DE4218385C2 - Verdrängerpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffpartikel enthaltenden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verdrängerpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffpartikel enthaltenden Flüssigkeiten mit wenigstens einem im Pumpengehäuse drehbeweglich gelagerten und motorisch antreibbaren Förderorgan, welches bei seiner Drehung in Umfangsrichtung wandernde Hohlräume als Saug- und Druckräume ausbildet, sowie mit wenigstens einer Saug- und Drucköffnung im Arbeitsraum des Förderorgans.

Bekannte Verdrängerpumpen, beispielsweise sog. Flügelzellenpumpen sind teileaufwendig und verschleißanfällig, insbesondere wenn es sich bei der zu fördernden Flüssigkeit um eine Dickflüssigkeit handelt, welche noch Feststoffteilchen mit sich führt.

Aus der DE-PS 6 25 879 ist eine Taumelkolbenmaschine bekannt, bei der in einem Arbeitsraum mit einer im wesentlichen kugelig ausgeformten Wandung ein angetriebener Taumelkolben eine schwingende, hin- und herdrehende Bewegung ausführt. Dabei wälzt sich der Taumelkolben an den Seitenwandungen des Arbeitsraumes ab. Der Arbeitsraum ist durch eine Trennwand in einen Saug- und einen Druckraum unterteilt, wobei an dieser ortsfesten Trennwand der Taumelkolben gleichzeitig über Zapfen in entsprechende Schlitze der Trennwand geführt wird. Diese bekannte Taumelkolbenmaschine erfordert zum einen aufgrund der komplexen geometrischen Gestalt einen hohen baulichen und herstellungsbedingten Aufwand und unterliegt zum anderen einem relativ hohen Verschleiß.

In der DE-PS 6 50 278 ist ein Drahkolbenverdichter mit einen schräg gelagerten Scheibenkörper durchdringenden umlaufenden Schaufeln beschrieben. Der Druck- oder Arbeitsraum weist eine teilsphärische Gestalt auf. Beim Betrieb dieses bekannten Verdichters werden über eine Antriebswelle kegelige Scheiben und mit diesen Scheiben verbundene Schaufeln angetrieben, wobei diese Schaufeln den Scheibenkörper mitnehmen. Dabei wälzen sich die kegeligen Scheiben und der Scheibenkörper aufeinander ab. Auch bei diesem bekannten Drehkolbenverdichter erfordert die komplexe Geometrie des Arbeitsraumes einen hohen baulichen Aufwand, wobei gleichzeitig wiederum eine erhöhte Verschleißanfälligkeit besteht.

Aus der DE-AS 10 90 966 ist eine Taumelscheibenpumpe bekannt, bei der eine Scheibe in einer Pumpenkammer mit zwei kegelförmigen Wänden und einer kugelförmigen Außenwand eine Taumelbewegung ausführt. Auch diese bekannte Taumelscheibenpumpe weist eine komplexe Geometrie und, damit verbunden, einen hohen baulichen Aufwand auf.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verschleißarme Verdrängerpumpe zu schaffen, die zum einen einen einfachen aus relativ wenigen Teilen bestehenden Aufbau aufweist und zum anderen im Vergleich zum Stand der Technik längere Laufzeiten erreicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Verdrängerpumpe gemäß der Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine solche Pumpe ist teilesparend aufgebaut, verschleißarm und gleichwohl sehr leistungsfähig, insbesondere bei der Förderung von Feststoffpartikel enthaltenden Flüssigkeiten. Der Trennschieber kann, je nach dem zu fördernden Medium aus Metall, einschließlich Hartmetall oder Kunststoff bestehen und er kann im Bedarfsfall schnell und einfach ausgewechselt werden. In der Regel wird die Kurvenscheibe an ihrer Stirnseite nur einen ansteigenden und abfallenden Kurvenabschnitt aufweisen, bei Kurvenscheiben mit größerem Durchmesser für entsprechend leistungsstarke Pumpen kann jedoch die Kurvenfläche auch nacheinander mehrere ansteigende und abfallende Kurvenabschnitte umfassen. Die Kurvenscheibe besteht vorzugsweise aus einem gehärteten Stahlteil, welches eine relativ lange Lebensdauer hat.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. So sind zweckmäßig die Kurvenscheibe und die Saug- und Drucköffnung im Pumpengehäuse so angeordnet, daß der Umfangsrand der Kurvenscheibe bei Drehung die Saug- und/oder Drucköffnung überquert. Der scharfkantige Rand am Umfang der Kurvenscheibe zerkleinert dabei vorteilhaft von der zu fördernden Flüssigkeit mitgeführte Feststoffteilchen, die zwischen dem Umfangsrand der Kurvenscheibe und dem Rand der Saug- und/oder Drucköffnung Scherkräften unterworfen sind.

Wenn nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kurvenscheibe an beiden Stirnseiten mit Kurvenflächen versehen und gegen beide Kurvenflächen je ein Trennschieber gehalten ist, wird die Leistungsfähigkeit der Pumpe entsprechend verbessert.

Noch eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Kurvenflächen gegenseitig um 180° versetzt angeordnet sind, so daß die Kurvenscheibe bei Drehung eine Art Taumelscheibe bildet. Der Vorteil dieser Version besteht darin, daß eine konstante Förderleistung bei hoher Laufruhe der Pumpe erzielt wird.

Der erforderliche Druckausgleich zwischen den Einbauräumen der zwei Trennschieber kann nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einfach dadurch hergestellt werden, daß zwischen den Einbauräumen für die zwei Trennschieber ein Druckausgleichskanal vorgesehen ist.

Zweckmäßig ist der Druckausgleichskanal in einem die Einbauräume für die Trennschieber nach außen abschließenden Deckel ausgearbeitet. Nach Abnahme des Deckels vom Pumpengehäuse können die Trennschieber einfach ausgewechselt werden.

Vorteilhaft ist der bzw. sind die Trennschieber durch Federkraft und/oder hydraulischen Druck gegen die Kurvenfläche(n) der Kurvenscheibe gehalten. Diese Federkraft kann von Schraubenfedern oder Gummielementen erzeugt werden, wobei letztere vorzugsweise dann zum Einsatz kommen, wenn für Schraubendruckfedern zu wenig Einbauraum vorhanden ist oder das zu fördernde Medium gegenüber Stahl sehr aggressiv ist.

Nach noch einer Weiterbildung der Erfindung sind die Trennschieber in einem von der Kurvenscheibe zwangsgesteuerten Führungselement eingebaut. Diese Version wird bevorzugt, wenn die Trennschieber beispielsweise aus relativ teurem Material z. B. Hartmetall bestehen und daher ein möglichst kleines Volumen aufweisen sollen.

Zweckmäßig ist nach noch einer Weiterbildung der Erfindung das Führungselement für die Trennschieber mittels Wälzlager im Pumpengehäuse gelagert, wodurch die Leichtgängigkeit des Führungselements gewährleistet ist.

Nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungselement für die Trennschieber ein Brückenschieber, der wenigstens einen Druckausgleichskanal enthält oder zusammen mit dem Pumpengehäuse und/oder Teilen desselben wenigstens einen Druckausgleichskanal begrenzt. Dieser Brückenschieber ist im Pumpengehäuse linearbeweglich gelagert und übergreift mit einer mittigen Aussparung die Kurvenscheibe, wobei die zwei Trennschieber sich seitlich in diese Aussparung erstrecken und vorzugsweise durch die Federkraft von Gummielementen gegen die Kurvenflächen der Kurvenscheibe gehalten werden. Der Druckausgleichskanal ist bei dieser Variante zweckmäßig unmittelbar im Brückenschieber beispielsweise als Längsnut ausgebildet. Der erforderliche lichte Querschnitt für den Druckausgleichskanal kann aber auch einfach durch Abfasen einer oder mehrerer Längskanten des Brückenschiebers gebildet werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement für die Trennschieber ein Ringkörper ist, der senkrecht und seitlich versetzt zur Drehachse der Kurvenscheibe im Pumpengehäuse drehbeweglich gelagert ist und mit einem Schlitz die Kurvenscheibe übergreift, und daß zu beiden Seiten des Schlitzes bogenförmige Einbauräume im Ringkörper für die entsprechend bogensegmentförmig ausgebildeten Trennschieber vorgesehen sind.

Wenn nach noch einer weiteren Außbildung der Erfindung der Ringkörper stirnseitig mehrere in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordnete Schneidzähne aufweist, deren Bewegungsbahn an einer Saug- oder Drucköffnung vorbeiläuft, wird der Zerkleinerungseffekt in Bezug auf von der zu fördernden Flüssigkeit mitgeführten Feststoffteilchen weiter verbessert, denn die Schneidwirkung dieser Zähne addiert sich zur Scherwirkung der rotierenden Kurvenscheibe. Außerdem, bei Drehung der Kurvenscheibe dreht sich der Ringkörper, zwangsgesteuert, um einen bestimmten Bogenwinkel hin und her.

Zur Erhöhung der Pumpenleistung können nach noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mehrere gemeinsam antreibbare Kurvenscheiben in axialem Abstand und getrennt voneinander im Pumpengehäuse angeordnet werden, denen Trennschieber und je eine Saug- und Drucköffnung zugeordnet sind. Die einzelnen Saug- und Drucköffnungen können an einer gemeinsamen Saugleitung und Druckleitung angeschlossen werden.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine axonometrische Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe;

Fig. 2 einen Querschnitt der Pumpe nach Fig. 1 gemäß der Linie II-II in Fig. 3;

Fig. 3 einen Längsschnitt der Pumpe nach Fig. 1 gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine axonometrische Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe mit einem Brückenschieber als Führungselement für die zwei Trennschieber;

Fig. 5 eine Schrägansicht eines gegenüber der Fig. 4 abgewandelten Brückenschiebers;

Fig. 6 einen Querschnitt der Pumpe nach Fig. 4 gemäß der Linie VI-VI in Fig. 7;

Fig. 7 einen Längsschnitt der Pumpe nach Fig. 4 gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine axonometrische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe mit einem hin- und herdrehenden Ringkörper als Führungselement für die zwei Trennschieber;

Fig. 9 einen Querschnitt der Pumpe nach Fig. 8 gemäß der Linie IX-IX in Fig. 10;

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Pumpe nach Fig. 8 gemäß der Linie X-X in Fig. 9, jedoch bei abgenommenem Deckel;

Fig. 11 eine Ansicht eines modifizierten Brückenschiebers, teilweise geschnitten, bei dem die Trennschieber sowohl durch Federdruck, als auch hydraulischen Druck gegen die Kurvenscheibe gehalten sind;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in Fig. 11;

Fig. 13 eine axonometrische Explosionsdarstellung eines Brückenschiebers mit Laufrollen;

Fig. 14 einen Querschnitt gemäß der Linie XIV-XIV in Fig. 13 und

Fig. 15 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht gemäß der Linie XV-XV in Fig. 14.

Die in den Fig. 1-3 als erstes Ausführungsbeispiel gezeigte Verdrängerpumpe 10 weist ein Gehäuse 11 mit einem zylindrischen Arbeitsraum 12 für eine Kurvenscheibe 13 auf, die das Förderorgan dieser Pumpe 10 bildet. Die Kurvenscheibe 13 ist ringförmig und koaxial auf einem Hohlzylinder 14 angeordnet, von dem sich, gemäß Fig. 1 und 3 eine Hohlwelle 15 mit reduziertem Durchmesser nach links durch eine zentrische Bohrung 16 im Gehäuse 11 erstreckt. Die Bohrung 16 und der zylindrische Arbeitsraum 12 sind demzufolge koaxial zueinander angeordnet. Die Verdrängerpumpe 10 ist zum unmittelbaren Anbau bzw. Anflanschen an einem Antriebsmotor, vorzugsweise einem elektrischen Antriebsmotor (nicht gezeigt) konzipiert. Dessen Antriebswelle erstreckt sich durch die nach außen offene Bohrung 16 in die Hohlwelle 15 und ist mit dieser drehfest verkeilt. Zwei Dichtungsringe 17 dichten die Hohlwelle 15 gegenüber dem Gehäuse 11 ab und ein weiterer in einer Ringnut im Gehäuse 11 sitzender Dichtungsring 18 arbeitet mit der einen Stirnseite des Hohlzylinders 14 zusammen. Für den Fall, daß diese Dichtungsringe 17, 18 teilweise oder ganz ausfallen und eine Leckage auftritt, kann das aus dem Arbeitsraum 12 in die Bohrung 16 austretende Medium über eine Sicherheitsbohrung 19, welche in die Bohrung 16 mündet, nach außen abfließen, wodurch eine mögliche Beschädigung des Antriebsmotors vermieden wird.

Der Arbeitsraum 12 für die Kurvenscheibe 13 ist an seiner gemäß Fig. 1 und 3 rechten Seite durch einen Deckel 20 verschlossen, welcher mit einem zylindrischen Vorsprung 21 passend geringfügig in den Arbeitsraum 12 eingreift. Der Deckel 20 ist unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 23 mittels mehrerer Schrauben 22 am Gehäuse 11 befestigt, die in entsprechende Gewindebohrungen 24 im Gehäuse 11 eingedreht sind. Ein weiterer Dichtungsring 25 dichtet den Deckel 20 gegenüber der anderen Stirnseite des Hohlzylinders 14 ab.

Der Deckel 20 ist mit einem kastenförmigen Vorsprung 26 versehen, der einen Einbauraum 27 für einen der zwei Trennschieber 28 enthält. Der andere Trennschieber 28 ist in einem Einbauraum 29 angeordnet, der sich in einem Abschnitt 30 des Gehäuses 11 links (Fig. 1 und 3) vom Arbeitsraum 12 befindet. Die Einbauräume 27 und 29 sind nach außen durch einen Deckel 31 verschlossen, der am Gehäuse 11 bzw. am Vorsprung 26 des Gehäuse-Deckels 20 angeschraubt ist. Eine an der Innenseite des Deckels 31 angeschraubte Leiste 32 ragt passend in die Einbauräume 27 und 29 für die Trennschieber 28, wobei die Leiste 32 jedoch einen Abstand zu den Enden der Einbauräume 27, 29 einhält. Die Einbauräume 27, 29 kommunizieren über einen Druckausgleichskanal 33 miteinander, der sich axial durch die Leiste 32 erstreckt. Bohrungen 34 in der Leiste 32 ermöglichen den Eintritt des zu fördernden Mediums in die Einbauräume 27, 29, wo dieses als Schmiermittel für die Trennschieber 28 wirkt. Eine durch eine Schraube 35 verschlossene Gewindebohrung 36 im Deckel 31 ist zum Anbau eines Druckmessers vorgesehen. Die Gewindebohrung 36 steht über eine Bohrung 36a mit dem Druckausgleichskanal 33 in Verbindung.

Die Trennschieber 28 enthalten ein Sackloch 37, in welches sich eine Druckfeder 38 erstreckt, die von einem Bolzen 39 geführt wird. Die Bolzen 39 stützen sich mit ihrem Kopfteil an den abgerundeten Enden der Einbauräume 27, 29 für die Trennschieber 28 ab. Die Druckfedern 38 halten die Trennschieber 28 mit ihren abgerundeten inneren Enden gegen Kurvenflächen 40 an beiden Stirnseiten der Kurvenscheibe 13. Die Trennschieber 28 bewirken die erforderliche Trennung im Arbeitsraum 12 zwischen der Saug- und Druckseite der Pumpe 10. Zu diesem Zweck sind die Trennschieber 28 zwischen einer Saugöffnung 41 und einer Drucköffnung 42 im Arbeitsraum 12 angeordnet und diese Öffnungen 41 und 42 münden in einen entsprechenden Saugstutzen 43 bzw. Druckstutzen 44, die am Gehäuse 11 befestigt, z. B. angeschweißt sind. Die Verdrängerpumpe 10 kann in beiden Drehrichtungen betrieben werden, was bedeutet, daß sich Saug- und Drucköffnung und damit auch die entsprechenden Stutzen in ihrer Funktion umkehren können.

Die Kurvenscheibe 13 weist, wie schon erwähnt, an beiden Stirnseiten je eine Kurvenfläche 40 auf, die, in Achsrichtung betrachtet, beispielsweise jeweils einen ansteigenden und abfallenden Kurvenabschnitt umfassen. Ferner sind beim Ausführungsbeispiel die Kurvenflächen 40 bzw. ihre ansteigenden und abfallenden Kurvenabschnitte gegenseitig um 180° versetzt angeordnet. Bei Drehung der Kurvenscheibe 13 bildet diese eine Art Taumelscheibe und wird dabei mit ihrem Umfangsrand 45 an der zylindrischen Wand des Arbeitsraumes 12 geführt. Diese zylindrische Wand des Arbeitsraumes 12 wird im Bereich der Einbauräume 27 und 29 für die Trennschieber 28 durch die an ihrer Innenseite entsprechend konkav ausgebildete Leiste 32 (Fig. 2) ergänzt. Der Arbeitsraum 12 wird folglich durch die Kurvenscheibe 13 axial in zwei Hohlräume geteilt, die bei Drehung der Kurvenscheibe 13 in Umfangsrichtung wandern und aufgrund der Trennung durch die Trennschieber 28 abwechselnd als Saug- und Druckräume für die zu fördernde Flüssigkeit wirken, welche durch den Saugstutzen 43 angesaugt und durch den Druckstutzen 44 von der Pumpe 10 abgegeben wird. Bei Drehung der Kurvenscheibe 13 bewegen sich die Trennschieber 28 gemeinsam in ihren Einbauräumen 27 und 29 hin und her, wobei, wie schon erwähnt, die Druckfedern 38 die Trennschieber 28 stets in Anlage mit den Kurvenflächen 40 halten. Der bei dieser linearen Hin- und Herbewegung der Trennschieber 28 erforderliche Druckausgleich findet über den Druckausgleichskanal 33 in der Leiste 32 statt. Dieser Druckausgleichskanal kann jedoch auch auf andere Art und Weise erfolgen, beispielsweise über entsprechende Ventile zur Außenatmosphäre hin oder zum Saug- und Druckraum innerhalb der Pumpe.

Beim Ausführungsbeispiel sind ferner die Saugöffnung 41 und Drucköffnung 42 im Arbeitsraum 12 angeordnet, was bedeutet, daß die rotierende Kurvenscheibe 13 laufend die Öffnungen 41 und 42 überquert, wobei die zwei scharfen Kanten am Umfangsrand 45 der Kurvenscheibe 13 mit den gleichfalls scharfen Kanten der Saug- und Drucköffnung 41 bzw. 42 gleich Messerelementen zusammenwirken, die von der zu fördernden Flüssigkeit mitgeführte Feststoffpartikel abscheren und damit zerkleinern. Die als Ausführungsbeispiel gewählte Verdrängerpumpe 10 ist daher speziell zur Förderung von Dickflüssigkeiten bzw. Flüssigkeiten geeignet, die solche Feststoffpartikel enthalten. Hierbei kann es sich beispielsweise um Maischen, Teig, Gülle und Farben handeln, wobei die Pumpe 10 auch zum Mischen mehrerer flüssiger Medien verwendet werden kann. Erwähnt sei noch, daß die Verdrängerpumpe 10 in beiden Drehrichtungen die gleiche Leistung bringt.

Zur Erhöhung der Förderleistung können mehrere Verdrängerpumpen 10 hintereinander angeordnet werden, derart, daß sie gemeinsam motorisch angetrieben werden können. Eine einfachere Ausführung der Verdrängerpumpe 10 kann man dadurch erreichen, daß man die Kurvenscheibe 13 nur an einer Stirnseite mit einer Kurvenfläche 40 versieht, während die gegenüberliegende Stirnseite als plane, rechtwinklig zur Scheibenachse verlaufende Stirnfläche ausgebildet ist. Ferner ist es auch möglich, die ansteigenden und abfallenden Kurvenabschnitte beider Kurvenflächen 40 um einen gegenüber 180° verschiedenen Winkel versetzt anzuordnen. Schließlich können die Kurvenflächen jeweils auch mehrere in Achsrichtung ansteigende und abfallende Kurvenabschnitte aufweisen.

Die Kurvenscheibe 13 besteht vorzugsweise aus einem gehärteten Stahlteil, während die Trennschieber 28, je nach Beschaffenheit der zu fördernden Flüssigkeit aus Metall, einschließlich Hartmetall oder Kunststoff hergestellt werden können. Beim Ausführungsbeispiel bestehen sie aus einem hochfesten selbstschmierenden Kunststoff.

Die in den Fig. 4, 6 und 7 gezeigte weitere Ausführungsform einer Verdrängerpumpe 10′ entspricht in ihrem Aufbau und Funktion im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-3 und gleiche Teile sind daher auch mit den selben Bezugszahlen gekennzeichnet. Die gegen die Kurvenflächen 40 der Kurvenscheibe 13 durch Federdruck gehaltenen Trennschieber 28′, beispielsweise aus Hartmetall, sind hier in einem Brückenschieber 46 eingebaut, welcher in den Einbauräumen 27 und 29 axial verschieblich gelagert ist. Der Brückenschieber 46 bildet ein durch die Kurvenscheibe 13 zwangsgesteuertes Führungselement für die zwei Trennschieber 28′. Letztere sind linear verschieblich in Einbauräumen 47 des Brückenschiebers 46 angeordnet, wobei zwischen den Trennschiebern 28′ und den äußeren Enden der Einbauräume 47 beispielsweise zylinderförmige Gummielemente 48 angeordnet sind, welche die Trennschieber 28′ gegen die Kurvenflächen 40 halten bzw. vorspannen.

Der Brückenschieber 46 weist eine mittige, rechteckförmige Ausnehmung 49 auf, in welche die Einbauräume 47 ausmünden, und mit dieser Ausnehmung 49 übergreift der Brückenschieber 46 die Kurvenscheibe 13. Bei Drehung der Kurvenscheibe 13 wandert der Brückenschieber 46 linear hin und her, wobei die Trennschieber 28′ durch die Gummielemente 48 stetig in Berührung mit den Kurvenflächen 40 der Kurvenscheibe 13 gehalten werden. Der erforderliche Druckausgleichskanal ist bei dieser Version durch eine Längsnut 50 im Brückenschieber 46 gebildet. Ein am Gehäuse 11 und am kastenförmigen Vorsprung 26 des Gehäuse-Deckels 20 angeschraubter Deckel 31′ mit planer Innenseite schließt die Einbauräume 27 und 29 nach oben ab. Dabei ist zwischen dem Deckel 31′ und dem Gehäuse 11 bzw. kastenförmigen Vorsprung 26 eine umlaufende Dichtung 51 vorgesehen.

In Fig. 5 ist ein modifizierter Brückenschieber 46′ gezeigt, der anstelle einer Längsnut 50 für den Druckausgleich beispielsweise zwei Abschrägungen 52 aufweist. Bei in die Einbauräume 27 und 29 eingesetztem Brückenschieber 46′ entsteht dadurch gegenüber jeder Längsseite des Brückenschiebers 46′ ein Druckausgleichskanal.

Die in den Fig. 11 und 12 gezeigte weitere Variante eines Brückenschiebers 46′′ kann beispielsweise in die Verdrängerpumpe 10 der Fig. 1-3 eingebaut werden, wobei die Leiste 32 des Deckels 31 in eine Längsnut 53 des Brückenschiebers 46′′ eingreift. Der Brückenschieber 46′′ ist so konzipiert, daß die zwei Trennschieber 28 durch Federdruck und hydraulischen Druck gegen die Kurvenflächen 40 der Kurvenscheibe 13 gehalten werden. Zu diesem Zweck sind in dem Brückenschieber 46′′ in Bohrungen 54 Druckfedern 38 angeordnet, die sich an Verschlußelementen 55 für die Bohrungen 54 abstützen und an den Trennschiebern 28 eingreifen. Außerdem enthält der Trennschieber 46′′ eine Längsbohrung 56, die an ihren äußeren Enden durch Stopfen 57 verschlossen ist. In der Mitte der Längsbohrung 56 ist ein Ventilsitz 58 für eine Ventilkugel 59 ausgebildet und in diesem Bereich münden in die Längsbohrung 56 zwei nach außen offene Querbohrungen 60. Die Einbauräume 47 für die Trennschieber 28 kommunizieren mit der Längsbohrung 56 über Bohrungen 61. Über die Querbohrungen 60 kann jeweils im Bereich der Druckseite der Pumpe 10 Flüssigkeit in die Längsbohrung 56 und über eine der Bohrungen 61 in den Einbauraum 47 eines Trennschiebers 28 gelangen und diesen mit Druck beaufschlagen, welcher den Federdruck ergänzt. Dabei schließt die Ventilkugel 59 immer zur Saugseite der Pumpe 10 hin die Längsbohrung 56 ab.

Der in den Fig. 13-15 gezeigte Brückenschieber 46′′′ ist speziell für Pumpen mit großer Leistung konzipiert und er ist zu diesem Zweck in den Einbauräumen 27 und 29 auf Rollen gelagert linear verschieblich. Der Brückenschieber 46′′′ enthält zu diesem Zweck an seiner Oberseite in Aussparungen 62 gelagerte Laufrollen 63, die z. B. mit der Unterseite des Deckels 31′ (Fig. 4, 6 und 7) zusammenarbeiten. An beiden Seitenwänden des Brückenschiebers 46′′′ sind außerdem je vier Laufrollen 64 in Aussparungen 65 gelagert, welche mit den Seitenwänden der Einbauräume 27 und 29 im Gehäuse 11 bzw. im kastenförmigen Vorsprung 26 am Gehäuse-Deckel 20 zusammenwirken. Der Brückenschieber 46′′′ ist dadurch besonders leichtgängig. Es wird betont, daß die in den Fig. 13-15 gezeigte Anordnung von Laufrollen 63, 64 am Brückenschieber 46′′′ nur beispielhaft ist und in Abhängigkeit von den jeweiligen Verhältnissen geändert werden kann.

Ein drittes Ausführungsbeispiel einer Verdrängerpumpe 10′′ ist in den Fig. 8-10 gezeigt. Auch bei dieser Version wird eine Kurvenscheibe 13 entsprechend den beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet, die auch zentrisch in einem Pumpengehäuse 110 gelagert ist. Der Arbeitsraum 12 für die Kurvenscheibe 13 ist hier jedoch in der Mitte des Gehäuses 110 angeordnet. Von dem Arbeitsraum 12 erstreckt sich gleichfalls eine Bohrung 15 durch das Gehäuse 110, welche nach außen offen ist. Denn auch das Gehäuse 110 ist zum unmittelbaren Anbau bzw. Anflanschen an einem nicht gezeigten Antriebsmotor bestimmt, dessen Antriebswelle über eine Keilverbindung drehfest mit der Hohlwelle 15 der Kurvenscheibe 13 verbunden werden kann. Die andere Seite des Arbeitsraumes 12 wird durch einen Zylinder 67 abgeschlossen, der an einem Deckel 66 vorgesehen ist, welcher an dem Gehäuse 110 angeschraubt wird. Das Gehäuse 110 ist auch mit einem Saugstutzen 43 und Druckstutzen 44 versehen, deren Bohrungen bei 41 bzw. 42 in den Arbeitsraum 12 münden. Die Saug- und Drucköffnungen sind also mit 41 und 42 bezeichnet.

Das Gehäuse 110 ist ferner mit einem exzentrisch angeordneten zylinderförmigen Fortsatz 69 versehen, der einen Einbauraum 68 für einen Ringkörper 70 begrenzt, welcher bei diesem Ausführungsbeispiel das Führungselement für die zwei Trennschieber 28′′ bildet. Der Ringkörper 70 ist demzufolge senkrecht und seitlich versetzt zur Drehachse der Kurvenscheibe 13 im Gehäuse 110 drehbeweglich gelagert. Ein an dem zylindrischen Fortsatz 69 anschraubbarer Deckel 71 hat einen zentralen zylindrischen Vorsprung 72, an dem der Innenring eines Kugellagers 73 befestigt ist, dessen Außenring in einer zylindrischen Vertiefung 74 des Ringkörpers 70 angeordnet ist. Der Ringkörper 70 ist dadurch am Deckel 71 drehbar im Einbauraum 68 gelagert.

Der Ringkörper 70 weist an seiner inneren Stirnseite zwei bogensegmentförmige Vorsprünge 75 auf, welche einen Schlitz 76 begrenzen, mittels dessen der Ringkörper 70 die Kurvenscheibe 13 übergreift. Die bogensegmentförmigen Vorsprünge 75 enthalten entsprechend bogenförmige Einbauräume 47′′ für die entsprechend bogensegmentförmig ausgebildeten Trennschieber 28′′ und zylindrischen Gummielemente 48. Die Einbauräume 47′′ sind gegenüber dem Schlitz 76 offen und die Gummielemente 48 drücken die Trennschieber 28′′ gegen die beiden Kurvenflächen 40 der Kurvenscheibe 13, um auch bei dieser Version die Saug- und Druckseite der Pumpe 10′′ voneinander zu trennen. Die bogensegmentförmigen Vorsprünge 75 ragen in entsprechende Einbauräume 79 im Gehäuse 110 und die vom Saugstutzen 43 nach innen in das Gehäuse 110 führende Bohrung ist durch einen im Gehäuse 110 ausgearbeiteten bogenförmigen Schlitz 77 unterbrochen. In diesen Schlitz 77 erstrecken sich passend mehrere stirnseitig in Umfangsrichtung in Abstand voneinander am Ringkörper 70 angeordnete Schneidzähne 78.

Bei Drehung der Kurvenscheibe 13 wird der Ringkörper 70 um einen bestimmten Bogenwinkel hin- und hergedreht, wobei die sich im Schlitz 77 synchron hin- und herdrehenden Schneidzähne 78 von der angesaugten Flüssigkeit mitgeführte Feststoffpartikel zerkleinern. Dieser Zerkleinerungseffekt kommt zu demjenigen hinzu, der durch die Kurvenscheibe 13 beim überqueren der Saugöffnung 41 und Drucköffnung 42 erzeugt wird. Die Verdrängerpumpe 10′′ ist daher speziell für den o.g. Zweck, also zur Förderung von Feststoffteilchen führenden Flüssigkeiten geeignet. Der bogenförmige Schlitz 77 verbindet außerdem die Einbauräume 79 für die Vorsprünge 75 des Ringkörpers 70, welche die Trennschieber 28′′ enthalten. Der Schlitz 77 wirkt daher gleichzeitig als Druckausgleichsraum bei der Hin- und Herdrehung des Ringkörpers 70 während der Rotation der Kurvenscheibe 13. Im übrigen ist auch die Pumpe 10′′ in beiden Drehrichtungen bei gleicher Leistungsausbeute antreibbar, wobei sich, wie bei den vorstehend beschriebenen zwei Ausführungsbeispielen die Funktion der Stutzen 43, 44 und Öffnungen 41, 42 entsprechend umkehrt.

Claims (13)

1. Verdrängerpumpe zum Fördern von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffpartikel enthaltenden Flüssigkeiten, mit wenigstens einem im Pumpengehäuse drehbeweglich gelagerten und motorisch antreibbaren Förderorgan, welches bei seiner Drehung in Umfangsrichtung wandernde Hohlräume als Saug- und Druckräume ausbildet, sowie mit wenigstens einer Saug- und Drucköffnung im Arbeitsraum des Förderorgans, das aus einer im Pumpengehäuse zentrisch gelagerten Kurvenscheibe mit mindestens einer stirnseitigen Kurvenfläche besteht, welche, in Achsrichtung betrachtet, wenigstens einen ansteigenden und abfallenden Kurvenabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Kurvenscheibe (13) mit einem einem Zylinder folgenden Umfangsrand (45) in einem zylindrischen Arbeitsraum (12) des Pumpengehäuses (11, 110) zentrisch gelagert und von einem Antriebsmotor umlaufend antreibbar ist,
• b) gegen die Kurvenfläche (40) ein zwischen der Saug- und Drucköffnung (41, 42) im Pumpengehäuse (11, 110) gelagerter Trennschieber (28) gehalten ist, der die Trennung zwischen der Saug- und Druckseite der Pumpe (10) bewirkt und
• c) der Einbauraum (27, 29; 68, 79) für den Trennschieber (28) oder für das den Trennschieber (28) enthaltende Führungselement (46; 70) mit einer Einrichtung (33, 50, 56-61; 77) zum Druckausgleich verbunden ist.

2. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (13) und die Saug- und Drucköffnung (41, 42) im Pumpengehäuse (11, 110) so angeordnet sind, daß der Umfangsrand (45) der Kurvenscheibe (13) bei Drehung die Saug- und/oder Drucköffnung (41, 42) überquert.

3. Verdrängerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (13) an beiden Stirnseiten mit Kurvenflächen (40) versehen und gegen beide Kurvenflächen (40) je ein Trennschieber (28) gehalten ist.

4. Verdrängerpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Kurvenflächen (40) gegenseitig um 180° versetzt angeordnet sind, so daß die Kurvenscheibe (13) bei Drehung eine Art Taumelscheibe bildet.

5. Verdrängerpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Druckausgleich aus einem Druckausgleichskanal (33) zwischen den Einbauräumen (27, 29) für die Trennschieber (28) besteht.

6. Verdrängerpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichskanal (33) in einem die Einbauräume (27, 29) für die Trennschieber (28) nach außen abschließenden Deckel (31, 32) ausgearbeitet ist.

7. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Trennschieber (28) durch Federkraft und/oder hydraulischen Druck gegen die Kurvenfläche(n) (40) der Kurvenscheibe (13) gehalten ist bzw. sind.

8. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschieber (28) in einem von der Kurvenscheibe (13) zwangsgesteuerten Führungselement (46, 70) eingebaut sind.

9. Verdrängerpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (46; 70) für die Trennschieber (28) mittels Wälzlager (63, 64; 73) im Pumpengehäuse (11; 110) gelagert ist.

10. Verdrängerpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement für die Trennschieber (28) ein Brückenschieber (46) ist, der wenigstens einen Druckausgleichskanal (50) enthält oder zusammen mit dem Pumpengehäuse (11) und/oder Teilen (31′) desselben wenigstens einen Druckausgleichskanal begrenzt.

11. Verdrängerpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement für die Trennschieber (28′′) ein Ringkörper (70) ist, der senkrecht und seitlich versetzt zur Drehachse der Kurvenscheibe (13) im Pumpengehäuse (110) drehbeweglich gelagert ist und mit einem Schlitz (76) die Kurvenscheibe (13) übergreift, und daß zu beiden Seiten des Schlitzes (76) bogenförmige Einbauräume (47′′) im Ringkörper (70) für die entsprechend bogensegmentförmig ausgebildeten Trennschieber (28′′) vorgesehen sind.

12. Verdrängerpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (70) stirnseitig mehrere in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordnete Schneidzähne (78) aufweist, deren Bewegungsbahn an einer Saug- oder Drucköffnung vorbeiläuft.

13. Verdrängerpumpe nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gemeinsam antreibbare Kurvenscheiben in axialem Abstand und getrennt voneinander im Pumpengehäuse angeordnet sind, denen Trennschieber und je eine Saug- und Drucköffnung zugeordnet sind.