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Einrichtung zum Umwälzen von Gasen oder Flüssigkeiten Der Gegenstand
der Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung von Einrichtungen, die dem Umwälzen
von Gasen oder Flüssigkeiten dienen. Die bekannten Einrichtungen dieser Art, meist
Verdrängerpwmpen genannt, erhalten ein elastisch verformbares, einen Arbeitsra"am
abschließendes Mnttel, auf das um eine Achse umlaufende Wälzkörper einwirken, die
den Arbeitsraum an der je-
weiligen Wälzstelle unterteilen. Der Querschnitt
des Arbeitsraumes wird also während des Betriebes verändert, und zwar wird der Raum
hinter dem oder den: abrollenden Wälzkörpern, also auf der. Saugseite, durch die
elastische Rückfederung des elastischen Mittels vergrößert, vor dem oder den abrollenden
Wälzkörpern dagegen verkleinert.
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Nach dem Gegenstand des Hauptpatents 948 907 wird als elastisch verformbares
Mittel. eine Membran vorgesdhen, die so angeordnet ist, daß sich ihre Flächen im
wesentlichen senkrecht zur Drehachse der mit den Wälzkörpern in Wirkverbindung stehenden
Welle erstrecken.
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Die den Arbeitsraum albdeckende Membran war mindestens an einer Stelle
gegenüber denn Gehäuse so festgelegt, daß der Arbeitsraum, beispielsweise
eine
ringförmige Rinne, an dieser Stelle unterbrochen ist. Die an allen Stellen gleich
dicke Membran erstreckt sich in einer senkrecht zur umlaufenden Welle liegenden
Ebene, so lange noch keine Wälzkörper auf ,sie einwirken.
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Die im Hauptpatent beschriebene Einsrichtung hat sich bewährt. Man
kann die Einrichtung jedoch verbessern, wenn man, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen
wird, das elastisch verformbare Mittel, im Falle des Hauptpatents die Membran im
Bereich der Wälzkörpereinwirkung an der dem Wälzkörper zugewandten Seite im Querschnitt
gesehen etwa kreisbogenförmig wölbt, während die dem Arbeitsraum zugewandte-Seite
im wesentlichen eben bleibt. Dadurch wird erreicht, daß die Reibung zwischen den
Wälzkörpern und dem elastisch verformbaren Mittel verringert wird:, und dieses schneller
in seine Ursprungslage zurückkehrt.
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Zur Erhöhung dieser Wirkungen empfiehlt es sich, den von den Wälzkörpern
beeinflußten Bereich des elastisch verformbaren. Mittels vorzuspannen. Die Vorspannung
erfolgt, wenn man als elastisches Mittel eine Membran verwendet, zweckmäßigerweise
in radialer Richtung.
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Besonders zweckmäßig ist es, die von den Wälzkörpern beeinflußte Fläche
in eine andere Ebene zu legen als die anderen Flächen :des elastisch verformbaren
Mittels, so kann die beeinflußte Fläche sowohl. in einer zu der oder den anderen
Ebenen parallel liegenden Ebene liegen, als auch in einer oder mehreren Ebenen,
die zu der oder den anderen Ebenen unter einem Winkel verlaufen. Während die die
Membran gegenüber dem Gehäuse feistlegenden Mittel nach der Einrichtung des Hauptpatents
aus einer oder mehreren ebenen Ringscheiben bestanden, werden diese Mittel nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung mit Ansätzen verstehen., die sich in einer
zur Scheibenebene senkrechten Ring-. ebene erstrecken. Die dem elastischen Mittel,
also beispielsweise der Membran zugewandte Abschl:ußfläche der Ansätze wird zweckmäßigerweise
'abgerundet gestaltet. Man kann darüber hinaus an den Ansätzen der Scheiben Anlageflächen
für den die Wälzkörper führenden Käfig vorsehen und auch durch entsprechende Gestaltung
der Ansätze dafür sorgen, daß das verformbare Mittel bei UTberdruck im Arbeitsraum
nicht ausbeult. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens sind in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Schnitt durch eine Einsrichtung gemäß der Erfindung,
deren elastisch verformbares Mittel aus einer Membran besteht, die so verformt ist,
daß ihre eingespannten und ihre durch :die Wälzkörper beeinflußten Flächen in. zwei
zueinander parallelen Ebenen liegen, Fig. 2 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
dessen Membran so verformt ist, daß ihre eingespannten und ihre durch Wälzkörper
beeinflußten Flächen unter einem Winkel zueinander liegen.
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Gleiche bzw. gleichartig wirkende Teile der beiden Ausführungsbeispiele
sind mit ,den gleichen Bezugsziffern versehen. In einem Gehäuse i ist ein Arbeitsraum
in: Gestalt einer ringförmigen Rinrie 2 vorgesehen, deren Erzeugende, wie bei der
Einrichtung nach dem Hauptpatent, im wesentlichen aus einem mittleren Kreisbogen
besteht, an dem sich zwei Kurvenstücke so anschließen, daß die durch die Anschlußpunkte
bestimmte gemeinsame Tangente als Wendetangente erscheint.
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Die Rinne 2 wird an den Stellen durch die Membran voll ausgefüllt,
an denen sich die Wälzkörper 3, beispielsweise drei gerade befinden, die die Membran
4 beeinflußen. Die Wälzkörper 3 werden durch einen einteiligen Käfig 5 geführt und'
durch eine Scheibe 6 beeinflußt, die in zwangläufiger Verbindung mit der umlaufenden
Welle 7 steht. beispielsweise durch Anordnung von Mitnehmern, Nasen od. :dgl., die
in Schlitze der Scheibe 6 einrei n g ifen. Die Wälzkörper 3 und ihr Käfig
5 laufe also mit der halben Winkelgeschwindigkeit der Welle 7 um. Die Scheibe
6 steht unter Wirkung eines oder mehrerer elastischer Mittel, wie beispielsweise
einer Feder 8, die sich einerseits an, der Scheibe 6, andererseits an dem Flansch
9 der Welle 7 abstützt, die z. B. über das Axiallager.io im Deckel i i gelagert
ist. Die Scheibe 6 isst an der den Wälzkörpern 3 zugewandten Seite mit einer Scheibe
12 aus einem Werkstoff, der dem Werkstoff der Membran ähnlich ist, versehen, um
das Auftreten von Schlupf zu verhindern.
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Die Membran 4 wird einerseits durch den Ring 13, andererseits durch
die Scheibe 14 und den Ring 15 beeinflußt. Die Ringscheibe 13 legt die Membran 4
an ihrem Umfang .gegenüber dem Gehäuse i fest, während die Scheibe 14 und: dieRingschei.be
15 mit ihren Ansätzean 16, 17 die. Membran 4 aus der Ebene herausdrücken, in der
ihr Umfang durch die Ringscheibe 13 festgelegt ist. Die der Membran 4. zugewandten
Flächen der Ansätze 16, 17 sind gekrümmt, vorzugsweise abgerundet, um ein Einschneiden
in die Membran zu verhindern. Das Verformen der Membran 4 durch die Ansätze 16,
17 erzeugt in ihr eine Vorspannung im Bereich der Wälzkörpereinwirkung, @so daß
sie, nachdem sie durch einen Wälzkörper aus der Normallabe ausgelenkt wurde, beschleunigt
in diese wieder zurückkehrt. Die Membran ist so geformt, daß asie dort, wo die Wälzkörper
auf sie einwirken, am stärksten isst. Ihre Dicke. verringert sich mit zunehmender
Annäherung an die Ansätze 16, 17. Die Ansätze 16, 17 weisen außerdem -Anlageflächen
18, i9 auf, an denen der einteilige Käfig 5 anliegen kann.
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Die Ringe 13, 14, 15 werden: durch Schrauben gegenüber dem vorzugsweise
aus Aluminium gefertigten Gehäuse i festgelegt. In der Zeichnung ist lediglich dargestellt,
wie die Scheiben 13 und 14 durch in die selbstschneidenden Gewindebuchsen 2o eingreifende
Schrauben 21 festgelegt werden. Die die Ringscheibe 15 festlegenden Schrauben, die
nicht dargestellt sind, sind gegenüber den Schrauben 21 versetzt am Umfang des Gehäuses
i angeordnet. Lediglich die den Gehausedeckel i i mit dem Gehäuse i bzw. dessen
Teilen festlegenden Schrauben 22 sind an den gleichen Stellen vorgesehen,
an
denen sich die Schrauben 21 befinden. Die Mein. bran unterbricht die ringförmige
Rinne 2 dort, wo die Schraube 23 im Gehäuse i angeordnet ist. Die Schraube 23 zieht
die Membran 4. so in die Rinne 2 hinein, daß die Wälzkörper 3 die Membran nicht
erst verformen müssen, um die Rinne abzuschließen. Die Zuleitungsöffnung zur Rinne
:2 liegt auf der einen Seite der durch die Schraube 23 erzeugten Unterbrechung der
Rinne 2, während die A.bführungsöffnung auf der anderen Seite in die Rinne mündet.
D,ie zu bewegenden Gase oder Flüssigkeiten treten also durch eine dieser Öffnungen
in die ringförmige Rinne ein, werden durch die umlaufenden Wälzkörper bewegt und
treten durch die andere Öffnung aus. Als Gasdichtungen dienen die Ringnuten 24,
23.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel .nach Fi:g. i das elastisch verformbare
Mittel 4 so verformt ist, daß seine eingespannten Flächen in einer Ebene liegen
und die von den Wälzkörpern beeinflußte Fläche in einer dazu parallelen Ebene verläuft,
so daß also die Ringscheibe 13 und die Scheibe 14 in einer Ebene liegen, ist das
elastisch verformbare Mittel nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 durch entsprechende
Gestaltung dies Gehäuseteiles i' und der anderen Teile so verformt, daß die Einspannung
des äußeren Teiles der Membran. 4 in einer Ebene, die Einspannung des inneren Teiles
in einer dazu parallel liegenden Ebene erfolgt und die von den Wälzkörpern beeinflußte
Fläche unter einem Winkel zu den Einspannurngsebenen verläuft. Die Membran q.' ist
also kegelstumpfmantelartig verformt. Dementsprechendsind auch der Käfig 5', die
Scheibe 6' und die Scheibe 12' so gestaltet, daß ihre Flächen einen Kegelstumpfmantel
darstellten. Die Ansätze 16', 17' sind ebenfalls der Form der Membran angepaßt und
darüber hinaus noch in Richtung auf die umlaufenden Wälzkörper 3 hin verlängert,
so daß sie nicht nur als Druckmittel zur Erzeugung einer Vorspannumg der Membran
im Bereich der Wälzkörpereinwirkung dienen, sondern auch ein zu starkes Ausbeulen
der Membran 4' verhindern, falls iah A.rbeits:raurm 2( erheblicher Überdruck auftritt.
Die dem Käfig 5' zugewandten 'Flächen der auf die Wälzkörper hin verlängerten Ansätze
16' 17' können-als Anlageflächen für den Käfig 5' dienen, der durch einen Ring
a6 gesichert wird.
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Man kann den Arbeitsraum, auch an mehrezen Stellen unterbrechen, muß
dann allerdings auch die entsprechende Anzahl von Zuführungs- und Abführungsöffnungen
vorsehen.
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Weiterhin können die Merkmale des einen Au:sführungsbeispieles mit
den Merkmalen dies anderen Ausführungsbeispieles kombiniert werden. Auch kann: man
die sich auf die Querschnittgestaltung des elastischen Mittels beziehenden Merkmale
bei anderen Einrichtungen zum'Umwälzen von Gasen oder Flüssigkeiten, vorzugsweise
.bei Bandpumpen verwenden.