EP0523317B1

EP0523317B1 - Rotary piston pump

Info

Publication number: EP0523317B1
Application number: EP92104237A
Authority: EP
Inventors: Hermann Krämer
Original assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Current assignee: Lederle GmbH Pumpen und Maschinenfabrik
Priority date: 1991-05-29
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1995-12-27
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: EP0523317A3; DE4117506A1; DE59204807D1; EP0523317A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolbenpumpe mit zwei ein- oder mehrflügeligen Förderkolben, die im Förderraum eines Pumpengehäuses rotieren und deren Kolbenwellen mit jeweils einem Zahnrad eines Gleichlaufgetriebes drehfest verbunden sind, welche derart miteinander kämmen, daß der oder die Flügel des einen Förderkolbens im wesentlichen abdichtend jeweils in dem von zwei benachbarten Flügelflanken des anderen Förderkolbens begrenzten Freiraum abwälzt oder abwälzen, wobei das Pumpengehäuse an den Umfangs-Hüllkreis jedes der beiden Zahnräder zumindest bereichsweise dicht angenähert ist und wobei die Zahnräder als Hilfs-Förderräder dienen.The invention relates to a rotary piston pump with two single or multi-vane delivery pistons which rotate in the delivery chamber of a pump housing and the piston shafts of which are rotatably connected to a gearwheel of a synchronous transmission, which mesh with one another in such a way that the vane or vanes of one delivery piston are essentially sealing in each case in the free space delimited by two adjacent wing flanks of the other delivery piston, the pump housing being at least partially closely approximated to the circumferential enveloping circle of each of the two gear wheels and the gear wheels serving as auxiliary feed wheels.

In dem Förderraum vorbekannter Kreiskolbenpumpen bewegen sich regelmäßig zwei Förderkolben, die über die zwei miteinander kämmenden Stirnräder eines Gleichlaufgetriebes derart drehangetrieben sind, daß das Abwälzen der beiden Kolben aufeinander ohne antreibende gegenseitige Berührung stattfinden kann. Je nach Ausgestaltung dieser Kolben unterscheidet man beispielsweise Kreiskolbenpumpen in Einflügel- oder Zweiflügelausführung oder solche mit Mehrflügel-oder Zahnflügelkolben. Da während der Rotationsbewegungen der Kolben stets ein Flügel des einen Förderkolbens jeweils in dem von zwei benachbarten Flügelflanken des anderen Förderkolbens begrenzten Freiraum abwälzt, ist eine gute Abdichtung zwischen dem Saug- und dem Druckraum dieser Kreiskolbenpumpe gewährleistet. Dabei rotieren die Förderkolben in einem vom Gleichlaufgetriebe getrennten Förderraum. Die als Antriebswelle dienende Kolbenwelle durchsetzt eine Wellenöffnung des Pumpengehäuses und ist an einem über das Pumpengehäuse überstehenden Endbereich mit einem Pumpenantrieb drehfest verbindbar. Demgemäß sind bei dieser vorbekannten Kreiskolbenpumpe mehrere Wellendurchführungen durch das Pumpengehäuse notwendig, die jedoch - wie bei anderen Verdrängerpumpen - einer besonders guten Abdichtung bedürfen. Hierbei werden zur Abdichtung meist einfache Stopfbuchsen oder - bei gesteigerten Ansprüchen an die Dichtheit der Wellendurchführungen - Gleitring-Dichtungen in einfacher oder doppelter Ausführung vorgesehen.In the delivery chamber of known rotary piston pumps, two delivery pistons move regularly, which are driven in rotation via the two intermeshing spur gears of a synchronous transmission in such a way that the rolling of the two pistons onto one another without driving mutual contact can take place. Depending on the design of these pistons, a distinction is made, for example, from rotary pumps in single-wing or two-wing designs or those with multi-wing or toothed wing pistons. Since, during the rotational movements of the pistons, one wing of one delivery piston always rolls in the space delimited by two adjacent wing flanks of the other delivery piston, a good seal between the suction and the pressure chamber of this rotary piston pump is ensured. The delivery pistons rotate in a delivery chamber that is separate from the synchronization gear. The piston shaft, which serves as the drive shaft, passes through a shaft opening of the pump housing and can be connected in a rotationally fixed manner to a pump drive at an end region projecting beyond the pump housing. Accordingly, several shaft bushings through the pump housing are necessary in this known rotary pump, which, however, as with other positive displacement pumps, require a particularly good seal. In this case, usually simple glands or - with increased demands on the tightness of the shaft bushings - mechanical seals in single or double design are provided for sealing.

Diese Dichtungen unterliegen aber auch einem gewissen Verschleiß, vergrößern die Gehäuseabmessungen in axialer Richtung und machen regelmäßige Wartungsintervalle notwendig, um diese vorbekannte Pumpe gegen eine Leckage in etwa zu sichern. Eine vollständig hermetische Abdichtung wird dennoch nicht erreicht.However, these seals are also subject to a certain amount of wear, enlarge the housing dimensions in the axial direction and make regular maintenance intervals necessary in order to approximately secure this previously known pump against leakage. However, a completely hermetic seal is not achieved.

Aus der US-A-3 146 717 (vgl. Oberbegriff des Anspruchs 1) kennt man bereits eine Kreiskolbenpumpe der eingangs erwähnten Art, deren Pumpengehäuse durch eine zentrale Trennwand in zwei Gehäusehälften unterteilt ist. Während in einer ersten Gehäusehälfte das Gleichlaufgetriebe vorgesehen ist, sind in der zweiten Gehäusehälfte die beiden Förderkolben mit ihren Kolbenwellen drehbar gelagert. Das durch den in der ersten Gehäusehälfte mündenden Einlaßstutzen angesaugte Fördermedium wird durch einen in der Trennwand vorgesehenen Förderkanal in die zweite Gehäusehälfte gepumpt, von wo aus das Fördermedium aus einem Ablaufstutzen ausströmen kann. Dabei unterstützen die Zahnräder des Gleichlaufgetriebes die Zufuhr des Fördermediums zu den in der zweiten Gehäusehälfte vorgesehenen Förderkolben. Diese Unterstützung durch das Gleichlaufgetriebe setzt jedoch voraus, daß die beiden Gehäusehälften mit Ausnahme des Förderkanals dicht voneinander getrennt sind, weshalb auch die mit jeweils einem Förderkolben sowie einem Zahnrad des Gleichlaufgetriebes drehfest verbundenen Wellen gegenüber der Trennwand im Bereich der Wellendurchführung abgedichtet sind. Auch bei der vorbekannten Kreiskolbenpumpe sind daher Wellendurchführungen und entsprechende Abdichtungen erforderlich.From US-A-3 146 717 (cf. preamble of claim 1) a rotary lobe pump of the type mentioned at the outset is already known, the pump housing of which is divided into two housing halves by a central partition. While the synchronous gear is provided in a first housing half, the two delivery pistons are also in the second housing half their piston shafts rotatably mounted. The pumped medium drawn in through the inlet port opening into the first housing half is pumped through a delivery channel provided in the partition into the second housing half, from where the pumped medium can flow out of a drain port. The gearwheels of the synchronous gear assist the supply of the medium to the delivery pistons provided in the second housing half. This support from the synchronous gearbox presupposes, however, that the two housing halves, with the exception of the feed channel, are tightly separated from one another, which is why the shafts, each of which is connected to a feed piston and a gearwheel of the synchronous gearbox, are sealed against the partition in the area of the shaft bushing. Therefore, shaft bushings and corresponding seals are also required in the known rotary piston pump.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Pumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich insbesondere durch einen kompakten Aufbau, möglichst wenige Wellendurchführungen und -abdichtungen sowie gleichzeitig eine hohe Förderleistung auszeichnet sowie einen erweiterten Anwendungsbereich hat.It is therefore the task of creating a pump of the type mentioned at the outset, which is characterized in particular by a compact design, as few shaft bushings and seals as possible, and at the same time a high delivery rate and has an expanded range of applications.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Förderraum über das Gleichlaufgetriebe axial verlängert ist und daß das Pumpengehäuse den Förderraum in seinem über das Gleichlaufgetriebe verlängerten Bereich in eine Druckseite und eine Saugseite unterteilt (kennzeichnendes Teil des Anspruchs 1). Bei der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpe ist das Gleichlaufgetriebe also nicht mehr getrennt vom Förderraum untergebracht, vielmehr schließt dieser die Gleichlauf-Zahnräder mit in sich ein. Auf Wellendurchführungen und entsprechende Abdichtungen kann in diesem Bereich daher verzichtet werden, was einer kompakten Bauweise der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpen entgegen kommt. Da dabei die Zahnräder gleichzeitig auch als mehrflügelige Hilfs-Förderräder dienen, wird zusätzlich eine höhere Förderleistung der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpe erreicht.The solution to this problem according to the invention is that the delivery space is axially extended via the synchronous transmission and that the pump housing divides the delivery chamber into a pressure side and a suction side in its region extended via the synchronous transmission (characterizing part of claim 1). In the rotary piston pump according to the invention, the synchronous gear is therefore no longer housed separately from the delivery chamber, but rather includes the synchronous gears. On shaft bushings and appropriate seals can therefore in this area to be dispensed with, which accommodates a compact design of the rotary lobe pumps according to the invention. Since the gears also serve as multi-wing auxiliary delivery wheels, a higher delivery rate of the rotary lobe pump according to the invention is additionally achieved.

Vorteilhaft ist es, wenn der Förderraum durch zwei Gehäuseteile des Pumpengehäuses gebildet ist, von denen der eine die Zahnräder des Gleichlaufgetriebes und der andere die Förderkolben aufnimmt. Somit kann das Pumpengehäuse an den Umfangs-Hüllkreis sowohl der Zahnräder als auch der Förderkolben zumindest bereichsweise angenähert werden, ohne daß auch bei unterschiedlichen Durchmessern dieser rotierenden Pumpenteile ein eventuell kompliziert abgestuftes Pumpengehäuse notwendig wäre. Mit einem möglichst geringen Spiel zwischen diesen Pumpenteilen aber läßt sich die hohe Förderleistung der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpe noch zusätzlich begünstigen.It is advantageous if the delivery chamber is formed by two housing parts of the pump housing, one of which receives the gears of the synchronous transmission and the other the delivery pistons. Thus, the pump housing can be at least partially approximated to the circumferential envelope circle of both the gears and the delivery pistons without a possibly complicatedly graduated pump housing being necessary even with different diameters of these rotating pump parts. With as little play as possible between these pump parts, however, the high delivery capacity of the rotary piston pump according to the invention can be further favored.

Um die Durchbiegung der Kolbenwellen bei Druckbelastung der Kolben möglichst gering zu halten und um ein unerwünschtes Ausmaß von Berührung oder überhaupt eine Berührung der drehenden Pumpenteile untereinander oder mit der Gehäusewand vorzubeugen, ist es zweckmäßig, wenn die jeweils beidseits des Förderraumes angeordneten Wellenlager jeder Kolbenwelle zwischen sich deren Zahnrad sowie deren Förderkolben einschließen, vorzugsweise unmittelbar einschließen.In order to keep the deflection of the piston shafts as low as possible when the pistons are under pressure and to prevent an undesirable degree of contact or any contact of the rotating pump parts with one another or with the housing wall, it is expedient if the shaft bearings of each piston shaft, which are arranged on both sides of the delivery chamber, are between them include their gear and feed pistons, preferably include them directly.

Der einfache konstruktive Aufbau und die gute Wartungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpe wird begünstigt, wenn die Zahnräder des Gleichlaufgetriebes auf der dem Pumpenantrieb abgewandten Seite des Förderraumes angeordnet sind.The simple structural design and the good possibility of maintenance of the rotary piston pump according to the invention is favored if the gear wheels of the synchronous gear are arranged on the side of the delivery chamber facing away from the pump drive.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Kreiskolbenpumpe einen Spaltrohrantrieb hat, wobei vorzugsweise eine etwa in Richtung der Antriebsseite verlängerte Kolbenwelle einen Innenmagnetträger eines solchen Spaltrohrantriebes trägt. Mittels eines Spaltrohrantriebes, sei es eine Spaltrohrmagnetkupplung, sei es ein Spaltrohrmotor, läßt sich der gesamte Förder- und Pumpen-Innenraum hermetisch abdichten. Aufwendige Wellendichtungen an Wellendurchführungen, die überdies in aller Regel keinen hermetischen Abschluß gegen Austritt des Fördermediums schaffen können, werden vermieden. Durch eine solche Konstruktion wird nicht nur der einfache und kompakte Aufbau der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpe zusätzlich begünstigt, sondern andererseits begünstigt auch die vorbeschriebene Ausbildung der Kreiskolbenpumpe eine sichere, z. B. fliegende Lagerung des Innenmagnetträgers. Dies wird insbesondere auch dadurch begünstigt, daß der freie Raum im Gleichlaufgetriebe mit zum Förderraum herangezogen ist. Dabei ergibt sich - bei sonst gleichen Verhältnissen - in axialer Richtung eine Verkürzung des Fördermedium umschließenden Pumpenteils. Wenn sich dann in axialer Richtung an den sowohl die Förderkolben als auch das Gleichlaufgetriebe umfassenden Teil der Pumpenwellen unmittelbar die Lager anschließen, wirkt sich die ansich nicht vermeidbare Wellendurchbiegung nur geringfügig oder praktisch überhaupt nicht auf die Lagerung des Innenmagnetträgers des Spaltrohrantriebes aus, so daß die Maßnahmen gemäß dem Hauptanspruch auch dazu beitragen, die magnetischen Spaltverluste des Spaltrohrantriebes klein zu halten.A particularly expedient embodiment of the invention provides that the rotary piston pump has a canned drive, preferably a piston shaft which is extended approximately in the direction of the drive side carries an inner magnetic carrier of such a canned drive. The entire delivery and pump interior can be hermetically sealed by means of a canned drive, be it a canned magnetic coupling or a canned motor. Elaborate shaft seals on shaft bushings, which, moreover, generally cannot create a hermetic seal against the discharge of the medium, are avoided. Such a construction not only favors the simple and compact structure of the rotary lobe pump according to the invention, but on the other hand also promotes the above-described design of the rotary lobe pump a safe, z. B. flying storage of the inner magnet carrier. This is particularly favored by the fact that the free space in the synchronous transmission is also used for the delivery space. This results in a shortening of the pump part enclosing the pumping medium in the axial direction - with otherwise the same conditions. If the bearings are then connected in the axial direction to the part of the pump shafts comprising both the delivery pistons and the synchronous gear, the shaft deflection, which is not inevitable, has little or practically no effect on the bearing of the inner magnet carrier of the canned drive, so that the measures according to the main claim also help to keep the magnetic gap losses of the canned drive small.

Zweckmäßig ist es, als Spaltrohrantrieb eine Spaltrohrmagnetkupplung zu wählen. Deren Innenmagnetträger kann vergleichsweise leicht ausgebildet und gut fliegend gelagert sein. In anderen Fällen, z. B. wenn ein vergleichsweise hohes Anfahr-Drehmoment - z. B. durch das Fördermedium bedingt - auftreten kann, kann ein Spaltrohrmotor vorteilhafter als eine Spaltrohrmagnetkupplung sein. Bekanntermaßen tritt die Gefahr des "Durchdrehens", die u. U. bei einer Spaltrohrmagnetkupplung gegeben sein kann, praktisch nicht bei Spaltrohrmotoren auf. Dafür ist aber in der Regel der den Innenmagnetträger entsprechende Motor-Rotor der Spaltrohrmotors schwerer und weniger gut fliegend zu lagern.It is expedient to choose a canned magnetic coupling as the canned drive. Their inner magnetic carrier can be designed to be comparatively light and can be mounted so as to be overhung. In other cases, e.g. B. if a comparatively high starting torque - e.g. B. due to the pumped medium - can occur, a canned motor can be more advantageous than a canned magnetic coupling. As is known, there is a risk of "spinning", which u. U. can be given with a canned magnetic coupling, practically not with canned motors. For this, however, the motor rotor of the canned motor corresponding to the inner magnet carrier is generally to be stored more heavily and less easily flying.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen 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.Further features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the drawing. The individual features can be implemented individually or in groups in one embodiment of the invention.

Es zeigen, zum Teil stärker schematisiert und in unterschiedlichen Maßstäben:

Fig. 1: eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Kreiskolbenpumpe,
Fig. 2: einen stärker schematisierten Schnitt durch das Pumpengehäuse entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig.1 und
Fig. 3: einen Querschnitt ähnlich Fig. 1 durch eine einflügelige Kreiskolbenpumpe.

They show, partly more schematically and on different scales:

Fig. 1: a side view of a rotary lobe pump, partly in section,
Fig. 2: a more schematic section through the pump housing according to section line II-II in Fig.1 and
Fig. 3: a cross section similar to FIG. 1 by a single-bladed rotary lobe pump.

Die Kreiskolbenpumpe 1 aus Fig. 1 hat in ihrem Pumpengehäuse 2 zwei Förderkolben 3, 4, die im Förderraum 5 des Pumpengehäuses 2 mit ihren Kolbenwellen 6, 7 achsparallel und drehantreibbar gelagert sind. Jede diese Förderkolben 3, 4 weist zumindest zwei um 180° paarweise versetzt auf der Kolbenwelle 6, 7 angeordnete, in ansich bekannter Weise in Umfangsrichtung symmetrisch ausgebildete Kolbenflügel 8 auf, die auf der ihnen zugeordneten Kolbenwelle 6, 7 über Zylinderschrauben 9 drehfest gesichert sind, die mit ihrem Zylinderkopf 10 in einer umfangsseitigen Ausnehmung der Kolbenflügel 8 versenkt und in eine radiale Gewindebohrung 11 dieser Kolbenwellen 6, 7 eingeschraubt sind.The rotary lobe pump 1 from FIG. 1 has in its pump housing 2 two delivery pistons 3, 4, which in the delivery chamber 5 of the Pump housing 2 are mounted with their piston shafts 6, 7 axially parallel and driven in rotation. Each of these delivery pistons 3, 4 has at least two piston vanes 8 which are arranged on the piston shaft 6, 7 and are offset in pairs by 180 ° and are symmetrically formed in the circumferential direction in a manner known per se, which are secured in a rotationally fixed manner on the piston shaft 6, 7 assigned to them by cylinder screws 9, which are sunk with their cylinder head 10 in a circumferential recess of the piston wings 8 and are screwed into a radial threaded bore 11 of these piston shafts 6, 7.

Die Förderkolben 3, 4 werden über ein Gleichlaufgetriebe 12 derart zwangsläufig gegeneinander angetrieben, daß die Kolbenflügel 8 des einen Förderkolbens 3, 4 praktisch berührungslos jeweils in den von zwei benachbarten Flügelflanken des anderen Förderkolbens 4, 3 begrenzten Freiraum abwälzen. Das Gleichlaufgetriebe 12 weist zwei miteinander kämmende und mit jeweils einer Kolbenwelle 6, 7 drehfest verbundene Zahnräder 13, 14 auf, die hier erfindungsgemäß gleichzeitig auch als Hilfs-Förderräder dienen. Dazu ist der Förderraum 5 bis über das Gleichlaufgetriebe 12 axial verlängert und das den Förderraum 5 umgrenzende Pumpengehäuse 2 an den Umfangs-Hüllkreis jedes der beiden Zahnräder 13, 14 zumindest bereichsweise dicht angenähert, so daß es den Förderraum 5 in seinem über das Gleichlaufgetriebe 12 verlängerten Bereich 5a in eine Druckseite und eine Saugseite unterteilt. Durch eine Drehrichtungsänderung der Förderkolben 3, 4 können auch die Druck- und die Saugseite im Förderraum 5 miteinander vertauscht werden.The delivery pistons 3, 4 are inevitably driven against each other via a synchronous gear 12 in such a way that the piston vanes 8 of one delivery piston 3, 4 roll in a practically contact-free manner in the space delimited by two adjacent wing flanks of the other delivery piston 4, 3. The synchronous gear 12 has two intermeshing gears 13, 14, each of which meshes with a piston shaft 6, 7 and which, according to the invention, also serve as auxiliary conveyor wheels. For this purpose, the delivery chamber 5 is axially extended up to the synchronous gear 12 and the pump housing 2 bordering the conveying chamber 5 is at least partially closely approximated to the circumferential enveloping circle of each of the two gears 13, 14, so that it extends the conveying chamber 5 in its via the synchronous gear 12 Area 5a divided into a pressure side and a suction side. By changing the direction of rotation of the delivery pistons 3, 4, the pressure side and the suction side in the delivery chamber 5 can also be interchanged.

In gleicher Weise ist das Pumpengehäuse 2 auch an den die Bewegungslinie des radial äußeren Punktes der Kolbenflügel 8 darstellenden Umfangs-Hüllkreis der Förderkolben 3, 4 dicht angenähert, wobei unter einer dichten Annäherung hier vor allem zwar ein gewisses Spiel zwischen Pumpengehäuse 2 und rotierenden Pumpenteil 3, 4 bzw. 13, 14, jedoch gleichzeitig auch eine für derartige Verdrängerpumpen benötigte, übliche Trennung von Druckseite und Saugseite des Förderraumes 5 verstanden werden soll. Dieses zwischen den rotierenden Pumpenteilen 3, 4, 13, 14 und dem Gehäuse-Umfang, aber auch zwischen den Kolbenflügeln 8 und der durch die Kolbenwelle 6, 7 gebildeten Kolbennabe des jeweiligen Gegenkolbens sowie zwischen den Zahnrad- oder Kolbenstirnseiten und dem benachbarten Pumpenteil im Bereich des Förderraumes 5 vorgesehene Spiel wird zweckmäßigerweise entsprechend den Betriebsbedingungen und anderen Faktoren der Kreiskolbenpumpe 1 dimensioniert.In the same way, the pump housing 2 is also closely approximated to the circumferential enveloping circle of the delivery pistons 3, 4 which represents the line of movement of the radially outer point of the piston vanes 8, with a certain clearance between the pump housing 2 in particular here under a close approximation and rotating pump part 3, 4 or 13, 14, but at the same time also a usual separation of the pressure side and suction side of the delivery chamber 5 required for such positive displacement pumps is to be understood. This between the rotating pump parts 3, 4, 13, 14 and the housing circumference, but also between the piston vanes 8 and the piston hub formed by the piston shaft 6, 7 of the respective counter-piston and between the gear or piston end faces and the adjacent pump part in the area of the delivery space 5 is expediently dimensioned in accordance with the operating conditions and other factors of the rotary lobe pump 1.

Um das Pumpengehäuse 2 an den Umfangs-Hüllkreis sowohl der Zahnräder 13, 14 als auch der Kolbenwellen 6, 7 auf einfache Weise dicht annähern zu können, ist der Förderraum 5 durch zwei Gehäuseteile 15, 16 gebildet. Dabei nimmt ein Gehäusedeckel 15 die auf der dem Pumpenantrieb abgewandten Seite des Förderraumes 5 angeordneten Zahnräder 13, 14 auf, während der Förderraum 5 im Bereich der Förderkolben 3, 4 durch ein Gehäuse-Mantelteil 16 begrenzt ist, daß seinerseits antriebsseitig an einem Gehäuse-Anschlußteil 17 angeflanscht ist.In order to be able to easily and tightly approach the pump housing 2 to the circumferential enveloping circle of both the gears 13, 14 and the piston shafts 6, 7, the delivery chamber 5 is formed by two housing parts 15, 16. In this case, a housing cover 15 accommodates the gears 13, 14 arranged on the side of the delivery chamber 5 facing away from the pump drive, while the delivery chamber 5 in the region of the delivery pistons 3, 4 is delimited by a housing jacket part 16, that in turn on the drive side on a housing connection part 17 is flanged.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Förderkolben 3, 4 und die Zahnräder 13, 14 auf der ihnen jeweils zugeordneten Kolbenwelle 6, 7 unmittelbar nebeneinander und zwischen den jeweils beidseits des Förderraumes 5 vorgesehenen Wellenlagern angeordnet, die hier als Gleitlager 18, 19 ausgebildet sind. Diese Anordnung begünstigt die einfache und kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Kreiskolbenpumpe 1 bei gleichzeitig hoher Förderleistung, begünstigt gleichzeitig aber auch eine genaue Lagerung des Rotors 21 eines Spaltrohrantriebes und somit einen kleinen Spaltrohrquerschnitt sowie einen schmalen Magnetspalt 50.As shown in FIG. 1, the delivery pistons 3, 4 and the gears 13, 14 are arranged on the piston shaft 6, 7 assigned to them directly next to one another and between the shaft bearings provided on both sides of the delivery chamber 5, which are designed here as slide bearings 18, 19 . This arrangement favors the simple and compact design of the rotary lobe pump 1 according to the invention with a high delivery rate at the same time, but at the same time also favors an accurate mounting of the rotor 21 of a canned drive and thus a small canned cross section and a narrow magnetic gap 50.

Die Kreiskolbenpumpe 1 weist einen Spaltrohrantrieb auf, der hier als Spaltrohrkupplung 20, aber auch als Spaltrohrmotor ausgebildet sein könnte. Dabei ist die Kolbenwelle 6 an ihrem antriebsseitig über das in Fig. 1 rechte Wellenlager 18 überstehenden Endbereich mit einem zylindrischen und koaxial angeordneten Innenmagnetträger 21 drehfest verbunden, der im Inneren eines vom Fördermedium durchspülten Spaltrohrtopfes 22 rotiert. Dieser an seinem Umfangsmantel dünnwandige Spaltrohrtopf 22 ist hermetisch dicht gegenüber einem glockenförmigen Außenmagnetträger 23 am Anschlußteil 17 gehalten. Dieser Außenmagnetträger 23 umgreift den Spaltrohrtopf 22 bereichsweise, so daß die an der inneren Mantelfläche des Außenmagnetträgers 23 vorgesehenen Permanentmagnete 24 den an der äußeren Mantelfläche des im Spaltrohrtopf-Inneren angeordnete Innenmagnetträgers 21 befestigten Permanentmagneten 25 gegenüberliegen. Der Außenmagnetträger 23 ist über eine Antriebswelle 26 mit einem hier nicht näher dargestellten Antriebsmotor verbunden und im Bereich der Antriebswelle 26 in einem als Lagerträger dienenden Kupplungs-Gehäuseteil 27 über zwei voneinander beabstandete Wälzlager 28, 29 drehbar gelagert, so daß eine genau fluchtende, koaxiale Anordnung der Antriebswelle 26 sowie des Außenmagnetträgers 23 gegenüber dem Innenmagnetträger 21 und der mit ihm verbundenen Kolbenwelle 6 gewährleistet ist. Solche Spaltrohrkupplungen 20 sind an sich bekannt.The rotary lobe pump 1 has a canned drive, which could be designed here as a canned coupling 20, but also as a canned motor. The piston shaft 6 is rotatably connected at its drive end via the end region protruding through the right-hand shaft bearing 18 in FIG. 1 to a cylindrical and coaxially arranged inner magnetic carrier 21 which rotates inside a canned pot 22 flushed with the conveying medium. This thin-walled canned pot 22 on its circumferential jacket is held hermetically sealed against a bell-shaped external magnet carrier 23 on the connecting part 17. This outer magnet carrier 23 encompasses the canned pot 22 in regions, so that the permanent magnets 24 provided on the inner circumferential surface of the outer magnet carrier 23 are opposite the permanent magnets 25 fastened to the outer circumferential surface of the inner magnet carrier 21 arranged in the canned pot interior. The outer magnetic carrier 23 is connected via a drive shaft 26 to a drive motor, not shown here, and is rotatably mounted in the area of the drive shaft 26 in a coupling housing part 27 serving as a bearing bracket via two spaced-apart roller bearings 28, 29, so that a precisely aligned, coaxial arrangement the drive shaft 26 and the outer magnet carrier 23 relative to the inner magnet carrier 21 and the piston shaft 6 connected to it is ensured. Such canned couplings 20 are known per se.

Aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist gut zu erkennen, daß dort die Wellenlage 18 und 19 sich - in axialer Richtung - erfindungsgemäß unmittelbar an die als Hilfs-Förderräder dienenden Zahnräder 13 und 14 einerseits und die Förderkolben 3 und 4 andererseits axial anschließen. Dementsprechend werden mindestens stirnseitige Teil-Sektoren dieser Lagergruppen 18 und 19 vom unter Druck stehendem Fördermedium beaufschlagt. Dementsprechend können solche Lagergruppen 18 und 19 ausgebildet und vom Fördermedium selbst geschmiert werden. Dabei kann man in ebenfalls bekannter Weise auch in gewissen Grenzen die Menge der dort durch die Gleitlager 18, 19 durchfließenden Flüssigkeit beeinflussen. Zum Beispiel erkennt man in Fig. 1 bei dem der Spaltrohrkupplung 20 benachbarten oberen Gleitlager 18 einen Nebenkanal 31, der einerseits mit dem Förderraum 5 und andererseits mit dem Pumpen-Nebenraum 30 in Verbindung steht. Analoges gilt für das der Spaltrohrkupplung 20 benachbarte untere Wellen-Gleitlager 19, wo entsprechende Nebenkanäle 41 vorgesehen sind. Da erfindungsgemäß sich der Förderraum 5 axial auch über den bereich der Zahnräder 13, 14 erstreckt, kann man die der Spaltrohrkupplung 20 abgelegenen Gleitlager 18 und 19 in (nicht gezeichneter) gleicher Weise mit unter Pumpendruck stehendem Fördermedium als Schmiermittel mittels bekannter Lagerschlitze usw. versorgen, jedoch erfindungsgemäß auf den zusätzlichen Förderraum 5a gut zurückgreifen, der durch das Gleichlaufgetriebe 12 hier gebildet ist.1 that the shaft position 18 and 19 there - in the axial direction - according to the invention directly connect to the gear wheels 13 and 14 serving as auxiliary feed wheels on the one hand and the feed pistons 3 and 4 on the other hand axially. Accordingly, at least the front-side sub-sectors of these bearing groups 18 and 19 are separated from the pressurized Fluid handled. Accordingly, such bearing groups 18 and 19 can be formed and lubricated by the medium itself. The amount of liquid flowing through the slide bearings 18, 19 can also be influenced within certain limits in a manner which is also known. For example, one can see in FIG. 1 in the case of the upper slide bearing 18 adjacent to the canned coupling 20 a secondary channel 31, which is connected on the one hand to the delivery chamber 5 and on the other hand to the pump secondary chamber 30. The same applies to the lower shaft slide bearing 19 adjacent to the canned pipe coupling 20, where corresponding secondary channels 41 are provided. Since, according to the invention, the delivery chamber 5 also extends axially over the area of the gear wheels 13, 14, the plain bearings 18 and 19 remote from the canned coupling 20 can be supplied in the same way (not shown) with the pumping medium under pump pressure as a lubricant by means of known bearing slots etc. however, according to the invention, make good use of the additional conveying space 5a which is formed here by the synchronous gear 12.

Die bei Spaltrohrantrieben gewöhnlich notwendige Wärmeabfuhr für die dort entstehende Verlustleistung kann bei der vorbeschriebenen Kreiskolbenpumpe 1 erfindungsgemäß wie folgt erfolgen:
In Fig. 2 und 3 sind der jeweilige Pumpen-Einlaßstutzen mit 42 und der gegenüberliegende Pumpen-Auslaßstutzen mit 43 bezeichnet, nachstehend auch kürzer "Einlaßstutzen 42" sowie "Auslaßstutzen 43" genannt. Der (niedrige) Fördermedium-Druck im Einlaßstutzen 42 wird mit "p1" bezeichnet, der etwa im oberen Gehäusebereich von Fig. 1 und Fig. 3 sich in Betrieb ergebende (erhöhte) Fördermedium-Druck wird mit "p3" und der im Auslaßstutzen sich ergebende (höchste) Förderdruck mit "p4". Stärker schematisiert ist nun gemäß Fig. 3 im dortigen Auslaßstutzen 43 eine Einlaßbohrung 44 für einen abgezweigten Teilstrom der Kreiskolbenpumpe 1 vorgesehen. Dieser abgezweigte Teilstrom wird mit Hilfe der Leitung 45 einem Einlaßkanal 36 des Pumpengehäuses 2 zugeführt, der innerhalb des Spaltrohrtopfes 22 im Pumpen-Nebenraum 30 mündet (Fig. 1, Mitte oben). Dort herrscht dann etwa noch der Druck p4 oder ein demgegenüber etwas abgesunkener Druck im abgezweigten Teilstrom. Dieser kann dann in bekannter Weise zwischen dem Magnetspalt 50, der sich zwischen dem Innenmagnetträger 21 und dem Spaltrohrtopf 22 ergibt, gemäß dem Pfeil 46 vom Pumpen-Nebenraum 30 bis zum antriebsseitigen Ende 47 der Längsbohrung 32 der oberen Kurbelwelle 6 bewegen. Wegen des Druckverlustes im Magnetspalt 50 zwischen dem Spaltrohrtopf 22 und dem Innenmagnetträger 21 weist dort der abgezweigte Teilstrom gegenüber seinem ursprünglichen Druck p4 nur noch den verminderten Druck p2 auf. Der abgezweigte Teilstrom kann dann über die Längsbohrung 32 der Welle 6 in deren stirnseitige Ausnehmung 33 des Gehäusedeckels 15 fließen und mit Hilfe einer in Fig. 1 und 3 nur schematisch angedeuteten Leitung in den Einlaßstutzen 42 (Fig. 3) zurückgeführt werden. Man erhält dementsprechend für die Spaltrohrkupplung 20 einen abgezweigten Teilstrom von einer Stelle hohen Druckes (p4 beim Auslaßstutzen 43) über den Magnetinnenträger 21 zu einer Stelle niedrigeren Druckes (p1) beim Einlaßstutzen der Kreiskolbenpumpe 1.The heat dissipation that is usually necessary in the case of canned drives can be carried out according to the invention in the above-described rotary piston pump 1 as follows:
2 and 3, the respective pump inlet connection is designated by 42 and the opposite pump outlet connection by 43, hereinafter also referred to as "inlet connection 42" and "outlet connection 43". The (low) delivery medium pressure in the inlet connection 42 is denoted by "p1", the (increased) delivery medium pressure resulting in operation approximately in the upper housing area of FIGS. 1 and 3 becomes "p3" and that in the outlet connection resulting (highest) delivery pressure with "p4". 3, there is an inlet bore 44 in the outlet port 43 there provided for a branched partial flow of the rotary lobe pump 1. This branched-off partial flow is fed with the help of line 45 to an inlet channel 36 of the pump housing 2, which opens inside the canned pot 22 in the pump adjoining room 30 (FIG. 1, top center). There is then still pressure p4 or a somewhat lower pressure in the branched partial stream. This can then move in a known manner between the magnetic gap 50, which results between the inner magnetic carrier 21 and the canned pot 22, according to the arrow 46 from the pump room 30 to the drive-side end 47 of the longitudinal bore 32 of the upper crankshaft 6. Because of the pressure loss in the magnetic gap 50 between the canned pot 22 and the inner magnetic carrier 21, the branched partial flow there only has the reduced pressure p2 compared to its original pressure p4. The branched-off partial flow can then flow via the longitudinal bore 32 of the shaft 6 into the end recess 33 of the housing cover 15 and can be returned to the inlet connection 42 (FIG. 3) with the aid of a line which is only indicated schematically in FIGS. 1 and 3. Accordingly, a branched partial flow is obtained for the canned coupling 20 from a point of high pressure (p4 at the outlet port 43) via the inner magnet support 21 to a point of lower pressure (p1) at the inlet port of the rotary lobe pump 1.

Bei dieser Betrachtungsweise ist eine die untere Kolbenwelle 7 durchsetzende Längsbohrung 32 außer Betracht geblieben. Diese braucht bei der vorbeschriebenen Durchführung des abgezweigten Teilstromes zur Kühlung der Spaltrohrkupplung nicht vorgesehen zu sein.In this view, a longitudinal bore 32 passing through the lower piston shaft 7 has been disregarded. This does not have to be provided for the above-described implementation of the branched partial flow for cooling the canned coupling.

In besonderen Fällen kann es erwünscht sein, den Pumpen-Nebenraum 30 und zum Beispiel auch den Spalt 50 zwischen dem Innenmagnetträger 21 und dem Spaltrohrtopf 22 mit einem besonderen Medium zu beaufschlagen. Dazu ist der Anschlußkanal 37 (Fig. 1 unten) vorgesehen. Wenn beispielsweise das Fördermedium der Kreiskolbenpumpe 1 eine Temperatur aufweist, die für einen ordnungsgemäßen Dauerbetrieb der Spaltrohrkupplung 20 zu heiß ist, kann man zum Beispiel unter Zuhilfenahme einer Fremdkühlung und einer Fremdeinspeisung beim Anschlußkanal 37 Kühlflüssigkeit in den Pumpennebenraum 30 einführen, die dann zum Beispiel durch den Spalt zwischen Innenmagnetträger 21 und Spaltrohrtopf die erforderlich Kühlung dort in der vorbeschriebenen Weise durchführt und zum Beispiel über die bereits erwähnte Längsbohrung 32 der oberen Kolbenwelle 6, der Ausnehmung 33 und einem Abschnitt der Leitung 47 aus der Kreiskolbenpumpe abfließen kann. Die Leitung 47 wird dann beispielsweise in ein Aggregat zurückgeführt, welches diese Kühlflüssigkeit entsprechend aufbereitet, so daß es wieder in den Anschlußkanal 37 eingeführt werden kann. In diesem Fall kann man beispielsweise das gleiche Fördermedium, wie es durch die Kreiskolbenpumpe 1 gefördert wird, auf einem niedrigeren, für die Permanentmagnete 24 und 25 ungefährlichen Temperaturniveau benutzen. Die bereits erwähnte Nebenkanäle 31 und 41 bei den antriebsseitigen Lagergruppen 18 und 19 können dann entsprechend von diesem kühleren, über den Anschlußkanal 37 zugeführten Medien mitversorgt werden, so daß man sowohl eine Wärmeabfuhr bei der Spaltrohrkupplung als auch eine Schmierung und Kühlung bei den antriebsnahen Lagergruppen 18 und 19 erhält. Bei einer solchen Ausbildung und Betriebsweise der Kreiskolbenpumpe kann man gut auch die untere Kolbenwelle 7 mit einer Längsbohrung 32a versehen. Beide Längbohrungen 32 und 32a können dann auch in bekannter Weise, zum Beispiel mit Hilfe der Ausnehmung 33 und einer weiteren Ausnehmung 34, die Flüssigkeits-Verbindung zu der Lagergruppe 18 und 19 herstellen, die auf der dem Antrieb abgewandten Seite (in Fig. 1 auf der linken Seite) liegt.In special cases, it may be desirable to add a special one to the pump auxiliary space 30 and, for example, the gap 50 between the inner magnet carrier 21 and the canned pot 22 To apply medium. For this purpose, the connection channel 37 (Fig. 1 below) is provided. If, for example, the pumping medium of the rotary lobe pump 1 has a temperature that is too hot for proper continuous operation of the canned coupling 20, cooling fluid can be introduced into the auxiliary pump space 30, for example with the help of external cooling and an external supply at the connection channel 37, which can then be introduced, for example, by the Gap between the inner magnetic carrier 21 and the canned pot performs the required cooling there in the manner described above and can flow out of the rotary piston pump, for example, via the already mentioned longitudinal bore 32 of the upper piston shaft 6, the recess 33 and a section of the line 47. The line 47 is then returned, for example, to an assembly which processes this cooling liquid accordingly, so that it can be reinserted into the connection channel 37. In this case, it is possible, for example, to use the same conveying medium as is conveyed by the rotary piston pump 1 at a lower temperature level which is not dangerous for the permanent magnets 24 and 25. The already mentioned secondary channels 31 and 41 in the drive-side bearing groups 18 and 19 can then be supplied accordingly by this cooler, supplied via the connecting channel 37, so that both heat dissipation in the canned coupling and lubrication and cooling in the drive-related bearing groups 18 and receives 19. With such a design and mode of operation of the rotary piston pump, the lower piston shaft 7 can also be provided with a longitudinal bore 32a. Both longitudinal bores 32 and 32a can then also establish the liquid connection to the bearing group 18 and 19 in a known manner, for example with the aid of the recess 33 and a further recess 34, on the side facing away from the drive (in FIG. 1 on the left side).

Eine separate Beaufschlagung des Spaltes zwischen Innenmagnetträger 21 und Spaltrohrtopf 22 und/oder der Schmierung beziehungsweise Kühlung der Lagergruppen 18, 19 kann auch bei feststoffhaltigen Fördermedien vorteilhaft sein. Desgleichen kann man, wenn das von der Kreiskolbenpumpe 1 hauptsächlich zu fördernde Medium feststoffhaltig ist, den abgezweigten Teilstrom mit gefiltertem Fördermedium durchführen.A separate action on the gap between the inner magnetic carrier 21 and the canned pot 22 and / or the lubrication or cooling of the bearing groups 18, 19 can also be advantageous in the case of conveying media containing solids. Likewise, if the medium to be delivered by the rotary piston pump 1 contains solids in particular, the branched-off partial flow can be carried out with filtered delivery medium.

Bei Fördermedien, die unter Normaltemperatur zum Erstarren neigen oder bei heißen Fördermedien kann das Gehäuse 2 der Kreiskolbenpumpe 1 mit einem besonderen Heiz- oder Kühlmantel versehen sein, wie er abschnittweise in Fig. 1 mit 39 bezeichnet ist. Wenn das Fördermedium unter Normaltemperatur zum Erstarren neigt, kann man auch mindestens vor oder bei Anfang der Betriebsweise der Kreiskolbenpumpe 1 beim Anschlußkanal 37 entsprechend temperierte Flüssigkeit anstelle eines aus dem Haupt-Fördermedium abgezweigten Teilstromes einspeisen.In the case of pumped media which tend to solidify under normal temperature or in the case of hot pumped media, the housing 2 of the rotary lobe pump 1 can be provided with a special heating or cooling jacket, as is designated in sections in FIG. 1 by 39. If the pumped medium tends to solidify below normal temperature, it is also possible to feed in appropriately tempered liquid at least before or at the start of the operation of the rotary lobe pump 1 in the connecting channel 37 instead of a partial stream branched off from the main pumped medium.

In Fig. 1 und 2 erkennt man noch gut die beiden Kolbenflügel 8 der Förderkolben 3 und 4. Es handelt sich dabei um eine Zweiflügelausführung. In Fig. 3 ist, stärker schematisiert, eine Kreiskolbenpumpe 1 in Einflügelausführung gezeigt. Ebenso kann die Kreiskolbenpumpe 1 auch mit Mehrflügel- oder Zahnflügelpumpen versehen sein.In Fig. 1 and 2 you can still clearly see the two piston wings 8 of the delivery pistons 3 and 4. It is a two-wing design. 3 shows, more schematically, a rotary piston pump 1 in a single-wing design. Likewise, the rotary piston pump 1 can also be provided with multi-vane or toothed vane pumps.

Die erfindungsgemäße Kreiskolbenpumpe 1 zeichnet sich durch eine vergleichsweise hohe Förderleistung bei kompakter Bauweise und gleichzeitig großer Leckage-Sicherheit aus, wobei nicht absolut hermetisch dichtende Stopfbüchsen-, Gleitring- oder dergleichen Wellenabdichtungen vermieden werden.The rotary lobe pump 1 according to the invention is distinguished by a comparatively high delivery rate with a compact design and at the same time a high level of leakage security, wherein not absolutely hermetically sealing glands, mechanical seals or similar shaft seals are avoided.

Alle vorbeschriebenen und/oder in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All of the features described above and / or listed in the claims can be essential to the invention individually or in any combination with one another.

Claims

Rotary piston pump (1) having two single- or multi-bladed delivery pistons (3, 4) which rotate in the delivery chamber (5) of a pump housing (2) and the piston shafts (6, 7) of which are each connected for rotation with a respective gear wheel (13, 14) of a synchromesh gear (12), said gear wheels (13, 14) meshing with each other in such a way that the or each blade (8) of one delivery piston (3, 4) rolls along, substantially forming a seal, in the space delimited by two adjacent blade flanks of the other delivery piston (4, 3), the pump housing (2) being in close proximity, at least in some areas, to the circumferential enveloping circle of each of the two gear wheels (13, 14), and the gear wheels (13, 14) acting as auxiliary delivery wheels, characterised in that the delivery chamber (5) is axially prolonged over the synchromesh gear (12) and in that the pump housing (2) subdivides the delivery chamber (5) into a pressure end and a suction end, in its region extending over the synchromesh gear (12).
Rotary piston pump according to claim 1, characterised in that the delivery chamber (5) has two housing sections (15, 16) of the pump housing, one housing section (15) containing the gear wheels (13, 14) of the synchromesh gear (12) and the other housing section (16) containing the delivery pistons (3, 4).
Rotary piston pump according to claim 1 or 2, characterised in that the delivery pistons (4, 5) and the gear wheels (13, 14) are arranged axially side by side, preferably immediately adjacent to one another, on the respective piston shaft (6, 7) associated with each of them.
Rotary piston pump according to one of claims 1 to 3, characterised in that the shaft bearings (18, 19) of each piston shaft (6, 7), which are respectively arranged on both sides of the delivery chamber (5), enclose the respective gear wheel (13, 14) and the respective delivery piston (3, 4) of said shaft between them.
Rotary piston pump according to one of claims 1 to 4, characterised in that the gear wheels (13, 14) of the synchromesh gear (12) are arranged on the side of the delivery chamber (5) remote from the pump drive.
Rotary piston pump according to one of claims 1 to 5, characterised in that the rotary piston pump (1) has a slotted tube drive.
Rotary piston pump according to one of claims 1 to 6, characterised in that the rotary piston pump (1) is drivable via a slotted tube coupling (20).
Rotary piston pump according to one of claims 4 to 7, characterised in that the shaft bearings (18, 19) for the piston shafts (7, 8) are axially immediately adjacent to the delivery chamber (5) on the one hand and to the additional delivery chamber (5a) on the other hand.
Rotary piston pump according to one of claims 6 to 8, characterised in that a partial current diverted from the delivery medium at a point (43) of higher pressure (p4) is passed through pipes and/or channels (35, 36) to the magnet slot (50), then through this slot and from there to a point of lower pumping pressure (p1), for example to the inlet connector (42).
Rotary piston pump according to claim 9, characterised in that, in said pump, outside the area of rotation of the delivery pistons (3, 4), for example in the inlet and outlet connectors (42, 43),there is an inlet bore (44) for the pipes or channels (54, 36) of the diverted partial current and there is an outlet bore (51) at the end of a return pipe (47) therefor in the inlet connector (42).
Rotary piston pump according to claim 9 or 10, characterised in that its auxiliary pumping chamber (30) has a connecting channel (37) leading out towards the outside of the housing, through which channel (37) medium which is of a different consistency and/or temperature from the delivery medium can be introduced into the conveying pipes or channels or slots, etc. (30, 50, 32, 32a) which usually carry the diverted partial current.