DE3320090A1 - Verdraengerpumpe - Google Patents

Description

Zum Fördern won Fluiden, insbesondere von Flüssigkeiten, bedient man sich im allgemeinen einer Verdrängerpumpe, wenn die Förderpumpe selbstansaugend sein soll. Soweit diese Verdrängerpumpen metallene'Bauteile und Baugruppen enthalten, entsteht immer das Problem, die Metallteile, die Relati vbeu/egungen zueinander ausführen, an den Berührungsstellen ausreichend zu schmieren und unter Umständen auch gegeneinander abzudichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängerpumpe zu schaffen, bei der diese Probleme in geringerem Maße als bei den üblichen Verdrängerpumpen auftreten.

Diese Aufgabe u/ird durch eine Verdrängerpumpe mit den im Anspruch angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch das ringförmige Trennteil, das über die Laufrollen d e 3 Läufers außen umspannt, ist an einer Umfangsstelle mit einer Umfangsstelle des zylindrischen Gehäuses in radialer Richtung nachgiebig verbunden. In axialer Richtung füllt es den zylindri-

sehen Innenraum des Gehäuses der Verdrängerpumpe aus. Dadurch, daß das Trennteil sich u/enigsteris eine der Laufrollen, manchmal auch durch zwei der Laufrollen an der von seiner Befestigungsstelle an der Gehäuseumfangswand abgekehrten Seite bis an die dort kreiszylindrisch verlaufende Umfangswand des Gehäuses heranreicht, trennt das Trennteil den mit dem Saugstutzen in Verbindung stehenden Teil des Innenraumes des Gehäuses von dom mit dem Druckstutzen in Verbindung stehenden Teil des Innenraumes ab. In bestimmten Drehstellungsbereichen des Läufers durch zwei der Laufrollen bis an die Umfangswand herangedrückt wird, ist außerdem zwischen diesen beiden Laufrollen noch ein weiterer Teil des Innenraumes des Gehäuses zumindest zeitweilig von den übrigen Teilen des Innenraumes abgetrennt. Da der Läufer mit den Laufrollen innerhalb des nicht umlaufenden Trennteils umläuft, verändert das Trennteil ständig seine Gestalt wobei die von den Laufrollen an die kreiszylindriache Gehäusewand angedrückten Stellen des Trennteils und die dazwischen liegenden annähernd tangential zu den Laufrollen ausgespannten Längenabschnitte des Trennteils scheinbar eine Umlaufbewegung ausführen.

Sobald eine Laufrolle auf der Saugseite den kreiszylindrischen Wandabschnitt erreicht hat, schließen die beiden ihr benachbarten Längenabschnitte des Trennteils die auf ihrer Außenseite gelegenen Teile des Innenraumes gegeneinander ab. Der an den Saugstutzen anschließende Teil des Innenraumes, der im folgenden als Saugraum bezeichnet wird, hat dabei das kleinste Volumen. Wenn diese Rolle sich auf ihrer Bewegungsbahn entlang dem kreiszylindrischen Wandabschnitt entlang bewegt, vergrößert sich der Saugraum ständig, bis die nachfolgende Laufrolle sich ebenfalls dem kreiszylindrischen Wandabschnitt nähert. Sobald diese nachfolgende Laufrolle den kreiszylindrischen Wandabschnitt ganz erreicht hat, trennt sie einen Teil des vorher vorhandenen Saugraumes von dem stets beim Saugstutzen verbleibenden Saugraum ab.

Der zwischen der η a c h folg endeη und der vorauslaufenden Laufrolle und dem zwischen ihnen ausgespannten Längenabschnitt dos Trennteils, den ihnen gegenüberliegenden kreiszylindrischen AbsehniLt der Gehäuseumfangswand und den nie begrenzenden beiden Stirnwänden eingeschlossene Teilmenge des Fördermediums wird anschließend zum Druckraum hinüberbefördert und dort beim Abheben der vorauslaufenden Laufrolle vom'kreiszylindrischen Wandabschnitt mit dem im Druckraum schon vorhandenen fördermedium vereinigt. Bei der weitergehenden Drehbewegung wird durch die nachfolgende Laufrolle und durch den zwischen ihr und der vorauslaufenden Laufrolle ausgespannten Längenob schnitt des Trennteils eine entsprechende Menge des Fürdermediums aus dem Druckraum hinausgedrängt und in die Druckleitung hineingedrängt.

Da diese Vorgänge auch dann ablaufen, wenn das Fördermedium ein Gas, oder zum Beispiel die Umgebungsluft ist, wird auf diese Weis π die an die Pumpe aπgesch 1 οsseηe Πau<j 1 ei tuηg bis hin zum Ausgangsniveau des Fördermediums an der Sauqstelle aJlmählich abgesaugt und danach das fördermedium durch den an der Förders Lei. 1 e herrschenden Umgebungsdruck in die Gaugl ei tunq hinein und von dorl. schließlich in die Verdrängerpumpe hineingedrückt.

Bei einer Ausgestaltung der Pumpe nach Anspruch 2 wird nicht nur der Saugraum gegenüber dem Innenraum innerhalb des Trennteils sondern auch dieser Innenraum gegenüber dem Druckraum abgetrennt, so daß der Überdruck im Druckraum gegenüber dem Saugraum über zwei Dichtspalte hinweg voneinander getrennt ist. Das erhöht die Dichtwirkung. Bei einer Ausgestaltung der Pumpe nach Anspruch 3 ist dns Trennteil so otraff über die Laufrollen gespannt, daß o<; an den dazwischen L legenden Abschnitten durch einen üruckunLurnchiotI kaum noch ein- oder ausgebeul. t.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispieles näher erläutert. Fs zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnitten dargestellte Vor dernnn i. rht dor Pumpe gemäß der F. r Fi η du ng mit abgenommenem Deckel;

Fig. 2 teils eine Seitenansicht und teils einen Vertiknlschni!t der Pumpe nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Horizontalschnitt der Pumpe nncii der Linie III - IH

Fig. 4 eine ausschnittweise dargestellte abgewandelte Adsfuhrungsform der Pumpe gemäß der Erfindung.

Die Verdrängerpumpe lü weist als Hauptbauteile oder ilauptbnugruppen ein Gehäuse 11 und in dessen Innenraum einen Läufer 12 und ein Trennteil 13 auf.

Das Gehäuse 11 hat äuQerJich angenähert die Form einer zylindrischen Scheibe von bestimmter Dicke mit zwei Stirnwänden 14 und und mit einer Umfangswand 16. Der Innenraum 17 des Gehäuses hat um die Wandstärke verkleinert etwa die gleiche zylindrische Gestalt wie das Gehäuse auf seiner Außenseite. Soweit im folgenden einzelne Abschnitte oder Bereiche etwa der Gehäuseumfangswand 1 f> oder des Innenraums 17 voneinander unterschieden werden sollen, geschieht da3 mit angehängten Ziffern, wie es beim Dezimalklassifikation33ystem üblich ist.

Das gesamte Gehäuse 11 ist ein Gußteil, und zwar vorwiegend aus Leichtmetall. Seine eine Stirnwand 14, die gesamte Umfangswand 16 und die Stirnwand 15, soweit sie vorhanden ist, sind einstückig miteinander hergestellt. An der Stirnwand ] ii ist außerdem ein Lagergehäuse 18 angegossen. Daran und am unteren Teil des Gehäuses 3ind zwei Fü.Qs 19 angegossen. Die? vom Lagergehäuse 10 abgekehrte Stirnwand 15 weist eine kreisrunde Öffnung £ · auf, die mittels eines in der Hauptsache kreisrunden 'Cecke.Ui 22

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verschließbar ist. Die Innenseite des Deckels 22 ist so ausgebiLdet und rmgeordnet, daß sie mit der Innenseite clnr Gehriusrwand 15 bündig ist und diese zur vollständigen Gehäusewand im
weiteren Sinne des Wortes ergänzt.

Der in Fig. 1 oben gelegene Teil der Gehäuseumfangswand 16 int eben und wird durch die beiden Abschnitte 16.1 und 16.2 gebildet. Etwa in der Symmetrieebene des Gehäuses 11 schließt an die beiden Wandabschnitte 16.1 und 16.2 ein Führungsgehäuse 23 an, das einen langgestreckten U-förmigen Querschnitt hat (Fig. 3) An der den Deckel 22 zugekehrten Seite ist das Führungsgehäuse 23 offen. Es wird dort durch einen auf die Breite des
Führungsgehäuses abgestimmten Fortsatz 24 des Deckelo 22 verschlossen. An dem von der Mitte abgekehrten Ende der beiden
Wandabschnitte 16.1 und 16.2 schließt im rechten Winkel je ein weiterer ebener Wandabschnitt 16.3 bzw. 16.4 an. An dingen
beiden ebenen Abschnitte schließt ein die beiden miteinander
verbindender kreiszylindrisch geformter Abschnitt 16.5 an. Der Zentriwinkel dieses kreiszylindrisch geformten Abschnittes 16.5 der Gehäuseumfangswand 16 beträgt zumindest annähernd 100 .

In den oben gelegenen beiden Abschnitten 16.1 und 16.2 der Gehäuseumfangswand 16 befindet sich je eine kreisrunde Durchgangsöffnung. Dort ist je ein Anschlußstutzen mittels Dichtungselementen eingeschraubt. Der mit Wandabschnitt 16.1 verbundene Anschlußstutzen wird zur besseren Unterscheidung als Saugstutzen 25 und der mit dem Wandabschnitt 16.2 verbundene Anschlußstutzen als Druckstutzen 26 bezeichnet.

Auf einem Teil der Innenseite des Wandabschnittes 16.3 und des Wandabschnittes 16.4 sowie auf der gesamten Innenseite des Wandabschnittes 16.5 ist eine Auflage 27 befestigt. Sie ist in radialer Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet und beispielsweise aus einem Kunststoff oder aus Kautschuk mit sehr geringer

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Shore-Härte oder auch aus Zellgummi mit geschlossenen Poren aus diesen Werkstoffen hergestellt. Die Breite der Auflage 27 ist zumindest annähernd qleich der lichten Weite des Innenraumes Ihre Dicke und ihre L'lasLiziLäL werden weitgehend nach dem vorgesehenen Einsatzzweck der Schlauchpumpe ausgewählt. Soweit es im folgenden auf die Lage der Cchäuseumfangswand 16, d. h. genau genommen deren Innenseite, in Bezug auf andere Teile ankommt, ist im Bereich der Wandabschnitte 16.3, 16.4 und 16.5 gegebenenfalls darunter die Innenseite 28 der Auflage 27 zu verstehen.

Im Innenraum 17 ist der Läufer 12 angeordnet. Er sitzt auf einer Welle, die im Lagergehäuse 18 drehbar gelagert ist. Die Drehachse ist mittig zum Krümmungsmittelpunkt des kreiszylindrischen Wandabschnittes 16.5 angeordnet. Am Läufer 12 sind drei Laufrollenpaare 29 drehbar gelagert. Zur besseren Unterscheidung voneinander sind die Laufrollenpaare mit 29.1, 29.2 und 29.3 bezeichnet. Die Drehachsen der Laufrollenpaare 29 sind untereinander parallel ausgerichtet, am Läufer 12 am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet und außerdem auf dem gleichen Halbmesser in Bezug auf die Drehachse des Läufers 12 angeordnet. Der Durchmesser der Laufrollen 29 wird so klein ausgeführt, wie es einerseits die Lagerung und andererseits die kleinste zulässige Krümmung des Trennteils 13 zulassen. Die einzelnen Rollen der Laufrollenpaare 29 haben untereinander die gleiche Länge und sind dabei so bemessen, daß sie mit ihrer freien Stirnseite zumindest annähernd bis an die Stirnwände 14 und 15 oder 22 heranreichen.

Das Trennteil 13 ist ringförmig ausgebildet. Seine Länge ist so auf die Anordnung und die Abmessungen der Laufrolle 29 abgestimmt, daß es auf den Laufrollen verhältnismäßig stramm anliegt. Seine axiale Breite in Bezug auf die Achse des Gehäuses 11 ist zumindest annähernd gleich der lichten axialen Weite des Gehäuses 11, d. h. gleich dem lichten Abstand der beiden Stirnwände 14 und 15 oder 22.

CGPIf

Das Trennteil 13 ist etwa in der Symmetrieebene des Gehäusen 11, in der sich auch das Führungsgehäuse 23 befindet, mit der Gehäuseumfangswand in radialer Richtung nachgiebig aber dicht verbunden. Zu diesem Zweck ist an einer Stelle des Trennteils 13 auf seiner Außenseite ein leistenförmiger Teil einstückig angeformt, der im folgenden als Halteleiste 31 bezeichnet wird. Er hat die gleiche axiale Ausdehnung wie das Trennteil 13. An der Haltelasche 31 ist eine Verbindungslasche 32 mit haarförmigern Querschnitt aufgesetzt und mit nicht dargestellten Durchsteckschrauben befestigt. Auf der entgegengesetzten Seite der Verbindungslasche ist ein Schieber 33 mit der Lasche fest und dicht verbunden. Dieser Schieber 33 ragt in den Innenraum 34 des Führungsgehäuses 23 hinein. Der Innenraum 34 und der Schieber 33 sind in ihren Abmessungen so aufeinander abgestimmt, daß zumindest eine Schiebesitzpassung oder eine Laufsitzpassung erreicht wird. Wie insbesondere in Fig. 3 deutlich erkennbar ist, ist an den beiden Schmalseiten des Schiebers 33 die den beiden Stirnwänden 15 und 16 des Gehäuses zugekehrt sind, je eine Nut vorhanden, in die je ein Dichtungsstreifen eingelegt und darin befestigt ist. Bei allen diesen Teilen ist darauf zu achten, daß sie vor allem in Umfangsrichtung in Bezug auf den Innenraum 17 des Gehäuses möglichst dicht sind.

Die im Innenraum 17 des Gehäuses 11 miteinander zusammenwirkenden Teile sind hinsichtlich ihrer Abmessungen so aufeinander abgestimmt, daß der Halbmesser des kreiszylindrisch geformten Abschnittes 16.5 der Gehäuseumfangswand 16, hier abzüglich der radialen Dicke der Auflage, einerseits und die Summe aus dem Abstand der Drehachse der Laufrollen 29 von der Drehachse des Läufers 12, aus dem Halbmesser der Laufrollen 29 und aus der Dicke des Trennteils 13 andererseits zumindest annähernd einander gleich sind. Dadurch reicht dort, wo eine oder zwei der Laufrollen dem kreiszylindrischen Wandabschnitt 16.5 gegenüberstehen, das über sie hinwegführende Trennteil 13 bis an diesen

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kreiszylindrischen Wandabschnitt bzu/. bis an die Innenseite 28 der daran befestigten Auflage 27 heran. Je nach der Drehstellung des Läufers 12 und der von ihm beeinflußten Gestalt des Trennteils 13 ist der Innenraum 17 des Gehäuses in drei oder vier verschiedene Raurnteile unterteilt, die durch das Trennteil 13 einschließlich seiner Verbindung zur Umfangswand des Gehäuses gegeneinander abgetrennt sind. In der strichpunktiert eingezeichneten Drehstellung des Läufers 12 sind das der mit de-m Saugstutzen 25 in Verbindung stehende Teil der als Saugraum 17.1 bezeichnet wird, der mit dem Druckstutzen 26 in Verbindung stehende Teil,' der als Druckraum 17.2 bezeichnet wird und der innerhalb des Trennteils 13 gelegene Teil 17.3. In der ausgezogen dargestellten Drehstellung des Läufers 12 und in den benachbarten Drehstellungsbereiciien, in denen mindestens zwei der drei Laufrollen dem kreiszylindrischen Flächenabschnitt 16.5 gegenüberstehen, kommt noch ein vierter Kaumteil 17.4 hinzu. Der letztgenannte Raumteil 17.4 stellt eine in sich abgeschlossene Kammer dar, die der Förderung des Fürdermittels vom Saugraum 17.1 zum Druckraum 17.2 hin dient.

Aus Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Trennteils ersichtlich* Dieses Trennteil 13' ist entlang seiner beiden Längsränder 36 und 37 mit je einer Dichtlippe 3B bzw. 39 versehen, die beide nach der gleichen Seite des Trennteils 13' ausgerichtet sind. Diese Dichtlippen 30 und 39 sind in ihrer Breitenerstreckung des Trennteils 13' elastisch nachgiebig ausgebildet. Dadurch können sie geringe Fertigungstoleranzen zwischen der Breite des Trennteils 13' und der lichten Weite des Gehäuses zwischen den beiden Stirnwänden 15 und 16 ausgleichen und auch gewisse Breitenänderungen des Trennteils 13" aufnehmen, die sich aufgrund von Wärmedehnungen, insbesondere im ■rennteil 13' während des Betriebes ergeben können. Bei der A u s lührungsform des Trennteils 13' ist die axiale Erst reckung der Laufrolle 29' entsprechend kurzer zu wählen, damit die Dichtlippen 38 und 39 von ihnen nicht beschädigt werden.

Claims (2)

1. Ansprüche

   Verdrängerpumpe mit einem mittels Deckel verschließbaren Gehäuse mit Saugstutzen und Druckstutzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (17) des Gehäuses (11) die form eines Zylinders hat, dessen Stirnwände (14; 15) eben sind und zueinander parallel ausgerichtet sind und dessen Umfangswand (16) zumindest auf der dem Saugstutzen (25) und dem Druckstutzen (26) gegenüberliegenden Seite einen kreiszylindrisch geformten Abschnitt (16.5) hat, daß im Innenraum (17) des Gehäuses (11) ein ringförmiges Trennteil (13) vorhanden ist, welches längenstabil und in seiner Längserstreckung biegeelastisch ausgebildet ist, welches entweder selbst oder über ein Zwischenteil (32, 33) an einer zwischen dem Saugstutzen (25) und dem Druckstutzen (26) gelegenen Umfangsstelle (23) der Gehäuseumfangswand (16) mit dieser in radialer Richtung nachgiebig aber dicht verbunden ist oder welches an zwei zwischen dem Saugstutzen und dem Druckstutzen gelegenen Umfangsstellen der Gehäuseumfangswand mit dieser fest und dicht ver-

   bunden ist, welches wenigstens auf einem dem Saugstutzen (25 ) benachbarten und von der Verbindungsstelle (33 ) ausgehenden ersten Längenabschnitt in axialer Richtung sich zumindest annähernd bis an die beiden Stirnwände (14; 15 ) des Gehäuses (11 ) hin erstreckt, daß im Innenraum (17 ) innerhalb des aufgespannten Trennteils ( 13 ) ein Läufer (12 ) vorhanden ist, der mittig zum Krümmungsmittelpunkt des kreiszylindrisch geformten Abschnittes (16.5) der Gehäuseumfangswand (16 ) drehbar gelagert ist und mit einem Antrieb gekoppelt ist oder koppelbar ist, daß am Läufer (12 ) wenigstens drei Laufrollen (29.1 ... 29.3 ) drehbar gelagert sind, deren Drehachsen untereinander parallel ausgerichtet sind, am Läufer ( 12 ) gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind und auf dem gleichen Halbmesser in Bezug auf die Drehachse des Läufers ( 12 ) angeordnet sind, wobei die axiale Ausdehnung der Laufrollen (29.1 ... 29.3)zumindest annähernd gleich der lichten axialen Weite des Innenraumes (17 ) des Gehäuses (11 ) ist, und daß der Halbmesser des kreiszylindrisch geformten Abschnittes (16.5) der Gehäuseumfangswand (16 ) einerseits und die Summe aus dem Abstand der Drehachse der Laufrollen (29) von der Drehachse des Läufers (12 ), aus dem Halbmesser der Laufrollen (29) und aus der Dicke des Trennteils (13) andererseits zumindest annähernd einander gleich sind.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß das Trennteil (13) auf seiner ganzen Länge die gleiche Breite hat und sich in axialer Richtung auf seiner ganzen Längserstreckung zumindest annähernd bis zu den beiden Stirnwänden (14; 15 ) des Gehäuses (11 ) hin erstreckt.

   Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, mit einem nachgiebig mit der Gehäuneumfangsu/and verbundenen Trennteil, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Innenseite gemessene Länge des Tronnteilo zumindest annähernd gleich der Umhü Lluncjsl inie der drei Laufrollen (29.1 ... 29.3) iisl.