DE3538976A1 - Spaltrohrmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spaltrohrmotor entspre­ chend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Spaltrohrmotor der vorgenannten Art ist das auf der Stopfenseite angeordnete Lager ungenügend mit im Spaltrohr befindlicher Flüssigkeit geschmiert, weswegen dieses Lager leicht heiß läuft, was wegen starken Verschleißes des Lagers und wegen Kalkausfalls zum Blockieren des Rotors führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spaltrohrmotor zu schaffen, dessen stopfenseitiges Lager ausreichend geschmiert ist und bei dem bei dem entferntem Verschlußstopfen dem Austritt von Flüssigkeit aus dem Spalt­ rohr entgegengewirkt wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches erfindungs­ gemäß gelöst. Über den die beiden Seiten der Lagerbuchse verbindenden Längskanal kann Flüssigkeit hindurchtreten, so daß beide Lagerseiten ausreichend mit Flüssigkeit versorgt werden und wegen der Schleuderwirkung der Anlaufscheibe ein Flüssigkeitskreislauf um das stopfenseitige Lager ent­ steht. Die Betätigungseinrichtung für das Schließglied wirkt derart mit dem Verschlußstopfen zusammen, daß bei in Schließ­ lage befindlichem Verschlußstopfen ein Schmierkreislauf um das Lager entstehen kann und daß bei vom Zugangsloch entferntem Verschlußstopfen ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Spaltrohrmotor über den Längskanal verhindert wird.

Die Merkmale des Anspruches 2 sind auf eine bevorzugte Weiter­ bildung der Erfindung gerichtet.

Die Merkmale des Anspruches 3 ermöglichen die Anordnung des Schließgliedes auf der Antriebsseite des stopfenseitigen Lagers, wodurch sich eine einfache Ausbildung des Betäti­ gungsgliedes erreichen läßt.

Die Merkmale des Anspruches 4 betreffen eine vorteilhafte Bauform der Erfindung.

Eine Verstärkung des Flüssigkeitskreislaufs um das stopfensei­ tige Lager wird durch die Merkmale des Anspruches 5 erreicht.

Wenn das unmittelbar an der Lagerbuchse und gegebenenfalls an dem benachbarten Teil des Spaltrohres des Spaltrohrmotors anliegende Schließglied in seiner Schließlage nicht dicht schließt, können die Merkmale des Anspruches 7 vorgesehen werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist ein Spalt­ rohrmotor als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfin­ dung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab.

Fig. 3 die gleiche Darstellung wie Fig. 2 mit anderen Lagen von Teilen,

Fig. 4 und 5 je eine erste Abwandlung des Ausführungsbei­ spieles in gleicher Darstellung wie Fig. 2 bzw. 3,

Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 4 in größerem Maßstab,

Fig. 7 eine zweite Abwandlung des Ausführungsbeispiels in gleicher Darstellung wie Fig. 2,

Fig. 8 einen Ausschnitt aus Fig. 7 in größerem Maßstab.

Auf einer Rotorwelle 1 sitzt ein Rotor 2, der auf seiner in der Zeichnung linken Seite ein nicht dargestelltes Pumpen­ rad trägt. Die Rotorwelle 1 ist zwischen dem Rotor in zwei Lagerbuchsen 4 bzw. 5 gelagert. Die Lagerbuchse 5 sitzt am radial eingezogenen Ende eines Spaltrohres 6 und die Lagerbuchse 4 in einem durchlöcherten Haltering 7, der den Abstand zwischen dem Außenumfang der Lagerbuchse 4 und der Innenseite des Spaltrohres 6 überbrückt, welches mit geringem radialem Spiel den Rotor 2 umgibt.

Auf dem Spaltrohr 6 sitzt ein Paket 8 von Statorblechen, in dessen auf der Innenseite verlaufenden Nuten Teile einer Statorwicklung 9, 10 eingelegt sind, deren Windungen 9 und 10 sich innerhalb des Blechpaketes 8 befinden. Die Windung 10 der Statorwicklung, das Blechpaket 8 und ein Teil der Windung 9 der Statorwicklung sind von einem topfförmigen Motorgehäuse 11 umgeben, das in seinem Boden einen nach innen ragenden Stutzen 12 hat. Zwischen dem Stutzen 12 und dem eingezogenen Ende des Spaltrohres 6 ist ein Dichtring 13 eingelegt. Das Spaltrohr umgibt im Bereich des Dichtringes 13 einen Befestigungsring 14, in den ein Verschlußstopfen 15 eingeschraubt ist, zwischen dem und dem Befestigungsring 14 sich ein nicht dargestellter Dichtring befindet.

An dem Motorgehäuse 11 ist auf der von dem Verschlußstopfen 15 abgewandten Seite ein Lagerschildteil 16 befestigt, der einen Teil der Windung 9 der Statorwicklung umgibt und sich zwischen dieser Statorwicklung und dem nicht dargestellten Pumpenrad befindet. In den Lagerschildteil 16 ist ein Lager­ schildteil 16 a eingesetzt, der auf seinem Außenumfang durch Verformen hergestellte, nicht dargestellte axiale Nuten auf­ weist, welche den Innenraum eines das nicht dargestellte Pumpenrad umgebenden, ebenfalls nicht dargestellten Pum­ pengehäuses über einen zwischen dem Lagerschildteil 16 a und dem Haltering 7 angeordneten Ringfilter 17 und über den Haltering 7 mit dem Innenraum des Spaltrohres 6 verbindet. Die Rotorwelle 1 ist mit einer Längsbohrung 18 versehen, in deren antrieb- oder pumpenseitigem Ende ein Filter 19 angeordnet ist.

Die Lagerbuchse 5 hat auf ihrem Außenumfang eine Längsnut, die zusammen mit dem benachbarten Teil des Spalterohres 6 einen nur endseitig offenen Längskanal 20 bildet. Dem Längskanal 20 ist auf der dem Rotor 2 zugewandten Seite ein aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Gummi, bestehendes Schließglied 21 zugeordnet, das in Fig. 2 in seiner von der Lagerbuchse 5 entfernten und den Längskanal 20 frei gebenden Lage dargestellt ist. Das Schließglied 21 sitzt auf einem stangenförmigen Verbindungsglied 22, welches den Längskanal 20 mit so großem Spiel durchsetzt, daß dessen freier Querschnitt durch das Verbindungsglied 22 nur wenig beeinträchtigt ist und daher Flüssigkeit durch den Längskanal 20 ohne großen Widerstand hindurchtreten kann. Das Verbindungsglied 22 ist am Rand eines ringscheiben­ förmigen Zwischengliedes 23 befestigt, welches mit einem an seinem inneren Rand angebrachten, büchsenförmigen Be­ tätigungsglied 24 verbunden ist, das, wie in Fig. 2 darge­ stellt, an dem in Schließliche befindlichen Verschlußstopfen 15 ansteht. Zwischen der Lagerbuchse 5 und dem Zwischenglied 23 ist eine Schließfeder 25 eingespannt, welche das Betä­ tigungsglied 24 an dem Verschlußstopfen 15 zu halten sucht. Wird der Verschlußstopfen 15 von dem von ihm verschlossenen, im Befestigungsring 14 vorhandenen Zugangsloch für den Zugang zur Welle 1 entfernt (Fig. 3), so legt die Schließfeder 25 das Schließglied 21 an der antriebsseitigen Mündung des Längskanals 20 an, wodurch dieser verschlossen ist. Um eine zu starke Verformung des elastischen Schließgliedes 21 zu verhindern, kann der Befestigungsring 14 als Widerlager dienen, an dem das Zwischenglied 23 zur Anlage kommt, nachdem das Schließglied 21 seine Schließlage eingenommen hat.

Dem Längskanal 20 liegt ein Längskanal 20 a gegenüber, der von einem dem Verbindungsglied 22 entsprechenden Verbindungs­ glied 22 a durchsetzt ist, das auf seiner in der Zeichnung linken Seite ein Schließglied 21 a trägt, welches dem Schließ­ glied 21 entspricht und an seiner in der Zeichnung rechten Seite am Rand des Zwischengliedes 23 befestigt ist.

Der Rotor 2 hat ein an seiner in der Zeichnung rechten Seite angeordnetes, rohrförmiges Anlaufstück 26, das in seiner der Lagerbuchse 5 benachbarten Stirnseite Radialnuten 27 aufweist, welche während des Betriebes die Schleuderwirkung des Anlaufstücks 26 verstärken. Zwischen dem Außenumfang des Anlaufstückes 26 und dem Schließgliedern 21, 21 a ist jeweils ein radialer Abstand vorhanden.

Während des Betriebes tritt von der Pumpenseite her Flüssigkeit in den Innenraum des Spaltrohres 6 ein, wobei anfangs im Spaltrohr befindliche Luft über die Längsbohrung 18 der Rotorwelle 1 verdrängt wird. Im stationären Zustand ist das Spaltrohr 6 mit der von der Pumpe geförderten Flüssigkeit gefüllt. Um die Lagerbuchse 5 stellt sich ein Schmierkreislauf ein, der über die Längskanäle 20, 20 a, die Räume neben den Stirnseiten der Lagerbuchse 5 und über das Lagerspiel zwischen der Lagerbuchse 5 und der Rotorwelle 1 fließt, wodurch die Lagerbuchse 5 ausreichend geschmiert wird. Die an dem An­ laufstück 26 angeordneten radialen Nuten 27 verstärken wegen ihrer Schleuderwirkung den Schmierkreislauf.

Beim Entfernen des Verschlußstopfens 15 beginnen die Schließ­ glieder 21, 21 a die jeweils zugeordneten Längskanäle 20 bzw. 20 a zu schließen, so daß bei von dem Befestigungsring 14 entferntem Verschlußstopfen 15 die Längskanäle 20, 20 a geschlossen sind und deshalb über diese Kanäle keine Flüs­ sigkeit aus dem Spaltrohr 6 austreten kann. Über das Lager­ spiel zwischen der Lagerbuchse 5 und der Rotorwelle 1 kann nur wenig Flüssigkeit nach außen austreten.

Wenn der durch das Verbindungsglied 22, 22 a verengte quer­ schnitt des Längskanals 20 bzw. 20 a ausreichend bemessen ist, kann mit einem einzigen Längskanal ausgekommen werden. Eine erste Abwandlung des vorbeschriebenen Ausführungsbei­ spiels kann vorgesehen werden, wenn das unmittelbar an der Lagerbuchse 5 und gegebenenfalls an dem benachbarten Teil des Spaltrohres 6 des Spaltrohrmotors anliegende Schließglied 21 in seiner Schließlage nicht dicht schließt. Der Abwandlung gemäß ist in den Längskanal der Lagerbuchse 5, der als von dem Spaltrohr 6 abgedeckter Kanal an deren Umfang oder als geschlossener Kanal durch die Lagerbuchse 5 hindurchgeführt sein und einen beliebigen Querschnitt aufweisen kann, ein hohler Ventilhalter 28 mindestens teilweise eingesetzt.

Der Ventilhalter 28 hat einen Einsetzkörper 29, dessen rohr­ förmiger Einsetzteil 30 an seinem Außenumfang dem Längskanal angepaßt ist und dessen den Einsetzteil 30 überragender und sich radial erweiternder Kopfteil 31 über die Lagerbuchse 5 in Achsrichtung übersteht. Der Kopfteil 31 nimmt das schei­ ben- oder plattenförmige Ventilglied 21 b und die Schließfeder 25 b auf. Das Ventilglied 21 b sitzt auf seiner in Fig. 6 dargestellten Schließlage auf einem schulterförmigen Ven­ tilsitz innerhalb des Kopfteiles 31.

Der Kopfteil 31 ist von einer Haltekappe 32 umgeben, die in ihrem Boden eine mit dem Innenraum des hohlen Ventilhal­ ters 28 in Verbindung stehtendes Durchgangsloch 33 und eine nach innen gezogene Schulter 34 zur Anlage der Schließfeder 25 b hat, die sich an ihrem anderen Ende auf dem Ventilglied 21 b abstützt. Die aus einem verformbaren Werkstoff, insbesondere Metall, hergestellte Haltekappe 32 ist an ihrem dem Einsetzteil 30 benachbarten Ende 35 radial nach innen eingebördelt und sitzt somit fest auf dem Kopfteil 31 des Ventilhalters 28. Das Ende 35 der Haltekappe 32 liegt in eingebautem Zustand des Ventilhalters 28 an der antriebsseitigen Stirnseite der Lagerbuchse 5 an. Die Länge des Einsetzteiles 30 kann der Länge des Längskanales 20 entsprechen oder auch kürzer sein. Der Einsetzteil 30 sitzt fest in der Lagerbuchse 5.

Durch den Einsetzteil 30 ragt das Verbindungsglied 22 hindurch und hebt in seiner in Fig. 4 dargestellten Lage das Ven­ tilglied 21 b von seinem Ventilsitz im Kopfteil 31 des Ven­ tilhalters 28 ab, so daß ein Durchgang für Flüssigkeit vor­ handen ist und sich ein Schmierkreislauf um die Lagerbuchse 5 einstellen kann, wogegen in der in Fig. 5 dargestellten Lage das Ventilglied 21 b auf seinem Ventilsitz im Ventilhalter 28 aufsitzt und den Längskanal schließt.

Eine zweite Abwandlung des vorbeschriebenen Ausführungs­ beispiels kommt ohne Schließfeder 25 und ohne Betätigungsglied 24 samt Zwischenglied 23 und Verbindungsglied 22 aus, da von dem innerhalb des Spaltrohres 6 vorhandenen Überdruck zum Schließen des Schließgliedes 21 c bei von dem Befestigungs­ ring 14 entferntem Verschlußstopfen 15 Gebrauch gemacht wird.

Die zweite Abwandlung hat einen hohlen Ventilhalter 28 c, dessen Einsetzkörper 29 mit seinem rohrförmigen und an seinem Außenumfang dem Längskanal 20 angepaßten Einsetzteil 30 in den Längskanal 20 eingesetzt ist. Der sich exzentrisch radial erweiternde Kopfteil 31 c steht über die Lagerbuchse 5 in Achsrichtung über. Der Kopfteil 31 c hat an seinem freien Ende einen eingebogenen Rand 34 c, der ein Durchgangsloch 33 begrenzt.

In den Kopfteil 31 c ist als Schließglied 21 c eine Ventilschei­ be aus elastischem Werkstoff, insbesondere Gummi, eingesetzt, deren Durchmesser größer als der Durchmesser des Durchgangs­ loches 33 ist, damit sie nicht aus dem Kopfteil 31 c heraus­ fallen kann. Der Kopfteil 31 c hat an seinem sich gegenüber dem Einsetzkörper 29 radial erweiternden Teil um die Mitten­ bohrung des Einsetzkörpers 29 in exzentrischer Anordnung verteilt angeordnete kegel- oder pyramidenstumpfförmige Abstandhalter 36, welche im unbelastetem Zustand des Schließ­ gliedes 21 c dieses von der Mündung der Längsbohrung des Einsetzkörpers 30 entfernt halten. Dieser Zustand tritt bei geschlossenem Verschlußstopfen 15 auf, so daß sich um die Lagerbuchse 5 herum ein Schmierkreislauf ausbilden kann, wobei Flüssigkeit an den Abstandhaltern 36 vorbei zwischen dem Schließglied 21 c und dem Boden des Kopfteiles 31 c fließt. Wird jedoch der Verschlußstopfen 15 vom Befestigungsring 14 entfernt, so wird infolge des innerhalb des Spaltrohres 6 herrschenden Druckes das scheibenförmige Ventilglied 21 c aus elastischem Werkstoff derart gegen den Einsetzkörper 29 gedrückt, daß dessen Mündung in den Kopfteil 31 c des Ventilhalters 28 c verschlossen und damit ein Durchfluß von Druckmittel aus dem den Rotor 2 aufnehmenden Raum über den Längskanal 20 nach außen unterbunden wird.

Der die beiden Stirnseiten der Lagerbuchse 5 verbindende Längskanal kann auch durch das Spaltrohr gebildet sein, wobei eine vom Zylinderaußenmantel der Lagerbuchse abgedeckte, rinnenförmige Ausbuchtung in dem die Lagerbuchse umgebenden Bereich des Spaltrohres vorgesehen sein kann.

Claims (9)

1. Spaltrohrmotor mit einem Spaltrohr (6), das Rotor (2) und Stator (8) voneinander trennt, mit einem auf der von der Antriebsseite abgewandten Stopfenseite in das Spaltrohr einsetzbaren und ein Zugangsloch zur Rotorwelle (1) verschließbaren Verschlußstopfen (15) und mit einer auf der Stopfenseite angeordneten und im Spaltrohr befestigten Lagerbuchse (5) zum Lagern der Rotorwelle (1), die auf der Stopfenseite den ein Anlaufstück (27) aufweisenden Rotor (2) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseiten der Lager­ buchse (5) mittels eines Längskanales (20) für den Durchtritt von Flüssigkeit miteinander verbunden sind, daß dem Längskanal ein Schließglied (21) zugeordnet ist und daß eine Betätigungseinrichtung das Schließglied (21) abhängig von der Lage des Verschlußstopfens (15) gegenüber seinem Zugangsloch in seiner offenen oder geschlossenen Lage hält.

2. Spaltrohrmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Schließfeder (25) das Schließ­ glied in seiner Schließlage zu halten sucht und daß zwischen dem Schließglied und dem Verschlußstopfen ein Betätigungsglied (24) angeordnet ist, das bei in Schließlage befindlichem Verschlußstopfen das Schließ­ glied aus seiner Schließlage entfernt und das bei vom Zugangsloch (Befestigungsring 14) entferntem Verschluß­ stopfen dem Schließglied das Einnehmen seiner Schließlage ermöglicht, wobei das Betätigungsglied (24) auf die Schließfeder (25) derart einwirkt, daß diese bei in Schließlage befindlichem Verschlußstopfen (15) stärker gespannt ist als bei vom Zugangsloch entferntem Ver­ schlußstopfen.

3. Spaltrohrmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Schließglied (21) und dem Betätigungsglied (24) ein den Längskanal (20) in dessen freiem Querschnitt nur wenig verminderndes Verbindungsglied (22) angeordnet ist.

4. Spaltrohrmotor nach Anspruch, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das aus einem elastischen Werkstoff bestehende Schließglied (21) auf einem Ende des stan­ genförmigen Verbindungsgliedes (22) angeordnet ist, daß das andere Ende des Verbindungsgliedes mit dem Betätigungsglied (24) verbunden ist und daß die Schließ­ feder zwischen dem Betätigungsglied und der diesem benachbarten Stirnseite der Lagerbuche (5) eingespannt ist.

5. Spaltrohrmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Verschluß­ stopfen (15) benachbarte Anlaufstück (26) des Rotors (2) nach Art eines Schleuderrades ausgebildet ist.

6. Spaltrohrmotor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anlaufstück (26) an seiner Stirnseite Radialnuten (27) aufweist.

7. Spaltrohrmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Längskanal (20) ein hohler Ventilhalter (28) eingesetzt ist, der das Schließglied (21 b) aufnimmt und dessen Entfernen daraus verhindert.

8. Spaltrohrmotor nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der die antriebsseitig angeordnete Schließfeder (25 b) aufnehmende Ventilhalter (28) einen in den Längskanal mindestens teilweise einsetzbaren Einsetzteil (30) und einen über die Lagerbuchse antriebs­ seitig überstehenden Kopfteil (31) hat, auf dem eine Haltekappe (32) zur Abstützung der Schließfeder (25 b) auf der Antriebsseite des Spaltrohrmotors angeordnet ist und daß in den Ventilhalter (28) das Betätigungsglied (22) von der Stopfenseite aus eingreift.

9. Spaltrohrmotor nach Anspruch 1 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schließglied (21 c) als aus elastischem Werkstoff bestehende Ventilscheibe ausgebildet ist und daß ein Kranz von Abstandhaltern (36) das unbelastete Schließglied vor dem Durchtritt insbesondere von Flüssigkeit von seinem Ventilsitz entfernt hält und welche ein Durchbiegen des Schließ­ gliedes zum Schließen des Längskanales (20) ermöglichen.