der Spiralflüssigkeitspumpe zu verhindern. Es ist auch möglich, daß die Flüssigkeit radial nach innen oder außen gepumpt wird.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug in den Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 und 2 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten einer Ausführungsform eines stationären Spiralelements, das erfindungsgemäß aufgebaut ist und insbesondere für eine Verwendung in einer Spiralflüssigkeitspumpe geeignet ist, bei der die Flüssigkeitsströmung nach innen ge­ richtet ist,

Fig. 3 und 4 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten eines bahnumlaufenden Spiralelements für eine Verwendung mit dem stationären Spiralelement der Fig. 1 und 2,

Fig. 5 bis 20 alternierende Quer- und Längsschnitte der sta­ tionären und bahnumlaufenden Spiralelemente der Aus­ führungsform nach den Fig. 1-4, aus denen die Funk­ tionsweise der zentrisch angeordneten Entleerungs­ öffnung dieser Ausführungsform ersichtlich ist,

Fig. 21 und 22 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten einer weiteren Ausführungsform eines stationären Spiral­ elementes gemäß der Erfindung, welches insbesondere für eine Verwendung in einer Spiralflüssigkeitspumpe geeignet ist, bei der die Flüssigkeitsströmung nach außen gerichtet ist,

Fig. 23 und 24 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten eines bahnumlaufenden Spiralelements zur Verwendung mit dem stationären Spiralelement nach den Fig. 21 und 22,

Fig. 25 bis 40 alternierende Quer- bzw. Längsschnitte der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente der Ausführungsform nach den Fig. 21-24, aus denen die Funktionsweise der peripher angeordneten Entleerungs­ öffnung dieser Ausführungsform ersichtlich ist,

Fig. 41 und 42 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten einer anderen Ausführungsform eines stationären Spiralele­ ments gemäß der Erfindung sowohl mit einer zentralen als auch einer peripheren Entleerungsöffnung, wobei die Flüssigkeitsströmung entweder nach innen oder nach außen gerichtet sein kann,

Fig. 43 und 44 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten eines bahnumlaufenden Spiralelements zur Verwendung mit einem stationären Spiralelement nach den Fig. 41 und 42,

Fig. 45 bis 60 alternierende Querschnitte und Längsquerschnitte der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente der Ausführungsform nach den Fig. 41-44, aus denen die Funktionsweise der Entleerungsöffnung dieser Aus­ führungsform ersichtlich ist, wenn die Flüssigkeits­ strömung nach innen oder nach außen gerichtet ist,

Fig. 61 einen Längsquerschnitt einer Spiralflüssigkeitspumpe, die erfindungsgemäß aufgebaut ist.

Die abgedichtete Fluidtasche innerhalb der Spiraleinrichtung wird durch zwei parallele Ebenen, die durch Endplatten be­ stimmt sind, und durch zwei zylindrische Oberflächen begrenzt, die durch die Evolvente bzw. Abwicklungskurve eines Kreises oder einer anderen zweckmäßig gekrümmten Konfiguration be­ stimmt sind. Die Spiralglieder weisen parallele Achsen auf, da nur auf diese Weise eine durchgehende abdichtende Berüh­ rung zwischen der ebenen Oberfläche der Spiralglieder auf­ rechterhalten werden kann. Eine abgedichtete Tasche bewegt sich zwischen diesen parallelen Ebenen, während die beiden Berührungslinien zwischen den zylindrischen Oberflächen sich bewegen. Die Berührungslinien bewegen sich deshalb, weil das eine zylindrische Element, beispielsweise ein Spiralglied, in dem anderen auf einer Bahn umläuft. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß das eine Spiralglied fest bzw. befestigt gehalten und das andere Spiralglied auf einer Bahn umlaufend bewegt wird. Ein Pumpen wird durch diesen Mechanismus in der Pumpe nach der Erfindung erzielt, und demzufolge bezeichnet man diese Pumpe als Spiral-Flüssigkeitspumpe.

In der Beschreibung wird der Begriff "Spiralglied" zur Kenn­ zeichnung desjenigen Basisbauteils verwendet, das aus einer Endplatte mit der neuartigen Öffnung gemäß der Erfindung und einem evolventenförmigen Bauteil besteht, das die Berührungs­ oberflächen bestimmt, die bewegliche Linienberührungen her­ stellen. Der Begriff "Einhüllglied" wird zur Kennzeichnung desjenigen Evolventen-Bauteils verwendet, das bewegliche Linienberührungen herstellt. Diese Einhüllglieder haben eine Konfiguration von beispielsweise einer Evolvente eines Krei­ ses (Evolventen-Spirale), eines Kreisbogens, etc., und haben sowohl eine Höhen- als auch eine Dickenerstreckung. Der Be­ griff "Spiralglied" wird schließlich bei dem stationären oder bahnumlaufenden Bauteil insgesamt verwendet, von dem das stationäre oder bahnumlaufende Spiralelement ein Teil ist.

In dem Falle, in dem die Spiraleinrichtung als Kompressor und als Expandiereinrichtung benützt wird, können die Ein­ hüllglieder der Spiralglieder jede gewünschte Anzahl Win­ dungen einer Evolvente aufweisen. Jedoch muß eine Spiral- Flüssigkeitspumpe so aufgebaut sein, daß jedes der Spiral­ glieder ein Einhüllglied mit eineinhalb Windungen bzw. Um­ drehungen einer Evolvente hat. Dieses Erfordernis wird da­ durch festgelegt, daß eine Spiraleinrichtung, die zum Pum­ pen einer Flüssigkeit konzipiert ist, ein Kompressionsver­ hältnis von exakt eins haben muß. Weist die Spiraleinrich­ tung ein Kompressionsverhältnis auf, das größer als eines ist, würde diese versuchen, die eingeschlossene Flüssig­ keit zu komprimieren. Da Flüssigkeiten im wesentlichen in­ kompressibel sind, würde jede Spiralpumpe, die mit einem Kompressionsverhältnis von größer als eins betrieben wird, klemmen und zu Störungen führen. Somit brauchen für ein Kompressionsverhältnis von eins bei einer Spiralpumpe die Glieder nicht mehr als eineinhalb Windungen einer Evolvente zu haben. Diese Länge eines Einhüllglieds liefert die ge­ wünschte Kontinuität einer Abdichtung zwischen der Umfangs­ zone und der inneren Zone, die zwischen den Spiralgliedern bestimmt wird, ohne jedwedes eingeschlossenes Fluid zu komprimieren.

Jedoch ist die Begrenzung der Einhüllglieder auf eineinhalb Evolventen-Umdrehungen nicht die Gesamtlösung einer Konstruk­ tion einer leistungsfähigen praktischen Spiralflüssigkeits­ pumpe, da diese nicht das ernsthafte Problem der Druckschwin­ gungen löst, die während eines Auslaufs der Flüssigkeit aus der Pumpe aufgebaut werden. Diese Druckschwingungen entste­ hen, da die Veränderungsrate des Volumens der Spiraltasche (sei diese zentrisch oder am Umfang angeordnet), die in ei­ ner Verbindung mit der Entleerungsöffnung steht, größer ist als die Rate einer Veränderung des Entleerungsbereichs, der sich für diese Tasche öffnet. Demzufolge komprimiert ein Antrieb des bahnumlaufenden Spiralglieds nach vorn die Flüssigkeit in der Entleerungstasche, drängt diese durch einen engen Entleerungsspalt und baut demzufolge einen intermittierenden Hochdruck-Impuls auf. Dieser Druck kann so groß sein, daß er die Hardware zerstören kann, die die Spiralglieder bilden.

Bei kleinen, relativ leistungsschwachen Pumpen, die bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit betrieben werden, kann es möglich sein, etwas Druckpulsation zu tolerieren; jedoch in den meisten Anwendungsfällen einer Flüssigkeits­ pumpe sollte diese eine relativ schwingungsfreie Zuführungs­ strömung aufweisen und bei vernünftigen Drehzahlen betrieben werden können, z. B. mit 1800 U/min oder größer.

Die Spiralpumpe gemäß der Erfindung bewirkt ein schwingungs­ freies Flüssigkeitspumpen bei relativ großen Strömungsraten durch eine neuartige Öffnungsanordnung. Diese Öffnung gibt den Druck in der Entleerungstasche frei, was Schwingungen verursacht, dadurch, daß ein wesentlich schnelleres Öffnen der Entleerungsöffnung geschaffen wird als wenn die Bewegung des bahnumlaufenden Spiralglied-Einhüllglieds auf sich allein angewiesen ist, um sie zu öffnen.

Da die Flüssigkeitsströmung durch eine Spiralpumpe von der Umfangszone nach innen zur zentralen Tasche oder von der zentralen Tasche nach außen zur Umfangszone verlaufen kann, kann die neuartige Öffnungsanordnung mit der zentralen Tasche, dem Umfangsvolumen oder mit beiden verbunden sein.

In den Fig. 1-4 sind stationäre und bahnumlaufende Spiral­ elemente veranschaulicht, die für einen Einbau in Spiral­ glieder geeignet sind, um eine Spiralpumpe auszubilden, in der die Flüssigkeitsströmung vom Umfangsvolumen nach innen zur mittigen Tasche verläuft. Das stationäre Spiralelement 10 der Fig. 1 besteht aus einer Endplatte 11 und einem Evol­ venten-Einhüllglied 12, welches integral bzw. einstückig mit einem separaten Element auf der inneren Oberfläche 13 der End­ platte 11 ausgebildet ist oder auf diesem separaten Element befestigt ist (vgl. beispielsweise US-Patent 39 94 635). Das Evolventen-Einhüllglied 12 beginnt bei einer Berührungslinie 14, die als Tangente zum Evolventen-Erzeugungsradius und durch die Berührungspunkte zwischen den Evolventen der festen und bahnumlaufenden Spiralgliedern gezogen ist, und endigt bei einer Berührungslinie 15, die ebenfalls als Tangente zum Evolventen-Erzeugungsradius gezogen ist. Somit wird dieses Einhüllglied mit eineinhalb Evolventen-Umdrehun­ gen ausgebildet und weist eine äußere Flankenoberfläche 16, eine innere Flankenoberfläche 17 und eine Endoberfläche 18 auf.

Die Endplatte 11 weist ein zentrales Auge 20 auf, das sich von einer äußeren Oberfläche 21 erstreckt. Dieses Auge 20 hat eine ringförmige Aussparung 22, die so angeordnet ist, daß ein Abdichtungsring gehalten wird, wenn das stationäre Spiralelement in einem stationären Spiralelement in einer Flüssigkeitspumpe wie in Fig. 61 gezeigt eingebaut ist. Eine Flüssigkeitsöffnung 23 erstreckt sich durch die End­ platte 11 und das Auge 20, und es ist ein ausgesparter Über­ tragungsdurchgang 24 in eine Oberfläche 13 geschnitten, um eine Flüssigkeitsverbindung mit der Öffnung 23 auszubilden. Zusammen bilden die Öffnung 23 und der ausgesparte Übertra­ gungsdurchgang 24 eine Leitungseinrichtung oder Entleerungs­ zone. Wie in der Draufsicht der Fig. 1 gezeigt, weist der Übertragungsdurchgang 24 die eine Hauptbegrenzung 25 auf, die mit einer Linie zusammentrifft, die durch die Mitte 26 der Endplatte 11 verläuft und parallel zu den Berührungs­ linien 14 und 15 und einer weiteren gekrümmten Hauptbegren­ zung 27 ist, die in ihrer Gestalt der äußeren Oberfläche 34 des Evolventen-Einhüllglieds 32 des bahnumlaufenden Spiral­ elements 30 (Fig. 3 und 4) entspricht, wenn die beiden Spiral­ elemente ausgerichtet sind, so daß ein Maximum von vier Be­ rührungsstellen zwischen den Flanken der Einhüllglieder er­ zielt wird, wie dies bei der Orientierung der Einhüllglieder in Fig. 5 gezeigt ist. Die auf diese Weise gekrümmte Begren­ zung 27 kann als Teil-Spur oder -Zeichnung eines Evolven­ ten-Einhüllgliedrandes der zusammenpassenden bzw. eingreifen­ den Spiralelemente definiert werden. Diese Hauptbegrenzungen werden durch ineinander übergehende Radien 28 verbunden. Obgleich der Übertragungsdurchgang 24 halbkreisförmig sein kann, und nicht mit einer Evolventenbegrenzung 27, wird die Evolventenkonfiguration gemäß Zeichnung für ein genaueres Öff­ nen bevorzugt. Da der ausgesparte Übertragungsdurchgang 24 im Evolventen-Einhüllglied angeordnet ist, kann dieser zweck­ mäßigerweise als "innerer Durchgang" bezeichnet werden.

Obgleich die Öffnung 23 in den Fig. 1 und 2 in einer Stellung gezeigt ist, daß die Begrezung 25 des Übertragungsdurchgangs 24 geschnitten wird, kann die Öffnung 23 erfindungsgemäß an beliebiger Stelle innerhalb der innersten Tasche angeordnet sein, die durch die Einhüllglieder der Spiralelemente gebil­ det wird, sofern die Öffnung 23 in einer Verbindung mit dem Übertragungsdurchgang 24 steht und nicht die Integrität des Einhüllglieds 12 beeinträchtigt.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist das bahnumlaufen­ de Spiralelement 30 eine Gestalt ähnlich derjenigen des sta­ tionären Spiralelements 10 auf. Das bahnumlaufende Spiral­ element 30 wird aus einer Endplatte 31 und einem Evolventen- Einhüllglied 32 gebildet, das an der inneren Oberfläche 33 der Endplatte 31 befestigt ist oder integral bzw. einstückig mit dieser inneren Oberfläche 33 ausgebildet ist. Das Einhüll­ glied 32 weist eine äußere berührende Flankenoberfläche 34, eine innere Flankenoberfläche 35 und eine berührende End­ oberfläche 36 auf. Das Evolventen-Einhüllglied 32 beginnt bei einer Berührungslinie 37, die als Tangente zum Evolven­ tenerzeugungsradius gezogen ist und durch die Berührungs­ punkte zwischen den Evolventen der stationären und bahnum­ laufenden Spiralelemente verläuft und endigt bei einer Be­ rührungslinie 38, die ebenfalls als Tangente zum Evolventen­ erzeugungsradius gezogen ist. Ein ausgesparter Übertragungs­ durchgang 39 ist in die Oberfläche 33 der Endplatte des bahn­ umlaufenden Spiralelements geschnitten, wobei dessen Anord­ nung und Gestalt die gleiche Beziehung zum stationären Spi­ ralelement aufweist wie der Übertragungsdurchgang 24 des stationären Elements bezüglich des bahnumlaufenden Spiral­ elements. Das heißt, der Übertragungsdurchgang 39 wird durch ei­ ne geradlinige Hauptbegrenzung 40 bestimmt, die mit einer Linie zusammentrifft, die durch die Endplattenmitte 41 ge­ zogen ist und parallel zu den Berührungslinien 37 und 38 verläuft, und eine weitere gekrümmte Hauptbegrenzung 42, die einer Teil-Zeichnung bzw. -Führung bzw. -Fadenkonstruk­ tion des äußeren Oberflächenrands 16 des Einhüllglieds 12 des stationären Spiralelements entspricht, wenn die Spiral­ elemente so orientiert sind, daß das Maximum von vier Berüh­ rungspunkten wie in Fig. 5 gezeigt erzielt wird. Diese Haupt­ begrenzungen sind in gleicher bzw. ähnlicher Weise über in­ einander übergehende Radien 43 verbunden. In Verbindung um­ fassen diese ausgesparten Übertragungsdurchgänge 24 und 39 in den Endplatten der Spiralelemente eine Ausführungsform eines neuartigen Öffnungssystems der erfindungsgemäßen Ein­ richtung.

Werden die Spiralelemente aus Metall wie einem rostfreien Stahl gefertigt, können die ausgesparten Übertragungsdurch­ gänge dadurch gebildet werden, daß diese (maschinell) aus­ gearbeitet werden; sind diese aus einem synthetischen Harz oder Kunststoff wie aus Polyimid ausgebildet, können die aus­ gesparten Übertragungsdurchgänge während des Formens der Ele­ mente ausgebildet werden. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, diese ausgesparten Durchgänge so auszubilden, daß sie eine Tiefe aufweisen, die näherungsweise gleich der Breite des Evolventen-Einhüllglieds ist.

Die Weise, durch die das Öffnungssystem der Spiralelemente nach den Fig. 1-4 ein im wesentlichen pulsationsfreies Flüssigkeitspumpen erzielt, kann im einzelnen unter Bezug­ nahme auf die Fig. 5-20 entnommen werden, die die Betriebs­ weise einer Spiralpumpe veranschaulichen, welche diese Spi­ ralglieder verwendet und eine Flüssigkeit pumpt, die radial innen strömt. In den Fig. 5-20 sind verschiedene Stellungen in Bahnumlaufabständen von einem Achtel der Spiralelemente während eines einzigen Pumpzyklus veranschaulicht, wobei die Figuren mit den ungeraden Zahlen Querschnitte der Einhüll­ glieder quer zur Mittellinie der Vorrichtung darstellen, während die Figuren mit den unmittelbar darauffolgenden geraden Zahlen entsprechende Längsquerschnitte durch die Einhüllglieder zeigen. In den Fig. 5-20 angegebene Bezugs­ zeichen entsprechen den gleichen Bauteilen gemäß den Fig. 1-4. Obgleich es nicht normal wäre, die Kontur des ausge­ sparten Übertragungsdurchgangs des bahnumlaufenden Spiral­ elements in diesen Querschnittsfiguren quer zur Mittellinie zu sehen (z. B. Fig. 5, 7, etc.), sind diese Konturen strich­ liert eingezeichnet, um die Stellung der Übertragungsdurch­ gänge in den entsprechenden Längsquerschnitten anzugeben (z. B. Fig. 6, 8, etc). Das Auge 20 des stationären Spiral­ elements ist in den Längsquerschnitten der Fig. 6, 8, etc. aus Gründen einer vereinfachten Darstellung weggelassen.

Im Betrieb der Spiralpumpe wird das bahnumlaufende Spiral­ element 30, welches in einem bahnumlaufenden Spiralelement befestigt ist, angetrieben, so daß (mittels einer Einrich­ tung, die im einzelnen im Zusammenhang mit der Fig. 61 be­ schrieben wird) das stationäre Spiralelement 10 auf einer Bahn umläuft, welches in einem stationären Spiralelement befestigt ist, wobei die Flankenoberflächen 16 und 17 und 34 und 35 der stationären und bahnumlaufenden Spiralele­ mente sich bewegende Linienberührungen herstellen. Wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 61 be­ schrieben wird, kann im tatsächlichen Betrieb ein sehr kleiner Zwischenraum, beispielsweise von ca. 0,0025 bis ca. 0,0127 cm (0,001 bis 0,005 inch) zwischen den Flanken­ oberflächen der Evolventen sein. Die Endoberflächen 18 und 36 der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente be­ stimmen bei einer Herstellung einer Berührung mit den inneren Oberflächen 33 und 13 der bahnumlaufenden und stationären Spiralelemente in entsprechender Weise die sich bewegenden Taschen 50, 51 und 52, wobei die Volumina von diesen und die Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen sich verändern, um die Bewegung der Flüssigkeit durch die Pumpe zu bewirken. Da Flüssigkeiten eine größere Viskosi­ tät als Gase aufweisen und da das Volumenverhältnis in der Flüssigkeitspumpe eins ist, und nicht größer als eins, ist das Erfordernis einer wirkungsvollen Radialabdichtung quer über die sich berührenden Endoberflächen 18 und 36 der Ein­ hüllglieder von Tasche zu Tasche nicht so zwingend wie bei Kompressoren oder Expandiereinrichtungen. Es ist demzufolge nicht erforderlich, eine Radialabdichtung wie beispielsweise gemäß US-PS 39 44 636 vorzusehen.

Der etwas vereinfachte Längsquerschnitt der Fig. 6 zeigt das stationäre Spiralelement 10, das in einem Spiralglied befestigt ist, welches eine Gehäuseplatte 53 mit einer ringförmigen Verlängerung 54 enthält, deren Endoberfläche 55 als Berührungsoberfläche dient, mit der die innere Ober­ fläche 56 des bahnumlaufenden Spiralglieds 57, von dem die bahnumlaufende Spiralendplatte 31 ein Teil ist, eine Bewegungs­ berührung herstellt, um ein Umfangsvolumen 58 zu bestimmen, in das die gepumpte Flüssigkeit durch die Umfangsöffnung 59 ein­ geleitet wird. Die Fig. 61 veranschaulicht den Einbau der Spiralglieder in eine vollständige Spiralpumpe in größerer Einzelheit. In den verbleibenden geradzahligen Fig. 8, 10, . . . 20 sind lediglich diejenigen Teile der Spiralelemente mit den Einhüllgliedern und der Öffnung veranschaulicht, wobei selbstverständlich jedes ein Umfangsvolumen aufweist.

Es sei angenommen, daß der nun beschriebene Zyklus mit dem Abdichten der zentrischen Tasche 52 beginnt, an einer Stelle, an der die Taschen 50 und 51 ebenfalls abgedichtet sind. Die Flüssigkeit wird durch die Entleerungsleitungseinrichtung mit der Öffnung 23 und dem Übertragungsdurchgang 24 entleert. In diesem Betriebszustand dient die zentrale Tasche 52 als eine Entleerungszone. Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, befinden sich die Taschen 50 und 51 bei ihren Maximalvolumen und wer­ den im wesentlichen vollständig von der zentralen Tasche 52 abgedichtet, wobei jedwede kleinen Zwischenräume zwischen den Einhüllglieder-Flanken und zwischen den Einhüllglieder- Endoberflächen und Endplatten außer Betracht bleiben. Es sei zuerst angenommen, daß keiner von den ausgesparten Übertra­ gungsdurchgängen 24 oder 39 in die Endplatten eingeschnitten ist. Der Effekt hiervon kann den Fig. 7 und 8 entnommen wer­ den, in denen die Einhüllglieder-Stellungen nach Beendigung des einen Achtels eines vollständigen Umlaufs des bahnum­ laufenden Spiralglieds gezeigt sind, wobei die Bahnumlaufs­ richtung von diesem durch den gestrichelten Pfeil veran­ schaulicht ist. Die Volumen der Taschen 50, 51 und 52 be­ ginnen abzunehmen, und, da die Flüssigkeit in der Pumpe im wesentlichen nicht kompressibel ist, wird diese unter Druck aus den Taschen 50 und 51 in die zentrale Tasche 52 durch die relativ engen Durchgänge 60 und 61 gedrängt, die durch die Einhüllglied-Bewegung hervorgerufen werden. Darüber hinaus sind die relativen Größen der zentralen Tasche 52 und der Entleerungsöffnung 23 dergestalt, daß dieser Effekt betont wird. Das Ergebnis ist ein Aufbauen von Drücken im System, die eine ernsthafte nachteilige Wirkung auf die Spiral- Hardware und die Erzeugung von ernsthaften Druckimpulsen haben, was zu einem ineffizienten und lauten Betrieb füh­ ren kann.

Das Vorhandensein der inneren ausgesparten Übertragungs­ durchgänge 24 und 29 in den festen bzw. bahnumlaufenden Spiralgliedern eliminiert im wesentlichen diese unerwünschte Situation. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind diese Übertragungs­ durchgänge so konturiert und angeordnet, daß diese im wesent­ lichen unverzüglich nach dem Schließen der Tasche 52 geöff­ net werden. Somit werden diese Übertragungsdurchgänge 24 und 39, die vorher aufgrund der Stellung des Einhüllglieds blockiert waren, mit der fortgesetzten Bewegung des bahn­ umlaufenden Einhüllglieds geöffnet. Die Übertragungsdurch­ gänge 24 und 39 weisen eine Größe und eine Tiefe auf, daß die Durchgänge 60 und 61 in einem Umfang vergrößert werden, daß genügend Strömungskapazität vorhanden ist, um ein Auf­ bauen des Drucks in den Taschen zu verhindern und zu ermög­ lichen, daß keine pulsierende Flüssigkeitsströmung durch die Öffnung 23 entsteht (in der Zeichnung ist die Flüssigkeits­ strömung durch ausgezogene Pfeile gekennzeichnet).

Wie in den Fig. 9-14 ersichtlich, bleiben die Übertragungs­ durchgänge 24 und 39 offen, um eine im wesentlichen nicht­ pulsierende Flüssigkeitsströmung aus den Taschen 50 und 51 in die Tasche 52 zu ermöglichen; und dann, während die Ta­ schen 50, 51 und 52 im Volumen abnehmen und tatsächlich eine einzige zentrale Tasche werden, fahren diese Durchgänge wei­ ter fort, den sanften Ablaß durch die Ablaßöffnung 23 zu er­ möglichen. Während das kombinierte Volumen der Taschen 50, 51 und 52 abnimmt, beginnt Flüssigkeit aus dem Umfangsvolumen 58 in ein Teil einzutreten, das als "offene" Taschen 65 und 66 bezeichnet werden kann, die zwischen den Spiraleinhüll­ gliedern bestimmt werden. Diese Taschen 65 und 66 sind in dem Sinne offen, daß diese in einer direkten Verbindung mit dem Umfangsvolumen 58 sind. Wie aus den Fig. 9 und 10 ersicht­ lich, werden, während die Bahnumlaufsbewegung über das erste Viertel voranschreitet, die Durchgänge 60 und 61, die durch die Einhüllglied-Bewegung gebildet werden, größer, und es werden die Übertragungsdurchgänge 24 und 39 vollständig ge­ öffnet, wodurch ermöglicht wird, daß die Flüssigkeit in die zentrale Tasche 52 und durch die Entleerungsleitungseinrich­ tung frei strömt. Die Durchgänge 60 und 61 fahren fort sich zu vergrößern, bis ein halber Bahnumlauf erreicht ist, wie in den Fig. 11-14 dargestellt. Obgleich die Übertragungs­ durchgänge 24 und 39 weiter eine Verbindung unter den Ta­ schen 50, 51, 52 schaffen, sind diese nicht mehr erforder­ lich, um eine nennenswerte Flüssigkeitsmenge zu leiten bzw. überzuführen, und diese werden allmählich durch die Bewegung des bahnumlaufenden Spiralglieds geschlossen. Wie aus den Fig. 15-20 zu entnehmen ist, wird die Situation erhalten, bis die zentrale Tasche 52 als eine separate Tasche bei Be­ endigung von ca. drei Viertel des Bahnumlaufs angesehen wer­ den kann, und es werden die "offenen" Taschen 65 und 66 ge­ nügend vom Umfangsvolumen 58 abgeschlossen, so daß neue äußere Taschen 50 und 51 ausgebildet werden, die, zum Um­ fangsvolumen von den verringerten Durchgängen 67 bzw. 68 offen sind.

Beim Verschließen der Durchgänge 67 und 68 der geschlossenen Taschen einschließlich der zentralen Tasche 52 wird das Maxi­ mal-Flüssigkeitsvolumen erreicht, so daß sich die Situation gemäß Fig. 5 und 6 einstellt, und es beginnt ein Zyklus von vorne. Solange die Durchgänge 67 und 68 zum Umfangsvolumen offen sind, sind die Übertragungsdurchgänge 24 und 39 ge­ schlossen; es wird jedoch, wie vorstehend erwähnt, im wesent­ lichen unmittelbar mit dem Abschließen der drei Taschen das Öffnungssystem gemäß der Erfindung wirksam.

In den Fig. 21-24 sind stationäre und bahnumlaufende Spiral­ elemente veranschaulicht, die das Öffnungssystem gemäß der Erfindung enthalten und für einen Einbau in eine Spiralpumpe geeignet sind, bei der die Flüssigkeitsströmung von der zen­ tralen Tasche radial nach außen zum Umfangsvolumen verläuft. Das feste Spiralelement 70 der Fig. 21 umfaßt eine Endplatte 71 und ein Endvolumen-Einhüllglied 72, welches integral bzw. einstückig mit der inneren Oberfläche 73 ausgebildet ist oder an dieser inneren Oberfläche befestigt ist. Das Einhüllglied 72, ähnlich dem Einhüllglied 12 der Fig. 1 und 2, beginnt bei einer Berührungslinie 74 und endigt bei einer Berührungslinie 75 und bildet eine Evolvente von eineinhalb Umdrehungen. Das Einhüllglied 72 weist eine äußere Flankenoberfläche 76, eine innere Flankenoberfläche 77 und eine Endoberfläche 78 auf. Die Endplatte 71 hat ein zentrales Auge 79 auf einer äußeren Ober­ fläche 80. Eine Flüssigkeitsöffnung 81 erstreckt sich durch die Endplatte 71 und das Auge 79.

Ein ausgesparter Übertragungsdurchgang 85 ist in die innere Oberfläche 73 der Endplatte 71 geschnitten. Wie in der Drauf­ sicht gemäß Fig. 21 gezeigt, weist der Übertragungsdurchgang 85 eine innere Hauptbegrenzung 86 auf, die in der Gestalt der inneren Oberfläche 95 des Evolventen-Einhüllglieds 92 des bahnumlaufenden Spiralglieds 90 (Fig. 23 und 24) angepaßt ist, wenn die beiden Spiralglieder derart ausgerichtet sind, daß das Maximum von vier Berührungsstellen zwischen den Flan­ ken der Einhüllglieder wie in Fig. 25 gezeigt erreicht ist. Die so gebildete Hauptbegrenzung 86 stellt, ähnlich der Be­ grenzung 27 des inneren Durchgangs 24 der Fig. 1, eine Teil­ zeichnung bzw. -spur eines Evolventen-Einhüllgliedrands des eingreifenden Spiralelements dar. Die zweite äußere oder Hauptbegrenzung 87 des Übertragungsdurchgangs 85 ist so eingeschnitten, daß sie dem Profil der Innenbegrenzung 86 folgt und ist von dort nach außen radial beabstandet. Die Begrenzungen 86 und 87 sind über ineinander übergehende Radien 88 verbunden. Der Abstand zwischen den Begrenzungen 86 und 87 beträgt vorteilhafterweise ca. zweimal die Dicke des Evolventen-Einhüllglieds des Spiralelements. Der Über­ tragungsdurchgang 85 ist somit eine bogenförmige Aussparung angrenzend an das äußere Ende des Einhüllglieds 72 oder in einem geringen Abstand von diesem äußeren Ende beabstandet und erstreckt sich über einen Bogen im Bereich von ca. 45- 90°. Da der Übertragungsdurchgang 85 bezüglich des Evolven­ ten-Einhüllglieds außen angeordnet ist, kann dieser zweck­ mäßigerweise als ein "äußerer" Durchgang bezeichnet werden.

Das bahnumlaufnde Spiralelement 90 gemäß Draufsicht und Querschnittsansicht nach den Fig. 23 bzw. 24 ist aus einer Endplatte 91 und einem Evolventen-Einhüllglied 92 ausge­ bildet, das integral bzw. einstückig mit der inneren Ober­ fläche 93 oder an dieser inneren Oberfläche befestigt ist. Das Einhüllglied 92 beginnt bei einer Berührungslinie 74 und endigt bei einer Berührungslinie 75, wobei eineinhalb Umdrehungen der Evolvente ausgebildet werden. Das Einhüll­ glied 92 hat eine äußere Berührungsflankenoberfläche 94, eine innere Flankenoberfläche 95 und eine Endberührungs­ oberfläche 96. Ein ausgesparter Übertragungsdurchgang 97 ist entsprechend dem Übertragungsdurchgang 85 des statio­ nären Spiralelements in die innere Oberfläche 93 einer End­ platte 91 geschnitten. Wie in der Draufsicht gemäß Fig. 23 veranschaulicht, hat der Übertragungsdurchgang 97 eine innere Hauptbegrenzung 98, die in der Gestalt einer Teilspur des inneren Oberflächenrands 77 des Evolventen-Einhüllglieds 71 des stationären Spiralelements 70 entspricht, wenn die beiden Spiralelemente derart ausgerichtet sind, daß das Maximum von vier Berührungspunkten zwischen den Flanken der Einhüllglieder erreicht ist. Die äußere Hauptbegren­ zung 99 des Übertragungsdurchgangs 97 hat das gleiche Profil wie die innere Hauptbegrenzung 98, und es ist der Durchgang durch ineinander übergehende Radien 100 geschlossen. Er ist so gestaltet und dimensioniert, daß er dem bogenförmigen aus­ gesparten Übertragungsdurchgang 85 des stationären Spiralglieds entspricht.

Die Weise, in der das Öffnungssystem der Spiralelemente nach den Fig. 21-24 ein im wesentlichen pulsationsfreies Flüssig­ keitspumpen bewirkt, kann im einzelnen im Zusammenhang mit den Fig. 25-40 entnommen werden, wo die Spiralelemente beim Pumpen einer Flüssigkeit radial nach außen gezeigt sind. Wie im Fall der Fig. 5-20 zeigen die Fig. 25-40 verschiedene Stellungen der Spiralelemente während eines einzigen Pump­ zyklus, wobei die ungeradzahligen Figuren Querschnitte der Einhüllglieder quer zur Mittellinie der Vorrichtung und die geradzahligen Figuren, die den ersten folgen, entsprechende Längsquerschnitte durch die Einhüllglieder darstellen. Ge­ mäß den Fig. 25-40 dreht sich die Längsebene durch die Spi­ ralglieder um die Mittellinie von Figur zu Figur, um die aus­ gesparten Übertragungsdurchgänge 85 und 97 zu schneiden, um am besten das Öffnen und Schließen von diesen zu veranschau­ lichen.

Die Spiralelemente 70 und 90 sind in der Fig. 26 gezeigt, wobei diese in einer Spiralpumpe in der gleichen Weise wie in Fig. 6 veranschaulicht eingebaut sind. Somit ist das stationäre Spiralelement 70 in einer Gehäuseplatte 105 befestigt, die ein ringförmiges Verlängerungsdrehglied 106 aufweist, welches eine Berührungsoberfläche 107 für die innere Oberfläche 93 der Verlängerung 108 des bahnumlau­ fenden Spiralglieds schafft. Ein Umfangsflüssigkeitsvolumen 110 ist in dem eingeschlossenen Volumen festgelegt, das auf diese Weise hervorgerufen wird, und es ist eine Öffnung 109 (von denen mehr als eine vorhanden sein kann) durch die Ge­ häuseplatte 105 geschnitten, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Umfangsvolumen 110 und einem Flüssigkeitsbe­ hälter zu schaffen, der nicht dargestellt ist. Im Betrieb, der noch beschrieben wird, dient die Öffnung 109 als Flüs­ sigkeitsabgabeleitung für die Umfangsabgabezone, die auf diese Weise erzeugt wird, wobei die Flüssigkeit radial nach außen strömt. Die Öffnung 81 im festen Spiralglied ist dem­ zufolge die Einlaßleitung. In den Einhüllglieder-Stellungen gemäß Fig. 25 und 26 sind zwei geschlossene äußere Taschen 111 und 112 und eine zentrale Tasche 113 vorgesehen.

Die Betriebsweise des Öffnungssystems nach der Erfindung ist im einzelnen in den Fig. 25-40 veranschaulicht. Es wird ange­ nommen, daß der Zyklus an der Stelle beginnt, wo jede der Taschen 111, 112 und 113 gerade von den anderen abgedich­ tet worden ist und ihr minimales Volumen einnimmt, unmit­ telbar bevor es sich zu vergrößern beginnt. Wie im Fall des Öffnungssystems gemäß den Fig. 1-20 kann ein kleiner Zwischen­ raum, beispielsweise von ca. 0,00254 bis ca. 0,0127 cm (0,001 bis 0,005 inch) zwischen den Einhüllglieder-Flanken fortwäh­ rend vorhanden sein, um einen Flankenverschleiß zu vermeiden. Es sei abermals vorab angenommen, daß keine bogenförmigen ausgesparten Übertragungsdurchgänge in den Endplatten 71 und 91 vorhanden sind, und es ist dann ersichtlich, daß die Flüssigkeit in den Taschen 111 und 112 einem konstant zu­ nehmenden Druck unterworfen sein würde, während das bahn­ umlaufende Spiralglied in Richtung gemäß unterbrochener Pfeile nach den Fig. 25 und 26 angetrieben wird. Dies er­ folgt aufgrund der Tatsache, daß die Öffnungen 115 und 116 (Fig. 27), die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Spiral­ einhüllglieds 92 relativ zum stationären Spiraleinhüllglied 72 hervorgerufen werden, nicht genügend groß sind, um zu er­ möglichen, daß die Flüssigkeit aus den Taschen 111 und 112 in die Umfangszone 110 mit einer Rate strömt, so daß eine übermäßige Unterdrucksetzung der Flüssigkeit in den Taschen 111 und 112 verhindert wird. Das Ergebnis ist der Aufbau von Druckschwingungen und schließlich die Zerstörung der Spiral-Hardware.

Sind jedoch ausgesparte Übertragungsdurchgänge 85 und 97 vorhanden, werden im wesentlichen unmittelbar nach dem Ver­ schließen der Taschen 111, 112 und 113 zusätzliche Flüssig­ keitsströmungsdurchgänge geschaffen. Somit vergrößern die Übertragungsdurchgänge 85 und 97 die Durchgänge 115 und 116, die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Spiraleinhüll­ glieds relativ zum stationären Spiraleinhüllglied erzeugt werden, und eliminieren eine unzulässige Unterdrucksetzung der Flüssigkeit, was wiederum Druckschwingungen verursacht.

Wie aus den Fig. 27-32 zu entnehmen ist, sind die Übertra­ gungsdurchgänge 85 und 97 während der Zeit geschlossen, in der das bahnumlaufende Spiralglied drei Achtel seines Um­ laufs beendigt hat, denn während dieser Zeit benötigen sie nicht mehr eine Vergrößerung der Flüssigkeitsdurchgänge 115 und 116, die einen Stand in der Nähe des Maximums erreicht haben. Die zentrale Tasche 113 umschließt selbstverständ­ lich immer mehr das Volumen, das vorher Teil der Taschen 111 und 112 war, eine Tatsache, die eine ausreichende Steue­ rung des Flüssigkeitsdrucks in der zentralen Tasche 113 be­ wirkt, während zusätzlich Flüssigkeit ein- bzw. aufgenommen wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden während eines Fortschreitens des Kreises die Taschen, wie sie in den Fig. 25 und 26 gekennzeichnet sind, immer weniger scharf bzw. ge­ nau definiert, wobei ein Teil einer jeden Tasche 111 und 112 ununterscheidbar von der zentralen Tasche 113 wird. Es wer­ den jedoch zwecks vereinfachter Darstellung die Bezugszeichen der Fig. 25 und 26 in den Fig. 27-40 und in der Beschreibung dieser Figuren verwendet.

Die Durchgänge 115 und 116 zwischen den Einhüllgliedern 72 und 92 bleiben bei ihrer im wesentlichen maximalen Abmes­ sung, während das Pumpen über drei Viertel des Kreises wei­ ter fortfährt, wie dies in den Fig. 35 und 36 gezeigt ist. Dadurch wird ermöglicht, daß die Übertragungsdurchgänge 85 und 97 wirkungsvoll geschlossen, d. h. unwirksam bleiben. Schließlich wird durch das letzte Viertel des Kreises (Fig. 37-40) das kleine Flüssigkeitsvolumen, das in den Taschen 111 und 112 bleibt, zum Umfangsvolumen 110 übertragen, und am Ende des Zyklus werden die Durchgänge 115 und 116 geschlos­ sen. Wie aus den Fig. 33-40 ersichtlich, bleiben die Über­ tragungsdurchgänge 85 und 97 geschlossen, da die Öffnung, die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Einhüllglieds relativ zum festen Einhüllglied erzielt wird, ausreichend ist, um eine schwingungsfreie Flüssigkeitsströmung und Ent­ leerung zu erhalten. Bei Beendigung des Zyklus werden die Taschen 111, 112 und 113 abgedichtet bzw. geschlossen, wie dies in Fig. 25 dargestellt ist, um eine Stellung einzuneh­ men, so daß mit einem weiteren Zyklus begonnen werden kann.

Aus der vorgenannten Beschreibung der Arbeitsweise des Flüs­ sigkeitsöffnungssystems nach der Erfindung ist ersichtlich, daß die ausgesparten Flüssigkeitsübertragungsdurchgangsein­ richtungen so angeordnet und gestaltet sind, daß sie im we­ sentlichen unmittelbar dann geöffnet werden, nachdem das bahnumlaufende Evolventen-Einhüllglied jene Stelle in sei­ nem Bahnumlaufzyklus erreicht hat, an der drei im wesent­ lichen vollständig abgedichtete Flüssigkeitstaschen definiert sind und wenigstens offen bleiben, bis die Flüssigkeitsdurch­ gänge, die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Einhüllglieds festgelegt werden und eine Flüssigkeitsverbindung in die Flüs­ sigkeitsentleerungszone schaffen (zentral oder umfangsmäßig) ausreichend groß sind, so daß jedwede nennenswerte Druckschwin­ gung in der Spiralpumpe verhindert wird.

Bei vielen Anwendungsfällen werden Flüssigkeitsspiralpumpen, die so konzipiert sind, daß sie mit einer radial nach außen gerichteten Strömung betrieben werden, gegenüber jenen be­ vorzugt, die für eine Strömung nach innen konzipiert sind. Bei nach außen strömenden Pumpen können die hydraulischen Drücke in der Pumpe ausgenützt werden, um die Spiralglieder zusammenzuhalten, und so wird ein leistungsfähigerer Be­ trieb im allgemeinen erzielt. Darüber hinaus ist es möglich, eine größere Entleerungsöffnungseinrichtung zu haben, wobei viele Öffnungen verwendet werden, die um die Umfangszone wie gewünscht beabstandet sind. Diese Faktoren tragen weiter zu einer wirkungsvolleren Reduzierung oder Eliminierung der Strö­ mungsschwingungen bei Verwendung des Öffnungssystems nach der Erfindung bei.

Es liegt auch im Bereich der Erfindung, sowohl zentrale (innere) als auch periphere (äußere) ausgesparte Übertragungsdurchgänge in den Endplatten der Spiralelemente wie in den Fig. 41-44 ge­ zeigt zu verwenden. Das stationäre Spiralelement 120 der Fig. 41 und 42 hat eine Endplatte 121 und ein Einhüllglied 122 mit eineinhalb Evolventen-Umdrehungen, wie dies bei den Spiralelementen nach den Fig. 1 und 2 oder den Fig. 21 und 22 der Fall ist. Das Spiralelement 120 hat eine zentrale Öff­ nung 123, einen zentrisch angeordneten ausgesparten Übertra­ gungsdurchgang 124 der gleichen Konfiguration wie der Durch­ gang 24 der Fig. 1 und einen umfangsmäßig angeordneten aus­ gesparten Übertragungsdurchgang 125 der gleichen Konfigura­ tion wie der Durchgang 85 der Fig. 21. In ähnlicher Weise hat das bahnumlaufende Spiralelement 130 nach den Fig. 43 und 44 eine Endplatte 131 und ein Einhüllglied 132 mit ein­ einhalb Evolventen-Umdrehungen, wie dies bei den Spiralele­ menten nach den Fig. 3 und 4 oder den Fig. 23 und 24 der Fall ist. Das Spiralelement 130 hat einen zentrisch angeordneten Übertragungsdurchgang 133 und einen umfangsmäßig angeordne­ ten ausgesparten Übertragungsdurchgang 134 der gleichen Größe und Konfiguration wie in den Fig. 3 bzw. 23 gezeigt.

Die Fig. 45-60 zeigen gleiche Querschnittsansichten wie die Fig. 25-40, wobei die Längsebenen, entlang derer die gerad­ zahligen Figuren, z. B. 46, 48, etc. geschnitten sind, ge­ dreht werden, um deutlich aufzuzeigen, welche Übertragungs­ durchgänge offen sind. Eine Flüssigkeitsspiralpumpe mit den Spiralelementen der Fig. 41-44 kann dazu verwendet werden, Flüssigkeit radial nach innen vom Umfangsvolumen durch eine zentrale Entleerungszone oder radial nach außen von der zen­ tralen Tasche durch eine periphere Abgabezone zu pumpen. In den Fig. 45-60 sind aufeinanderfolgende Schritte gezeigt, die die erste von diesen Betriebsweisen, d. h. eine radial nach innen gerichtete Strömung, veranschaulichen. Es können je­ doch auch die Fig. 45-60 in einer anderen Reihenfolge ver­ wendet werden, um die Betriebsweise des Öffnungssystems zu veranschaulichen, wenn die Pumpen in der zweiten oder radial nach außen gerichteten Betriebsart vorgenommen wird, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Demzufolge wird zwecks Verwen­ dung der Fig. 45-60 für eine Veranschaulichung dieser beiden Betriebsarten die Flüssigkeitsströmung in der ersten Art ent­ sprechend einer nach innen gerichteten Strömung durch einen Pfeil gekennzeichnet, der in einem Kreis das Bezugszeichen 1 und nachfolgend a, b . . . h aufweist, wobei jeder Buchstabe die geordnete Folge des Pumpzyklus durch Zunahmen von einem Achtel Bahnumlauf angibt, wie in den vorherigen Figuren ge­ zeigt. Die zweite Art entsprechend einer nach außen gerich­ teten Strömung wird durch einen Pfeil gekennzeichnet, der in einem Kreis das Bezugszeichen 2 und nachfolgend a, b . . . h aufweist, wobei ebenfalls die Buchstaben dazu verwendet wer­ den, die Folge des Pumpzyklus anzugeben. In diesem letzteren Fall müssen die Figuren außerhalb ihrer angegebenen Reihen­ folge untersucht werden, wie dies noch beschrieben wird.

Die Spiralglieder der Fig. 41-44 sind in Fig. 46 gezeigt, wobei diese in einer Flüssigkeitspumpe in der gleichen Weise wie bei Fig. 26 beschrieben eingesetzt sind, wie auch die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um entsprechende Elemente zu kennzeichnen. Wie in Fig. 45 veranschaulicht, sei angenommen, daß der Zyklus mit den äußeren Flüssigkeits­ taschen 135 und 136 und der zentralen Tasche 137 beginnt, die gerade geschlossen worden sind. Die folgende Beschreibung be­ zieht sich auf die erste Betriebsart, d. h. auf eine radial nach innen gerichtete Flüssigkeitsströmung.

Es ist aus den Fig. 45-56 und bei einem Vergleich dieser Figuren mit den Fig. 5-16 ersichtlich, daß die Öffnungs­ systeme nach der Erfindung, bei denen sowohl zentrale als auch periphere ausgesparte Übertragungsdurchgänge 124, 133, 125 und 134 vorhanden sind, in der gleichen Weise be­ trieben werden wie das Öffnungssystem, bei dem lediglich die zentralen Übertragungsdurchgänge vorhanden sind. Das heißt, es dienen bei einer Flüssigkeitspumpe mit den stationären und bahnumlaufenden Spiralelementen der Fig. 41-44 bei ei­ nem Betrieb eines Pumpens mit einer radial nach innen strö­ menden Flüssigkeit die zentralen Übertragungsdurchgänge 124 und 133 dazu, die zentralen Durchgänge 140 und 141 zu ver­ größern, welche durch die Einhüllglied-Bewegung hervorge­ rufen werden, so daß eine schnelle und impulsfreie Flüs­ sigkeitsströmung durch die Abgabeöffnung 123 erzielt wird. Die peripheren Übertragungsdurchgänge werden nicht gebraucht und bleiben während der ersten fünf Achtel des Pumpzyklus unwirksam, da die Umfangsdurchgänge 142 und 143, die durch die Einhüllglied-Bewegung hervorgerufen werden, ausreichen, Flüssigkeit in die Spiralelemente einzulassen. Während der Zeit jedoch, in der sich das bahnumlaufende Spiralglied zwischen fünf Achtel und drei Viertel seines Umlaufs be­ wegt (vgl. Fig. 55-58), hat sich das bahnumlaufende Spiral­ einhüllglied bewegt, um die peripheren Übertragungsdurchgänge 125 und 134 zu öffnen, so daß die Flüssigkeitsströmung durch die Umfangsdurchgänge in die offenen Taschen 144 und 145 ver­ größert wird, die die Vorläufer der Taschen 135 und 136 sind und sich in diese Taschen 135 und 136 entwickeln. Die Bewe­ gung der zusätzlichen Flüssigkeit in die Taschen 144 und 145 hat die Erzielung einer glatteren Flüssigkeitsströmung in die Spiralelemente und demzufolge eine gleichmäßigere Flüssig­ keitsströmung durch diese Spiralelemente zur Folge. Wie den Fig. 57-60 zu entnehmen ist, bleiben diese Umfangsübertragungs­ durchgänge 124 und 134 offen und wirksam, bis das Ende des Zyklus erreicht ist, wo die Taschen 135 und 136 verschlos­ sen werden (Fig. 45 und 46).

Zwecks einer Beschreibung der Betriebsweise des Öffnungs­ systems der Erfindung entsprechend der zweiten Betriebs­ art, d. h. bei einem Pumpen der Flüssigkeit radial nach außen, ist es erforderlich, mit den Fig. 45 und 46 zu beginnen, worauf die Figuren in umgekehrter Paarordnung von den Fig. 59 und 60 zurück bis zu den Fig. 47 und 48 folgen. Die Umfangsübertra­ gungsdurchgänge 125 und 134 vergrößern die peripheren Ein­ hüllgliederdurchgänge 142 und 143 während eines späten bzw. vorgerückten Flüssigkeitsentleerens (Fig. 59 und 60 und 57 und 58), wie dies bei den Fig. 27-30 der Fall war. Wäh­ rend dieser Zeitdauer des Kreises ist die zentrale Tasche 137 in ihrem Wesen eins mit den Taschen 135 und 136, so daß eine Verbindung unter diesen Taschen kein Problem darstellt. Die Flüssigkeitsströmung in die zentrale Tasche bewirkt all­ mählich die Unterscheidung dieser Taschen 135, 136, 137, und das Vorhandensein der zentrischen Übertragungsdurchgänge 124 und 133 sorgt für eine glatte Flüssigkeitsströmung in diese ausgebildeten Taschen und erhöht die Hydraulikkraft, die auf die Einhüllglieder wirkt, um gute Bewegungslinien­ berührungen zwischen den Flanken von diesen aufrechtzuer­ halten. Diese Situation wird fortgesetzt (Fig. 55 und 56 bis zu den Fig. 47 und 48), und während die zentrischen Einhüllgliederdurchgänge 140 und 141 weiter abnehmen, wird das Wesen der offenen zentrischen Übertragungsdurchgänge 124 und 133 bedeutungsvoller, nämlich eine Gewährleistung einer glatten nichtpulsierenden Flüssigkeitsströmung durch die Einlaßöffnung 123 und die zentrale Tasche 137 in die Taschen 135 und 136. Mit dem Verschließen dieser Taschen gemäß den Fig. 45 und 46 sind die Spiraleinhüllglieder durch einen weiteren Zyklus gebracht bzw. bewegt worden und befinden sich in einer Stellung, um Flüssigkeit zum Umfangsvolumen 138 mit einem Wiederöffnen der peripheren Übertragungsdurchgänge 125 und 134 abzuleiten.

Obgleich es möglich ist, die Spiralglieder der Fig. 1-4 und der Fig. 21-24 entweder in der radial nach innen gerichte­ ten oder in der radial nach außen gerichteten Betriebsart in den meisten Anwendungsfällen zu betreiben, und insbeson­ dere für größere Spiralvorrichtungen, die mit relativ großen Drehzahlen laufen, ist es vorteilhaft, die Spiralglieder der Fig. 41-44 zu verwenden, d. h. jene, die sowohl zentrale oder innere als auch periphere oder äußere ausgesparte Übertra­ gungsdurchgänge besitzen.

In Fig. 61 ist ein Längsquerschnitt einer Spiralflüssigkeits­ pumpe gezeigt, die die Spiralelemente und das Öffnungssystem der Erfindung enthält. Die gezeigten Spiralglieder sind die­ jenigen, welche die Spiralelemente der Fig. 42-44 aufweisen, an einer Stelle ihres Pumpzyklus, wie er in den Fig. 51 und 52 gezeigt ist. Es werden die gleichen Bezugszeichen verwen­ det, um Bauteile der festen und bahnumlaufenden Spiralglie­ der zu kennzeichnen, und es werden die Taschen, die durch diese gemäß den Fig. 41-44, 51 und 52 definiert werden, in Fig. 61 verwendet.

Die Pumpe der Fig. 61 besteht aus einem stationären Spiral­ glied 150, das aus einer stationären Platte 151 gebildet ist, in der das stationäre Spiralelement 120 steif befestigt ist, und aus einem bahnumlaufenden Spiralglied 152, das aus einer bahnumlaufenden Platte 153 gebildet ist, in der das bahnum­ laufende Spiralelement 130 steif befestigt ist, einem Ver­ bindungsglied 154, einem Antriebsmechanismus 155, einer Kur­ bel-Wellen-Anordnungseinrichtung 156, einem Gehäuse 157 mit einem Ölsumpf 158, einem Kühlventilator 159 und aus einer Ab­ deckung 160.

Die stationäre Platte 151 des stationären Spiralglieds endigt in einem Umfangsring 165 und einem nach außen sich erstrecken­ den Flansch 166, wobei diese Teile der Platte 151 einen Teil des Vorrichtungsgehäuses bilden. Die stationäre Platte 151 hat auch eine zentrale Stiftverlängerung 167, die einen Flüssigkeitsdurchgang 168 in einer direkten Verbindung mit der zentralen Öffnung 123 des stationären Spiralglieds be­ stimmt, wodurch insgesamt eine Flüssigkeitsleitungseinrich­ tung aufgebaut wird, die als ein Flüssigkeitseinlaß oder eine Entleerungsleitung dienen kann, was von der gewählten Betriebs­ art abhängt. Ein Auge 79 des stationären Spiralglieds 120 er­ streckt sich in diese Verlängerung 167 und wird darin durch einen O-Ring 169 abgedichtet. Die zentrale Stiftverlängerung 167 weist bei 170 ein Innengewinde für einen Eingriff mit ei­ ner Flüssigkeitsleitung auf (nicht dargestellt). Die statio­ näre Platte 151 hat auch eine oder mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Stiftverlängerungen 175, von denen jede einen Flüssigkeitseinlaß oder eine Entleerungsleitungseinrichtung 176 festlegt, der bzw. die in einer Verbindung mit der Um­ fangszone 138 steht und bei 177 für einen Eingriff mit ei­ ner Flüssigkeitsleitung (nicht dargestellt) mit einem Ge­ winde versehen ist. Der Durchmesser der bahnumlaufenden Platte 153 des bahnumlaufenden Spiralglieds ist genügend groß, so daß dieser sich immer über den Innenrand des Flan­ sches 166 hinaus erstreckt, so daß auf diese Weise, sofern gewünscht, ermöglicht wird, daß ein Ölabdichtungsring 180 zwischen der Platte 153 und dem Flansch 166 angeordnet wer­ den kann, um die Spiraltaschen vom Rest der Vorrichtung ab­ zudichten. Dies gestattet wiederum, daß der Antriebsmecha­ nismus und die Lager mit Öl geschmiert werden können, wäh­ rend das Arbeitsfluid im wesentlichen frei von jedweder Flüssigkeit gehalten wird. In den Anwendungsfällen, in denen die gepumpte Flüssigkeit selbst als Schmiermittel dienen kann, kann der Ölabdichtungsring 180 weggelassen werden.

Das im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 157 gekennzeichnete Gehäuse besteht aus einer Ringverlängerung 165 des stationä­ ren Spiralglieds, einem Flansch 166, einem Hauptgehäuseab­ schnitt 181, der bei 187 mit einem Flansch versehen ist und mit einem unteren Ölsumpfgehäuse 183 integral bzw. einstückig ausgebildet ist. Das Gehäuse ist an den Spiralgliedern über Flansche 166 und 182 durch eine Vielzahl von Schrauben 184 unter Verwendung einer O-Ringabdichtung 185 befestigt und gegenüber diesen Spiralgliedern abgedichtet.

Im Betrieb müssen die beiden Spiralglieder in einer festen winkligen Beziehung aufrechterhalten werden, und dies wird durch Verwendung eines Verbindungsglieds 154 bewerkstelligt. Das Verbindungsglied gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 61 ist im wesentlichen gleich in der Ausbildung wie das Verbin­ dungsglied gemäß US-PS 39 94 633 (siehe Fig. 14 dieses Patents und zugehörige Beschreibungsteile). Somit umfaßt, wie in Fig. 61 ersichtlich, das Verbindungsglied einen Ring 190 mit ent­ gegengesetzt angeordneten Federn 191 auf seiner einen Seite, die verschieblich in Federnuten 192 in der inneren Ober­ fläche des Gehäuseflansches 182 eingreifen. Ein zweites Federpaar (nicht dargestellt) ist auf der anderen Seite des Verbindungsrings 68 entgegengesetzt angeordnet, um mit Federnuten (nicht dargestellt) in der Platte 153 des bahn­ umlaufenden Spiralglieds verschieblich einzugreifen. Eine weitere Ausführungsform eines geeigneten Verbindungsglieds ist in der Anmeldung mit der Serial Number 7 22 713 vom 13. September 1976 beschrieben.

Das bahnumlaufende Spiralglied 152 weist einen Wellenstum­ mel 195 auf, der an der bahnumlaufenden Platte 153 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet ist. Das bahnumlau­ fende Spiralglied wird durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben, der sich außerhalb des Gehäuses befindet und in einem Eingriff mit der Kompressorwelle 196 bringbar ist, die sich in das Gehäuse durch eine Ölabdichtung 197 erstreckt und in einer Kurbelplatte 198 endigt, die an der Welle 196 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet sein kann. Die Welle 196 ist im Gehäuse über ein Wellenlager 199 und ein Kurbellager 200 befestigt.

Die Antriebseinrichtung der Spiralvorrichtung ist in der Anmeldung mit der Serial No. 7 61 889 (P 28 01 206.8) be­ schrieben und ist ein fester gekröpfter Kurbel(-antriebs-) Mechanismus. Das bahnumlaufende Spiralglied ist an der An­ triebswelle 196 über die Lagerbefestigung 201 befestigt, in einer Gestalt, daß ein Gegengewicht 202 zwecks Ausgleich der Zentrifugalkraft des bahnumlaufenden Spiralglieds vor­ handen ist. Die Lagerbefestigung 201 greift mit dem Wellen­ stummel 195 über das Nadellager 203 zusammen, das an seinem Ort durch einen Schnappring (nicht dargestellt) gehalten wird. Zwischen der Lagerbefestigung 201 und der äußeren Oberfläche der bahnumlaufenden Platte 153 des bahnumlaufenden Spiral­ glieds angeordnet ist ein Axialstirnlager 205, das als eine Axialkraft ausübende Einrichtung wirkt, um die Endplatten und die Einhüllgliederenden der beiden Spiralglieder zusam­ menzudrängen, so daß der gewünschte Grad eine Axialabdich­ tung verwirklicht wird. Das Axialstirnlager 205 überträgt die Last vom bahnumlaufenden Spiralglied 152 durch das Kurbellager 200 und anschließend auf das Gehäuse.

Die Hauptwelle 196, die Kurbelplatte 198, die Lagerbe­ festigung 201 und das Gegengewicht 202 bilden insgesamt einen einstellbaren fest-gekröpften Antriebsmechanismus für die Spiralpumpe gemäß der Erfindung. Wie vorstehend erwähnt, macht es die Tatsache, daß bei Flüssigkeits­ pumpen die Flüssigkeit, die behandelt wird, eine größere Viskosität hat als ein Gas bei einem Kompressor oder einer Expandereinrichtung und daß das Volumenverhältnis, das aufrechterhalten wird, gleich eins ist, möglich, daß im Betrieb ein kleiner Zwischenraum zwischen den Flanken der Spiraleinhüllglieder vorhanden ist. Dies macht es mög­ lich, eine feste gekröpfte Kurbel bei einem Antrieb des bahnumlaufenden Spiralglieds zu verwenden und einen vor­ bestimmten Zwischenraum zwischen den Flanken auszubilden. Somit wird bei einer Befestigung des bahnumlaufenden Spi­ ralglieds an einer Kurbelplatte 198 eine Vorkehrung ge­ troffen, die Stellung des Einhüllglieds des bahnumlaufen­ den Spiralglieds relativ zum Einhüllglied des stationären Spiralglieds einzustellen. Dies wird bewerkstelligt durch Einstellen der Position der Anordnung bestehend aus der Lagerbefestigung 201 und dem Gegengewicht 202 relativ zur Kurbelplatte 198 durch Verwendung eines Schwenkstifts 206 und Verriegelungsschrauben 207 (vorteilhafterweise vier), die sich durch Schlitze 208 in der Anordnung aus Lagerbe­ festigung 201 und Gegengewicht 202 in das Gewinde in der Kurbelplatte 198 erstrecken. Dieser Mechanismus ist im ein­ zelnen in Fig. 7 der USSN 7 61 889 gezeigt (P 28 01 206.8). Bei dieser Ausführungsform, die in der dortigen Fig. 7 gezeigt und beschrieben ist, sind die Schlitze 208 so gestaltet, daß es ermöglicht ist, daß die Anordnung aus Lagerbefestigung 201 und Gegengewicht 202 über einen klei­ nen Bogen bewegt werden kann, bevor diese Anordnung an der Kurbelplatte 198 durch Schrauben 207 verriegelt wird.

In Fig. 61 ist eine einstellbare fest-gekröpfte Kurbel gezeigt; es ist auch möglich, eine fest-gekröpfte Kur­ bel zu verwenden, die nicht einstellbar ist, d. h. eine, die derart konzipiert und aufgebaut ist, daß sie eine Anordnung aus Lagerbefestigung 201 und Gegengewicht 202 aufweist, die anfangs und bleibend an der Kurbelplatte 198 befestigt wird, so daß der gewünschte Zwischenraum zwischen den Einhüllgliedern der bahnumlaufenden und sta­ tionären Spiralgliedern festgelegt wird. Bei einer derarti­ gen Anordnung kann die Anordnung aus Lagerbefestigung 201 und Gegengewicht 202 an der Kurbelplatte 198 über zwei oder mehrere Schrauben befestigt werden, wie diese in Fig. 8 der USSN 7 61 889 gezeigt ist (P 28 01 206.8).

Es wurde gefunden, daß aufgrund der Ausbildung eines Zwischenraums zwischen den Einhüllgliedern der Spiral­ glieder ein Abrieb der Einhüllglieder im wesentlichen reduziert oder sogar eliminiert werden kann, und daß eine besondere maschinelle Bearbeitung der Einhüll­ glieder entbehrlich wird. Im Betrieb ist es vorteil­ haft, den Zwischenraum 100 zwischen den Flanken der Einhüllglieder der Spiralglieder in etwa zwischen 0,00254 und 0,0127 cm (ca. 0,001 bis 0,005 inch) zu halten. Der Zwischenraum zwischen den Einhüllgliedern kann in einem oder mehreren Schritten hergestellt wer­ den. Für einen Zusammenbau der Vorrichtung kann eine dünne Metallscheibe mit einer Dicke gleich dem Zwischen­ raum zwischen die Einhüllglieder eingesetzt und anschlie­ ßend dann wieder entfernt werden, wenn die Verriegelungs­ schrauben 207 festgezogen worden sind. In alternativer Weise kann der Bahnradius der Spiralglieder während ei­ ner Versuchsanordnung gemessen und der Bahnradius der Antriebskurbelanordnung auf diesen Wert abzüglich des gewünschten Flankenzwischenraumes eingestellt werden.

Für jede gegebene Flüssigkeitspumpenkonzentration und -größe ist es im allgemeinen zweckmäßig, die Vorrichtung zu be­ tätigen, um festzulegen, welcher Umlaufbahnradius erwünscht ist (gleich dem Abstand zwischen der Maschinenachse 210 und der Achse 211 des bahnumlaufenden Spiralglieds); und es kann dann die Lagerbefestigung 201 mit einem Bahnradius einge­ stellt werden, der geringfügig kleiner ist als derjenige, bei dem Linienberührungen zwischen den Einhüllgliedern ent­ stehen.

Die tatsächliche Größe des Zwischenraums, der schließlich zwischen den Einhüllgliedern vorhanden ist, hängt normaler­ weise, zumindest in etwa, von der Größe der Flüssigkeits­ pumpe und der Viskosität der zu pumpenden Flüssigkeit ab. Je größer im allgemeinen die Pumpe und je viskoser die Flüssigkeit, desto größer ist der Zwischenraum.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschrei­ bung der Vorrichtung gemäß Fig. 61 erwähnt, ist ein Ölsumpf 158 im unteren Abschnitt 183 des Vorrichtungsgehäuses vorge­ sehen. Das Schmieröl 212 wird vom Sumpf 158 zum Verbindungs­ glied 154 und zu den verschiedenen Wellen- und Antriebs­ lagern im Gehäuse 157 durch einen oder mehrere Ölfinger 213 zugeführt, die am Verbindungsglied befestigt sind. Diese Öl­ finger weisen eine derartige Länge auf, daß sie periodisch in das Öl 212 eingetaucht und anschließend hochgeschoben wer­ den, um das Öl nach oben im Gehäuse zwecks Zirkulation und Zurückführung in den Ölsumpf zu schleudern. Ein Öldurchlaß 214 ist vorgesehen, um etwas Öl, welches direkt in den Ge­ häusehohlraum 215 geschleudert wird, der die Kurbelplatte und die Lagerbefestigung umschließt, zum Wellenlager 199 zu leiten. In den Fällen, in denen die Pumpe verwendet wird, um Flüssigkeit zu pumpen, die selbst als Schmiermittel die­ nen kann, wobei der Öldichtring 180 nicht enthalten ist, ist es nicht erforderlich, daß Ölfinger 213 ausgebildet sind, da das gesamte Gehäuse normalerweise die Flüssigkeit insgesamt im wesentlichen in ihrem gesamten Volumen einschließt.

Unter diesen Betriebszuständen, beispielsweise bei einem Pumpen von Flüssigkeit mit einer erhöhten Temperatur, kann es wünschenswert sein, eine Einrichtung vorzusehen, um das Kompressorgehäuse mit Luft zu kühlen und längs des Gehäu­ ses die Elemente der Pumpe und das zirkulierende Schmier­ öl zu kühlen. Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 61 dargestellt. Eine Luftleitung 216, die in einer Führungs­ abdeckung 217 endigt, ist um das Vorrichtungsgehäuse be­ festigt und auf dem Antriebsende einer Vielzahl von Ge­ häuserippengliedern 218 abgestützt. Kühlluft wird durch die Luftleitung 216 mittels eines Ventilator 159 umge­ wälzt, der eine Vielzahl von Ventilatorblättern 219 auf­ weist, die zwischen dem äußeren Riemen-Eingriffs-Rand 220 und dem inneren Welleneingriffsring 221 einer Rolle 222 befestigt sind. Die Laufrolle 222 ist an der Hauptwelle 196 durch eine Feder 223 befestigt, die in einen Eingriff mit einer Federnut 224 in der Welle 196 bringbar ist. Die Führungsabdeckung 217 ist an dem Spiralgliedende der Ge­ häuserippenglieder 228 befestigt und endigt kurz vor der Abdeckung des Spiralgliedendes, um eine Reihe von Luftaus­ trittsöffnungen 225 zurückzulassen, so daß Luft, die durch den Ventilator 159 eingezogen wird, über das Vorrichtungs­ gehäuse vom Antriebsende zum Spiralgliedende zirkuliert und durch die Öffnungen 225 abgeleitet wird.

Eine Flüssigkeitspumpe weist einen Aufbau wie in Fig. 61 gezeigt auf, mit den stationären und bahnumlaufenden Spi­ ralelementen der Fig. 1 bis 4. Ein Abdichtring 180, Öl­ finger 213 und eine Gehäusekühleinrichtung sind hier weg­ gelassen. Diese Pumpe wurde mit 900 U/min betrieben und es wurde gefunden, daß ein SAE 20-Hydrauliköl mit einem Wir­ kungsgrad gepumpt werden konnte, der in etwa gleich dem­ jenigen einer Zahnradpumpe mit ca. der gleichen Kapazität ist. Die Pumpe wies einen ruhigen Lauf auf und war frei von Druckschwingungen.

Bei einigen Pumpvorgängen ist es wünschenswert, die Pumpe, die das Pumpen durchführt, in die Flüssigkeit einzutauschen bzw. unterzutauchen, welche gepumpt werden soll. Obgleich bislang kein großer Bedarf für derartige Pumpen bestand, hat sich nun ein echter Bedarf für eine kleine Pumpe ein­ gestellt, die in dem Brennstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs oder eines anderen sich selbst antreibenden Fahrzeugs ange­ ordnet werden kann, das einen relativ leichten Brennstoff­ schnitt bzw. eine Brennstoffmischung verwendet. Für einen wirkungsvollen Betrieb muß eine derartige Pumpe vollständig in den Brennstoff untergetaucht werden können, beispielsweise in Benzin oder Dieselkraftstoff, der zu pumpen ist. Der sich kürzlich einstellende Bedarf an einer Pumpe dieser Bauart entstand durch das Erfordernis eines Einbaus von Emissions­ kontrollvorrichtungen, deren Verwendung zur Entwicklung höhe­ rer Temperaturen unter der Haube führt, wo die Brennstoff­ pumpen bislang angeordnet worden sind. Diese höheren Tempera­ turen verursachen Dampfbildung, welche die Brennstoffpumpe blockiert, ein Problem, das höchst einfach dadurch gelöst wird, daß die Brennstoffpumpe in dem Brennstoffbehälter an­ geordnet wird, um eine Isolierung von der übermäßigen Tempera­ tur zu schaffen, und dadurch, daß die Brennstoffpumpe mit der Maschine über eine unter Druck gesetzte Brennstoffleitung verbunden wird.

Da die Verwendung einer Pumpe, die im Brennstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, vernünftigerweise als zwingendes Erfordernis eine Flüssigkeits-Eintauch- bzw. -Untertauch-Pumpe mit sich bringt, wird die nach­ folgende detaillierte Beschreibung der Pumpe der Erfin­ dung anhand der Begriffe dieses Anwendungsfalls vorgenom­ men. Es sei jedoch erwähnt, daß die Pumpe der Erfindung auch mit Flüssigkeiten anstelle von Brennstoff Öl verwen­ det werden kann, in einer Umgebung betrieben werden kann, die nicht die Flüssigkeit ist, die gepumpt wird, und eine beliebige zweckmäßige Größe aufweisen kann, beispielsweise viel größer als die, welche beispielsweise den starren Größeneinschränkungen genügt, die darauf durch ihre An­ ordnung in einem Kraftfahrzeug-Brennstoffbehälter ange­ ordnet sind.

Claims (8)

1. Spiralpumpe mit einem feststehenden und einem mit einem Kurbeltrieb verbundenen und durch eine Kupplung auf einer Kreisbahn ohne Eigenrotation geführten umlaufenden Spiral­ glied, welche bei linienförmiger Berührung Arbeitskammern variablen Volumens bilden;
mit stationären und umlaufenden Endplatten, denen die Spiral­ glieder zugeordnet sind, wobei die Spiralglieder ein­ einhalb Evolventenumfassungen aufweisen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine Aussparung (24; 39; 85; 97) für Flüssigkeitsdurchgang in der arbeitskammerseitigen Oberfläche jeder Endplatte vorgesehen ist;
daß jede Aussparung so angeordnet ist, daß die unmittel­ bar dann den Flüssigkeitsdurchgang von einer Flüssigkeits­ tasche (Arbeitskammer) in die andere freigeben; wenn das umlaufende Spiralglied (30) jene Stelle in seinem Bahnumlaufzyklus erreicht hat, an der drei im wesentlichen abgeschlossene Flüssigkeitstaschen gebildet sind.

2. Spiralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Begrenzung der Aussparung in der stationären Endplatte für den Flüssigkeitsdurchgang durch einen Teil des bahnumlaufenden Spiralgliederrandes de­ finiert ist und daß ein Teil der Begrenzung der Aussparung in der umlaufenden Endplatte durch einen Teil des statio­ nären Spiralgliedrandes definiert ist.

3. Spiralpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen in den stationären und bahnumlaufenden Endplatten in den statio­ nären bzw. bahnumlaufenden Evolventen-Hüllgliedern ange­ ordnet sind und als weitere Hauptbegrenzung über eine gerade Linie verfügen, die durch die Mitte der statio­ nären bzw. bahnumlaufenden Endplatten (11; 31) gezogen ist und parallel zu einer Berührungslinie verläuft, die als Tangente zum Erzeugungsradius der stationären bzw. umlaufenden Evolventen-Hüllglieder gezogen ist.

4. Spiralpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären und umlaufenden Aussparungen außerhalb der stationären bzw. umlaufenden Evolventen-Hüllglieder angeordnet sind und als eine weitere Hauptbegrenzung eine Linie aufweisen, die der gleichen Kontur folgt wie die erste Hauptbegrenzung und radial von dort nach außen beabstandet ist.

5. Spiralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären und umlaufenden Aussparungen für den Flüssigkeitsdurchgang angeordnet sind innerhalb und außerhalb der stationären und umlaufenden Evolventen- Hüllglieder (Fig. 45-60).

6. Spiralpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Aussparungen für den Flüssigkeitsdurchgang annähernd gleich der Dicke der Evolventen-Hüllglieder ist, wobei die weitere Hauptbe­ grenzung der äußeren Aussparung (85; 97) von der ersten Hauptbegrenzung unter einem Abstand vorgesehen ist, der in etwa gleich der doppelten Dicke der Hüllglieder ist und daß die äußere Aussparung sich über eine Bogen von ca. 45 bis 90° erstreckt.

7. Spiralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitseinlaß in Verbindung mit dem Umfangs­ volumen steht und ein Flüssigkeitsauslaß in Verbindung mit der inneren Tasche (24; 39) der Flüssigkeitstaschen steht, die als Entleerungszone dient.

8. Spiralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flüssigkeitseinlaß in Verbindung mit der inneren Tasche der Flüssigkeitstaschen steht und der Flüssigkeits­ auslaß in Verbindung mit dem Umfangsvolumen steht, das als Entleerungszone dient.