DE4437178C2 - Pumpe für flüssige Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Nicht gattungsgemäße Pumpen grundsätzlich derselben Bauart sind in der Lite­ raturstelle
"Pumpen und Pumpenanlagen", Willi Bohl u.A.
Kontakt und Studium Maschinentechnik, Bd. 27, 3. Auflage 1982, Expertverlag
Kapitel 2, 3 Kreiskolbenpumpen, S. 228 bis 253 von Ing. (grad) Robert Neumayer beschrieben. Diese Bauart wird zum Unterschied von anderen Bauarten als Kreiskolbenpumpe mit feststehender Nabe bezeichnet. Pro Scheibe können ein oder mehrere Kolben vorgesehen sein. In üblicher Ausführung mit zwei Kolben werden derartige Pumpen von der Anmelderin seit längerem vertrieben. Solche Pumpen sind sowohl für leichtflüssige Medien als auch für hochviskose und in­ homogene Medien einsetzbar, wie z. B. Suppen oder Kartoffelsalat.

Nach dem Stand der Technik, wie auch in der Literaturstelle beschrieben, und dort in Bild 3.2.13 den Schnittdarstellungen entnehrnbar, erstrecken sich die Kol­ ben von einer Scheibe aus in Achsrichtung gesehen nur in einer Richtung. Es er­ gibt sich also eine unsymmetrische einseitige Lagerung der Kolben an der Schei­ be. Bei den mit solchen Pumpen angestrebten hohen Förderdrücken ergeben sich hohe Umfangskräfte auf die Kolben, die aufgrund deren einseitiger Lagerung zur Verbiegung der Scheibe und zum Kippen der Kolben in ihrem Laufweg führen. Es kommt dadurch zu Berührungen der Kolben mit den Dichtflächen und daraus folgenden Zerstörungen.

Ein in der Literaturstelle ebenfalls beschriebener ähnlicher Pumpentyp, der dort als Kreiskolbenpumpe mit umlaufender Nabe bezeichnet wird, vermeidet diese Nachteile, da die Kolben über ihre ganze achsiale Breite zur Welle abgestützt sind, also symmetrisch auf der Welle gelagert sind. Dieser Pumpentyp hat jedoch Dichtungsnachteile, da über die ganze Breite zwischen den Wellen nur eine Li­ niendichtung zwischen Kolben und Nabe gegeben ist und nicht, wie beim gat­ tungsgemäßen Pumpentyp, eine Flächendichtung zwischen Kolben und festste­ hender Nabe.

Eine gattungsgemäße Pumpe zeigt die US 1702046. Bei ihr sind an jeder Scheibe zu beiden Seiten je zwei Kolben vorgesehen, die jedoch zueinander um 90° win­ kelversetzt sind. Hieraus ergibt sich wiedertun eine unsymmetrische Belastung der Scheibe mit der Folge des Verbiegens der Scheibe und des Kippens der Kol­ ben in ihrem Laufweg.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpe der eingangs genannten Art bei hohen Drücken gegen Beschädigung durch Kolbenkippen zu sichern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungs­ teiles des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Konstruktion werden die Kolben mittig von ihrer Scheibe getragen. Umfangskräfte auf die Kolben wirken auf diese zu beiden Seiten der Scheibe im wesentlichen symmetrisch, so daß die Scheibenverbiegung und das Kolbenkippen völlig vermieden werden. Es lassen sich dadurch auch die Scheiben, die nicht mehr auf Biegung beansprucht werden, dünner gestalten, was konstruktive Vor­ teile hat, insbesondere hinsichtlich der in diesem Bereich etwas schwierigeren Dichtung zwischen den Wellen. Pro Scheibe können eine oder mehrere Kolben vorgesehen sein, wie dies aus dem gattungsgemäßen Stand der Technik bekannt ist.

Diese Kolbenkonstruktion ist an sich aus der DE-PS 33 087 bekannt, bei der eine der Wellen einen solchen Kolben treibt, die andere Welle aber ein rotierendes Dichtglied zum Abdichten des Laufraumes des Kolbens für den Betrieb als Ein­ kolbendampfmaschine, die in sämtlichen sonstigen Konstruktionsmerkmalen gat­ tungsfremd und als Pumpe ungeeignet ist.

Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Bei dieser Ausfüh­ rung erfolgt die Dichtung im Bereich der Scheiben nach dem Prinzip der Kolben­ pumpen mit umlaufender Nabe. Die schwierigen kinematischen Probleme bei der Formgebung der Kolben und Scheiben in diesem Bereich können mit den auf dem Gebiet der Kolbenpumpen mit umlaufender Nabe vorliegenden Lösungen einfach bewältigt werden.

In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 im Achsschnitt durch beide Wellen gemäß Linie 1-1 in Fig. 2 eine erfindungsgemäße Pumpe mit Abdichtung zwischen den Scheiben nach dem Prinzip der Kolbenpumpen mit umlaufender Nabe,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 die perspektivische Darstellung eines Wellenstückes mit Scheibe und Kolben der Ausführungsform der Fig. 1 und 2.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 sind in einem an der Fuge 3 geteil­ ten, aus zwei Stücken 1 und 2 bestehenden Gehäuse zwei Wellen 4 und 5 mit Lagern 6 gelagert. Außerhalb des Gehäuses 1, 2 sind die Wellen über gleichgroße Zahnräder 7, 8 gegenläufig synchronlaufend gekoppelt. Die Welle 5 ist im darge­ stellten Beispiel jenseits des Zahnrades 8 fortgesetzt und führt zu einem nicht dargestellten Antriebsmotor, der die Pumpe treibt.

Quer zu den Wellen 4, 5 fluchtend, ist auf jeder Welle eine Scheibe 9, 10 befe­ stigt. Jede Scheibe trägt zwei Kolben 11a, 11b sowie 12a, 12b in jeweils 180° Umfangsabstand.

Die Kolben 11a bis 12b überragen in Achsrichtung gesehen die Scheiben 9, 10 zu beiden Seiten um dieselbe Länge und mit derselben Querschnittsfläche, wie die Fig. 1 zeigt. Die Scheiben können auch etwas unsymmetrisch sitzen. Die besten Verhältnisse ergeben sich aber bei genau symmetrischer Mittenlage.

Die Kolben 11a bis 12b laufen dabei mit ihren Außenflächen, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, in dem in bezug auf die jeweils andere Welle außen liegenden Be­ reich ihres Laufweges an halbzylinderförmigen Gehäuseflächen 13, 14, seitlich an ebenen Gehäuseflächen 15 und 16 und innen auf feststehenden Naben 17, 18, die von den Gehäuseteilen 1, 2 getragen sind. Stehen die Kolben 11a bis 12b zwischen den Wellen, so werden sie in diesem Bereich innen von ihren zugehöri­ gen Naben 17, 18 flächig abgedichtet. Mit ihrer Außenfläche greifen sie in rotati­ onssymmetrisch ausgeformte Flächenbereiche 19 der Naben der gegenüberlie­ genden Welle und werden dort flächig abgedichtet.

Im Bereich der Scheiben 9, 10 sind diese und wenigstens die in diesem Bereich liegenden seitlichen Flächenbereiche 20 der Kolben mit einer Oberflächenform­ gebung nach dem Prinzip der Kolbenpumpe mit umlaufender Nabe ausgebildet. Diese aus Fig. 2 ersichtliche Formgebung sorgt dafür, daß in allen Winkelstel­ lungen beider Wellen immer eine Liniendichtung 21 zwischen dem Kolben einer Welle und der Nabe der anderen Welle bzw. der Kolbenkanten mit den seitlichen Flächenbereichen 20 des anderen Kolbens besteht.

Wie Fig. 2 zeigt, weist das Pumpengehäuse 1, 2 auf in bezug auf die Ebene durch die beiden Wellen 4, 5 gegenüberliegenden Seiten Ein- und Auslässe 22, 23 auf. Dreht gemäß Fig. 2 die obere Welle 5 im Uhrzeigersinn und die untere Welle 4 entgegen dem Uhrzeigersinn, so fördert die Pumpe vom Einlaß 22 zum Auslaß 23.

Claims (2)

1. Pumpe für flüssige Medien,
mit einem von einem Gehäuse (1, 2) umschlossenen Pumpraum, der mittig, in Pumprichtung vorn und hinten Ein- und Auslässe (22, 23) auf­ weist und quer zur Pumprichtung von im Gehäuse (1, 2) gelagerten, pa­ rallelen, gegenläufig synchron gekoppelten Wellen (4, 5) durchsetzt ist,
wobei im Pumpraum auf jeder Welle (4, 5) eine Scheibe (9, 10) befestigt ist, die im Abstand zur Welle einen oder mehrere auf dem Umfang gleich beabstandete, auf gleichem Laufweg laufende Kolben (11a, 11b, 12a, 12b) trägt,
wobei sich die Laufwege der Kolben beider Wellen zwischen den Wellen überschneiden,
wobei jeweils der Laufweg eines Kolbens in seinem der anderen Welle ge­ genüberliegenden Außenbereich außen und seitlich durch Gehäuseflächen (13, 14, 15) abgedichtet ist und innen durch Flächen einer am Gehäuse be­ festigten Nabe (17, 18),
wobei zwischen den Wellen die Kolben einer Welle außen durch Flächen (19) der Nabe der anderen Welle und innen durch Flächen der eigenen Nabe abgedichtet sind und
wobei zwischen den in einer Ebene liegenden Scheiben eine Scheiben­ dichtung (21; 26) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (9, 10) in Achsrichtung der Wellen (4, 5) gesehen im wesentlichen in der Mitte jedes der beidseitig der Scheiben er­ streckten Kolben (11a, 11b, 12a, 12b) angeordnet sind, die einen konstanten Außendurchmesser aufweisen.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Scheiben­ dichtung die Scheiben (9, 10) in ihren Umfangsbereichen zwischen den Kolben als umlaufende Naben ausgebildet sind und die Kolben wenigstens im Breitenbereich der Scheibe der anderen Welle derart geformt sind, daß nach dem Prinzip der Kolbenpumpen mit umlaufender Nabe in jeder Win­ kelstellung eine Linienabdichtung (21) zwischen einem Kolben oder der Nabe einer Welle und der Nabe oder einem Kolben der anderen Welle be­ steht.