DE3323327C1 - Stufenscheibenpumpe - Google Patents

Description

2. Stufenscheibenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrehwinkel

(X

l360°;

gleich--—mit η als ganzzahliger ungerader Zahl von

η
5 bis 15 ist.

Die Erfindung betrifft eine Stufenscheibenpumpe mit mindestens zwei miteinander in Eingriff stehenden gegenläufig gleich schnell drehenden Rotoren, die aufgebaut sind aus auf einer Welle aufgereihten Stufenscheiben mit jeweils nur einem Eingriffssegment, wobei jeweils benachbarte Stufenscheiben um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdreht sind und die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie zusammen mit dem Gehäuse abgeschlossene Förderkammern bilden.

Derartige Stufenscheibenpumpen sind bekannt, z. B. FR-PS 6 94 484, AT-PS 2 61 792 und DE-PS 9 17 230.

Beim Betrieb derartiger Stufenscheibenpumpen können periodisch Druckschwankungen dadurch entstehen, daß das Fördermedium eine wechselnde Anzahl von Engstellen auf dem Förderweg passieren muß. Außerdem können bei Betrieb derartiger Stufenscheibenpumpen abhängig vom Verdrehwinkel der Scheiben gegeneinander Kammerverläufe über den Förderweg entstehen, die eine Kompression des Fördermediums zur Folge haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Stufenscheibenpumpe dahingehend zu verbessern, daß beim Drehen der Rotoren periodische Druckschwankungen bzw. Kompression innerhalb der Kammern, bedingt durch wechselnde Anzahl der Engstellen und ungeeignete Verdrehwinkel, weitgehend vermieden werden, um somit einen ruhigeren Lauf der Rotoren zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Stufenscheibenpumpe der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Verdrehwinkel λ gleich dem Winkel β ist, der sich aus der Verbindung der Hüllkreisschnittpunkte der Rotoren mit deren Mittelpunkten ergibt und daß der Verdrehwinkel ix 360°

gleich—'ist und η eine ganze Zahl größer drei ist.

π
Durch das Aneinanderreihen der Stufenscheiben auf einer Welle werden Kammern gebildet, die vom Pumpengehäuse nach außen begrenzt werden. Die Kammern sind etwa gemäß dem Verlauf einer Schraubenwendel miteinander verbunden. Der Querschnitt der Kammern kann dabei unverändert bleiben, er kann sich aber innerhalb einer durch den Verdrehwinkel vorgegebenen Teilung auch ändern.

Der erste Fall tritt ein, wenn der Verdrehwinkel χ ganzzahlig gerade in 360° enthalten ist, z. B. wenn λ = 60° ist. Wenn der Verdrehwinkel κ ganzzahlig ungerade in 360° enthalten ist, z. B. <x = 72°, so kann der zweite Fall auftreten, nämlich ein Kammerverlauf mit sich änderndem Querschnitt.
In beiden erwähnten Fällen kann es zu einem unruhigen Lauf kommen, denn im ersten Fall sind eine wechselnde Anzahl von Engstellen im Kammerverlauf möglich und im letzteren Fall auch Querschnittsänderungen, die zu Kompression bzw. Druckschwankungen führen können.

In beiden Fällen führt die Einhaltung der erfindungs-

360°

gemäßen Vorschrift, a = β und λ = mit η als ganz-

zahliger Zahl größer drei zu einer weitgehenden Vermeidung von Druckschwankungen bzw. Kompression. Um darüber hinaus eine noch bessere Abdichtung zu erreichen, soll gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stufenscheibenpumpe der Verdrehwinkel λ = mit η als ganzzahliger ungerader

η
jo Zahl von 5 bis 15 sein.

Wenn die Stufenscheiben beider Rotoren gleiche Querschnitte besitzen, ergibt sich ein fertigungstechnischer Vorteil.

Wenn das Eingriffssegment in bekannter Weise begrenzt ist von konkaven Epizykloidenabschnitten, so ergibt sich beim Zusammenwirken gegenüberliegender Stufenscheiben auf den beiden Rotoren ein ständiger Kontakt an den Stufenübergängen mit der Folge einer guten Abdichtung und Verhindern des Rückströmens von Material.

Um den Verschleiß an den äußeren Ecken des Eingriffssegments zu vermeiden, können diese gerundet sein.

Zwischen den auf einem Rotor aufgereihten Stufenscheiben können sich dünne Distanzscheiben befinden. Die Rotoren können dann leichtgängiger gedreht werden.

Die Stufenscheiben können an sich aus beliebigem Material bestehen, insbesondere Stahl, Hartmetall oder Keramik.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Querschnitt durch das Pumpengehäuse und die darin angeordneten beiden gegenläufigen Rotoren,

F i g. 2 eine Stufenscheibe in Ansicht, Fig.3 die Abwicklung eines Rotorabschnitts mit χ = 60° und

F i g. 4 die Abwicklung eines Abschnitts des Rotors mit η = 5.

In dem Pumpengehäuse 1 sind zwei Rotoren 2, 3 übereinander angeordnet. Jeder Rotor 2,3 besitzt eine Welle 4, auf die in axialer Richtung Stufenscheiben 5 aufgereiht sind. Benachbarte Stufenscheiben 5 eines Rotors 2 bzw. 3 sind um den Verdrehwinkel κ gegeneinander verdreht. Gemäß der Erfindung ist der Verdrehwinkel κ gleich dem Winkel /?, der sich aus der Verbindung der Hüllkreisschnittpunkte 5i, 52 der Rotoren 2, 3 mit

deren Mittelpunkten M\, Mz ergibt.

Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, besitzt jede Stufenscheibe 5 einen kreisringförmigen Mittelabschnitt 5a und ein Eingriffssegment 5b, das sich im Ausführungsbeispiel über einen Umfangswinkel von 180° erstreckt. In Umfangsrichtung wird das Eingriffssegment 5b begrenzt durch konkave Epizykloidcnabschnilte 5c

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit abschnittsweiser Abwicklung des Rotorumfangs für den Verdrehwinkel oc = 60°. Die Rücken der Eingriffssegmente 5b der Stufenscheiben 5 sind schraffiert.

Eine größere Abdichtung wird bei der in F i g. 4 ge-

zeigten Überlappung um—möglich. Durch die Geometrien dieser Anordnung kann der Lückenwinkel γ auch durch -~ ausgedrückt werden, also y = ~ = halber

Verdrehwinkel. Bei der Anordnung nach F i g. 4 sind also auch abdichtende Stufenscheiben 5 möglich mit einem Eingriffssegment 5b, das über einen Umfangswinkel von mindestens 180" — ;> verfügt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

35

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60

- Leerseite

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Stufenscheibenpumpe mit mindestens zwei miteinander in Eingriff stehenden gegenläufig gleich schnell drehenden Rotoren, die aufgebaut sind aus auf einer Welle aufgereihten Stufenscheiben mit jeweils nur einem Eingriffssegment, wobei jeweils benachbarte Stufenscheiben um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdreht sind und die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie zusammen mit dem Gehäuse abgeschlossene Förderkammern bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrehwinkel α gleich dem Winkel β ist, der sich aus der Verbindung der Hüllkreisschnittpunkte (5i, 5₂) der Rotoren (2, 3) mit deren Mittelpunkten (Mu M2) ergibt und daß der Verdrehwinkel χ gleich 36&^e

ist und η eine ganze Zahl größer drei ist.