DE4222429C2

DE4222429C2 - pump

Info

Publication number: DE4222429C2
Application number: DE19924222429
Authority: DE
Inventors: Stephane Marrie
Original assignee: SIG Combibloc GmbH and Co KG
Current assignee: SIG Combibloc GmbH and Co KG
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2012-07-10
Also published as: DE4222429A1; EP0577935A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Gehäuse, mindestens je einem Einlaß und Auslaß, einem Pumpkanal mit Ansaugraum, einem Förderbereich, einem Auslaßraum, einem eine angetriebene Nabe aufweisenden Rotor und Dichtelementen zur Abdichtung von Ansaugraum und Auslaßraum gegenüber Gehäuse und Rotor, wobei der Rotor ein auf seiner Außenumfangsfläche zylindrisches, im Pumpkanal umlaufendes Pumpelement mit sich radial von der Nabe nach außen erstreckenden wellenförmigen Begrenzungsflächen aufweist.The present invention relates to a pump with a Housing, at least one inlet and one outlet, one Pump channel with suction space, a delivery area, one Outlet space, a having a driven hub Rotor and sealing elements for sealing the intake space and Outlet space opposite housing and rotor, the rotor a cylindrical on its outer peripheral surface, in Pump channel circulating pump element with itself radially from the Wavy hub extending outward Has boundary surfaces.

Eine solche Pumpe ist aus der DE 34 18 708 A1 seit längerem bekannt. Diese bekannte Pumpe weist einen in einem Pumpkanal gelegenen angetriebenen Rotor auf, der mit einem abstehenden kragenförmigen Pumpelement versehen ist, welches radial von einer Nabe nach außen wellenförmige Begrenzungsflächen aufweist, welche zylindrisch begrenzt sind und passend im zylindrischen Förderbereich laufen und deren höchste Stellen an den Pumpkanalstirnflächen dichtend anliegend entlanglaufen. Zur Abdichtung zwischen Einlaß und Auslaß der Pumpe sind auf die Begrenzungsflächen des Pumpelements gedrückte, der Wellenbewegung folgende Dichtelemente vorgesehen. Eine solche bekannte Pumpe ist in Fig. 3 in einer aufgebrochenen Schrägansicht mit Blick in den Auslaßraum dargestellt. Im einzelnen besteht die bekannte Pumpe 100 aus einem Gehäuse 101, einem Einlaß 102 und einem nicht dargestellten Auslaß, welcher im aufgebrochenen Bereich der Pumpe 100 angeordnet ist. Unterhalb des Einlasses 102 befindet sich ein Ansaugraum, der mit einem Pumpkanal 103 in Verbindung steht, welcher den eigentlichen Förderbereich bildet. Der Pumpkanal 103 endet in einem zur besseren Darstellung aufgebrochenen Auslaßraum 104.Such a pump has long been known from DE 34 18 708 A1. This known pump has a driven rotor located in a pump channel, which is provided with a protruding collar-shaped pump element, which has radially outward wave-shaped boundary surfaces from a hub, which are cylindrically delimited and run appropriately in the cylindrical delivery area and whose highest points on the pump channel end faces run along tightly. For sealing between the inlet and outlet of the pump, sealing elements which follow the shaft movement and are pressed onto the boundary surfaces of the pump element are provided. Such a known pump is shown in Fig. 3 in a broken oblique view looking into the outlet space. In particular, the known pump 100 consists of a housing 101 , an inlet 102 and an outlet, not shown, which is arranged in the broken-open area of the pump 100 . Underneath the inlet 102 there is a suction space which is connected to a pump channel 103 which forms the actual delivery area. The pump channel 103 ends in an outlet space 104 which is broken open for better illustration.

Ferner umfaßt die bekannte Pumpe 100 einen mit einer angetriebenen Nabe 105 versehenen Rotor. Der nicht näher bezeichnete Rotor weist ein auf seiner Außenumfangsfläche zylindrisches, im Pumpkanal 103 umlaufendes Pumpelement 106 auf, welches über radial von der Nabe 105 sich nach außen erstreckende wellenförmige Begrenzungsflächen 107 verfügt. Zur Abdichtung von Ansaugraum und Auslaßraum 104 gegenüber dem Gehäuse 101 und dem von der Nabe 105 und dem Pumpelement 106 gebildeten Rotor sind Dichtelemente 108, 109 vorgesehen, welche auf die Begrenzungsflächen 107 des Pumpelements 106 gedrückt werden und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet sind, um dem rotierenden wellenförmigen Pumpelement 106 zu folgen. Die Dichtelemente 108 und 109 sind dazu in einer Führung linear gleitend angeordnet. Die Andrückkraft kann dabei auf verschiedene Art und Weise erfolgen, z. B. durch eine nicht dargestellte, die beiden Dichtelemente 108 und 109 miteinander verbindende federnde Klammer, wie im einzelnen in der DE 34 18 708 A1 ausgeführt.The known pump 100 further comprises a rotor provided with a driven hub 105 . The unspecified rotor has a pump element 106 which is cylindrical on its outer circumferential surface and runs in the pump channel 103 and has wave-shaped boundary surfaces 107 which extend radially outward from the hub 105 . To seal the suction space and outlet space 104 with respect to the housing 101 and the rotor formed by the hub 105 and the pump element 106 , sealing elements 108 , 109 are provided, which are pressed onto the boundary surfaces 107 of the pump element 106 and are arranged so as to be displaceable in the axial direction, around which rotating shaft-shaped pump element 106 to follow. For this purpose, the sealing elements 108 and 109 are arranged to slide linearly in a guide. The pressing force can be done in different ways, e.g. B. by a spring clip, not shown, connecting the two sealing elements 108 and 109 to one another, as detailed in DE 34 18 708 A1.

Obwohl sich diese bekannte Pumpe hinsichtlich ihrer Förderleistung und Fähigkeit, auch zuverlässige Dickstoffe fördern zu können, bewährt hat, kann jedoch ein relativ hoher Verschleiß an den Dichtelementen im Bereich deren Berührungslinie mit dem Pumpelement nicht vermieden werden. Dieser Verschleiß wird durch die auf die Dichtelemente ausgeübte Andrückkraft in Richtung auf das Pumpelement noch erhöht.Although this well-known pump with respect to its Conveying capacity and ability, even reliable thick matter To be able to promote has proven, but can be a relative high wear on the sealing elements in the area Line of contact with the pump element cannot be avoided. This wear is due to the on the sealing elements applied pressure force in the direction of the pump element still elevated.

Die Verwendung verschieblicher Dichtungselemente ist bereits aus der FR-PS 24 81 376 bekannt. Bei der dort beschriebenen Flügelzellenpumpe wird zur Vermeidung der Gleitreibung zwischen Flügelenden und Gehäuseinnenwand darüber hinaus vorgeschlagen, eine Rolle am Flügelende anzubringen. Die Verwendung einer Rolle als Dichtungselement eignet sich zwar zur Abdichtung einer hohlzylinderartigen Flügelzelle, läßt sich jedoch auf die gattungsgemäße Pumpe mit einem wellenförmigen Pumpelement nicht übertragen.The use of sliding sealing elements is already known from FR-PS 24 81 376. At that one Vane pump described is used to avoid the Sliding friction between the wing ends and the inner wall of the housing also proposed a role at the wing end to attach. The use of a role as Sealing element is indeed suitable for sealing one hollow cylindrical wing cell, but can be on the Generic pump with a wave-shaped pump element not broadcast.

Aus der US-PS 33 15 610 ist darüber hinaus eine Pumpe bekannt, bei der ebenfalls eine Rolle zur Lagerung eines Schieberelementes bekannt ist. Diese Rollen dienen jedoch ausschließlich zur Führung des Schieberelementes in einer wellenförmigen Nut und haben keinerlei Dichtungsfunktion.From US-PS 33 15 610 is also a pump known in which also a role for storing a Slider element is known. However, these roles serve exclusively for guiding the slide element in one wavy groove and have no sealing function.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Pumpe so auszugestalten und weiterzubilden, daß der Verschleiß an den Dichtelementen minimiert wird, ohne auf die günstigen Dichteigenschaften verzichten zu müssen.The present invention is therefore based on the object based on the above and closer to design and further develop the described pump, that the wear on the sealing elements is minimized, without sacrificing the favorable sealing properties have to.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtelemente wenigstens in den an das Pumpelement angrenzenden Bereichen rotierende Körper aufweisen und daß die rotierenden Körper als konische Körper ausgebildet sind. Hierdurch wird eine exakte Rollreibung im gesamten Berührungsbereich zwischen Dichtelementen und Pumpelement zuverlässig gewährleistet. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Gleitreibung zwischen Dichtelementen und Pumpelement somit verhindert. Auf diese Weise wird sowohl der Verschleiß minimiert als auch die gesamte Oberfläche des Dichtelements gereinigt, was bei starr eingesetzten Dichtelementen nicht der Fall ist.In the pump according to the invention, the aforementioned task is solved in that the sealing elements at least in the the pump element adjacent areas rotating body have and that the rotating body as conical Body are formed. This will make an exact Rolling friction in the entire contact area between Sealing elements and pump element reliably guaranteed. In the embodiment of the invention Sliding friction between sealing elements and pump element prevented. In this way wear is minimized as well as overall Surface of the sealing element cleaned, which is rigid sealing elements used is not the case.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn nach einer weiteren Lehre der Erfindung die rotierenden Körper jeweils in einer ihrer Form angepaßten Lagerschale drehbar gelagert sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierbei die Lagerschalen die rotierenden Körper auf der dem Pumpelement abgewandten Seite umgreifen und gemeinsam mit den rotierenden Körpern die Dichtelemente bilden. Auf diese Weise kann auf eine aufwendige Lagerung der rotierenden Körper verzichtet werden, da diese sich innerhalb der Lagerschalen zwar drehen können, aber sonst jedoch ortsfest angeordnet sind.It is particularly useful if after another Teaching of the invention the rotating body in each a bearing shell adapted to its shape is rotatably mounted are. It is particularly advantageous if the Bearing shells the rotating body on the Grasp the side facing away from the pump element and together form the sealing elements with the rotating bodies. In this way, the elaborate storage of the rotating body can be dispensed with, as this can rotate within the bearing shells, but otherwise they are arranged in a fixed position.

Grundsätzlich ist es möglich, daß das Pumpelement parallel verlaufende Begrenzungsflächen aufweist, es ist jedoch auch denkbar, daß der Querschnitt des Pumpelementes trapezartig ausgebildet ist. Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltung des Pumpelementes wird eine 100%ige Rollreibung dadurch erreicht, daß die Konizität und/oder die Drehachse der rotierenden Körper der Geometrie des Pumpelements angepaßt ist/sind. Es ist klar, daß bei einem Pumpelement mit parallelen Begrenzungsflächen die Lagerachse der rotierenden Körper geneigt sein muß, wenn konische Körper verwendet werden.Basically, it is possible that the pump element has parallel boundary surfaces, it However, it is also conceivable that the cross section of the Pump element is trapezoidal. Independently of the respective design of the pump element achieves a 100% rolling friction in that the Taper and / or the axis of rotation of the rotating body is / are adapted to the geometry of the pump element. It it is clear that with a pump element with parallel Boundary surfaces the bearing axis of the rotating body must be inclined if conical bodies are used.

Konstruktiv ist es besonders günstig, wenn alle Dichtelemente in Form eines einzigen Schiebers miteinander verbunden sind. In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung können dabei die rotierenden Körper und/oder die Lagerschalen innerhalb des Schiebers federbelastet an die Begrenzungsflächen des Pumpelementes angedrückt werden.In terms of construction, it is particularly favorable if everyone Sealing elements in the form of a single slide are interconnected. In another more expedient Embodiment of the invention, the rotating Body and / or the bearing shells within the slide spring-loaded to the boundary surfaces of the pump element be pressed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:In the following the invention is based on a Embodiment of the invention Drawings explained in more detail. In detail show:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Pumpe im Teilschnitt, Fig. 1 is a pump of the invention in partial section,

Fig. 2 ein Pumpelement der erfindungsgemäßen Pumpe im Zusammenwirken mit zur Abdichtung von Ansaug- und Auslaßraum vorgesehenen Dichtelementen in perspektivischer Darstellung und Fig. 2 shows a pump element of the pump according to the invention in cooperation with sealing elements provided for sealing the suction and outlet space in a perspective view and

Fig. 3 eine bekannte Pumpe in teilweise aufgebrochener perspektivischer Darstellung. Fig. 3 shows a known pump in a partially broken perspective view.

Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Pumpe mit einem Gehäuse 1 und einem Pumpkanal 3 dargestellt, in welchem ein sich radial von einer Nabe 5 nach außen erstreckendes Pumpelement 6 mit über den Umfang betrachtet wellenförmig verlaufenden Begrenzungsflächen 7 drehbar gelagert ist. Aus Fig. 1 geht ferner hervor, daß der Förderbereich zylinderförmig ausgebildet ist und daß die Außenumfangsfläche des Pumpelements 6 an der Umfangsfläche des Pumpkanals 3 sowie die "Wellenberge und -täler" der Begrenzungsflächen 7 an den Pumpenkanalstirnflächen dichtend anliegen.In the illustrated and, in this respect, preferred exemplary embodiment, a pump is shown with a housing 1 and a pump channel 3 , in which a pump element 6 , which extends radially outward from a hub 5 , is rotatably mounted with boundary surfaces 7 that run in a wave shape when viewed over the circumference. From Fig. 1 further shows that the conveyor section is cylindrical and in that the outer circumferential surface of the pumping element 6 on the circumferential surface of the pump channel 3 and the "peaks and valleys" of the boundary surfaces 7 sealingly engage the pump channel end faces.

Zur Abdichtung zwischen dem nicht dargestellten Einlaß und Auslaß der Pumpe sind auf die Begrenzungsflächen 7 des Pumpelements 6 gepreßte, der "Wellenbewegung", folgende Dichtelemente 8 und 9 vorgesehen. For sealing between the inlet and outlet of the pump, not shown, the sealing elements 8 and 9 following the "wave movement" are pressed onto the boundary surfaces 7 of the pump element 6 .

Erfindungsgemäß weisen die Dichtelemente 8, 9 in den an das Pumpelement 6 angrenzenden Bereichen rotierende Körper 10 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die rotierenden Körper 10 als konische Körper ausgebildet. Die Lagerung der rotierenden Körper 10 erfolgt in jeweils deren Form angepaßten Lagerschalen 11. Zur besseren Verdeutlichung ist in Fig. 1 die linke Lagerschale 11 im Schnitt dargestellt. Dabei umgreifen die Lagerschalen 11 die rotierenden Körper 10 auf der dem Pumpelement 6 abgewandten Seite und bilden gemeinsam mit den rotierenden Körpern 10 die Dichtelemente 8 und 9. Um eine optimale Rollreibung zwischen den Begrenzungsflächen 7 des Pumpelements 6 und den rotierenden Körpern 10 zu erreichen, ist die Konizität und/oder die Drehachse der rotierenden Körper 10 der Geometrie des Pumpelements 6 angepaßt. Nicht dargestellt ist, daß auch das Pumpelement 6 einen trapezartigen Querschnitt aufweisen kann, so daß die Begrenzungsflächen 7 nicht mehr parallel verlaufen.According to the invention, the sealing elements 8 , 9 have rotating bodies 10 in the regions adjacent to the pump element 6 . In the exemplary embodiment shown, the rotating bodies 10 are designed as conical bodies. The rotating bodies 10 are supported in bearing shells 11 which are adapted to their shape. For better clarification, the left bearing shell 11 is shown in section in FIG. 1. The bearing shells 11 encompass the rotating bodies 10 on the side facing away from the pump element 6 and together with the rotating bodies 10 form the sealing elements 8 and 9 . In order to achieve an optimal rolling friction between the boundary surfaces 7 of the pump element 6 and the rotating bodies 10 , the conicity and / or the axis of rotation of the rotating bodies 10 is adapted to the geometry of the pump element 6 . It is not shown that the pump element 6 can also have a trapezoidal cross section, so that the boundary surfaces 7 no longer run parallel.

Zur besseren Darstellung sind in Fig. 2 das Pumpelement 6 und die Dichtelemente 8 und 9 einzeln in perspektivischer Darstellung dargestellt. Aus dieser Figur geht deutlich die Lagerung der rotierenden Körper 10 in den Lagerschalen 11 hervor. Besonders zweckmäßig ist es, daß die Dichtelemente 8, 9 in Form eines einzigen Schiebers 12 miteinander verbunden sind. Dieser Schieber 12 ist dann in seiner Gesamtheit in axialer Richtung (bezogen auf die Pumpenwelle) verschiebbar im Pumpengehäuse 1 angeordnet. Um eine optimale Abdichtung zu erreichen, können die rotierenden Körper 10 und/oder die Lagerschalen 11 innerhalb des Schiebers 12 federbelastet an die Begrenzungsflächen 7 des Pumpelementes 6 angedrückt werden. For a better representation, the pump element 6 and the sealing elements 8 and 9 are shown individually in perspective in FIG. 2. The bearing of the rotating bodies 10 in the bearing shells 11 is clearly evident from this figure. It is particularly expedient that the sealing elements 8 , 9 are connected to one another in the form of a single slide 12 . This slide 12 is then arranged in its entirety in the axial direction (based on the pump shaft) in the pump housing 1 . In order to achieve an optimal seal, the rotating bodies 10 and / or the bearing shells 11 within the slide 12 can be pressed against the boundary surfaces 7 of the pump element 6 in a spring-loaded manner.

Wenn - wie im Ausführungsbeispiel dargestellt - konische Körper 10 zur Abdichtung verwendet werden, sind die die konischen Körper 10 aufnehmenden Lagerschalen 11 so ausgebildet, daß zur Abdichtung oberhalb und unterhalb des konischen Körpers entsprechende Dichtbereiche 13 mit keilförmigem Querschnitt vorhanden sind, um eine zuverlässige Abdichtung zur Nabe 5 bzw. zum äußeren Umfang des Pumpkanals 3 hin zu gewährleisten.If - as shown in the exemplary embodiment - conical bodies 10 are used for sealing, the conical bodies 10 receiving bearing shells 11 are designed such that corresponding sealing regions 13 with a wedge-shaped cross section are provided for sealing above and below the conical body in order to provide a reliable seal To ensure hub 5 or to the outer circumference of the pump channel 3 .

Claims

1. Pump with a housing, at least one inlet and one outlet, a pump channel with suction chamber, a delivery area, an outlet chamber, a rotor having a driven hub and sealing elements for sealing the suction chamber and outlet chamber from the housing and rotor, the rotor being on its The outer circumferential surface has a cylindrical pump element rotating in the pump channel with wavy boundary surfaces extending radially outward from the hub, characterized in that the sealing elements ( 8 , 9 ) have rotating bodies ( 10 ) at least in the regions adjacent to the pump element ( 6 ) and in that the rotating bodies ( 10 ) are designed as conical bodies.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the rotating bodies ( 10 ) are each rotatably mounted in a bearing shell ( 11 ) adapted to their shape.

3. Pump according to claim 2, characterized in that the bearing shells ( 11 ) encompass the rotating body ( 10 ) on the side facing away from the pump element ( 6 ) and together with the rotating bodies ( 10 ) form the sealing elements ( 8 , 9 ).

4. Pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conicity and / or the axis of rotation of the rotating body ( 10 ) of the geometry of the pump element ( 6 ) is / are adapted.

5. Pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that all sealing elements ( 8 , 9 ) in the form of a single slide ( 12 ) are interconnected.

6. Pump according to claim 5, characterized in that the rotating body ( 10 ) and / or the bearing shells ( 11 ) within the slide ( 12 ) are spring-loaded onto the boundary surfaces ( 7 ) of the pump element ( 6 ).