DE3537803A1

DE3537803A1 - Kreiskolbenpumpe

Info

Publication number: DE3537803A1
Application number: DE19853537803
Authority: DE
Inventors: Rainer Schmalenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-04-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolbenpumpe mit einem in einem kreiszylindrischen, einen Flüssigkeitsein- und -auslaß aufweisenden Gehäusehohlraum umlaufend antreibbaren Verdrängerkolben mit an seinem Umfang angeordneten Verdrängerflügeln und einem dazu entgegengesetzt umlaufend antreibbaren, in einem zu ersterem versetzt liegenden weiteren kreiszylindrischen Gehäusehohlraum angeordneten Dichtungskolben, der an seinem Umfang von den Verdrängerflügeln nacheinander zu durchlaufende Flügelmulden aufweist.

Kreiskolbenpumpen obiger Art sind bekannt, z. B. durch Matthiesen-Fuchslocher: Die Pumpen, Abb. 130, Springer-Verlag Berlin 1943. Der Verdrängerkolben besitzt hier drei über seinen Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete, paddelartige Verdrängerflügel, die beidseitig einer mittleren Tragscheibe angeordnet sind und nicht nur mit ihren Außenkanten sondern auch mit ihren Innenkanten auf den zylindrischen Wandungsflächen eines hier ringzylindrisch gestalteten Gehäusehohlraums dichtend entlanggleiten. Demgegenüber sind am Dichtungskolben vier Dichtungsflügel und jeweils dazwischen liegende Flügelmulden vorgesehen, wobei die Dichtungsflügel mit ihrem Außenumfang an der Innenwandung des zugehörigen Gehäusehohlraumes sowie auch an einer entsprechend gerundeten Auskehlung eines beiderseits der die Verdrängerflügel tragenden Mittelscheibe nabenartig vorspringenden, die Lagerwelle des Verdrängerkolbens umgreifenden Gehäuseteils dichtend entlanggleiten. Entsprechend der verschiedenartigen Anzahl der Verdrängerflügel einerseits und der am Dichtungskolben vorhandenen Flügelmulden andererseits werden beide Kolben mit unterschiedlicher, nämlich im Verhältnis 3 : 4 betragender Drehzahl über beide Antriebswellen miteinander verbindende, entsprechend teilungsverschiedene Zahnräder angetrieben. Zwischen den ineinandergreifenden vier Flügelmulden und den sie durchfahrenden drei Verdrängerflügeln besteht keine Abdichtung, vielmehr ein verhältnismäßig großer Ballast- bzw. Totraum. All das bedingt eine noch recht verwickelte und störanfällige sowie leistungsschwache Pumpenbauart, zumal die Abdichtungsverhältnisse hier nur schwierig zu beherrschen sind. Auch ist diese Kreiskolbenpumpe noch recht empfindlich gegen harte Flüssigkeits-Beimengungen, wie z. B. Sand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiskolbenpumpe der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die von wesentlich einfacherer und zuverlässigerer Bauart ist sowie mit noch besserem Förderungs- bzw. Wirkungsgrad betrieben werden kann. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer gattungsgemäß beschaffenen Kreiskolbenpumpe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verdrängerkolben und der Dichtungskolben aus zylindrischen Vollkörpern gleichen Durchmessers bestehen, die mit ihren Umfangsflächen einschließlich ihrer daran vorhandenen Verdrängerflügel und Flügelmulden abdichtend aufeinander abrollen. Auf diese Weise kommt man zu einer äußerst einfach beschaffenen Kreiskolbenpumpe, bei der die Abdichtung umfangsmäßig allein über die aufeinander abrollenden Verdränger- und Dichtungskolben erfolgt, und zwar nicht nur im glattwandigen Umfangsbereich der Kolben sondern auch im Bereich der jeweils von den Verdrängerflügeln durchlaufenen Flügelmulden. Die Abdichtungsverhältnisse werden dadurch insgesamt sehr vereinfacht und die Pumpenleistung verbessert.

Vorteilhafterweise besitzen der Verdrängerkolben und die Dichtungskolben jeweils die gleiche Anzahl von Verdrängerflügeln und Flügelmulden und sind mit gleicher Drehzahl anzutreiben.

Eine besonders einfache und zugleich leistungsstarke Pumpenbauart ergibt sich dann, wenn auf dem Verdrängerkolben nur zwei diametral gegenüberliegende Verdrängerflügel und auf dem Dichtungskolben zwei ebenso diametral gegenüberliegende Flügelmulden vorhanden sind. Hierdurch wird das zwischen den beiden Verdrängerflügeln des Verdrängerkolbens vorhandene zylinderringförmige Fördervolumen verhältnismäßig lang bzw. groß, wodurch eine entsprechend hohe Förderleistung erzielt werden kann, zumal in den von den Verdrängerflügeln durchlaufenen Flügelmulden des Dichtungskolbens nur geringe Flüssigkeits-Toträume vorhanden sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Verdrängerkolben vorteilhaft mit Seitenringflanschen versehen, die sich radial bis zur Höhe der Verdrängerflügel erstrecken und beidseitig über den Umfang des Dichtungskolbens greifen. Auf diese Weise kommt man zu noch einfacheren Dichtungsverhältnissen. Auch wird die zu fördernde Flüssigkeit durch die in Förderrichtung mitumlaufenden Seitenringflanschen des Verdrängerkolbens noch besser mitgenommen bzw. beschleunigt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Kreiskolbenpumpe nach der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen senkrechten, parallel zu den beiden Lagerwellen verlaufenden Schnitt durch die Pumpe und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Die abgebildete Kreiskolbenpumpe besitzt ein aus insgesamt drei Teilen 1, 2 und 3 zusammengesetztes Pumpengehäuse. Im Gehäuseteil 1 ist ein Gehäusehohlraum 4 vorhanden, in welchem sich die auf den beiden Antriebswellen 5, 6 sitzenden, ineinandergreifenden Zahnräder 7, 8 befinden, welche von gleicher Gestalt bzw. Zahnteilung sind und damit sicherstellen, daß die Antriebswellen 5, 6 stets mit gleicher Drehzahl umlaufen. Der eigentliche Antrieb erfolgt über die nach außen durch den Gehäuseteil 1 hindurchtretende Welle 6 über einen nicht dargestellten Motor. In der Durchtrittsbohrung 1′ im Gehäuseteil 1 befinden sich eine Lagerbuchse 9 sowie eine Stopfbuchse 10 zur Abdichtung. Entsprechende Lagerbohrungen und darin gelegene Lagerbuchsen 9′, 9″ sind auch in den Gehäuseteilen 2, 3 vorhanden.

Im Gehäuseteil 3 sind zwei sich schneidende, gegeneinander versetzte kreiszylindrische Gehäusehohlräume 11, 12 vorhanden, von denen der untere 12 einen größeren Durchmesser und auch eine größere axiale Breite als der obere Hohlraum 11 besitzt. Im unteren Gehäusehohlraum 12 ist der auf der Antriebswelle 6 drehfest sitzende Verdrängerkolben 13 angeordnet, wohingegen der obere Hohlraum 11 den auf der Antriebswelle 5 drehfest angeordneten Dichtungskolben 14 enthält. Beide Kolben 13, 14 bestehen aus zylindrischen Vollkörpern, die - wie insbesondere Fig. 2 erkennen läßt - den gleichen Durchmesser besitzen. An dem Verdrängerkolben 13 sind an dessen Umfang zwei diagonal gegenüberliegende Verdrängerflügel 13′ vorhanden, während am Dichtungskolben 14 zwei gleichfalls diagonal gegenüberliegende Mulden 14′ für die sie während des Umlaufs der beiden Kolben 13, 14 durchlaufenden Verdrängerflügel 13′ und der wannenartigen Flügelmulden 14′ ist so, daß es darin zu einer beiderseitigen Abdichtung der umlaufenden Kolben kommt, die im übrigen mit ihren Umfängen 13″ und 14″ abdichtend unmittelbar aufeinander abrollen.

Der Verdrängerkolben 13 ist mit beidseitig angeordneten Seitenringflanschen 13 ⊂≉≩⊈≉≸≉≎↕ ≁≴≉ ⊈≴≮≸ ≩∻≁≴∻≄ ⊰≴⊈ ↛∪≩ ≃a≸≉ ≁≉≩ ≉≩≁≩ ≎≰≉≩≢≄ ≰≉≄ ′ erstrecken und den jeweils unteren Teil des darüber gelegenen Dichtungskolbens 14 umgreifen. Wie die Fig. 2 weiterhin zeigt, können die Verdrängerflügel 13′ konkav gewölbte Vorder- und Rückseiten 13 ^IV bzw. 13 ^V besitzen, die außen in abgeflacht verlaufende Flügelränder 13 ^VI übergehen. Hierdurch können die Verdrängerflügel 13′ eine gewisse Schabewirkung an den zylindrisch gestalteten Wandflächen nicht nur des Gehäusehohlraums 12 sondern vor allem auch in den abdichtenden Flügelmulden 14′ entfalten, um zu verhindern, daß sich darin etwa feste Stoffe, wie z. B. Sand od. dgl. ablagern.

Über die beiden seitlich aus dem Gehäuseteil 3 herausgeführten Rohrstutzen 15, 16 die je nach Umlaufrichtung des Verdrängerkolbens 13 als Flüssigkeitsein- oder -auslaß dienen, kann die Pumpe in ein entsprechendes Flüssigkeits-, insbesondere Wasserversorgungsnetz eingebaut werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verdrängerflügel 13′ leistenförmig ausgebildet und in entsprechenden Nuten des Verdrängerkolbens 13 sowie zwischen dessen beiden Seitenringflanschen 13 ≇≴∉∉≉≄⊈ ≁≉≩ ≮≸≩∻∪⊰≉≎ ⊰≉≢≉⊈∉≴≰∉ ℘⊈ ⊂≉≩⊈∉≉≸∉ ⊈≴≮≸ ∻⊰≉≩↕ ≁∻⊇ ⊈∉∻∉∉≁≉⊈⊈≉≎ ≁≉≩ ≉≩≁≩ ≎≰≉≩≯≱≄⊰≉≎ ≇≴∉⊈∻≇∉ ≁≉≩ ∻≎ ≴≸≇ ⊂≱≩≸∻≎≁≉≎≉≎ ≉≩≁≩ ≎≰≉≩≢≄ ≰≉≄ ′ ebenso wie der Dichtungskolben 14 einstückig ausgebildet sein können. Auch ist es möglich und in vielen Fällen ausreichend und vorteilhaft, wenn sowohl der Verdrängerkolben 13 als auch der Dichtungskolben 14 und auch das Pumpengehäuse aus entsprechend abriebfestem Kunststoff bestehen, beispielsweise im Wege der Spritzherstellung erzeugt werden.

Um Druckraum und Saugraum im Gehäuseteil 3 voneinander zu trennen, sind die radialen Stirnflächen der Seitenringflansche 13 ≇≴∉ ℩≴≮≸∉≩≴≎≰≉≎ ∻⊰≰≉≁≴≮≸∉≉∉↕ ≁≴≉ ↛ ∳ ∻≎ ≁≉≎ ―≉≸ ∪⊈≉∉≉≴≄≉≎ ↕ ⊰≉≢≉⊈∉≴≰∉ ⊈≴≎≁ ℩≴≉ ℩≴≮≸∉≩≴≎≰≉ ⊈≴≎≁ ↛ ∳ ∻∪⊈ ∳≩≱≎↛≉ ≱≁≉≩ ―∪≇≇≴ ∪≎≁ ≉≴≎≰≉≹∻⊇∉ ≱≁≉≩ ∻∪≢≰≉≯≄≉⊰∉

Claims

1. Kreiskolbenpumpe mit einem in einem kreiszylindrischen, einen Flüssigkeitsein- und -auslaß aufweisenden Gehäusehohlraum umlaufend antreibbaren Verdrängerkolben mit an seinem Umfang angeordneten Verdrängerflügeln und einem dazu entgegengesetzt umlaufend antreibbaren, in einem zu ersterem versetzt liegenden weiteren kreiszylindrischen Gehäusehohlraum angeordneten Dichtungskolben, der an seinem Umfang von den Verdrängerflügeln nacheinander zu durchlaufende Flügelmulden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (13) und der Dichtungskolben (14) aus zylindrischen Vollkörpern gleichen Durchmessers bestehen, die mit ihren Umfangsflächen einschließlich ihrer daran vorhandenen Verdrängerflügel (13′) und Flügelmulden (14′) abdichtend aufeinander abrollen.

2. Kreiskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (13) und der Dichtungskolben (14) jeweils die gleiche Anzahl von Verdrängerflügeln (13′) und Flügelmulden (14′) besitzen und mit gleicher Drehzahl anzutreiben sind.

3. Kreiskolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verdrängerkolben (13) zwei diametral gegenüberliegende Verdrängerflügel (13′) und auf dem Dichtungskolben (14) zwei ebenso diametral gegenüberliegende Flügelmulden (14′) vorhanden sind.

4. Kreiskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkolben (13) mit Seitenringflanschen (13 ∁ ⊂≉≩⊈≉≸≉≎ ≴⊈∉↕ ≁≴≉ ⊈≴≮≸ ≩∻≁≴∻≄ ⊰≴⊈ ↛∪≩ ≃a≸≉ ≁≉≩ ≉≩≁≩ ≎≰≉≩≢≄ ≰≉≄ ′) erstrecken und beidseitig über den Umfang des Dichtungskolbens (14) greifen.

5. Kreiskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Stirnflächen der Seitenringflansche (13 ∁ ≇≴∉ ℩≴≮≸∉≩≴≎≰≉≎ ∁ ∻≇ ―≉≸ ∪⊈≉ ↕ ∁ ∻⊰≰≉≁≴≮≸∉≉∉ ⊈≴≎≁

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8. Kreiskolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerflügel (13′) konkav gewölbte Vorder- und Rückseiten (13 ^IV, 13 ^V) besitzen, die außen in abgeflacht verlaufende Flügelränder (13 ^VI) übergehen.