DE9206956U1

DE9206956U1 - Flügelzellenpumpe

Info

Publication number: DE9206956U1
Application number: DE9206956U
Authority: DE
Original assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Current assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-10-28
Anticipated expiration: 2002-05-23

Description

Pumpen- und Maschinenfabrik

Gewerbestraße 53 7803 Gundelfingen

Unsere Akte * Bitte stets angeben

S 92 316

FlüaelzellenDumDe

Die Erfindung betrifft eine Flügelzellenpumpe mit einem Gehäuse, in dessen Pumpeninnern sich ein exzentrisch gelagerter, eine Dicht&zgr;one bildender Rotor befindet, der mit dem Pumpenantrieb in Verbindung steht, wobei die Flügel in radial nach außen offenen Buchten des Rotors angeordnet sind.

Eine derartige Pumpe ist bereits aus der DE-OS 35 14 197 bekannt. Diese hat sich in der Praxis gut bewährt, weist jedoch noch einige Nachteile auf. Dies hängt insbesondere damit zusammen, daß die - in Umfangsrichtung gesehene - Breite von Flügelbuchten des Rotors merkbar größer ist, als die - ebenfalls in Umfangsrichtung des Rotors gesehene - Dicke des zu dieser Bucht gehörenden Flügels. Dies ist zwar zum Beispiel zum Fördern heißer Medien vorteilhaft, weil sich ein unterschiedliches Ausdehnungsverhalten zwischen den Flügeln einerseits und dem Rotor andererseits praktisch nicht negativ auswirkt. Nachteilig ist bei solchen Pumpen jedoch, daß die Flügel bei hohem Förderdruck stark belastet werden und deshalb erheblichen Abnutzungserscheinungen unterliegen, gegebenenfalls sich zum Beispiel auch verbiegen können.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der auch ein Erzeugen hoher Drücken und entsprechend hoher Belastung der Flügel die damit verbundenen Abnutzungserscheinungen weitgehend vermindert werden. Auch bei höheren Betriebsdrücken soll die Pumpe verschleißarm arbeiten können.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht bei einer Pumpe der eingangs erwähnten Art in den Kennzeichnungsmerkmalen von Anspruch 1.

Da hierbei die Flügel beidseitig an ihren axialen Enden in radial angeordneten Schiebe-Führungen geführt werden, sind sie gegen Verbiegen gut abgestützt. Auch wenn die - in Umfangsrichtung gesehene - Breite der Buchten des Rotors ihnen keine Seitenführung gibt. Wegen der Führung der Flügel in den Schiebe-Führungen wird auch Verkippen der Flügel in den Rotor-Buchten vermieden. Dadurch wird der Abrieb an den Flügeln vermindert, die Pumpe kann vorteilhaft auch mit hohen Drücken betrieben werden und ihre Pumpleistung wird durch diese Seitenführung der Flügel begünstigt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt.

Durch die Merkmale des 2. Anspruches erhält man bei einfacher Pumpenkonstruktion günstige Zu- und Abströmverhältnisse. Die Merkmale des 3. Anspruches zeigen eine zweckmäßige, einfach herzustellende Konstruktion für die Schiebeführungen des Führungsflansches auf. Mit Hilfe der Maßnahmen des 4. Anspruches erhalten die exzentrisch zum Rotor gelagerten Führungsflansche ihre dem Rotor wenigstens in etwa synchrone Drehbewegung.

Weitere Merkmale der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigen stärker schematisiert:

Fig. 1 eine teilweise im wesentlichen im Längsschnitt gehaltene Seitenansicht einer Flügelzellenpumpe,

Pig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Stirnansicht der

Flügelzellenpumpe entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 im stark vergrößerten Maßstab einen Abschnitt aus der Flügelzellenpumpe nach Fig. 2 in der Gegend des in

Fig. 2 rechten Führungsflansches.

Fig. 1 und 2 zeigen eine im ganzen mit la bezeichnete Flügelzellenpumpe, die ein Gehäuse 1 aufweist, in dem sich ein zy-1indrisch geformter Pumpeninnenraum 2 befindet. Die Achse 43 dieses zylindrischen Pumpeninnenraums 2 ist gegenüber der Lage der Achse 20 der Antriebswelle 8 versetzt angeordnet.

In dem Pumpeninnenraum 2 ist ein zylindrischer Rotor 3 gelagert, dessen Rotationsachse mit der Achse 20 der Antriebswelle 8 zusammenfällt. Die Antriebswelle 8 und der Rotor 3 stehen in Verbindung. Letzterer bewegt sich deshalb exzentrisch innerhalb des Pumpeninnenraums 2.

Dessen Zylindermantelfläche ist auf sich etwa radial gegenüberliegenden Seiten durch einen saugseitigen Eintritt 9 und einem druckseitigen Austritt 10 für das Fördermedium durchsetzt. Der Rotor 3 bildet im Innenwandbereich zwischen Eintritt 9 und Austritt 10 eine Dichtzone 18. Da der Rotor 3 einen kleineren Durchmesser als der Innenraum 2 aufweist,

bleibt wie in Fig. 1 leicht zu erkennen ist, zwischen dem Rotor 3 und dem Innenraum 2 ein im Querschnitt etwa sichelförmiger Innenraumteil als Förderraum 2a frei.

Der Pumpeninnenraum 2 und somit auch der Förderraum 2a werden von Flügeln 4 im Sinne des Pfeiles PfI (Fig. 1) durchlaufen. Diese Flügel 4 befinden sich in radial nach außen gerichteten und radial nach außen sowie axial seitlich offenen Buchten 7 des Rotors 3. Dabei ist in jeder dieser Buchten 7 ein Flügel radial beweglich angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind vier Buchten 7 vorgesehen. Eine Flügelzellenpumpe la kann aber auch zum Beispiel nur drei Flügel 4 oder eine Vielzahl von Flügeln 4 aufweisen. Diese Flügel 4 sind radial beweglich in den Buchten 7 angeordnet und die Tiefe t dieser Buchten 7 ist so bemessen, daß ein Flügel 4 beim Durchlaufen der Dichtzone 18 genügend Platz in der zugehörigen Bucht 7 vorfindet. Außerdem sind die Buchten 7, wie bereits erwähnt, bezüglich ihrer Breite B in Umfangsrichtung des Rotors 8 merkbar größer bemessen, als es der Dicke D der Flügel - ebenfalls in Umfangsrichtung gesehen - entspricht (Fig. 1). In bekannter Weise erfolgt die aus Fig. 1 gut ersichtliche relative radiale Verschiebebewegung der Flügel 4 beim Umlaufen des Rotors 3 aufgrund der Fliehkraft, wobei die Zylindermantelfläche 11 des Pumpeninnenraums 2 die jeweils radial äußerste Stellung der Flügel festlegt beziehungsweise diese bei der Drehung des Rotors 3 wieder in die Rotor-Buchten 7 zurückdrängt.

Diese Buchten 7 durchsetzen die axialen Seitenflächen 5 des Rotors 3. Die Breite B der Buchten 7 ist, wie bereits erwähnt, etwas größer bemessen als die Dicke D der Flügel 4. Man wählt den Unterschied zwischen der Buchten-Breite B und der Flügel-Dicke D u.a. nach dem Gesichtspunkten, daß beim Fördern heißer Medien ein unterschiedliches Ausdehnungsverhalten zwischen den Flügeln 4 einerseits und dem Rotor 3 andererseits sich nicht negativ auswirkt, insbesondere ein Klemmen verhindert wird.

Ferner noch kann man durch den Unterschied der Buchten-Breite B und der Flügel-Dicke D diesen Teil der Flügelzellenpumpe besser an die Viskosität des Fördermediums anpassen. Auch wird durch die gleiche Maßnahme eine einfachere Herstellbarkeit begünstigt, da Toleranzprobleme vermieden werden können.

Es gehört noch mit zur Erfindung, daß die Flügel 4 in axialer Richtung den Rotor 4 beziehungsweise dessen axiale Seitenbegrenzungsflächen 5 beidseits etwas überragen und mit diesen radialen Rändern 40 beidseits in schlitzförmige Schieberführungen eingreifen, die im Ausführungsbeispiel von Führungsnuten 21 gebildet sind, die sich in den Führungsflanschen 6 befinden. Dabei sind diese als Schiebe-Führungen für die Flügel 4 vorgesehenen Führungsnuten 21 auf die Lage der Buchten 7 abgestimmt, jedoch so bemessen, daß sie als enge, jedoch eine leichte Hin- und Herbewegung der Flügel zulassende Führungsnuten darstellen. Dabei bewegen sich die Führungsflansche 6 koaxial zum Pumpeninnenraum 2, so daß auch die Flügel 4, wie aus Fig. 1 und 3 gut ersichtlich, der Innenkontur der Zylindermantelflache 11 des Pumpeninnenraums 2 folgen können. Die Führungsnuten 21 überragen also in radialer Richtung, namentlich im Bereich des Förderraumes 2a, den Rotor 3 und verhindern sowohl ein unerwünscht starkes Verkippen der Flügel 4 als auch deren unnötig hohe Biegebelastung (vgl. in Fig. 1 oberen Bereich der Pumpe la). Durch die Kombination der vergleichsweise breiten Rotor-Buchten 7 mit den vergleichsweise engen, auf die Dicke D der Flügel abgestimmten Führungsnuten 21, die in seitlichen Führungsflanschen 6 am Rotor 3 angeordnet sind, kann man die Vorteile der breiten Rotorbuchten 7 mit den guten, engen Führungen kombinieren, ohne die jeweiligen Nachteile solcher Konstruktionen in Kauf nehmen zu müssen. Die Flügel 4 greifen nämlich nur mit einem schmalen Rand 40 in den Führungsnuten 21 der Führungsflansche 6 ein, so daß insoweit aus Gründen der thermischen Ausdehnung und/oder aus Gründen der

Viskosität des Fördermediums praktisch nicht die bereits erwähnten Nachteile auftreten.

Die äußeren, zum Rotormantel 3a wegweisenden Flügelenden 4a bilden eine Abdichtung der einzelnen Zellen der Flügelzellenpumpe entlang des Gehäuseinnenwand-Mantels 11.

Der - in Achsrichtung gesehen - mittlere Teil des Gehäuses 1 ist im wesentlichen als ringförmiger Mantelteil 111 der Flügelzellenpumpe la ausgebildet. In axialer Richtung schließen sich zu beiden Seiten des Mantelteils 111 Seitenflansche 12 an, die zum Gehäuse 1 gehören. Diese Seitenflansche 12 dienen u.a. der Lagerung der Antriebswelle 8, die mit dem Rotor 3 in axialer und insbesondere in Drehverbindung steht. Auf der Seite des Rotors 3, an der die Welle 8 mit einem (nicht dargestellten) Antrieb verbindbar ist, befindet sich zur Abdichtung nach außen eine Stopfbuchsendichtung 14. Daran schließt sich, zum Rotor 3 hin gewandt, ein Gleitlager 15 an. Auf der antriebsfernen Seite ist die Welle 8 durch eine außen geschlossene Lagerhülse 13 gehalten, in welcher ebenfalls ein Gleitlager 15 angeordnet ist.

In Fig. 2 und 3 erkennt man gut die Anordnung der Führungsflansche 6 und in Fig. 3 insbesondere die Führungsnuten 21. Dort ist gut erkennbar, daß diese Führungsnuten 21 sowie die zugehörigen Führungsflansche 6 im oberen Bereich über die seitlichen Stirnflächen 5 des Rotors 3 überstehen.

Die Führungsflansche 6 sind in Drehrichtung PfI jeweils mit dem Rotor 3 gekoppelt. Dies kann gegebenenfalls mittels eines Mitnehmerstiftes 42 (vgl. Fig. 3) erfolgen. Ist dieser Mitnehmerstift 42 fest im Rotor 3 befestigt, ist im Führungsflansch 6 eine dessen Exzentrizität berücksichtigende Nut 43 vorzusehen. Umgekehrt kann man auch einen entsprechenden Stift in dem Führungsflansch 6 befestigen und dann eine entsprechende Nut

im Rotor 3 anordnen. Während sich der Rotor 3 um die Rotorachse 20 dreht, ist die Drehbewegung der Führungsflansche 6 um ihre Drehachse 43 durch den Innenmantelbereich 11 der Pumpe la vorgegeben, wie dies auch gut aus den unterschiedlichen Mitte1linien 31 und 30 gemäß Fig. 1 hervorgeht.

Aus Fig. 1 und 2 erkennt man, daß der Saugstutzen 9 und der Druckstutzen 10 koaxial in Strömungsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 1 angeordnet sind. Dabei tangieren die lichte Öffnung des Saug- und Druckstutzens 9 und 10 außenseitig den Mantelbereich 11 des Pumpengehäuses.

Die als Schiebeführungen dienenden Führungsnuten 21 sind zum Pumpeninnenraum 2 und radial nach außen offen.

Die Dreh-Kopplung zwischen den Führungsflanschen 6 und dem Rotor kann auch alleine über die Flügel 4 erfolgen. Diese Ausführung hat den Vorteil einer besonders einfachen Herstellungsweise. Die Führungsflansche 6 werden dann praktisch von mindestens einem Flügel 4 in Drehrichtung mitgenommen. Die Ausbildung der Kopplung zwischen Rotor und Führungsflanschen 6 mit Hilfe eines Stiftes 42 und einer Nut 43 (Fig. 3) hat den Vorteil, daß die Flügel 4 in Drehrichtung im wesentlichen für die Mitnehme-Kraft der Führungsflansche 6 nicht herangezogen zu werden brauchen.

Die beschriebene Flügelzellenpumpe wird besonders häufig beim Fördern von Öl, namentlich beim Fördern von hohen Drücken eingesetzt. Das Vermeiden von Biegebelastungen und/oder Kippbewegungen der Flügel in den Rotorbuchten 7 ist deshalb besonders vorteilhaft. Auch erlaubt die erfindungsgemäße Konstruktion eine größere Freiheit bei der Auswahl der Breite B der Rotor-Buchten 7 im Hinblick auf die Viskosität des Fördermediums, ohne daß dadurch merkbare Nachteile entstehen.

Alle vorbeschriebenen und/oder in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

- Ansprüche -

Claims

Ansprüche

1. Flügelzellenpumpe (la) mit einem Gehäuse (1), in dessen Pumpeninnern sich ein exzentrisch gelagerter, eine Dichtzone (18) bildender Rotor (3) befindet, der mit einem Pumpenantrieb in Verbindung steht, wobei die Flügel (4) in radial nach außen offenen Buchten (7) des Rotors angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet . daß an jeder axialen Seitenbegrenzungsfläche (5) des Rotors (3) ein Führungsflansch (6) mit auf seiner jeweils dem Rotor (3) zugewandten Innenseite angeordneten schlitzförmigen Schiebe-Führungen für die Betriebsbewegungen der Flügel (4) vorgesehen ist, in welche die Flügel (4) mit ihren axialen Rändern (40) eingreifen, wobei diese Führungen als enge, jedoch eine leichte Hin- und Herbewegung der Flügel (4) zulassende Schlitze (7) ausgebildet sind, und daß sich die Führungsflansche (6) koaxial zum Pumpeninnenraum (2) drehen.

2. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (9) und der Druckstutzen (10) etwa koaxial in Strömungsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses (1) angeordnet sind, wobei vorzugsweise die lichten Öffnungen des Saug- und Druckstutzens (9, 10) außenseitig den Mantelbereich (11) des Pumpengehäuses (1) tangieren.

3. Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberführungen als zum Pumpeninnenraum (2) und vorzugsweise radial nach außen offene Führungsnuten (21) ausgebildet sind.

4. Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3) und die Führungsflansche (6) in Drehrichtung (PfI) jeweils mit dem Rotor gekoppelt sind, gegebenenfalls mittels eines Mitnehmerstiftes (42) .

(H. Schmitt) Patentanwalt