DE820855C

DE820855C - Pumpe mit Drehkolben

Info

Publication number: DE820855C
Application number: DEE692A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ehmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-02-19
Filing date: 1950-02-19
Publication date: 1951-11-12

Description

Pumpe mit Drehkolben Bekannt sind Pumpen mit umlaufendem Verdränger (Drehkolbenpumpen), bei der z. B. radial bewegliche, lamellenförmige Schieber in einem exzentrisch zum Läufer (Rotor) angeordneten Gehäuse arbeiten (vgl.Hütte 11, 193r, S. 684, Abb. 27, 28 und 29). Bei diesen bekannten Pumpen ist das Fördervolumen unveränderlich groß; sowohl die Exzentrizität als auch die wirksame Länge der Schieber sind gleichbleibend. Die Regelung erfolgt durch Drehzahländerung.
Es gibt ferner Pumpen, bei denen die Fördermenge durch Verstellen der Exzentrizität (Exzenterbüchse im I'umpengehäuse)* geändert werden kann.
Im Gegensatz dazu ist beim Erfindungsgegenstand das Fördervolumen durch Ändern der wirksamen Länge der Schieber veränderlich. Erfindungsgemäß ist dem Läufer ein zentrisch dazu gelagerter Ring zugeordnet, die beide in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind.
Verstellt man also den Läufer gegenüber dem Ring, so fördert die Pumpe mehr bzw. weniger Flüssigkeit je nach Bedarf. Es ist möglich, die Pumpe so einzustellen, daß keine Förderung stattfindet. Es sind keine Pumpen bekannt, die bei auf Vollast laufendem Antriebsmotor auf Leerlauf ohne Förderung umgestellt werden können, ohne die Saug- oder die Druckleitung drosseln zu müssen.
Die neue Ptimpe, die sowohl im Uhrzeigersinne als auch entgegen dem Uhrzeigersinne betrieben werden kann, eignet sich infolgedessen hauptsächlich dort, wo ihr Antriebe zugeordnet werden, die mit gleichbleibender Drehzahl laufen oder laufen sollen, also z. B. in Verbindung mit Kurzschluß- Läuferelektromotoren oder mit Brennkraftmaschinen als Antriebsmittel.
Der Ring kann in axialer Richtung lagengesichert und der Läufer in axialer Richtung verstellbar sein. Ferner wird vorgeschlagen, den Widerlagerkolben mit dem Läufer zu verkuppeln, vorzugsweise unter Verwendung einer von außen zugänglichen Nachstellbüchse für das Drucklager (Wälzlager).
Ausgestaltungen der Erfindung sind: i. Mittel zum Nachstellen des Spieles zwischen den Schiebern und einem Führungsbolzen für die Schieber, z. B. Schrauben, die auf den leicht kegelig geformten Führungsbolzen einwirken. 2. Führungsringe für die Schieber, die zentrisch zur Lauffläche der feststehenden Exzenterbüchsen angeordnet sind.
In derZeichnung sindAusführungsbeispiele mehr oder weniger schematisch dargestellt.
Abb. i zeigt einen Axialschnitt und Abb. 2 einen Querschnitt (Linie A-A der Abb. i) ; Abb. 3 veranschaulicht eine auf konstruktive Einzelheiten eingehende Zeichnung einer Pumpe und Abb. 4 ein Schaltschema des Achsantriebes eines Kraftwagens im Grundriß; Abb. 5 zeigt einen Axialschnitt einer Pumpe mit gesteuerten Schiebern; Abb.6 den Querschnitt nach Linie B-B der Abb. 5 und Abb. 7 einen Axialschnitt durch einen Läufer mit Nachstellvorrichtung für die Schieber.
Der Stator besteht aus dem Gehäuse i, in den die Exzenterbüdhsen 2" und 2b eingeschoben sind. Der Läufer (Rotor) 3 ist mit Schiebern 4 (Lamellen) versehen, die in an sich bekannter Weise, z. B. formschlüssig, geführt werden. Der Ring 5 ist zentrisch zum Läufer 3 gelagert und läuft mit dem Läufer um. Keile 6 sichern das Antriebsrad 7 (Zahnrad) gegen Verdrehen auf dem Läufer 3. Mechanische oder pneumatische Federn (Schraubenfedern 8) belasten den Läufer in axialer Richtung und drücken ihn gegen den Widerlagerkolben 9, der gegenüber dem Gehäuse i gegen Verdrehen gesichert, jedoch in axialer Richtung verstellbar ist. Der Ansaugstutzen ist mit ia, der dazu um etwa 30 bis 6o° verdrehte Auslaßstutzen mit ib bezeichnet. Die Verstellung des Läufers 3 in axialer Richtung erfolgt z. B. mit Hilfe des Hebels io über den Bolzen 9a.
Die Abb. 3 zeigt einige den Erfindungsgegenstand ausgestaltende bauliche Einzelheiten. Beachtlich ist zunächst die Kupplung des Läufers 3 mit dem nur in axialer Richtung verstellbaren Widerlagerkolben 9, der hohl ausgebildet ist und die Gewindebüchse 9b, die Lagerbüchse 9c, das Wälzlager 9d (Axiallager), die Nachstellbüchse 9e und den Gewindestift 9f aufnimmt. Der von außen (Pfeilrichtung B) zugängliche Gewindestift 9f verspannt die Nachstellbüchse 9e mit dem läuferfesten Gewindezapfen 3a. Der Bolzen 9a sitzt auf dem Hals 99 des Widerlagerkolbens 9. Die Gewindestifte i i halten die Exzenterbüchsen 2a und 2b im Gehäuse i fest, An Stelle der Gewindestifte i i können Federungen, Druckschrauben usw. die Exzenterbüchsen 2° und 26 am Ring 5 anlegen. Bei dieser Konstruktion braucht man somit die Feder 8 nicht. Schließlich ist ein Wälzlager 12 (Axiallager) vorgesehen, das die Nachstellschrauben 13 am Ring 5 anlegt.
Ferner wird es ratsam sein, den Widerlagerkolben 9, gegebenenfalls auch den Läufer 3 in an sich bekannter Weise weitgehend hydraulisch zu entlasten, beispielsweise über die Nebenleitungen 14, die von der Hauptleitung 15 (Druckleitung) abzweigen. Abdichtungen 16 und 1 7 (Ringmanschetten oder Labyrinthabdichtungen) ergänzen die Anordnung.
Wirkungsweise: Verstellt man bei sich drehendem Läufer den Widerlagerkoll>en9, so ändert man die wirksame Länge der Schieber, weil der Läufer unter der Einwirkung der Federung 8 dem Verstellhub des Widerlagerkolbens 9 folgt. In der Leerlaufstellung ist das Fördervolumen sehr klein. Man kann also auch Antriebsmotoren für die Pumpen verwenden, die nur bei geringer Belastung anspringen.
Von großer Bedeutung für die Pumpe sind -die Abdichtungen. Die Spaltverluste müssen klein sein, damit ein guter volumetrischer Wirkungsgrad erzielt wird. So müssen die Spalten 5a verschlossen sein, deren Höhen dem Hub der Schieber 4 entsprechen. Dieser Verschluß muß durch die Exzenterbüchsen 2a bzw. 2b mittelbar oder unmittelbar erfolgen, die z. B. durch nicht dargestellte Federungen gegen den Rings anlegbar sind. Auch der Spalt zwischen dem Läufer 3 und dem Widerlagerkolben 9 sollte möglichst klein sein.
Der Erfindungsgegenstand ist hauptsächlich zur Verwendung als Pumpe geeignet. Man kann sich aber vorstellen, daß das Gerät sich auch als Motor gebrauchen läßt. Eine kinematischeUmkehrung der Anordnung ändert also das Wesen der Erfindung nicht. Die Abb. 4 zeigt ein Triebwerk für Kraftfahrzeuge. Es sind 18 zwei Laufräder, i9 zwei hydraulische Motore, 2o eine Pumpe .derselben Bauart, 21 eine Brennkraftmaschine, 22ein Vorratsbehälter, 23 ein Regler, 24 ein Drosselschieber, io, 25, 26 Schalthebel.
Naheliegend ist es ferner, in der Praxis den Handhebel io durch mechanische Gestänge zu ersetzen, die nur im Leerlauf der Pumpe verstellbar sind, wenn man aus irgendwelchen Gründen eine mechanische Verstellung einer hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Verstellvorrichtung vorzieht. Für die Erfindung ist es ferner belanglos, ob zwei, drei, vier oder noch mehr Schieber 4 in einer Pumpe Verwendung finden. Die Praxis wird außerdem zeigen, ob man zusätzlich eine Vorrichtung zum Verdrehen der Exzenterbüchsen 2a, 2b zur Regelung hilfsweise anordnet.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Mittel zum Steuern der Schieber 4. Die Abb. 5 und 6 zeigen eine Schiebersteuerung bei Verwendung eines Führungsringes 27. Werden Führungsbolzen 28 zur Schiebersteuerung vorgesehen, so empfiehlt sich 3azuhin der Einbau einer Vorrichtung zum Nachstellen des Laufspieles der Schieber4, z. B. Schrauben 29, die auf die leicht kegelig geformten Führungsbolzen 28 einwirken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Pumpe mit Drehkolben, bei der z.B. radial bewegliche Schieber in einem exzentrisch zum Läufer angeordneten Gehäuse arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß dem Läufer (3) ein zentrisch dazu gelagerter Ring (5) zugeordnet ist, und daß beide in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind.
2. Pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5) in axialer Richtung lagengesichert und der Läufer (3) in axialer Richtung verstellbar ist.
3. Pumpe nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Läufer (3) ein Kolben (9) gekuppelt ist, außen in axialer Richtung entgegen dem Druck einer Feder einstellbar ist und daß das im Kolben angeordnete Drucklager (9d) für den Läufer mit einer von außen zugänglichen Nachstellbüchse (9e) versehen ist.
4. Pumpe nach den Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch Führungsringe (27) für die Schieber (4), die zentrisch zur Lauffläche der feststehenden Exzenterbüchsen (2°, 26) angeordnet sind.
5. Pumpe nach den Ansprüchen i bis 3, gekennzeichnet durch einen leicht kegeligen Führungsbolzen (28) für die Schieber (4), der zwecks Nachstellen des Spieles zwischen Schiebern und Führungsbolzen durch z. B. Schrauben (29) axial verschoben werden kann.