EP1857680B1

EP1857680B1 - Rotorbaugruppe

Info

Publication number: EP1857680B1
Application number: EP06010218.3A
Authority: EP
Inventors: Antony Mark Brown
Original assignee: Hilge GmbH and Co KG
Current assignee: Hilge GmbH and Co KG
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: DK1857680T3; ES2622876T3; EP1857680A2; EP1857680A3; PL1857680T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorbaugruppe für eine Pumpe, insbesondere für eine Drehkolbenpumpe.
Drehkolbenpumpen weisen üblicherweise zwei parallelliegende Rotorwellen auf, welche in ihrer Drehbewegung miteinander gekoppelt sind und an einem Axialende jeweils einen drehbaren Kolben oder ein Zahnrad tragen. Die Kolben oder Zahnräder greifen ineinander und bilden so eine Verdrängerpumpe. Es ist bei diesen Pumpen wichtig, dass die Kolben synchron laufen. Insofern sind sowohl die Kolben als auch die Getriebeelemente, welche die beiden Wellen drehbeweglich koppeln, mit den Rotorwellen drehfest zu verbinden. Dabei ist gleichzeitig eine genaue Justage der Elemente auf den Wellen erforderlich, um den synchronen Lauf der beiden Kolben, so dass sie drehend ineinander greifen, sicherzustellen.
Bei bekannten Wellen-Naben-Verbindungen ist die genaue Ausrichtung aufgrund der gegebenen Toleranzen schwierig.
Aus US 4,490,102 ist ein Schraubenkompressor bekannt, welcher zwei ineinandergreifende Schraubenwellen aufweist, welche durch eine Zahnradpaarung miteinander verbunden sind. Eines dieser Zahnräder ist über eine Kegelverbindung an der zugehörigen Rotorwelle festgelegt. Bei einer solchen Kegelverbindung ist die drehwinkelgenaue Ausrichtung des Antriebszahnrades auf der Welle schwierig, da das Zahnrad, wenn es mit der Welle in Kontakt kommt, aufgrund der Kegelflächen relativ schnell blockiert und im Drehwinkel nicht mehr ausgerichtet werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Rotorbaugruppe für eine Pumpe zu schaffen, welche eine einfachere drehwinkelgenaue Justage von Getriebeelementen an der Rotorwelle ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Rotorbaugruppe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Rotorbaugruppe ist zumindest eine Rotorwelle und ein mit dieser drehfest verbundenes Antriebs- bzw. Abtriebsritzel vorgesehen. Diese Rotorbaugruppe ist insbesondere für die Verwendung in einer Drehkolbenpumpe vorgesehen, in welcher mehrere Rotorwellen in ihrer Drehbewegung miteinander gekoppelt werden müssen. Hierzu ist vorzugsweise an einer angetriebenen Rotorwelle ein erstes Ritzel drehfest angeordnet und an einer zweiten, parallelen Rotorwelle ein zweites, mit dem ersten Ritzel kämmendes Ritzel angeordnet, so dass die eine Rotorwelle von der anderen mit angetrieben wird.
Erfindungsgemäß weist das Antriebsritzel eine zentrale Ausnehmung mit einer konischen Innenumfangsfläche auf. Diese Innenumfangsfläche erstreckt sich dabei konisch um die Längs- bzw. Rotationsachse der Rotorwelle und des Antriebsritzels. Die Antriebswelle weist eine korrespondierende konische Außenumfangsfläche auf, wobei die konische Innenumfangsfläche und die konische Außenumfangsfläche zur Fixierung des Antriebsritzels auf der Rotorwelle miteinander in Eingriff bzw. in Anlage sind. Auf diese Weise wird das Antriebsritzel drehfest auf der Rotorwelle gehalten.
Vorzugsweise ist in der Ausnehmung des Rotors eine sich an das im Durchmesser kleinere Ende der konischen Innenumfangsfläche anschließende zylindrische Kontaktfläche ausgebildet und die Rotorwelle weist eine korrespondierende zylindrische Kontaktfläche auf, welche sich an das im Durchmesser kleinere Ende der konischen Außenumfangsfläche anschließt. Diese Ausgestaltung erleichtert das Aufsetzen des Antriebsritzels auf die Rotorwelle, da zunächst die zylindrischen Kontaktflächen miteinander in Eingriff gebracht werden können. Dabei wird das Ritzel bereits zentrisch auf der Rotorwelle ausgerichtet, bleibt jedoch zunächst noch um diese drehbar, so dass das Antriebsritzel anschließend in seiner Winkelposition bezüglich der Rotorwelle ausgerichtet werden kann. Anschließend wird das Antriebsritzel weiter axial relativ zu der Rotorwelle verschoben, so dass die konische Innenumfangsfläche auf die korrespondierende konische Außenumfangsfläche aufläuft und so das Antriebsritzel fest, insbesondere drehfest auf der Rotorwelle fixiert wird.
Zusätzlich ist es möglich, dass das Antriebsritzel und die Rotorwelle miteinander verklebt werden, um eine noch festere Verbindung zu realisieren.
Die erfindungsgemäße Rotorbaugruppe für eine Pumpe, insbesondere für eine Drehkolbenpumpe weist vorzugsweise zumindest einen auf der Rotorwelle befestigten Rotor auf. Der Rotor bildet bei der Drehkolbenpumpe den Kolben, welcher vorzugsweise mit dem Kolben einer zweiten Rotorwelle in Eingriff tritt. Der Rotor weist eine Ausnehmung auf, in welche die Rotorwelle eingreift.
Zur drehfesten Anbringung des Rotors an der Rotorwelle weist die Rotorwelle bevorzugt am Außenumfang zumindest eine im Querschnitt kreissegmentförmige Tasche auf. Die im Querschnitt kreissegmentförmige Tasche bildet eine zylindersegmentförmige Ausnehmung, deren Durchmesser oder Mittelachse sich vorzugsweise parallel zur Längs- bzw. Rotationsachse der Rotorwelle erstreckt. Gegenüberliegend ist am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors eine korrespondierende, im Querschnitt kreissegmentförmige Tasche ausgebildet. Das heißt, auch diese Tasche bildet eine zylindersegmentförmige Ausnehmung, deren Längs- bzw. Mittelachse sich vorzugsweise parallel zur Längs- bzw. Rotationsachse des Rotors erstreckt. Dabei ist die Längs- bzw. Rotationsachse des Rotors identisch zu der Längs- bzw. Rotationsachse der Rotorwelle. Die beiden gegenüberliegenden, kreissegmentförmigen Taschen bilden vorzugsweise gemeinsam eine kreiszylindrische Ausnehmung bzw. ein kreiszylindrisches Loch, welches sich parallel zur Längsachse der Rotorwelle zwischen Innenumfang der Ausnehmung und Außenumfang der Rotorwelle erstreckt. In diese so einander gegenüberliegenden Taschen ist ein im Querschnitt korrespondierendes, bevorzugt kreisförmiges, d. h. kreiszylindrisches Verbindungselement eingesetzt. Dieses Verbindungselement stellt die formschlüssige, drehfeste Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle her.
Die kreissegmentförmigen Querschnittsflächen der Taschen am Außenumfang der Rotorwelle sowie am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors sind vorzugsweise so dimensioniert, dass sie gemeinsam einen Kreisquerschnitt bilden. Besonders bevorzugt sind die beiden Taschen im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet, so dass die Taschen am Außenumfang der Rotorwelle und am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors jeweils eine halbzylindrische Form aufweisen, welche gemeinsam eine zylindrische Ausnehmung definieren, in welche ein zylindrisches Verbindungselement eingesetzt werden kann.
Die Taschen in dem Rotor bzw. im Außenumfang der Rotorwelle werden dort vorzugsweise eingefräst, so dass sie dort mit hoher Genauigkeit an der gewünschten Winkelposition ausgebildet werden können. Das zylindrische Verbindungselement kann dann nur passend eingesetzt werden, wenn die Taschen am Innenumfang des Rotors und am Außenumfang der Rotorwelle einander genau gegenüberliegen, d. h. sich der Rotor bezüglich der Rotorwelle in einer vorbestimmten Winkelposition befindet. Durch entsprechende enge Passung kann hier eine spielfreie, formschlüssige Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle erreicht werden.
Vorzugsweise erstrecken sich sowohl die Mittel- bzw. Längsachsen der Taschen an der Rotorwelle und am Rotor als auch die Längsachse des im Querschnitt kreisförmigen Verbindungselements parallel zur Rotationsachse der Rotorwelle und damit des Rotors.
Vorzugsweise ist am Außenumfang der Rotorwelle eine Mehrzahl von im Querschnitt halbkreisförmigen Taschen und am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors eine entsprechende Mehrzahl jeweils gegenüberliegender und im Querschnitt halbkreisförmiger Taschen ausgebildet, wobei jeweils in die einander gegenüberliegenden Taschen ein im Querschnitt kreisförmiges Verbindungselement eingesetzt ist. Das heißt, die Taschen am Außenumfang der Rotorwelle sind korrespondierend zu den Taschen am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors in gleichen Winkelpositionen angeordnet, so dass immer jeweils eine Tasche am Außenumfang der Rotorwelle einer Tasche am Innenumfang der Ausnehmung genau gegenüberliegt, so dass diese beiden Taschen zusammen eine im Querschnitt kreisförmige, d. h. insgesamt kreiszylindrische Aufnahmeöffnung für ein Verbindungselement bilden. In jede dieser Taschenpaarungen ist jeweils ein Verbindungselement eingesetzt. Auf diese Weise ist eine stärker belastbare, formschlüssige Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle geschaffen, über welche auch größere Drehmomente übertragen werden können.
Die Mehrzahl von Taschen an der Rotorwelle und die korrespondierenden, gegenüberliegenden Taschen am Rotor sind vorzugsweise unregelmäßig über den Umfang verteilt angeordnet. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der Rotor an der Rotorwelle nur in einer vorbestimmten Winkellage bezüglich der Rotationsachse befestigt werden kann, so dass eine Fehlmontage ausgeschlossen werden kann. Dies ist wichtig, da beim Einsatz in einer Drehkolbenpumpe, in welcher der Rotor mit einem zweiten Rotor zusammenwirkt, der Rotor sich definiert bezüglich des zweiten Rotors bewegen muss. Eine unregelmäßige Anordnung der Taschen kann beispielsweise in der Weise erfolgen, dass eigentlich alle Taschen in regelmäßigen Winkelpositionen zueinander angeordnet werden, jedoch an einer Winkelposition, an welcher aufgrund dieser regelmäßigen Teilung eigentlich eine Tasche ausgebildet sein müsste, keine Tasche ausgebildet ist.
Weiter bevorzugt werden die Verbindungselemente in den Taschen am Rotor und/oder in den Taschen an der Rotorwelle verklebt. Auf diese Weise werden die Verbindungselemente in den Taschen gesichert, so dass sie nicht herausrutschen oder sich lösen können. So kann eine haltbare Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle geschaffen werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Verbindungselemente in ihrer Durchmesserrichtung spreizbar ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, die Verbindungselemente leicht in die einander gegenüberliegenden Taschen einzusetzen und anschließend zu spreizen, so dass sie sich in den Taschen verspannen. So wird dann eine feste Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle geschaffen. Gleichzeitig ermöglicht dies eine automatische genaue Ausrichtung bzw. Justage der einander gegenüberliegenden Taschen beim Spreizen des Verbindungselementes. Damit wird dann der Rotor auch automatisch in der definierten, vorbestimmten Winkellage bezüglich der Rotorwelle ausgerichtet und fixiert. Auch kann die genaue Zentrierung durch das Spreizen der Verbindungselemente erfolgen. Ferner können die Verbindungselemente so ausgebildet sein, dass ihre Spreizung reversibel ist, um sie wieder gelöst werden können, so dass beispielsweise zu Wartungsarbeiten oder zum Austausch von Verschleißteilen den Rotor von der Rotorwelle abnehmen zu können.
Die Verbindungselemente bestehen dazu vorzugsweise aus zwei axial zueinander angeordneten Zylinderkörpern und zumindest einem axial zwischen den Zylinderkörpern liegenden Spreizelement, wobei die beiden Zylinderkörper zueinander axial verstellbar miteinander verbunden sind. Dies kann beispielsweise durch eine Schraube geschehen, welche die beiden Zylinderkörper miteinander verbindet. Wenn die beiden Zylinderkörper aufeinander zu bewegt werden durch Verstellen des Verstellelementes, beispielsweise einer Schraube, kann das dazwischen liegende Spreizelement gespreizt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass zwischen dem Spreizelement und den Zylinderkörpern konische Flächen ausgebildet sind, welche bei Pressung der Zylinderkörper in axialer Richtung auf das Spreizelement eine auf dieses in radialer Richtung wirkende Kraft erzeugen, welche das Spreizelement in radialer Richtung auseinander drückt, so dass dieses gegen die Innenwandungen der Taschen, in welche das Verbindungselement eingesetzt ist, gedrückt wird.
Zumindest einer der beiden Zylinderkörper eines Verbindungselementes ist vorzugsweise fest mit dem Rotor und/oder der Rotorwelle, vorzugsweise drehfest mit dem Rotor und/oder der Rotorwelle verbunden. Auf diese Weise kann beispielsweise in dem Fall, dass die beiden Zylinderkörper mit einer Schraube verbunden sind, verhindert werden, dass sich beim Drehen der Schraube der Zylinderkörper mitdreht. Die drehfeste Verbindung kann beispielsweise durch einen formschlüssigen Eingriff oder aber auch durch Klemmung oder Verkleben erfolgen.
Wie beschrieben, ist die Rotorbaugruppe, wie sie vorangehend beschrieben wurde, vorzugsweise Teil einer Kreiskolben- bzw. Drehkolbenpumpe, welche vorzugsweise zwei Rotorbaugruppen gemäß der vorangehenden Beschreibung aufweist.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1: eine Schnittansicht einer Drehkolbenpumpe mit einer Rotorbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2: eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3: eine Detailansicht des Rotors gemäß Fig. 2,
Fig. 4: eine Schnittansicht der montierten Rotorbaugruppe gemäß Figuren 1 bis 3,
Fig. 5: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotorbaugruppe,
Fig. 6: eine Detailansicht des Rotors gemäß Fig. 5,
Fig. 7: eine Schnittansicht eines Verbindungselementes, wie es bei der Rotorbaugruppe gemäß Figuren 5 und 6 eingesetzt ist,
Fig. 8: eine Explosionsansicht des Verbindungselementes gemäß Fig. 7,
Fig. 9: eine perspektivische Ansicht der Befestigung eines Antriebsritzels bei einer erfindungsgemäßen Rotorbaugruppe und
Fig. 10: eine Schnittansicht der Rotorbaugruppe gemäß Fig. 9 mit montiertem Antriebsritzel.

Die erfindungsgemäße Rotorbaugruppe eignet sich besonders zum Einsatz in einer Kreiskolben- bzw. Drehkolbenpumpe, wie sie beispielsweise in der Schnittansicht in Fig. 1 gezeigt ist. Derartige Drehkolbenpumpen weisen in ihrem Inneren zwei parallel zueinander angeordnete Rotorbaugruppen 2 und 4 auf, welche über Ritzel 6 und 8 miteinander in Eingriff sind. Die Rotorbaugruppe 2 wird über ihr Wellenende 10 von einem nicht gezeigten Motor angetrieben. Am entgegengesetzten Ende sind die Wellen der Rotorbaugruppen 2 und 4 jeweils mit einem Rotor bzw. Drehkolben 12, 14 verbunden, welche miteinander kämmen und so eine Verdrängerpumpe bilden.
Die Erfindung betrifft die Rotorbaugruppen 2 und 4 und dort die Befestigung der Rotoren 12 und 14 an den Rotorwellen 16, 18. Ferner betrifft die Erfindung die Befestigung der Ritzel 6 und 8 an den Rotorwellen 16, 18. Wenn nachfolgend die weiteren Ausgestaltungen dieser Befestigungen nur anhand einer der beiden Rotorbaugruppen 2 und 4 beschrieben werden, so ist jedoch zu verstehen, dass die Ausgestaltung an der jeweils anderen Rotorbaugruppe entsprechend gewählt ist.
Fig. 2 bis 4 zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Befestigung des Rotors 12 an der Rotorwelle 16.
Der Rotor 12 ist an einem Wellenende mit der Rotorwelle 16 verbunden, in der Weise, dass er in Richtung der Dreh- bzw. Rotationsachse auf die Rotorwelle aufgesteckt ist. Dazu weist der Rotor 12 in seinem Inneren zentrisch zu der Längs- bzw. Drehachse X eine Ausnehmung 20 auf, in welche die Rotorwelle 16 mit ihrem Wellenende 22 eingreift. Am Außenumfang des Wellenendes 22 sind halbkreis- bzw. halbzylinderförmige Taschen 24 ausgebildet, deren Längsachsen und Umfangsflächen sich parallel zu der Drehachse X erstrecken.
Im Inneren der Ausnehmung 20 sind am Innenumfang korrespondierende Taschen 26 ausgebildet, welche ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt bzw. eine halbzylindrische Form aufweisen und deren Mittelachsen sich parallel zur Drehachse X erstrecken. Die Taschen 26 sind am Innenumfang der Ausnehmung 20 so angeordnet, dass sie um die Längsachse X herum an denselben Winkelpositionen angeordnet sind wie die Taschen 24, so dass bei der gewünschten Winkellage des Rotors 12 bezüglich der Rotorwelle 16 jeweils immer eine Tasche 24 einer Tasche 26 genau gegenüberliegt. Auf diese Weise wird immer von einer Tasche 24 gemeinsam mit einer Tasche 26 eine in der Berührungsebene zwischen Innenumfang der Ausnehmung 20 und Außenumfang des Wellenendes 22 liegende zylindrische Ausnehmung gebildet, in welche ein zylindrisches bzw. rollenförmiges Verbindungselement 28 eingesetzt wird. Auf diese Weise stellen die Verbindungselemente 28 eine formschlüssige Verbindung zwischen der Rotorwelle 16 und dem Rotor 12 her, welche eine Drehmomentenübertragung von der Rotorwelle 16 auf den Rotor 12 ermöglicht.
Die definierte Ausrichtung des Rotors 12 in radialer Richtung der Rotorwelle 16 kann ebenfalls durch die Verbindungselemente 28 erfolgen, da diese über den gesamten Umfang der Rotorwelle 16 bzw. des Wellenendes 22 verteilt angeordnet sind und bei entsprechender Passung den Rotor 12 spielfrei in radialer Richtung an dem Wellenende 22 fixieren. Alternativ ist es möglich, auch bereits eine entsprechende Passung zwischen dem Innenumfang der Ausnehmung 20 und dem Außenumfang des Wellenendes 22 herzustellen, so dass eine spielfreie Anbringung des Rotors 12 an dem Wellenende 22 möglich ist.
In axialer Richtung wird der Rotor 12 durch eine Fixierschraube 30 befestigt, welche in eine stirnseitige Gewindebohrung 32 in Richtung der Längsachse X in das Wellenende 22 eingeschraubt wird und so den Rotor 12 in axialer Richtung an der Rotorwelle 16 sichert. Dabei übergreift der Kopf der Fixierschraube 30 den Umfangsrand der Ausnehmung 20.
Bei den Verbindungselementen 28 gemäß der Ausführungsform, welche in den Figuren 2 bis 4 gezeigt ist, handelt es sich um massive Rollenkörper beispielsweise aus Stahl. Zur zusätzlichen Sicherung können diese in den Taschen 24 und 26 verklebt sein. Ferner ist es auch möglich, zwischen dem Außenumfang des Wellenendes 22 und dem Innenumfang der Ausnehmung 20 zusätzlich einen Klebstoff aufzubringen.
Anhand von Figuren 5 bis 8 wird eine alternative Verbindung zwischen Rotor 14 und Rotorwelle 18 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist das Wellenende 22 mit den Taschen 24 wie vorangehend anhand der ersten Ausführungsform beschrieben ausgebildet. Auch die Ausnehmung 20 mit den Taschen 26 ist identisch mit der ersten Ausführungsform gemäß der vorangehenden Beschreibung ausgebildet. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich lediglich in der Ausgestaltung der Verbindungselemente 28, welche hier als Klemm- bzw. Spannelemente ausgebildet sind und näher anhand von Figuren 7 und 8 beschrieben werden. Diese Verbindungselemente 28 lassen sich nach Einsetzen in die Taschen 24 und 26 spannen, so dass sie sich in radialer Richtung erweitern und so eine Klemmkraft zwischen dem Rotor 12, 14 und der zugehörigen Rotorwelle 16, 18 erzeugen. Insofern kann eine vollständige Fixierung des Rotors 12, 14 an der Rotorwelle 16, 18 erreicht werden, und es kann auf die Fixierschraube 30 verzichtet werden, welche jedoch auch zusätzlich angeordnet werden kann.
Die Verbindungselemente 28 gemäß der zweiten Ausführungsform sind im Querschnitt ebenfalls kreisförmig, d. h. insgesamt kreiszylindrisch bzw. tonnenförmig ausgebildet. Sie werden von zwei axial beabstandeten Zylinderkörpern 34 gebildet, welche durch eine Schraube 36 miteinander verbunden sind. Dabei durchdringt die Schraube 36 den einen Zylinderkörper 34 durch ein Loch 38 ohne Gewinde und greift in dem anderen Zylinderkörper 34 in ein Gewinde 40 ein. Durch Drehen der Schraube 36 können somit die Zylinderkörper 34 in axialer Richtung aufeinander zu und auseinander bewegt werden.
Zwischen den beiden Zylinderkörpern 34 ist ein Ring 42 angeordnet, welcher an den axialen Stirnseiten nicht mit den angrenzenden Zylinderkörpern 34 in Kontakt kommt. Der Ring 42 weist zentral am Außenumfang einen Vorsprung 44 auf, welcher an den den Zylinderkörpern 34 zugewandten Seiten abgeschrägt bzw. gefasst ist. Entsprechend sind die Stirnseiten der Zylinderkörper 34, welche dem Vorsprung 44 zugewandt sind, derart abgeschrägt, dass zwischen den Zylinderkörpern 34 und dem Vorsprung 44 ringförmige Nuten ausgebildet sind, welche sich nach außen hin aufweiten. In diesen Nuten sind Klemmringe 46 angeordnet.
Wenn die Schraube 36 angezogen wird und die Zylinderkörper 34 aufeinander zu bewegt werden, werden die Nuten, in welchen die Klemmringe 46 angeordnet sind, schmaler, so dass die Klemmringe 46 aufgrund der schrägen Anlageflächen an den Zylinderkörper 34 und dem Vorsprung 44 radial nach außen gedrückt werden und so in den Taschen 24 und 26 eine Klemmwirkung entfalten können.
Bei den in Figuren 2 bis 6 gezeigten Anordnungen der Taschen 24 und 26 sind diese über den Umfang des Wellenende 22 bzw. den Innenumfang der Ausnehmung 20 gleichmäßig verteilt, wobei allerdings in dieser gleichmäßigen Teilung eine Tasche 24 und eine gegenüberliegende Tasche 26 weggelassen wurde, so dass am Außenumfang des Wellenendes 22 an einer Stelle ein größerer Abstand 48 zwischen zwei benachbarten Taschen 24 und entsprechend gegenüberliegend an einer Stelle ein Bereich mit größerem Abstand zwischen zwei benachbarten Taschen 26 geschaffen wird. Diese asymmetrische Anordnung ermöglicht es, dass der Rotor 12, 14 nur in einer vorbestimmten Winkelposition auf die Rotorwelle 16, 18 aufgesetzt werden kann.
Anhand der Figuren 9 und 10 wird eine erfindungsgemäße Befestigung der Ritzel 6, 8 an einer der Rotorwellen 16, 18 beschrieben. Das Ritzel bzw. Antriebsritzel 6 weist eine konische, zentrale Ausnehmung 48 auf, mit welcher das Ritzel 6 auf eine korrespondierende, d. h. im selben Winkel geneigte, konische Anlagefläche 50 an der Rotorwelle 16 aufgesetzt wird. An dem verjüngten Ende der konischen Außenumfangsfläche bzw. Anlagefläche 50 schließt sich eine zylindrische Kontaktfläche 52 an, wobei die konische Anlagefläche 50 von der Kontaktfläche 52 durch einen Einstich 54 getrennt ist. Entsprechend zu der zylindrischen Kontaktfläche 52 ist am Innenumfang der Ausnehmung 48 am verjüngten Ende der konischen Innenumfangsfläche eine zylindrische Kontaktfläche 56 ausgebildet, welche im Wesentlichen denselben Durchmesser wie die zylindrische Kontaktfläche 52 aufweist.
Diese Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem Ritzel 6 und der Rotorwelle 16 erleichtert das Ausrichten des Ritzels 6 in einer bestimmten Winkelposition bezüglich der Längsachse X bei der Montage. Diese Ausrichtung ist erforderlich, da die Rotoren 12 und 14 in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sein und zueinander rotieren müssen.
Bei der Montage kann das Ritzel 6 zunächst so auf die Rotorwelle aufgeschoben werden, dass zunächst nur die zylindrischen Kontaktflächen 52 und 56 zur Anlage kommen. In dieser Position ist das Ritzel 6 in radialer Richtung an der Rotorwelle 16 ausgerichtet, kann jedoch in axialer Richtung entlang der Längsachse X und in Umfangsrichtung noch verschoben werden. Wenn die gewünschte Winkelausrichtung erreicht ist, wird das Ritzel 6 weiter in axialer Richtung zu dem Wellenende 22 hin verschoben, so dass die konische Innenfläche der Ausnehmung 48 an der konischen Anlagefläche 50 der Rotorwelle 16 zur Anlage kommt. Dabei wird eine kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen der konischen Anlagefläche 50 und der konischen Innenfläche der Ausnehmung 48 realisiert, welche zu einer drehfesten Verbindung des Ritzels 6 auf der Rotorwelle 16 führt. Bei dem Aufschieben auf die konische Anlagefläche 50 kommt es dabei ferner zu einer genauen Zentrierung des Ritzels auf der Welle.

Bezugszeichenliste

2, 4: - Rotorbaugruppen
6, 8: - Ritzel
10: - Wellenende
12, 14: - Rotoren
16, 18: - Rotorwellen
20: - Ausnehmung
22: - Wellenende
24,26: - Taschen
28: - Verbindungselemente
30: - Fixierschraube
32: - Gewindebohrung
34: - Zylinderkörper
36: - Schraube
38: - Loch
40: - Gewinde
42: - Ring
44: - Vorsprung
46: - Klemmringe
48: - Ausnehmung
50: - Anlagefläche
52: - Kontaktfläche
54: - Einstich
56: - Kontaktfläche
X: - Längs- bzw. Rotationsachse

Claims

Rotorbaugruppe für eine Pumpe, welche zumindest eine Rotorwelle (16; 18) und ein mit dieser drehfest verbundenes Antriebsritzel (6; 8) aufweist, wobei das Antriebsritzel (6; 8) eine zentrale Ausnehmung (48) mit einer konischen Innenumfangsfläche und die Antriebswelle (16; 18) eine korrespondierende konische Außenumfangsfläche (50) aufweist, welche zur Fixierung des Antriebsritzels (6; 8) auf der Rotorwelle (16; 18) miteinander in Anlage sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung (48) des Antriebsritzels (6; 8) eine sich an das im Durchmesser kleinere Ende der konischen Innenumfangsfläche anschließende zylindrische Kontaktfläche (56) ausgebildet ist und die Rotorwelle (16; 18) eine korrespondierende zylindrische Kontaktfläche (52) gleichen Durchmessers aufweist, welche sich an das im Durchmesser kleinere Ende der konischen Außenumfangsfläche (50) anschließt.
Rotorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsritzel (6; 8) und die Rotorwelle (16; 18) miteinander verklebt sind.
Rotorbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorbaugruppe (2; 4) Teil einer Kreiskolbenpumpe ist, welche vorzugsweise zwei Rotorbaugruppen (2; 4) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
Rotorbaugruppe (2; 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rotor (12; 14), welcher eine Ausnehmung (20) aufweist, in welche die Rotorwelle (12; 14) eingreift, wobei
am Außenumfang der Rotorwelle (16; 18) zumindest eine im Querschnitt kreissegmentförmige, vorzugsweise halbreisförmige Tasche (24) und dieser gegenüberliegend am Innenumfang der Ausnehmung (20) des Rotors (12; 14) eine korrespondierende im Querschnitt kreissegmentförmige, vorzugsweise halbkreisförmige Tasche (26) ausgebildet ist, wobei in den einander gegenüberliegenden Taschen (24, 26) ein im Querschnitt an die Kreissegmentform der Taschen angepasstes, vorzugsweise kreisförmiges Verbindungselement (28) angeordnet ist.
Rotorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Taschen (24, 26) und die Längsachse des Verbindungselementes (28) parallel zur Rotationsachse (X) der Rotorwelle (16; 18) gelegen sind.
Rotorbaugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang der Rotorwelle (16; 18) eine Mehrzahl von im Querschnitt halbkreisförmigen Taschen (24) und am Innenumfang der Ausnehmung (20) des Rotors (12; 14) eine entsprechende Mehrzahl jeweils gegenüberliegender und im Querschnitt halbkreisförmiger Taschen (26) ausgebildet sind, wobei jeweils in die einander gegenüberliegenden Taschen (24, 26) ein im Querschnitt kreisförmiges Verbindungselement (28) eingesetzt ist.
Rotorbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Taschen (24) an der Rotorwelle (16; 18) und die korrespondierenden gegenüberliegenden Taschen (26) am Rotor (12; 14) unregelmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.
Rotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) in den Taschen (24) am Rotor (12; 14) und/oder in den Taschen (26) an der Rotorwelle (16; 18) verklebt sind.
Rotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) in ihrer Durchmesserrichtung spreizbar ausgebildet sind.
Rotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) aus zumindest zwei axial zueinander angeordneten Zylinderkörpern (34) und zumindest einem axial zwischen den Zylinderkörpern (34) liegenden Spreizelement (46) gebildet ist, wobei die beiden Zylinderkörper (34) zueinander axial verstellbar miteinander verbunden sind.
Rotorbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Zylinderkörper (34) eines Verbindungselementes (28) mit dem Rotor (12; 14) und/oder der Rotorwelle (16; 18) fest, vorzugsweise drehfest verbunden ist.