EP0520943A1 - Verdrängungspumpe - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/02—Rotary-piston machines or pumps of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C2/025—Rotary-piston machines or pumps of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents the moving and the stationary member having co-operating elements in spiral form
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
- F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
Definitions
- the displacement pump is therefore designed and dimensioned according to the most extreme conditions.
- the adaptation must be carried out with a blow-off valve as a countermeasure.
- a blow-off valve as a countermeasure.
- the unnecessarily expended energy is then not only used unused due to the necessary blowing off, but is also directly misused by heating the recirculating oil.
- blowing off the oil via a pressure relief valve leads to foam formation, which significantly affects the lubricating properties.
- the outside diameter of the disc 4, which cannot be seen in this section, is shown in dashed lines.
- the spiral 5a lies both at its entry-side end and at its exit-side end with its inside against the inner peripheral wall 8 of the delivery chamber 6. On the one hand, it thus encloses the crescent-shaped work space 12 with its inside. On the other hand, the spiral is open on its outside against both inlet 2 and outlet 3, i.e. at the same time, it sucks in and discharges there, as indicated by the corresponding arrows.
- the spiral 5b is in the second end position. It encloses the working space 12 with its outside and is opened with its inside against the inlet 2 and the outlet 3.
- the spring means 13 used here are a number of helical springs arranged uniformly over the circumference. At one end, these springs are supported by ball joints 28 in corresponding pans on the inner wall of the housing half 7 '. With their other end, they also act directly on the rear side of the disc 4, which is not provided with displacement bodies, via ball joints, which is also equipped with ball sockets on the corresponding diameter for this purpose.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verdrängungspumpe für inkompressible Medien, mit mindestens einem durch spiralförmige, sich von einer Seitenwand eines feststehenden Gehäuses senkrecht erstreckende Umfangswände begrenzten Förderraum, der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass zu einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass führt, und mit einem in den Förderraum ragenden, spiralförmigen Verdrängungskörper, der einen Umschlingungswinkel von 360° umfasst und der in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung gelagert ist und dessen Zentrum gegenüber dem Zentrum der Umfangswände exzentrisch so versetzt ist, dass der Verdrängungskörper stets sowohl die aussenliegende als auch die innenliegende Umfangswand des Förderraumes an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie nahezu berührt,
- Eine derartige Maschine, deren Prinzip beispielsweise aus der US 2,841,089 bekannt ist, eignet sich für die Förderung von Flüssigkeiten. Während des Betriebes einer derartigen Maschine werden entlang des Förderraumes zwischen dem Verdränger und den beiden Umfangswänden des Förderraumes sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich vom Einlass durch den Förderraum hindurch zum Auslass hin bewegen. Solche Spiralmaschinen mit einem Umschlingungswinkel von 360° fördern lediglich, da sie ohne innere Verdichtung arbeiten. Mit zunehmender Anzahl Kreisbewegungen pro Zeiteinheit steigt auch das Fördervolumen. Der Druck im Auslass ist unabhängig vom Ansaugdruck im Einlass und wird vom Verbraucher vorgegeben. Mit zunehmenden Druck im Auslass steigt selbstverständlich auch der Leistungsbedarf.
- Soll eine derartige Verdrängungspumpe beispielsweise zur Förderung des Schmiermittels bei Verbrennungsmotoren angewendet werden und wird die Pumpe auf einfachste Weise vom Verbrennungsmotor direkt angetrieben, so sind folgende Probleme zu beachten: Der Drehzahlbereich und somit die Anzahl Kreisbewegungen des Verdrängungskörpers ändert sich um einen Faktor 10 unter der Voraussetzung, dass der Motor zwischen Leerlaufdrehzahl und Vollastdrehzahl ordentlich mit Schmiermittel versorgt ist. Hieraus ergibt sich, dass die Verdrängungspumpe für die minimale Verbrauchsmenge von beispielsweise 10 Liter pro Minute ausgelegt werden muss. Nach obigem würde die Pumpe bei Vollast somit die selbstverständlich nicht benötigte 10-fache Menge fördern. Ein weiteres Problem ergibt sich bezüglich der Schmiermitteltemperaturen, die z.B. im Falle von Schmieröl ohne weiteres zwischen -20°C und 120°C variieren können. Dieser Temperaturunterschied von 140°C führt zu stark varierender Viskosität des Öls, welche ihrerseits den Wirkungsgrad der Verdrängungspumpe beinflusst. Die Konsequenz hieraus ist, dass die Pumpe für die grössten auftretenden Temperaturen auszulegen ist. Ein dritter Problemkreis ergibt sich vom Verbraucher her: Fertigungstoleranzen sowie Abnützung im Verbrennungsmotor führen zu unterschiedlichem Widerstand und somit zu unterschiedlichen Drücken im Auslass der Verdrängungspumpe. Diese muss demnach von vorne herein für die grösstmögliche Abnützung des Motors ausgelegt werden.
- Die Auslegung und Dimensionierung der Verdrängungspumpe erfolgt somit nach den extremsten Bedingungen. Anlässlich des Betriebes bei nichtextremen Bedingungen, was der Regelfall ist, muss als Gegenmassnahme die Anpassung mit Hilfe eines Abblasventils erfolgen. Dies führt, abgesehen von der für den Regelfall überdimensionierten Maschine, zu folgenden Nachteilen: Die unnötig aufgewandte Energie wird anschliessend durch das erforderliche Abblasen nicht nur ungenutzt, sondern direkt falsch genutzt, indem das rezirkulierende Öl aufgeheizt wird. Zudem führt das Abblasen des Öls über ein Überdruckventil zur Schaumbildung, was die Schmiereigenschaften erheblich beeinträchtigt.
- Aus der FR 2.195.270 ist es bekannt, bei Spiralmaschinen federunterstützte Entlastungsventile in den nichtkreisenden Förderräumen anzubringen. Bei dieser bekannten Maschine umschliesst die Förderspirale eine Winkel von 720°. Es handelt sich demnach aufgrund der gegebenen inneren Verdichtung um einen eigentlichen Spiralverdichter für kompressible Medien. Bei den federunterstützten Entlastungsventilen handelt es sich jedoch nicht um eine Massnahme zur Begrenzung des Förderdruckes oder der Fördermenge, sondern es ist beabsichtigt, das Rückströmen aus einer innenliegenden Förderkammer in eine benachbarte weiter aussenliegende Förderkammer zu vermeiden. Hätte die Spirale dieser Maschine nur einen Umschlingungswinkel von 360°, wie dies zur Förderung von inkompressiblen Mitteln zwingend ist, so würden die Entlastungsventile nicht benötigt.
- All die im Zusammenhang mit Verdrängungspumpen für Flüssigkeiten genannten Nachteile will die Erfindung verhindern. Ihr liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängungspumpe der eingangs genannten Art als druckkonstante, selbstregulierende Pumpe auszubilden.
- Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die orbitierende Scheibe mit dem Verdrängungskörper axial verschiebbar mit einer das Gehäuse durchdringenden und darin gelagerten Antriebswelle verbunden ist und dass unmittelbar auf die Rückseite der Scheibe wirkende Federmittel, welche sich im Innern des Gehäuses abstützen, die Scheibe mit dem Verdrängungskörper gegen die Seitenwand presst und dichtet, und dass die Federmittel so ausgelegt sind, dass beim Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsmitteldruckes im Auslass die Scheibe mit dem Verdrängungskörper aus ihrer Dichtstellung so weit ausrückt, dass der Arbeitsmitteldruck konstant bleibt, unabhängig von der zeitlichen Anzahl Kreisbewegungen und unabhängig vom Fördervolumen.
- Zwar ist es aus der eingangs erwähnten US 2,841,089 bereits bekannt, die Scheibe mit dem Verdrängungskörper über Federmittel gegen die kooperierenden Förderraumwandungen anzupressen, um die erwünschte Dichtwirkung im Förderraum zu erzielen. Jedoch sind diese Federmittel in erster Linie dazu vorgesehen, um eine mitorbitierende Dichtanordnung gegen das Gehäuse zu pressen, um so den Lagerraum gegen den Förderraum abzudichten. Ein Ausrücken der Scheibe ist dort infolge permanenten Anpressens über konstruktive Mittel wie Lagerringe und Wellenbunde nicht möglich.
- In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Es zeigt: - Fig.1 einen Querschnitt durch eine erste Verdrängungspumpe nach Linie I-I in Fig.2;
- Fig.2 einen Längschnitt durch die Verdrängungspumpe nach Linie II-II in Fig.1
- Fig.3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsvariante der Verdrängungspumpe nach Linie III-III in Fig.4;
- Fig.4 einen Längschnitt durch durch eine Ausführungsvariante der Verdrängungspumpe nach Linie IV-IV in Fig.3
- In der Zeichnung sind alle für das Verständnis der Erfindung unwesentlichen Teile wie beispielsweise der Antrieb, die Fixierung der Gehäuseteile untereinander und am Verbraucher usw. fortgelassen. Teile der zwei Ausführungsvarianten mit der gleichen Bezeichnung sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums ist mit Pfeilen bezeichnet.
- Die in den Fig.1 und 2 gezeigte Pumpe ist mit zwei ineinandergeschachtelten Förderraümen 6 und darin einliegenden Verdrängungskörpern 5 ausgerüstet. Es versteht sich, dass in der gleichen Ebene ein ganzes System von derartig angeordneten Spiralen vorgesehen sein kann. Alle diese Spiralen können vorteilhafter von einem eigenen Einlass 2 in einen gemeinsamen Auslass 3 fördern.
- Zur Erläuterung der Funktionsweise der Pumpe, welche eine Anwendung als Schmierölpumpe für Verbrennungsmotoren finden könnte, wird auf den eingangs genannten Stand der Technik verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis der Erfindung notwendige Pumpenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben.
- Mit 1 ist der scheibenförmige Läufer insgesamt bezeichnet. An einer Seite der Scheibe 4 sind die spiralförmig verlaufenden Verdrängungskörper 5 angeordnet. Ihre Spiralen erstrecken sich über einen Umschlingungswinkel von 360°. Sie greifen in einen Förderraum 6 des feststehenden Gehäuses 7. Sie sind in ihrer axialen Erstreckung so bemessen, dass sie mit ihren schmalen Stirnseiten sowohl im Stillstand als auch während des Betriebes den Nutengrund der Förderräume, d.h. die Scheibenseite 20 nahezu berühren. Der Förderraum 6 ist nach Art eines spiralförmigen Schlitzes in das Gehäuse 7 eingearbeitet. Er verläuft von einem am äusseren Umfang der Spirale im Gehäuse angeordneten Einlass 2 zu einem im Gehäuseinneren angeordneten Auslass 3. Er weist im wesentlichen parallele, im gleichbleibenden Abstand zueinander angeordnete Umfangswände 8,9 auf, die hier - wie der Verdrängungskörper - eine Spirale von 360° umfassen. Zwischen diesen Umfangswänden 8,9 wird der Verdrängungskörper 5 geführt. Dessen Krümmung ist so bemessen, dass er die inneren und äusseren Umfangswände gleichzeitig nahezu berührt. Hierzu ist das Zentrum 10 des Verdrängungskörpers 5 gegenüber dem Zentrum 11 des Förderraumes 6 exzentrisch versetzt. Die Spiralform von Förderraum und Verdrängungskörper setzt sich aus je zwei Halbkreisbögen zusammen. Selbstverständlich sind auch andere Spiralformen möglich.
- Während des Betriebes der Pumpe stellt sich durch den exzentrischen Antrieb des scheibenförmigen, die Verdrängungskörper 5 tragenden Läufers 1 eine Kreisbewegung jedes der Punkte der Verdrängungskörper ein, wobei diese Kreisbewegung durch die Umfangswände der Förderräume begrenzt ist. Infolge der mehrfachen, abwechselnden Annäherung der Verdrängungskörper an die inneren und äusseren Umfangswände ergeben sich an den Innen- und Aussenseiten der Verdrängungskörper abwechselnd sichelförmige, das Arbeitsmedium einschliessende Arbeitsräume 12. Anlässlich der Kreisbewegung der Verdrängungskörper werden diese Arbeitsräume durch die Förderräume in Richtung auf den gemeinsamen Auslass vorgeschoben.
- Beim in Fig.1 gezeigten Fall sind zwei Endstellung der Verdrängungskörper 5 dargestellt. Der Aussendurchmesser der in diesem Schnitt nicht erkennbaren Scheibe 4 ist gestrichelt eingezeichnet. Die Spirale 5a liegt sowohl an ihrem eintrittsseitigen Ende als auch an ihren austrittsseitigen Ende mit ihrer Innenseite an der inneren Umfangswand 8 des Förderraumes 6 an. Einerseits schliesst sie somit mit ihrer Innenseite den sichelförmigen Arbeitsraum 12 ein. Andererseits ist die Spirale an ihrer Aussenseite sowohl gegen den Einlass 2 als auch gegen den Auslass 3 geöffnet, d.h. gleichzeitig saugt sie dort an und stösst dort aus, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet. Die Spirale 5b hingegen steht in der zweiten Endstellung. Sie schliesst mit ihrer Aussenseite den Arbeitsraum 12 ein, und ist mit ihren Innenseite gegen den Einlass 2 und den Auslass 3 geöffnet. Pro Kreisbewegung ergeben sich durch diese versetzten Spiralstellungen zwei Ausstösse, was eine pulsationsarme Förderung ergibt.
- Der besseren Übersicht wegen ist beim Längsschnitt in Fig.2 das System der Verdrängungskörper 5 um 90° gegenüber der Darstellung in Fig.1 gedreht. Dies, um in der Schnittebene die Exzentrität e zwischen Antrieb und Läufer sowie zwischen Verdrängungskörper und Förderräumen besser zeigen zu können. Nicht dargestellt ist die äussere Anspeisung der beiden Einlässe 2, die auf beliebige Art erfolgen kann.
- Die beiden Gehäusehälften 7 und 7′ sind über in Fig.1 lediglich angedeutete Verschraubungen 29 miteinander verbunden. Die Antriebswelle 14, welche das Gehäuse 7′ durchdringt, ist koaxial zu den Förderräumen 6 angeordnet. Die Zentren der Förderräume verlaufen ihrerseits in der Mitte des kreisrunden Gehäuseteiles 7. Die Wellenlagerung 18 befindet sich innerhalb einer mit der Gehäusehälfte 7′ integrierten Büchse 24. Innerhalb eines Wellenbundes ist eine um die Exzentrizität e versetzte Sackbohrung 26 vorgesehen, über welche die Verbindung zum axial verschiebbaren Läufer 1 erfolgt. Diese Verbindung geschieht in Form eines aus der Scheibe 4 herausragenden Zapfens 15. Über die Zapfenlagerung 17 greift dieser Zapfen in das Sackloch 26 ein. Die Schmierung der Zapfenlagerung 17 und der Wellenlagerung 18 erfolgt über das von den Spiralen geföderte Arbeitsmittel. Hierzu sind die Scheibe 4 und der Zapfen 15 mit einer Längsbohrung 16 versehen, welche mit dem Auslass 3 kommuniziert. Über Querbohrungen 19 im Zapfen und 21 im Wellenbund wird das unter Druck stehende Schmiermittel den jeweiligen Lagerstellen zugeführt. Das aus den Lagerstellen austretende Schmiermittel wird über eine Querbohrung 22 im Wellenbund und über eine Bohrung 23 in der Gehäusebüchse 24 in den mit den Einlässen 2 in Verbindung stehenden Innenraum der Gehäusehälfte 7′ geleitet.
- In diesem Innenraum befinden sich auch die Federmittel 13, welche gewährleisten, dass der Druck im Auslass 3 ein vorbestimmtes Mass nicht überschreitet. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Schraubenfeder, welche die Büchse 24 umgibt. Mit einem Ende stützt sich diese Feder an der Innenwand der Gehäusehälfte 7′ ab. Mit ihrem andern Ende wirkt sie unmittelbar auf die nicht mit Verdrängungskörpern versehene Rückseite der Scheibe 4. Da diese Scheibe während des Betriebes orbitiert, bedarf die anliegende Feder einer Führung. Die Scheibe ist deshalb am entsprechenden Durchmesser mit einem ringförmigen Ansatz 25 versehen. An dessen freier Stirnseite ist eine Nut angebracht, in der die Feder einliegt.
- Die Federmittel sind nunmehr mit einer bestimmten Stärke und gemäss einer bestimmten Charakteristik ausgebildet. Und zwar so, dass bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Auslass 3 die auf die innere Kreisfläche der Scheibe 4 sowie auf die daran angrenzenden gegen den Auslass offenen Sichelflächen der Förderräume wirkenke Kraft ausreicht, um die Scheibe mit den Verdrängungskörper aus ihrer normalen Dichtstellung leicht abzuheben. Hierbei fährt der Zapfen 15 etwas tiefer in die Sackbohrung 26 ein. Die Axialbewegung des Läufers 1 ist minimal. Durch die dabei entstehenden Undichtheiten an den Stirnflächen der Verdrängungskörper und den stirnseitigen Wandungen der Förderräume gelangt unter Druck stehendes Arbeitsmittel aus den innenseitigen Arbeitsräumen in die aussenseitigen Arbeitsräume und umgekehrt, je nach Stellung der Verdrängungskörper. Dadurch sinkt der Druck im Auslass so weit, bis die Federkraft ausreicht, um den Läufer wiederum gegen das Gehäuse in Dichtstellung anzupressen.
- Hieraus ergibt sich, dass die Pumpe - unabhängig von der Antriebsdrehzahl und unabhängig vom Gegendruck - immer nur jenes Volumen fördert, das vom Verbraucher gefordert wird. Würde in einem Beispielsfall die Zuleitung zum Verbraucher aus irgendeinem Grund geschlossen sein, d.h. die Fördermenge wäre null, so würde infolge des entstehenden Druckstaus im Auslass 3 der Läufer sofort aus der Dichtstellung abheben und zwar in einem solchen Ausmass, dass das ganze von einem Arbeitsraum geförderte Fluid über die Stirnseiten der Spiralen in den jeweils radial gegenüberliegenden Arbeitsraum überströmt. Die Pumpe läuft demnach leer, sie fördert nicht und der Leistungsbedarf sinkt. Damit unterscheidet sich diese selbstregulierende Pumpe wesentlich von den herkömmlichen Bypassmethoden, wobei sie sich noch dadurch auszeichnet, dass anlässlich der internen Pumpenrezirkulation eine Schäumung des Schmiermittels nicht stattfinden kann.
- Die Verdrängungspumpe gemäss den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich hinsichlich der Förderteile dadurch, dass drei gleichmässig über dem Umfang verteilte Verdrängungskörper 5 auf der Scheibe 4 angeordnet sind. Die entsprechenden zugehörigen drei Förderräume 6 werden aus einem gemeinsamen Einlass 2 angespiesen. Obschon also die Spiralen von aussen nach innen fördern, erfolgt die Versorgung der Spiralen mit Arbeitsmittel auf direktestem Wege von der Mitte des Gehäuses aus. Aus den drei Auslässen 3 gelangt das Arbeitsmittel in eine gemeinsame Ringkammer 27, von wo es einem nicht dargestellten Verbraucher zugeführt wird.
- Beim in Fig.3 gezeigten Fall sind drei Stellungen der Verdrängungskörper 5 dargestellt. Auch hier ist der Aussendurchmesser der in diesem Schnitt nicht erkennbaren Scheibe 4 gestrichelt eingezeichnet.
- Die Spirale 5a liegt sowohl an ihrem eintrittsseitigen Ende als auch an ihren austrittsseitigen Ende mit ihrer Aussenseite an der äusseren Umfangswand 8 des Förderraumes 6 an. Einerseits schliesst sie somit mit ihrer Aussenseite den sichelförmigen Arbeitsraum 12 ein. Andererseits ist die Spirale an ihrer Innenseite sowohl gegen den Einlass 2 als auch gegen den Auslass 3 geöffnet, d.h. gleichzeitig saugt sie dort an und stösst dort aus, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet.
- Die Spirale 5b hingegen steht in einer zweiten, um 120° verschobenen Stellung. Sie liegt mit ihrer Aussenseite und mit ihren Innenseite nur in je einem Punkt an den entsprechenden Umfangswänden des Förderraumes an. Sie schliesst somit keinen geschlossenen Arbeitsraum 12 ein. Die Aussenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Einlass 2 geöffnet; der entsprechende Arbeitsraum ist schon weitgehend gefüllt. Die Innenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Auslass 3 geöffnet; der Austossvorgang geschieht in vollem Umfang.
- Die Spirale 5c schliesslich steht in der dritten, gegenüber der ersten Spirale um 240° verschobenen Stellung. Sie liegt wie die Spirale 5b ebenfalls mit ihrer Aussenseite und mit ihren Innenseite nur in je einem Punkt an den entsprechenden Umfangswänden des Förderraumes an und schliesst somit keinen geschlossenen Arbeitsraum ein. Die Innenseite ihres Verdrängungskörpers ist noch gerade gegen den Einlass 2 geöffnet und ist dabei, den Ansaugvorgang zu beenden. Die Aussenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Auslass 3 geöffnet und ist dabei, den Austossvorgang zu beenden.
- Pro Kreisbewegung ergeben sich durch diese versetzten Spiralstellungen zwei mal drei Ausstösse, was eine noch pulsationsärmere Förderung ergibt.
- Der Antrieb und die Lagerung der drehenden und kreisenden Teile erfolgt wie bei der Ausführung nach Fig.2. Zur Schmierung der Lagerungen hingegen wird hier druckloses Arbeitsmittel aus dem Innenraum des Gehäuses verwendet. Es wird über die Bohrungen 23 in der Büchse 24 und 21 im Wellenbund 14 den jeweiligen Lagerstellen zugeführt.
- Bei den hier verwendeten Federmitteln 13 handelt es sich um eine Anzahl gleichmässig über dem Umfang angeordneter Schraubenfedern. Mit einem Ende stützen sich diese Federn über Kugelgelenke 28 in entsprechenden Pfannen an der Innenwand der Gehäusehälfte 7′ ab. Mit ihrem andern Ende wirken sie ebenfalls über Kugelgelenke unmittelbar auf die nicht mit Verdrängungskörpern versehene Rückseite der Scheibe 4, welche hierzu ebenfalls am entsprechenden Durchmesser mit Kugelpfannen ausgerüstet ist.
-
- 1
- Läufer
- 2
- Einlass
- 3
- Auslass
- 4
- Scheibe
- 5,5a,5b,5c
- Verdrängungskörper
- 6
- Förderraum
- 7,7′
- Gehäuse
- 8,
- innere Umfangswand von 6
- 9
- äussere Umfangswand von 6
- 10
- Zentrum der Verdrängungskörper-Spiralen
- 11
- Zentrum der Förderraum-Spiralen
- 12
- Arbeitsraum
- 13
- Federmittel
- 14
- Antriebswelle
- 15
- Zapfen
- 16
- Bohrung in 15
- 17
- Zapfenlagerung
- 18
- Wellenlagerung
- 19
- Querbohrung in 15
- 20
- Seitenwand
- 21
- Querbohrung in 14
- 22
- Querbohrung in 14
- 23
- Bohrung in 24
- 24
- Büchse in 7′
- 25
- Ansatz auf 4
- 26
- Sackbohrung in 14
- 27
- Ringkammer
- 28
- Kugelgelenk
- 29
- Verschraubung
- e
- Exzentrizität
Claims (5)
- Verdrängungspumpe für inkompressible Medien, mit mindestens einem durch spiralförmige, sich von einer Seitenwand (20) eines feststehenden Gehäuses (7,7′) senkrecht erstreckende Umfangswände (8,9) begrenzten Förderraum (6), der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass (2) und einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass (3) führt, und mit einem, auf einer Scheibe (4) angeordneten, in den Förderraum (6) ragenden, spiralförmigen Verdrängungskörper (5), der einen Umschlingungswinkel von 360° umfasst und der in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden Bewegung gelagert ist und dessen Zentrum (10) gegenüber dem Zentrum (11) der Umfangswände (8,9) exzentrisch so versetzt ist, dass der Verdrängungskörper (5) stets sowohl die aussenliegende als auch die innenliegende Umfangswand (9 resp. 8) des Förderraums (6) an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie nahezu berührt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die orbitierende Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) axial verschiebbar mit einer das Gehäuse (7′) durchdringenden und darin gelagerten Antriebswelle (14) verbunden ist und dass unmittelbar auf die Rückseite der Scheibe (4) wirkende Federmittel (13), welche sich im Innern des Gehäuses (7′) abstützen, die Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) gegen die Seitenwand (20) presst und dichtet, und dass die Federmittel (13) so ausgelegt sind, dass beim Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsmitteldruckes im Auslass (3) die Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) aus ihrer Dichtstellung so weit ausrückt, dass der Arbeitsmitteldruck konstant bleibt, unabhängig von der zeitlichen Anzahl Kreisbewegungen und unabhängig vom Fördervolumen. - Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Scheibe (4) mit der Antriebswelle (14) über einen Zapfen (15) erfolgt, welcher exzentrisch in einer Sackbohrung (26) der Welle (14) gelagert ist.
- Verdrängungspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Auslasses (3) die Scheibe (4) und der Zapfen (15) der Antriebswelle mit einer Bohrung (16) versehen sind, über die das von den Spiralen geförderte Medium der Zapfenlagerung (17) und der Wellenlagerung (18) zuführbar sind.
- Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei um 180° gegeneinander verdrehte Verdrängungskörper (5) ineinandergeschachtelt auf der Scheibe (4) angeordnet sind, und dass die entsprechend ineinandergeschachtelten zugehörigen zwei Förderräume (6) in einen gemeinsamen Auslass (3) münden.
- Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei gleichmässig über dem Umfang verteilte Verdrängungskörper (5) auf der Scheibe (4) angeordnet sind, und dass die entsprechend angeordneten zugehörigen mindestens drei Förderräume (6) in einen gemeinsamen Einlass (3) münden.
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