EP3408539A1 - Piston for a rotary piston pump - Google Patents

Piston for a rotary piston pump

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EP3408539A1
EP3408539A1 EP17702831.3A EP17702831A EP3408539A1 EP 3408539 A1 EP3408539 A1 EP 3408539A1 EP 17702831 A EP17702831 A EP 17702831A EP 3408539 A1 EP3408539 A1 EP 3408539A1
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EP
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rotary
polymer material
rotary piston
piston
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EP17702831.3A
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Thomas Hinners
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Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
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Hugo Vogelsang Maschinenbau GmbH
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    • F04C2240/20Rotors

Definitions

  • the invention relates to a rotary lobe pump, comprising a housing having a housing interior, an inlet opening, through which liquid can flow into the housing interior, an outlet opening through which liquid can flow out of the housing interior, a first rotary piston which rotates about a first axis of rotation within the housing interior is mounted, and a second rotary piston which is rotatably mounted about a second axis of rotation within the housing interior, wherein the first rotary piston and the second rotary piston in a region between the first and the second axis intermesh and displace liquid.
  • Another aspect of the invention is a method for producing a rotary piston for such a rotary piston pump and a rotary piston for such a rotary piston pump.
  • Rotary lobe pumps are conveyors for fluids that are mainly used for low or high viscosity fluids.
  • Rotary pumps operate on the principle that two counter-rotating rotary pistons rotate about two spaced apart, parallel axes and mesh in such a way that each engages a rotary piston of a rotary piston in a rotary piston recess between two rotary pistons of the other piston.
  • the liquid in the central region between the two axes is displaced by the meshing and in the two outer peripheral regions outside the two Rotary axes in delivery chambers, which result from the rotary piston recesses in sealing the two rotary piston blades lying around it or their rotary piston blade tips against the housing wall, are conveyed from the inlet to the outlet opening.
  • Rotary pumps can be equipped with rotary pistons, which have two, three or more rotary vane.
  • Rotary lobe pumps are used in a specific application to deliver particulate-laden fluids.
  • a problem in the promotion of particle-laden liquids is the high wear occurring on various pump components.
  • rotary lobe pumps are better suited than other types of pumps for pumping particle-laden liquids, but they are also subject to high levels of wear.
  • This wear is caused by particles that either pinch between the rotary pistons or become trapped between the outer ends of the rotary vanes and the housing wall and thereby cause indentations or grinding marks in the surfaces of the housing wall or the rotary pistons.
  • Rotary pistons are produced according to the prior art from a metal and in this case manufactured so accurately that efficient delivery at low leakage rates is possible. It is known to equip rotary pistons with a superficial rubber layer in order to counteract wear effects in the conveying of particle-laden liquids. The underlying effect of this measure is that the rotary pistons are due to the rubber layer to a limited extent suitable to penetrate particles that are trapped between the rotary piston or between the rotary wing and housing wall, by short elastic or plastic deformation in their rubberized surface without suffering any permanent or serious damage. As a result, the formation of deep impressions, wear marks and other wear effects can be prevented and the wear behavior of rotary lobe pumps in the promotion of particle-laden liquids can be improved.
  • the invention has for its object to propose an improved rotary lobe pump for promoting particle laden liquids within this optimization problem.
  • a rotary piston pump of the type described above in which the first rotary piston has a framework arrangement comprising a plurality of spaced apart plates and the framework assembly is at least partially filled with a polymer material and at least partially sheathed.
  • the problems in the prior art are overcome by a completely different internal structure of the rotary piston is realized.
  • the rotary piston is constructed by a plurality of spaced-apart plates as a framework arrangement. This framework arrangement is at least partially enveloped and filled with a polymer material.
  • the rotary piston designed according to the invention is designed in particular such that, apart from a central opening for receiving a drive shaft, it has no air-filled cavities, that is to say it is filled in its interior either with plate material or with polymer material.
  • the plates are preferably arranged such that they are aligned with their surface perpendicular to the axis of rotation of the rotary pistons.
  • the plates therefore define in particular the cross-sectional geometry of the rotary piston, by having a corresponding inner contour and a corresponding outer contour.
  • the inner contour defines the inner central opening of the Rotary piston with which the rotary piston is received on a drive shaft.
  • This inner recess is preferably designed to transmit a torque, for example by having a polygonal cross-sectional geometry or is embodied in another form for a positive torque transmission.
  • the plates directly define the geometry of the inner, central opening of the rotary pistons, that are not coated in the region of this inner opening of the rotary piston with the polymer material in order to achieve a defined angular position of the rotary piston relative to the drive shaft, the free of elastic influences of the polymer material.
  • the rotary piston according to the invention may have a hub with an internal opening through which a drive shaft can be inserted or which can be connected in a torque-resistant manner to a drive shaft in another way.
  • the plates have in this case an inner central opening, with which they can be mounted on the outer geometry of this hub and preferably fixed torque-resistant. It is further preferred that the plates on the outer surface of the rotary piston are completely coated with polymeric material so as to avoid contact of the housing with the plates in contact with the housing wall or the other rotary piston.
  • the plates are preferably formed of a material which has a higher rigidity, ie a lower elasticity, and a higher strength than the polymer material.
  • the plates may be made of, or at least partially comprise, a non-metal to reduce the weight of the piston.
  • the carrier material As a framework arrangement consisting of several plates.
  • the boundary layer between the polymer material and the metallic core in rotary lobes according to the prior art can no longer take place in the inventive design of the rotary piston, since the boundary layer between the framework arrangement and the polymer material occupies a much larger area and also can be formed substantially with surfaces that are perpendicular to the axial direction. This surface orientation is much less sensitive to such submarine migration and delamination than radially outwardly directed peripheral surfaces.
  • Another advantage of the rotary piston according to the invention is the favorable shape stabilization by the framework arrangement, which counteracts shrinkage of the polymer material in the course of its crosslinking.
  • crosslinking is to be understood as meaning polymerization or vulcanization.
  • the rotary pistons designed according to the invention have a lower weight than rotary pistons of known design, whereby the total weight of a rotary piston pump according to the invention is reduced compared to conventional rotary piston pumps.
  • a further advantage is that the rotary pistons according to the invention are produced with a lower use of metallic material at the expense of a higher proportion of the polymer material, whereby the manufacturing costs are reduced in terms of material costs.
  • the plurality of spaced-apart plates are aligned parallel to each other and / or that the distance between each two spaced-apart adjacent plates is the same.
  • two, three, four or even more plates can be used to make a rotary piston and the space between these plates can be filled up accordingly with polymer material.
  • the framework arrangement from the plates is preferably completely filled with polymer material and preferably the outer surface of the rotary piston is completely enveloped by polymer material, whereas the inner opening of the rotary piston, which serves for the torque-transmitting power transmission from a drive shaft to the rotary piston, preferably is not enveloped with polymer material.
  • a spacer element is present, which extends over a predetermined height above a plane of the plate and pointing away from him at the plate plane End are in contact with another plate, in particular an adjacent plate, wherein the spacer element is preferably made by angled deformation of a portion of the plate.
  • the definition of the distance between the individual plates is effected by separate spacer elements or by the geometry of the plates themselves, for example by a spacer element is formed on the plates or inserted between two plates. These spacers form the function of a spacer between the plates.
  • a single spacer element between two plates can fulfill this function and position the plates in a defined position relative to one another and a defined distance from one another.
  • a position definition of the plates can be made to the axis of rotation of the rotary piston, for example by appropriate position support against the hub of the rotary piston.
  • the function of distancing and, if appropriate, positional positioning of the plates can also be provided by a multi-part spacer element, for example a spacer element which consists of two, three, four or more spacer elements which are inserted between two adjacent plates.
  • a multi-part spacer element for example a spacer element which consists of two, three, four or more spacer elements which are inserted between two adjacent plates.
  • at least three spacer element pieces are preferred so that a defined angular position of the plates relative to one another, in particular a parallel alignment of the plates relative to one another, is achieved by the multi-part spacer element.
  • the number of spacer elements, which form a spacer element between two plates, may in particular correspond to the number of rotary vanes of the piston, so that in the case of rotary lobes with 2, 3, 4, 5 or 6 vanes corresponding spacer elements are used which consist of 2, 3, 4, 5 or 6 spacer pieces are composed.
  • a spacer element can furthermore preferably be formed integrally on a plate, that is to say be embodied in one piece with the plate.
  • the spacer element is made by angled deformation of a portion of the plate.
  • a one-sided formed on the plate web can be angled such that it is at an angle of about 90 ° to the plate surface and thereby represents the spacer element.
  • a web portion which is connected to both sides of the plate, are deformed by a deformation out of the plane of the plate, so that he, for example, himself rises in a V-shaped contour over the plane of the plate and represents the spacer element.
  • the plates are made of metallic material sheets and / or the polymer material is a rubber-elastic material.
  • the production of the plates from a metallic material allows a particularly robust framework arrangement which has grown the operating forces, in particular the forces required for torque transmission from the drive shaft to the rotary piston.
  • the provision of the plates of a metallic material in the form of sheets in particular allows cost-effective production of the plates by punching or laser cutting the plates of a semi-finished material in the form of sheets and the production of the spacer elements by cold working of a corresponding section or corresponding to several sections of these sheets .
  • the polymer material may in particular be a rubber-elastic material which tolerates the elastic impression of particles without damaging the polymer material.
  • These are in particular rubber-based polymer materials which are produced by a vulcanization process, but other materials similar to such a rubber property can also be used for the rotary piston according to the invention.
  • the polymeric material is provided by a prefabricated polymeric member intercalated with aligned apertures in the panels and a polymeric material portion formed by flowable polymeric material at least in the flowable state of the panels and the prefabricated polymeric component partially enveloped and thereafter crosslinked to a solid state.
  • the polymer material is formed by two different proportions. The first part is a prefabricated, already cross-linked component, which is passed through corresponding openings in these plates after assembly of the plates. This prefabricated polymer component is then enveloped by a second portion of polymeric material and thereby fixed in position relative to the panels. The two parts form a coherent polymer structure.
  • the advantage of the thus formed rotary piston is that on the one hand a large amount of polymer material can be realized in the rotary piston, on the other hand it is avoided that the rotary piston is made by networking a large proportion of polymer material within the framework arrangement and thereby has a large and poorly predictable shrinkage. Instead, an already cross-linked polymer component is used to fill up a large proportion of the volume within the framework assembly with polymeric material, and only a minor one Volume fraction within the framework arrangement then filled / enveloped with a flowable polymer material, which then crosslinked and in this case undergoes a shrinkage.
  • the prefabricated polymer component and the polymer material fraction are particularly preferred to consist of the same polymer material, thereby achieving a particularly good bond between the prefabricated polymer component and the polymer material fraction enveloping it.
  • several prefabricated polymer components can be used in a rotary piston.
  • the plates have a plurality of openings distributed over the circumference, so that a plate has, for example, a cross-sectional geometry that is similar to a spoke wheel and the several cavities formed thereby between the spokes are filled by correspondingly contoured polymer components.
  • the mechanical connection between the polymer material and the plates by adhesive bonding, by positive engagement between openings in the plates, which are filled with polymer material, or by frictional connection by means of clamping elements which interconnect the plates and the polymer material tense, is formed.
  • three essential mechanisms are available in order to achieve a connection between the polymer material and the plates or the framework arrangement in the design of the rotary piston according to the invention.
  • An adhesive bond can be achieved directly between the polymeric material and the panels, to reinforce or to produce such an adhesive compound, the framework assembly can also be coated with a primer or adhesive other than the polymeric material prior to adding the polymeric material.
  • This adhesive compound may correspond in particular to the adhesive connection between the rubber and the metal part of such rubber-metal elements used in rubber-metal elements in the field of vibration damping. Furthermore, a positive connection between openings in the plates and the polymer material passed therethrough can be achieved. These openings in the plates can deliberately be provided for this purpose, for example in the manner of the disk structure in the form of a spoke wheel already explained, but other structures, such as perforated plate elements or the like, are also advantageous for such a positive locking effect. Finally, a frictional connection between plates and polymer material can be achieved, that is, a liability, which is achieved by a frictional force between the plates and the polymer material, can be effected.
  • the force required for this frictional force normal force can then by a tension of the plates and the Polymer material can be achieved, for example, by perpendicular to the plane of the plate screws are provided between the outer plates of the rotary piston, which compress these two outer plates in the axial direction.
  • a single one or more of these linkage mechanisms may act simultaneously to make the connection between the plates and the polymeric material.
  • the second rotary piston has a framework arrangement which comprises a plurality of spaced-apart plates and the framework arrangement is at least partially filled with a polymer material and at least partially encased.
  • the second rotary piston as well as the first rotary piston is constructed with a skeleton assembly of a plurality of plates and a polymer material.
  • the first and the second rotary piston of the rotary piston pump can be identical and also the second rotary piston can be designed in accordance with the previously explained embodiments.
  • first and / or the second rotary piston has an internal non-circular opening formed by an opening in the plates not filled with the polymeric material and the first and second rotary pistons respectively via first and second shafts , which is arranged in this opening, is rotatably mounted.
  • a recess or opening in the rotary piston makes it possible to arrange the rotary pistons in a form-fitting manner on a shaft which is correspondingly congruent to the opening and to set it in rotation by means of this shaft.
  • the plates may be positively secured to a hub, which in turn is mounted on the shaft, for example non-positive or positive.
  • the recess or opening is formed by corresponding recesses or openings in the plates of the framework arrangement, which consequently cause a transmission of the torque from the drive shaft to the framework arrangement.
  • a polygonal recess may be provided in the plates or the rotary piston, in particular, a hexagonal opening is suitable, which cooperates with a corresponding hexagonal shaft or hexagonal notch.
  • other embodiments for positive locking are possible, for example, keyways in an otherwise circular recess, which are designed for positive engagement with a corresponding cylinder portion of the shaft or hub with a corresponding key.
  • both rotary pistons are connected in a torque-locking manner to a drive shaft and these drive shafts are synchronized via an external gear, so that both rotary pistons are driven synchronously but independently of one another.
  • only one of two rotary pistons are coupled torque-coupled via a shaft and driven, and the other rotary piston is set by the engagement with this rotary piston in a synchronous rotation, without being driven by a shaft itself. Consequently, this other rotary piston only has to be rotatably supported, so that a circular recess without torque transmission to the shaft is also possible here.
  • the first and the second rotary piston having at least two rotary wing, which extend in a helix along the outer periphery of the rotary piston and that the plates have a corresponding geometry with at least two rotary lobes, all plates are geometrically equal and the helical profile is effected by means of a non-circular, helically extending outer contour of a drive shaft or hub which is in positive engagement with a central recess of the plates, or the plates are subdivided into at least two sets resting on a shaft or hub with a rectilinear, non-circular outer contour are pushed, wherein the plates within a set a matching geometry and the plates of two different sets have a different geometry such that the angular position between a not Circular contour of a central opening and the rotary vane between the plates of two different sets is different from each other.
  • the rotary vane wings may extend along an axially aligned line that is parallel to the axis of rotation of the rotary piston.
  • Rotary pumps with such rectilinear rotary vane typically show a pulsation in the conveying operation, which are due to the defined promotion in the delivery chambers, which form between the rotary wing and the housing wall, caused.
  • the pulsation of the promotion can be reduced or avoided altogether, when the rotary vane along a helical line.
  • This embodiment is particularly suitable for rotary pistons with more than two rotary lobes, so three, four or Moerieligen rotary piston, since in this embodiment, the sealing of the chambers between the rotary lobe is reliably achieved to the housing.
  • the contour of the rotary piston predetermined by the framework arrangement as far as into the rotary piston wings.
  • the scaffold assembly must map or have the helical course of the rotary wing.
  • the plates which form the framework arrangement of a rotary piston can be geometrically identical. But because of the pictured in a plate rotary lobe relative to the offset in the image of the same rotary wing in a plate adjacent thereto by a predefined angle, which is calculated from the pitch of the helical line and the distance between the two plates, the plates must be arranged in this case at an angular offset to each other on the drive shaft be.
  • the outer contour of the drive shaft or hub also has a non-rotationally symmetrical contour with a helical course.
  • a course of the outer contour of the drive shaft or hub makes it possible to carry out the plates of the scaffolding arrangement identical and with an angular offset to each other in the rotary piston such that this helical course of the outer contour is mapped congruent in the rotary piston.
  • the consequence of this arrangement is a helical course of the rotary-piston vanes, wherein the pitch of the helix of the rotary-piston vanes corresponds to the pitch of the outer contour of the drive shaft or hub.
  • the advantage of this embodiment is the use of identical plates, which enables their production in a cost-effective mass production.
  • two or more different sets of plates can also be provided in order to produce the framework arrangement of a rotary piston of the type according to the invention.
  • the drive shaft or hub is provided with a non-circular outer contour, which, however, is rectilinear, ie parallel to the longitudinal axis of the drive shaft, and consequently has no helical course.
  • this drive shaft or hub plates of different geometry are now pushed, these plates differ in that the angular position of the rotary wing with respect to the non-circular contour of the central recess of the plate is different from each other.
  • the rotary piston is designed as a three-leaf rotary piston, that is, each plate has three rotary lobes, which are offset by an angle of 120 ° to each other.
  • the first set of plates is provided with a keyway in a central circular recess which is in angular position zero to a rotary wing.
  • a second set of plates is made having an angular position of 40 ° of the keyway to the rotary vane.
  • a third set of plates is made which has an angular position of 80 ° between the keyway and the rotary vane.
  • the skeleton arrangement of this rotary piston can be constructed so that successively a plate of the first set, a plate of the second set, a plate of the third set, and then again a plate of the first set, followed by a plate of the second set and a plate of the third set are each arranged to each other so that the keyways of the plates are aligned with each other.
  • the result is a helix of the rotary wing, which is defined here by a total of six plates.
  • Another aspect of the invention is a method of manufacturing a rotary lobe for a rotary lobe pump comprising the steps of forming a framework assembly by providing a plurality of spaced apart plates, at least partially enveloping the plates with a polymeric material in a flowable state, and creating a bond between the framework assembly and the polymeric material by crosslinking the polymeric material.
  • the method is suitable for cost-effective production while avoiding a high proportion of metallic material for a rotary piston with a high accuracy of fit and favorable abrasion and delamination properties.
  • the polymer material is in particular a rubber-elastic material, such as a rubber-based rubber material into consideration, which is brought by vulcanization in its mechanically strong form and in adhesive connection to the skeleton assembly.
  • the method can be developed by positioning the plates parallel to one another by spacer elements formed on the plates.
  • the plates are made of sheet metal and that a spacer is formed between two plates, for example by angling one or three sections of the plate.
  • the method may be further developed by molding the polymeric material by preforming a polymeric component by crosslinking a first portion of the polymeric material prior to forming the scaffold assembly, placing the prefabricated polymeric component in aligned apertures in the panels, and at least partially encasing the panels and the polymeric component a second portion of the polymeric material in the state of a flowable polymeric material, and curing the second portion of the polymeric material to a solid state.
  • a rotary piston for a rotary pump which is characterized by a framework arrangement comprising a plurality of spaced-apart plates, wherein the framework arrangement with a polymer material at least partially filled in and at least partially encased.
  • This rotary piston is on the one hand cost-effective, on the other hand, accurate fit and particularly resistant to abrasion, wear and delamination of the polymer material from the framework arrangement.
  • the rotary piston can in particular be further developed as has been described above for a rotary piston which is used in a rotary piston pump according to the invention.
  • the rotary piston can be developed by being manufactured according to a method of the type described above.
  • FIG. 1 is a perspective view of a rotary piston according to the invention obliquely from the front
  • FIG. 1 a is a view according to FIG. 1 without polymer material
  • FIG. 2 is a perspective view of the embodiment of FIG. 1 obliquely from the side
  • FIG. 2 shows a view according to FIG. 2 without polymer material
  • FIG. 3 shows a frontal view of the embodiment according to FIG. 1
  • FIG. 3 a shows a view according to FIG. 3 without polymer material
  • FIG. 4 shows a side view of the embodiment according to FIG. 1
  • FIG. 4a is a view according to FIG. 4 without polymer material
  • Fig. 5 is a perspective view obliquely from the side of the hub body of the
  • FIG. 6 is a front view of a scaffold plate of the embodiment of FIG. 1,
  • FIG. 7 is a perspective view of a scaffold plate of the embodiment of FIG. 1,
  • Fig. 8 is a front view of a spacer element of the embodiment according to
  • FIG. 1, and 9 is a perspective view of a spacer element of the embodiment of FIG. 1st
  • a three-winged rotary piston with twisted rotary wings 41, 42, 43, which follow a helix shown.
  • the invention is applicable to rotary pistons with straight rotary lobes or spiral lobes or lobes having a geometry different therefrom and can be used for rotary lobes having two, three, four, five or more rotary lobes.
  • the rotary piston according to the invention has a rotary piston hub 10, which is typically made of a metallic material.
  • the rotary piston hub has a cylindrical inner geometry with a groove 1 1 for torque-fixed connection to a drive shaft by means of a feather key.
  • shaft-hub connections which are suitable for transmitting torque from the shaft to the hub, for example polygonal shafts which interact with a corresponding internal geometry of a polygonal hub, conical connections which form the shaft by means of a non-positive connection manner connect with the hub, gears between shaft and hub and the like.
  • the rotary piston hub is surrounded by three rotary lobes 41-43, which are arranged with a 120 ° pitch around the circumference of the rotary piston hub and in the axial direction of the rotary lobe winding about 60 ° in the circumferential direction along a helical line.
  • the amount of twisting should be selected depending on the number of blades to achieve pulsation-free operation, a leak-free pumping action, and a back-flow protection of the pump in each rotational position of the rotary pistons.
  • a twisting of the blades over 90 °, for three-leafed pistons a twisting of the blades over 60 °, for four-leafed pistons, a twisting of the blades over 45 ° and generally a twisting of the blades over 180 ° divided by the number of blades should be maintained or not exceeded.
  • the rotary lobes are coated with a polymer material on their flanks as well as on their tips and forehead sides. This polymer material is also partially formed in the interior of the rotary wing, the exact design will be explained in detail below.
  • the polymer material is preferably a rubber-elastic material is used, which may be in particular cured by vulcanization rubber material.
  • a scaffolding construction can be seen, which serves to produce a torsionally rigid connection between the rotary piston wings and the rotary piston hub.
  • the framework construction comprises a plurality of scaffold plates 20a, b, c, d,... Which in principle correspond to the cross-sectional contour in an axial cross-section of the rotary piston, but are smaller in their dimensions than the cross-sectional dimension.
  • Each scaffolding plate thus has three wings 21, 22, 23, which are arranged at a pitch of 120 ° to each other.
  • each scaffold plate has a central recess 24, see Figures 6 and 7.
  • This central recess is designed such that it provides a torque-fixed connection between see the scaffold plate and the rotary piston hub.
  • this is achieved by the recess is substantially circular and has three circumferentially distributed grooves 25 which cooperate with three congruent thereto formed webs 12, 13, 14 form-fitting manner on the outer surface of the rotary piston hub, as shown in Figure 5 , Basically, it should be understood that the torque-fixed connection between scaffolding plate and rotary piston hub can be carried out in various ways, alternatively to the embodiment shown here, embodiments with a single groove and a corresponding single web can be formed, it can alternatively other ways of connecting with a toothing or be carried out the same.
  • the circumferential length of the grooves in the scaffolding plate is approximately 60 °, so that a uniform distribution of the three recessed peripheral portions and the three protruding peripheral portions of the central recess 24 results in the scaffold plate.
  • the groove-shaped recess is in each case arranged in the region of the rotary-piston vanes in order to allow a favorable utilization of material and a narrow design of the framework plate in the region between the rotary-piston vanes.
  • Each scaffolding plate further comprises a circular recess 26, 27, 28 in each rotary vane.
  • the scaffold plates of the rotary piston according to the invention are therefore designed with specification of the outer contour of the rotary piston and a direct contact to the rotary piston designed torque-resistant connection with a maximum material savings.
  • the webs 12, 13, 14 extend in the axial longitudinal direction along the peripheral surface of the rotary piston hub along a helical line which corresponds to the helical course of the rotary-piston vanes.
  • the inner framework of the rotary piston according to the preferred embodiment can be constructed from a number of scaffold plates, all of which have the same design.
  • other embodiments of the invention appropriate rotary piston conceivable and advantageous in certain applications.
  • an embodiment may be advantageous in which the webs are designed in a straight line in the axial longitudinal direction of the rotary piston hub.
  • a rotary piston with straight rotary-piston wings results.
  • a helical course of the rotary wing can be achieved by alternately using scaffolding plates, which are designed differently.
  • this different design must consist in that the angular offset between the grooves 25 on the one hand and the rotary piston blade sections 21, 22, 23 on the other hand differs in the different embodiments of the scaffold plates.
  • the angular difference results here from the desired slope of the rotary vane along the helical course and the axial distance of the scaffold plates on the rotary piston hub.
  • the rotary piston according to the invention is constructed from a total of ten scaffold plates. These scaffold plates are arranged in axially uniform spacing over the entire axial length of the rotary piston on the rotary piston hub. Each two adjacent scaffold plates are positioned by three spacer elements 30 to each other, which form a spacer. Instead of assembling the spacer element of three spacer element pieces, it is advantageous for simplifying the assembly in some applications to produce the spacer element in one piece, for example by connecting the three spacer element pieces to one another via webs or the like.
  • FIGS. 8 and 9 A spacer element piece 30 is shown in FIGS. 8 and 9.
  • the spacer element piece 30 has a substantially annular body which has a central axial recess 31.
  • a circumferential shoulder 32 is formed on a front side of the spacer element piece 30 .
  • the outer diameter of this shoulder 32 is slightly smaller than the inner diameter of the circular recesses 26, 27, 28 in the scaffolding plates and thereby allows a positive centered positioning of the spacer element piece 30 within these recesses.
  • On the opposite side of the spacer element piece is formed with a flat end face.
  • a corresponding circumferential shoulder can also be designed on the opposite side, which achieves a defined positioning of two adjacent framework plates relative to one another.
  • the paragraphs on the two end faces can be coaxial with each other, when using the spacer element piece for a rotary piston with screw shaped course of the rotary wing wings paragraphs are to be carried out with a corresponding eccentric offset from each other.
  • Each spacer element piece 30 further has in a peripheral portion a rounded recess 33, the radius of which corresponds to the radius of the outer surface of the rotary piston hub. The spacer element piece can thereby be positioned directly resting on the rotary piston hub and secured against rotation.
  • a rotary piston according to the invention is constructed by a framework which comprises a plurality of scaffold plates 20 and in each case three spacer element pieces 30 between two adjacent scaffold plates.
  • a loadable framework structure is provided, which defines the contour of the rotary piston wings and has a positive connection to the rotary piston hub.
  • the scaffold plates are preferably made of a metallic material.
  • the spacer elements may preferably be made of a polymeric material.
  • the scaffolding construction thus constructed with the rotary piston hub is subsequently filled with the polymer material and enveloped.
  • This filling and wrapping process can be carried out in particular such that three already cured, for example vulcanized polymer strands are pushed through the openings 26, 27, 28 of the scaffold plates, wherein it is particularly advantageous if an elastically deformable polymer material having an outer diameter which is slightly smaller as the inner diameter of these openings, this is used to follow the helical course in which these openings are staggered to each other to follow.
  • prefabricated vulcanizable polymer strands can also be used in the openings, in which case the vulcanization of the polymer strands takes place during the subsequent vulcanization of the coating or coating with the remaining polymer material.
  • the thus prepared framework structure can be overmolded and coated with the already used, prefabricated polymer components with a liquid polymer material, whereby the cavities within the framework structure are completely filled. Due to the high volume fraction of already cured and crosslinked polymer material, a small shrinkage of the polymer material is achieved in the course of its crosslinking.
  • a staggered, two-stage coating with the liquid polymer material can be carried out in order to achieve in a first encapsulation, a filling up to or slightly below the outer edge of the scaffold plates and in a second encapsulation thereafter the complete outer conformation. to reach the door with wrapping of the scaffolding.
  • the material thickness depends on the application case and the overall dimension of the rotary piston, for example a material thickness of at least 5 mm of polymer material can be provided between the outer edges of the framework plates and the outer contour of the rotary piston.
  • the rotary piston according to the invention Due to its construction, the rotary piston according to the invention has a rigid construction which can be loaded with a high torque. At the same time, the proportion of metallic material is significantly reduced, whereby the weight of the rotary piston and the consumption of valuable starting materials is significantly reduced.
  • the production of the rotary piston is considerably simplified due to the possible modularity with the use of identical components. For example, by using different rotary lobes with different pitches of the webs or lengths made thereon, rotary lobes having different pitches of the lobe wings or different lengths can be made in a modular system.

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Abstract

The invention relates to a rotary piston pump comprising a housing with a housing interior, an inlet opening, and an outlet opening; a first rotary piston which is mounted within the housing interior in a rotational manner about a first rotational axis; and a second rotary piston which is mounted within the housing interior in a rotational manner about a second rotational axis. The first rotary piston and the second rotary piston engage into each other in a region between the first and the second axis and displace liquid. The first rotary piston has a frame assembly which comprises multiple mutually spaced plates and is at least partly filled and coated with a polymer material.

Description

Kolben für eine Drehkolbenpumpe  Piston for a rotary lobe pump
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe, umfassend ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum, eine Einlassöffnung, durch welche Flüssigkeit in den Gehäuseinnenraum einströmen kann, eine Auslassöffnung, durch welche Flüssigkeit aus dem Gehäuseinnenraum ausströmen kann, einen ersten Drehkolben, der um eine erste Drehachse innerhalb des Gehäuseinnenraums rotierend gelagert ist, und einen zweiten Drehkolben, der um eine zweite Drehachse innerhalb des Gehäuseinnenraums rotierend gelagert ist, wobei der erste Drehkolben und der zweite Drehkolben in einem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Achse ineinandergreifen und Flüssigkeit verdrängen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Drehkolbens für eine solche Drehkolbenpumpe sowie ein Drehkolben für eine solche Drehkolbenpumpe. The invention relates to a rotary lobe pump, comprising a housing having a housing interior, an inlet opening, through which liquid can flow into the housing interior, an outlet opening through which liquid can flow out of the housing interior, a first rotary piston which rotates about a first axis of rotation within the housing interior is mounted, and a second rotary piston which is rotatably mounted about a second axis of rotation within the housing interior, wherein the first rotary piston and the second rotary piston in a region between the first and the second axis intermesh and displace liquid. Another aspect of the invention is a method for producing a rotary piston for such a rotary piston pump and a rotary piston for such a rotary piston pump.
Drehkolbenpumpen sind Fördereinrichtungen für Fluide, die im Wesentlichen für Flüssigkeiten mit niedriger oder hoher Viskosität eingesetzt werden. Drehkolbenpumpen arbeiten dabei nach dem Prinzip, dass zwei gegenläufig rotierende Drehkolben um zwei voneinander beabstandete, parallele Achsen rotieren und dabei solcherart ineinandergreifen, dass jeweils ein Drehkolbenflügel des einen Drehkolbens in eine Drehkolbenvertiefung zwischen zwei Drehkolbenflügeln des anderen Kolbens eingreift. Hierdurch wird die Flüssigkeit in der Mittelregion zwischen den beiden Achsen durch das Ineinandergreifen verdrängt und in den beiden äußeren Umfangsbereichen außerhalb der beiden Drehachsen in Förderkammern, die sich durch die Drehkolbenvertiefungen in Abdichtung der zwei darum liegenden Drehkolbenflügel bzw. deren Drehkolbenflügelspitzen gegen die Gehäusewandung ergeben, von der Einlass- zur Auslassöffnung gefördert. Rotary lobe pumps are conveyors for fluids that are mainly used for low or high viscosity fluids. Rotary pumps operate on the principle that two counter-rotating rotary pistons rotate about two spaced apart, parallel axes and mesh in such a way that each engages a rotary piston of a rotary piston in a rotary piston recess between two rotary pistons of the other piston. As a result, the liquid in the central region between the two axes is displaced by the meshing and in the two outer peripheral regions outside the two Rotary axes in delivery chambers, which result from the rotary piston recesses in sealing the two rotary piston blades lying around it or their rotary piston blade tips against the housing wall, are conveyed from the inlet to the outlet opening.
Drehkolbenpumpen können dabei mit Drehkolben ausgerüstet sein, die zwei, drei oder mehr Drehkolbenflügel aufweisen. Rotary pumps can be equipped with rotary pistons, which have two, three or more rotary vane.
Drehkolbenpumpen werden in einer spezifischen Anwendung dazu eingesetzt, um partikelbeladene Flüssigkeiten zu fördern. Ein Problem in der Förderung partikelbeladener Flüssigkeiten ist der dabei auftretende hohe Verschleiß an verschiedenen Pumpenbauteilen. Drehkolbenpumpen eignen sich grundsätzlich besser als andere Pumpenbauformen dazu, um partikelbeladene Flüssigkeiten zu fördern, unterliegen aber hierbei auch einem teilweise hohen Verschleiß. Rotary lobe pumps are used in a specific application to deliver particulate-laden fluids. A problem in the promotion of particle-laden liquids is the high wear occurring on various pump components. As a matter of principle, rotary lobe pumps are better suited than other types of pumps for pumping particle-laden liquids, but they are also subject to high levels of wear.
Dieser Verschleiß wird verursacht durch Partikel, die sich entweder zwischen den Drehkolben einklemmen oder zwischen den äußeren Enden der Drehkolbenflügel und der Gehäusewandung eingeklemmt werden und hierdurch Indentionen oder Schleifspuren in den Oberflächen der Gehäusewandung oder der Drehkolben verursachen. This wear is caused by particles that either pinch between the rotary pistons or become trapped between the outer ends of the rotary vanes and the housing wall and thereby cause indentations or grinding marks in the surfaces of the housing wall or the rotary pistons.
Drehkolben werden nach dem Stand der Technik aus einem Metall hergestellt und hierbei so passgenau gefertigt, dass eine effiziente Förderung bei geringen Leckageraten möglich ist. Es ist bekannt, Drehkolben mit einer oberflächlichen Gummischicht auszurüsten, um Verschleißeffekten bei der Förderung partikelbeladener Flüssigkeiten zu begeg- nen. Der dieser Maßnahme zugrunde liegende Effekt liegt darin, dass die Drehkolben aufgrund der Gummischicht in begrenztem Maße dafür geeignet sind, um Partikel, die zwischen den Drehkolben oder zwischen Drehkolbenflügel und Gehäusewand eingeklemmt werden, durch kurze elastische oder auch plastische Verformung in ihre gummierte Oberfläche eindringen zu lassen, ohne hierbei eine dauerhafte oder gravierende Beschädigung zu erleiden. Hierdurch kann die Entstehung tiefer Eindrücke, Verschleißspuren und sonstigen Verschleißeffekten vorgebeugt werden und das Verschleißverhalten von Drehkolbenpumpen in der Förderung partikelbeladener Flüssigkeiten verbessert werden. Rotary pistons are produced according to the prior art from a metal and in this case manufactured so accurately that efficient delivery at low leakage rates is possible. It is known to equip rotary pistons with a superficial rubber layer in order to counteract wear effects in the conveying of particle-laden liquids. The underlying effect of this measure is that the rotary pistons are due to the rubber layer to a limited extent suitable to penetrate particles that are trapped between the rotary piston or between the rotary wing and housing wall, by short elastic or plastic deformation in their rubberized surface without suffering any permanent or serious damage. As a result, the formation of deep impressions, wear marks and other wear effects can be prevented and the wear behavior of rotary lobe pumps in the promotion of particle-laden liquids can be improved.
Problematisch an solcherart aufgebauten Drehkolben sind jedoch verschiedene Effekte. Zum einen wird im Betrieb solcher Drehkolbenpumpen beobachtet, dass sich die Gummischicht vom Drehkolben ablöst und abreißen kann, insbesondere, wenn Flüssigkeiten mit scharfkantigen oder großen Partikeln gefördert werden und diese sich mehrfach in die Gummischicht des Drehkolbens eingedrückt haben. Durch solche kleineren oder großflächigen Delaminationen der Gummischicht wird einerseits der schützende Effekt der Gummischicht lokal verringert oder ganz aufgehoben, zum anderen wird der Pumpenwirkungsgrad herabgesetzt, weil die gewünschte Dichtungswirkung zwischen den Drehkolben und zwischen Drehkolben und Gehäusewandung nicht mehr zuverlässig erzielt wird. Aufgrund der fertigungsbedingten Schrumpfung einer Gummischicht auf einem Drehkol- ben wird eine hohe Präzision und Passgenauigkeit der Drehkolben insbesondere mit einer dünnen Gummiauflage erzielt, die eine fertigungstechnisch zuverlässig beherrschbare Schrumpfung aufweist. Allerdings wurde beobachtet, dass das Problem der Delamination der Gummischicht durch Erhöhung der Dicke der Gummischicht positiv beeinflusst werden kann. Es besteht daher ein Optimierungsproblem dahingehend, dass zwar durch Erhöhung der Dicke der Gummischicht die Verschleißfestigkeit gegenüber Delaminationseffekten erhöht werden kann, hierdurch aber zugleich die Beherrschbarkeit der Fertigungsgenauigkeit herabgesetzt wird und dadurch entweder der Ausschussanteil in der Fertigung von Drehkolben erhöht wird oder die Präzision der Passgenauigkeit von Drehkolben herabgesetzt wird, was eine Reduzierung der Fördereffizienz zur Folge hat. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, innerhalb dieser Optimierungsproblematik eine verbesserte Drehkolbenpumpe zur Förderung partikelbeladener Flüssigkeiten vorzuschlagen. However, the problem with such constructed rotors different effects. On the one hand, in the operation of such rotary lobe pumps, it is observed that the rubber layer separates from the rotary piston and can break off, in particular when fluids with sharp-edged or large particles are conveyed and these have pressed themselves several times into the rubber layer of the rotary piston. By such smaller or large-scale delaminations of the rubber layer on the one hand, the protective effect of Rubber layer locally reduced or eliminated, on the other hand, the pump efficiency is reduced because the desired sealing effect between the rotary piston and between the rotary piston and the housing wall is no longer reliably achieved. Due to the production-related shrinkage of a rubber layer on a rotary piston high precision and accuracy of fit of the rotary piston is achieved in particular with a thin rubber pad, which has a manufacturing technology reliably controllable shrinkage. However, it has been observed that the problem of delamination of the rubber layer can be positively influenced by increasing the thickness of the rubber layer. There is therefore an optimization problem in that although by increasing the thickness of the rubber layer, the wear resistance against delamination effects can be increased, but at the same time the controllability of the manufacturing accuracy is reduced and thereby either the reject rate in the production of rotary piston is increased or the precision of the fit of Rotary piston is reduced, resulting in a reduction of the conveying efficiency. The invention has for its object to propose an improved rotary lobe pump for promoting particle laden liquids within this optimization problem.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Drehkolbenpumpe der eingangs beschriebenen Art, bei welcher der erste Drehkolben eine Gerüstanordnung aufweist, die mehrere voneinander beabstandete Platten umfasst und die Gerüstanordnung mit einem Polymermaterial zumindest teilweise ausgefüllt und zumindest teilweise ummantelt ist. This object is achieved by a rotary piston pump of the type described above, in which the first rotary piston has a framework arrangement comprising a plurality of spaced apart plates and the framework assembly is at least partially filled with a polymer material and at least partially sheathed.
Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Drehkolbens der Drehkolbenpumpe werden die Probleme im Stand der Technik überwunden, indem ein vollständig anderer innerer Aufbau des Drehkolbens realisiert wird. Anstelle eines metallischen Kerns, der mit einer mehr oder weniger dicken Gummischicht versehen wird, wird der Drehkolben durch mehrere, voneinander beabstandete Platten als Gerüstanordnung aufgebaut. Diese Gerüstanordnung wird zumindest teilweise mit einem Polymermaterial umhüllt und ausgefüllt. Der erfindungsgemäß ausgebildete Drehkolben ist insbesondere solcherart aus- gebildet, dass er - abgesehen von einer zentralen Öffnung zur Aufnahme einer Antriebswelle - keine luftgefüllten Hohlräume aufweist, also in seinem Inneren entweder mit Plattenmaterial oder mit Polymermaterial gefüllt ist. Die Platten sind vorzugsweise solcherart angeordnet, dass sie mit ihrer Fläche senkrecht zur Drehachse der Drehkolben ausgerichtet sind. Die Platten definieren daher insbesondere die Querschnittsgeometrie des Drehkolbens, indem sie eine entsprechende Innenkontur und eine entsprechende Außenkontur aufweisen. Die Innenkontur definiert dabei die innere zentrale Öffnung des Drehkolbens, mit der der Drehkolben auf einer Antriebswelle aufgenommen wird. Diese innere Ausnehmung ist vorzugsweise zur Übertragung eines Drehmoments ausgeführt, beispielsweise indem sie eine polygonale Querschnittsgeometrie aufweist oder in anderer Form für eine formschlüssige Drehmomentübertragung ausgeführt ist. Es ist besonders bevorzugt, dass die Platten unmittelbar die Geometrie der inneren, zentralen Öffnung der Drehkolben definieren, also im Bereich dieser innenliegenden Öffnung des Drehkolbens nicht mit dem Polymermaterial beschichtet sind, um eine definierte Winkellage des Drehkolbens gegenüber der Antriebswelle zu erzielen, die frei von elastischen Einflüssen des Polymermaterials ist. Alternativ kann der erfindungsgemäße Drehkolben eine Nabe mit einer innenliegenden Öffnung aufweisen, durch die eine Antriebswelle gesteckt werden kann oder die in anderer Weise drehmomentfest mit einer Antriebswelle verbunden werden kann. Die Platten weisen in diesem Fall eine innere zentrale Öffnung auf, mit der sie auf die Außengeometrie dieser Nabe montiert und darauf vorzugsweise drehmomentfest befestigt werden können. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Platten an der äußeren Oberfläche des Drehkolbens vollständig mit Polymermaterial beschichtet sind, um in Kontakt mit der Gehäusewandung oder dem anderen Drehkolben eine direkte Berührung des Gehäuses mit den Platten bzw. der Platten gegenseitig zu vermeiden. With the inventive construction of the rotary piston of the rotary piston pump, the problems in the prior art are overcome by a completely different internal structure of the rotary piston is realized. Instead of a metallic core, which is provided with a more or less thick rubber layer, the rotary piston is constructed by a plurality of spaced-apart plates as a framework arrangement. This framework arrangement is at least partially enveloped and filled with a polymer material. The rotary piston designed according to the invention is designed in particular such that, apart from a central opening for receiving a drive shaft, it has no air-filled cavities, that is to say it is filled in its interior either with plate material or with polymer material. The plates are preferably arranged such that they are aligned with their surface perpendicular to the axis of rotation of the rotary pistons. The plates therefore define in particular the cross-sectional geometry of the rotary piston, by having a corresponding inner contour and a corresponding outer contour. The inner contour defines the inner central opening of the Rotary piston with which the rotary piston is received on a drive shaft. This inner recess is preferably designed to transmit a torque, for example by having a polygonal cross-sectional geometry or is embodied in another form for a positive torque transmission. It is particularly preferred that the plates directly define the geometry of the inner, central opening of the rotary pistons, that are not coated in the region of this inner opening of the rotary piston with the polymer material in order to achieve a defined angular position of the rotary piston relative to the drive shaft, the free of elastic influences of the polymer material. Alternatively, the rotary piston according to the invention may have a hub with an internal opening through which a drive shaft can be inserted or which can be connected in a torque-resistant manner to a drive shaft in another way. The plates have in this case an inner central opening, with which they can be mounted on the outer geometry of this hub and preferably fixed torque-resistant. It is further preferred that the plates on the outer surface of the rotary piston are completely coated with polymeric material so as to avoid contact of the housing with the plates in contact with the housing wall or the other rotary piston.
Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die Platten vorzugsweise aus einem Material ausgebildet sind, das eine höhere Steifigkeit, also eine geringere Elastizität, und eine höhere Festigkeit als das Polymermaterial aufweist. Vorzugsweise können die Platten aus einem Nichtmetall hergestellt sein oder ein solches zumindest teilweise umfassen, um das Gewicht des Kolbens zu reduzieren. In principle, it should be understood that the plates are preferably formed of a material which has a higher rigidity, ie a lower elasticity, and a higher strength than the polymer material. Preferably, the plates may be made of, or at least partially comprise, a non-metal to reduce the weight of the piston.
Mit dem solcherart aufgebauten Drehkolben wird einerseits eine wesentlich stabilere Verbindung zwischen dem Trägermaterial und dem Polymermaterial erreicht, indem das Trägermaterial als Gerüstanordnung, bestehend aus mehreren Platten, bereitgestellt wird. Die vom Erfinder beobachtete Unterwanderung ausgehend von Schädigungsstellen, der Grenzschicht zwischen dem Polymermaterial und dem metallischen Kern bei Drehkolben nach dem Stand der Technik kann bei dem erfindungsgemäßen Aufbau der Drehkolben nicht mehr erfolgen, da die Grenzschicht zwischen der Gerüstanordnung und dem Polymermaterial eine wesentlich größere Fläche einnimmt und zudem im Wesentlichen mit Flächen gebildet werden kann, die senkrecht zur axialen Richtung stehen. Diese Flächenausrichtung ist gegenüber radial auswärts gerichteten Umfangsg renzflächen wesentlich unempfindlicher gegenüber solchen Unterwanderungen und Delaminationen. Vorteilhaft an den erfindungsgemäßen Drehkolben ist weiterhin die günstige Formstabili- sierung durch die Gerüstanordnung, welche Schrumpfungen des Polymermaterials im Zuge von dessen Vernetzung entgegenwirkt. Unter Vernetzung ist hierbei im Sinne der Erfindung ein Vorgang zu verstehen, bei dem sich Moleküle durch Ausbildung von neuen chemischen Verbindungen miteinander verbinden oder durch Ersatz einer ersten Art von chemischer Verbindung mit einer anderen Art chemischer Verbindung verändern. Insbesondere ist unter einer solchen Vernetzung eine Polymerisation oder eine Vulkanisation zu verstehen. With the rotary piston constructed in this way, on the one hand, a substantially more stable connection between the carrier material and the polymer material is achieved by providing the carrier material as a framework arrangement consisting of several plates. The infiltration observed by the inventor starting from damage sites, the boundary layer between the polymer material and the metallic core in rotary lobes according to the prior art can no longer take place in the inventive design of the rotary piston, since the boundary layer between the framework arrangement and the polymer material occupies a much larger area and also can be formed substantially with surfaces that are perpendicular to the axial direction. This surface orientation is much less sensitive to such submarine migration and delamination than radially outwardly directed peripheral surfaces. Another advantage of the rotary piston according to the invention is the favorable shape stabilization by the framework arrangement, which counteracts shrinkage of the polymer material in the course of its crosslinking. Under networking is here in the sense of Invention to understand a process in which molecules combine with each other by the formation of new chemical compounds or change by replacing a first type of chemical compound with another type of chemical compound. In particular, such crosslinking is to be understood as meaning polymerization or vulcanization.
Neben den erfindungsgemäß angestrebten Vorteilen hat sich weiterhin gezeigt, dass die erfindungsgemäß ausgeführten Drehkolben ein geringeres Gewicht aufweisen als Drehkolben bekannter Bauart, wodurch das Gesamtgewicht einer erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe gegenüber konventionellen Drehkolbenpumpen herabgesetzt ist. Vorteil- haft ist weiterhin, dass die erfindungsgemäßen Drehkolben unter einem geringeren Einsatz metallischen Materials auf Kosten eines höheren Anteils des Polymermaterials hergestellt sind, wodurch die Herstellungskosten hinsichtlich der Materialkosten reduziert sind. In addition to the advantages sought according to the invention, it has also been shown that the rotary pistons designed according to the invention have a lower weight than rotary pistons of known design, whereby the total weight of a rotary piston pump according to the invention is reduced compared to conventional rotary piston pumps. A further advantage is that the rotary pistons according to the invention are produced with a lower use of metallic material at the expense of a higher proportion of the polymer material, whereby the manufacturing costs are reduced in terms of material costs.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mehreren voneinander beabstandeten Platten parallel zueinander ausgerichtet sind und/oder dass der Abstand zwischen jeweils zwei voneinander beabstandeten, benachbarten Platten gleich ist. According to a first preferred embodiment it is provided that the plurality of spaced-apart plates are aligned parallel to each other and / or that the distance between each two spaced-apart adjacent plates is the same.
Grundsätzlich können zwei, drei, vier oder noch mehr Platten zur Herstellung eines Drehkolbens eingesetzt werden und der Zwischenraum zwischen diesen Platten entspre- chend mit Polymermaterial aufgefüllt werden. Es ist grundsätzlich zu verstehen, dass die Gerüstanordnung aus den Platten vorzugsweise vollständig mit Polymermaterial ausgefüllt ist und vorzugsweise die äußere Oberfläche des Drehkolbens vollständig mit Polymermaterial umhüllt ist, wohingegen die innere Öffnung des Drehkolbens, die zur drehmomentschlüssigen Kraftübertragung von einer Antriebswelle auf den Drehkolben dient, vorzugsweise nicht mit Polymermaterial umhüllt ist. Durch die Ausrichtung der Platten in einem gleichmäßigen Abstand zueinander wird eine vereinfachte Herstellung durch systematisch gleiche Abstände der Platten zueinander erzielt. Die parallele Ausrichtung der Platten bewirkt eine gleichmäßige Schichtdicke des dazwischenliegenden Polymermaterials und vermeidet somit Verzug in der Außengeometrie des Drehkolbens infolge von Polymerisations- oder Vulkanisationsprozessen oder sonstigen Vernetzungseffekten. In principle, two, three, four or even more plates can be used to make a rotary piston and the space between these plates can be filled up accordingly with polymer material. It is to be understood in principle that the framework arrangement from the plates is preferably completely filled with polymer material and preferably the outer surface of the rotary piston is completely enveloped by polymer material, whereas the inner opening of the rotary piston, which serves for the torque-transmitting power transmission from a drive shaft to the rotary piston, preferably is not enveloped with polymer material. By aligning the plates at a uniform distance from each other, a simplified production is achieved by systematically equal distances of the plates to each other. The parallel orientation of the plates causes a uniform layer thickness of the intervening polymer material and thus avoids distortion in the outer geometry of the rotary piston as a result of polymerization or vulcanization processes or other cross-linking effects.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen je zwei Platten ein Distanzelement vorhanden ist, das sich über eine vorbestimmte Höhe über eine Plattenebene erstreckt und an seinem von der Plattenebene wegweisenden Ende im Kontakt mit einer anderen Platte, insbesondere einer benachbarten Platte sind, wobei das Distanzelement vorzugsweise durch abwinkelnde Verformung eines Anteils der Platte hergestellt ist. Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Drehkolbens kann insbesondere solcherart erfolgen, dass mehrere Platten, welche die Gerüstanordnung des Drehkolbens bilden, in einer zueinander definierten Lage in einer Form positioniert werden und dann innerhalb dieser Form die Ausfüllung/Umhüllung mit dem Polymermaterial erfolgt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Definition des Abstands zwischen den einzelnen Platten durch separate Distanzelemente oder durch die Geometrie der Platten selbst erfolgt, beispielsweise indem ein Distanzelement an den Platten aus- gebildet ist oder zwischen zwei Platten eingefügt ist. Diese Distanzelemente bilden die Funktion eines Abstandshalters zwischen den Platten. Grundsätzlich kann ein einziges Distanzelement zwischen zwei Platten diese Funktion erfüllen und die Platten in einer definierten Lage zueinander und einem definierten Abstand voneinander positionieren. Dabei kann zusätzlich eine Lagedefinition der Platten zu der Drehachse des Drehkolbens erfolgen, beispielsweise durch entsprechende Lageabstützung gegen die Nabe des Drehkolbens. Anstelle eines einstückigen Distanzelements kann die Funktion der Distanzierung und gegebenenfalls Lagepositionierung der Platten auch durch ein mehrteiliges Distanzelement bereitgestellt werden, beispielsweise ein Distanzelement, dass aus zwei, drei, vier oder mehr Distanzelementstücken besteht, die zwischen zwei benachbarte Platten eingesetzt werden. Bevorzugt sind in diesem Fall zumindest drei Distanzelementstücke, sodass eine definierte Winkellage der Platten zueinander, insbesondere eine parallele Ausrichtung der Platten zueinander, durch das mehrteilige Distanzelement erzielt wird. Die Anzahl der Distanzelementstücke, die ein Distanzelement zwischen zwei Platten bilden, kann insbesondere der Anzahl der Drehflügel des Kolbens entsprechen, sodass bei Drehkolben mit 2, 3, 4, 5 oder 6 Flügeln entsprechend Distanzelemente eingesetzt werden, die aus 2, 3, 4, 5 bzw. 6 Distanzelementstücken zusammengesetzt sind. Ein Distanzelement kann weiterhin vorzugsweise integral an einer Platte ausgebildet sein, also einstückig mit der Platte ausgeführt sein. According to a further preferred embodiment, it is provided that between each two plates, a spacer element is present, which extends over a predetermined height above a plane of the plate and pointing away from him at the plate plane End are in contact with another plate, in particular an adjacent plate, wherein the spacer element is preferably made by angled deformation of a portion of the plate. The production of a rotary piston according to the invention can be carried out in particular such that a plurality of plates, which form the framework arrangement of the rotary piston, are positioned in a mutually defined position in a mold and then the filling / sheathing with the polymer material takes place within this mold. It is advantageous if the definition of the distance between the individual plates is effected by separate spacer elements or by the geometry of the plates themselves, for example by a spacer element is formed on the plates or inserted between two plates. These spacers form the function of a spacer between the plates. In principle, a single spacer element between two plates can fulfill this function and position the plates in a defined position relative to one another and a defined distance from one another. In addition, a position definition of the plates can be made to the axis of rotation of the rotary piston, for example by appropriate position support against the hub of the rotary piston. Instead of a one-piece spacer element, the function of distancing and, if appropriate, positional positioning of the plates can also be provided by a multi-part spacer element, for example a spacer element which consists of two, three, four or more spacer elements which are inserted between two adjacent plates. In this case, at least three spacer element pieces are preferred so that a defined angular position of the plates relative to one another, in particular a parallel alignment of the plates relative to one another, is achieved by the multi-part spacer element. The number of spacer elements, which form a spacer element between two plates, may in particular correspond to the number of rotary vanes of the piston, so that in the case of rotary lobes with 2, 3, 4, 5 or 6 vanes corresponding spacer elements are used which consist of 2, 3, 4, 5 or 6 spacer pieces are composed. A spacer element can furthermore preferably be formed integrally on a plate, that is to say be embodied in one piece with the plate.
Besonders bevorzugt ist dabei, dass das Distanzelement durch abwinkelnde Verformung eines Anteils der Platte hergestellt ist. Dies ist ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für die Distanzelemente, das sich bei kalt- oder warm verform baren Materialien, aus denen die Platten hergestellt sind, besonders eignet. Hierbei kann insbesondere ein einseitig an der Platte ausgebildeter Steg solcherart abgewinkelt werden, dass er in einem Winkel von etwa 90° zur Plattenoberfläche steht und dadurch das Distanzelement darstellt. Ebenso kann ein Stegabschnitt, der beidseitig mit der Platte verbunden ist, durch eine Verformung aus der Plattenebene heraus verformt werden, sodass er beispielsweise sich in einer V-förmigen Kontur über die Plattenebene erhebt und das Distanzelement darstellt. It is particularly preferred that the spacer element is made by angled deformation of a portion of the plate. This is a preferred manufacturing method for the spacer elements, which is particularly suitable for cold or hot deformable ble materials from which the plates are made. Here, in particular, a one-sided formed on the plate web can be angled such that it is at an angle of about 90 ° to the plate surface and thereby represents the spacer element. Likewise, a web portion, which is connected to both sides of the plate, are deformed by a deformation out of the plane of the plate, so that he, for example, himself rises in a V-shaped contour over the plane of the plate and represents the spacer element.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Platten aus metallischem Werkstoff gefertigte Bleche sind und/oder das Polymermaterial ein gummielastisches Material ist. Die Herstellung der Platten aus einem metallischen Werkstoff ermöglicht eine besonders robuste Gerüstanordnung, welche den Betriebskräften, insbesondere den zur Drehmomentübertragung von der Antriebswelle auf den Drehkolben erforderlichen Kräften, gewachsen ist. Die Bereitstellung der Platten aus einem metallischen Werkstoff in Form von Blechen ermöglicht insbesondere eine kostengünsti- ge Fertigung der Platten durch Ausstanzen oder Laserschneiden der Platten aus einem Halbzeugmaterial in Form von Blechen und die Herstellung der Distanzelemente durch Kaltverformung eines entsprechenden Abschnitts oder entsprechend mehrerer Abschnitte dieser Bleche. Das Polymermaterial kann insbesondere ein gummielastisches Material sein, welches die elastische Einprägung von Partikeln ohne Beschädigung des Polymermaterials toleriert. Hierunter sind insbesondere Polymermaterialien auf Kautschukbasis zu verstehen, die durch einen Vulkanisationsprozess hergestellt werden, aber auch andere, einer solchen Gummieigenschaft ähnliche Materialien können für den erfindungsgemäßen Drehkolben zum Einsatz kommen. According to a further preferred embodiment it is provided that the plates are made of metallic material sheets and / or the polymer material is a rubber-elastic material. The production of the plates from a metallic material allows a particularly robust framework arrangement which has grown the operating forces, in particular the forces required for torque transmission from the drive shaft to the rotary piston. The provision of the plates of a metallic material in the form of sheets in particular allows cost-effective production of the plates by punching or laser cutting the plates of a semi-finished material in the form of sheets and the production of the spacer elements by cold working of a corresponding section or corresponding to several sections of these sheets , The polymer material may in particular be a rubber-elastic material which tolerates the elastic impression of particles without damaging the polymer material. These are in particular rubber-based polymer materials which are produced by a vulcanization process, but other materials similar to such a rubber property can also be used for the rotary piston according to the invention.
Noch weiter ist es bevorzugt, dass das Polymermaterial durch ein vorgefertigtes Polymerbauteil, das in vernetztem Zustand durch zueinander fluchtende Öffnungen in den Platten eingesetzt ist, und einen Polymermaterialanteil, der durch fließfähiges Polymermaterial gebildet ist, das die Platten und das vorgefertigte Polymerbauteil in fließfähigem Zustand zumindest teilweise umhüllt und hiernach zu einem festen Zustand vernetzt, gebildet wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird das Polymermaterial durch zwei unterschiedliche Anteile gebildet. Der erste Anteil ist ein vorgefertigtes, bereits vernetztes Bauteil, das nach Zusammenstellung der Platten durch entsprechende Öffnungen in diesen Platten hindurchgesteckt wird. Dieses vorgefertigte Polymerbauteil wird dann durch einen zweiten Polymermaterialanteil umhüllt und hierdurch in seiner Positionierung gegenüber den Platten fixiert. Die beiden Anteile bilden eine zusammenhängen- de Polymerstruktur. Der Vorteil des solcherart ausgebildeten Drehkolbens liegt darin, dass einerseits ein großer Anteil an Polymermaterial im Drehkolben realisiert werden kann, andererseits vermieden wird, dass der Drehkolben durch eine Vernetzung eines großen Polymermaterialanteils innerhalb der Gerüstanordnung hergestellt ist und dadurch eine große und schlecht vorhersagbare Schrumpfung aufweist. Stattdessen wird ein bereits vernetztes Polymerbauteil eingesetzt, um einen großen Anteil des Volumens innerhalb der Gerüstanordnung mit Polymermaterial aufzufüllen und lediglich ein geringer Volumenanteil innerhalb der Gerüstanordnung dann mit einem fließfähigen Polymermaterial ausgefüllt/umhüllt, welches dann vernetzt und hierbei eine Schrumpfung erfährt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das vorgefertigte Polymerbauteil und der Polymermaterialanteil aus dem gleichen Polymermaterial besteht, wodurch eine beson- ders gute Verbindung zwischen dem vorgefertigten Polymerbauteil und dem dieses umhüllenden Polymermaterialanteil erzielt wird. Es ist weiterhin zu verstehen, dass auch mehrere vorgefertigte Polymerbauteile bei einem Drehkolben eingesetzt werden können. So ist beispielsweise bevorzugt, dass die Platten mehrere, über den Umfang verteilte Öffnungen ausweisen, sodass eine Platte beispielsweise eine einem Speichenrad nach- empfundene Querschnittsgeometrie aufweist und die mehreren hierdurch gebildeten Hohlräume zwischen den Speichen durch entsprechend konturierte Polymerbauteile ausgefüllt werden. Still further, it is preferred that the polymeric material is provided by a prefabricated polymeric member intercalated with aligned apertures in the panels and a polymeric material portion formed by flowable polymeric material at least in the flowable state of the panels and the prefabricated polymeric component partially enveloped and thereafter crosslinked to a solid state. According to this embodiment, the polymer material is formed by two different proportions. The first part is a prefabricated, already cross-linked component, which is passed through corresponding openings in these plates after assembly of the plates. This prefabricated polymer component is then enveloped by a second portion of polymeric material and thereby fixed in position relative to the panels. The two parts form a coherent polymer structure. The advantage of the thus formed rotary piston is that on the one hand a large amount of polymer material can be realized in the rotary piston, on the other hand it is avoided that the rotary piston is made by networking a large proportion of polymer material within the framework arrangement and thereby has a large and poorly predictable shrinkage. Instead, an already cross-linked polymer component is used to fill up a large proportion of the volume within the framework assembly with polymeric material, and only a minor one Volume fraction within the framework arrangement then filled / enveloped with a flowable polymer material, which then crosslinked and in this case undergoes a shrinkage. In this case, it is particularly preferred for the prefabricated polymer component and the polymer material fraction to consist of the same polymer material, thereby achieving a particularly good bond between the prefabricated polymer component and the polymer material fraction enveloping it. It is further understood that several prefabricated polymer components can be used in a rotary piston. Thus, for example, it is preferred that the plates have a plurality of openings distributed over the circumference, so that a plate has, for example, a cross-sectional geometry that is similar to a spoke wheel and the several cavities formed thereby between the spokes are filled by correspondingly contoured polymer components.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Polymermaterial und den Platten durch adhäsive Verbindung, durch Formschluss zwischen Öffnungen in den Platten, die mit Polymermaterial gefüllt sind, oder durch kraftschlüssige Verbindung mittels Spannelementen, welche die Platten und das Polymermaterial miteinander verspannen, gebildet wird. Grundsätzlich stehen drei wesentliche Mechanismen zur Verfügung, um bei der erfindungsgemäßen Konstruktion des Drehkolbens eine Verbindung zwischen dem Polymermaterial und den Platten bzw. der Gerüstanordnung zu erreichen. Eine adhäsive Verbindung kann unmittelbar zwischen dem Polymermaterial und den Platten erzielt werden, zur Verstärkung oder zur Erzeugung einer solchen adhäsiven Verbindung kann die Gerüstanordnung auch vor dem Hinzufügen des Polymermaterials mit einem Primer oder einem Klebstoff beschichtet werden, der verschieden von dem Polymermaterial ist. Diese adhäsive Verbindung kann insbesondere der bei Gummi-Metallelementen im Bereich der Schwingungsdämpfung eingesetzten adhäsiven Verbindung zwischen dem Gummi und dem Metallteil solcher Gummi-Metallelemente entsprechen. Weiterhin kann ein Formschluss zwischen Öffnungen in den Platten und dadurch hindurchgeführtem Polymermaterial erzielt werden. Diese Öffnungen in den Platten können zu diesem Zweck bewusst bereit- gestellt sein, beispielsweise nach Art der zuvor bereits erläuterten Plattenstruktur in Form eines Speichenrades, gegebenenfalls sind aber auch andere Strukturen, wie gelochte Plattenelemente oder dergleichen für einen solchen Formschlusseffekt vorteilhaft. Schließlich kann auch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Platten und Polymermaterial erzielt werden, also eine Haftung, die durch eine Reibkraft zwischen den Platten und dem Polymermaterial erzielt wird, bewirkt werden. Die für diese Reibkraft erforderliche Normalkraft kann dann durch eine Verspannung der Platten und des Polymermaterials erzielt werden, beispielsweise indem senkrecht zu der Plattenebene stehende Schrauben zwischen den außenliegenden Platten des Drehkolbens bereitgestellt werden, welche diese beiden außenliegenden Platten in axialer Richtung zusammenpressen. Grundsätzlich kann ein einzelner dieser Verbindungsmechanismen oder mehrere dieser Verbindungsmechanismen gleichzeitig für die Herstellung der Verbindung zwischen den Platten und dem Polymermaterial wirken. According to a further preferred embodiment it is provided that the mechanical connection between the polymer material and the plates by adhesive bonding, by positive engagement between openings in the plates, which are filled with polymer material, or by frictional connection by means of clamping elements which interconnect the plates and the polymer material tense, is formed. In principle, three essential mechanisms are available in order to achieve a connection between the polymer material and the plates or the framework arrangement in the design of the rotary piston according to the invention. An adhesive bond can be achieved directly between the polymeric material and the panels, to reinforce or to produce such an adhesive compound, the framework assembly can also be coated with a primer or adhesive other than the polymeric material prior to adding the polymeric material. This adhesive compound may correspond in particular to the adhesive connection between the rubber and the metal part of such rubber-metal elements used in rubber-metal elements in the field of vibration damping. Furthermore, a positive connection between openings in the plates and the polymer material passed therethrough can be achieved. These openings in the plates can deliberately be provided for this purpose, for example in the manner of the disk structure in the form of a spoke wheel already explained, but other structures, such as perforated plate elements or the like, are also advantageous for such a positive locking effect. Finally, a frictional connection between plates and polymer material can be achieved, that is, a liability, which is achieved by a frictional force between the plates and the polymer material, can be effected. The force required for this frictional force normal force can then by a tension of the plates and the Polymer material can be achieved, for example, by perpendicular to the plane of the plate screws are provided between the outer plates of the rotary piston, which compress these two outer plates in the axial direction. In principle, a single one or more of these linkage mechanisms may act simultaneously to make the connection between the plates and the polymeric material.
Noch weiter ist es bevorzugt, wenn der zweite Drehkolben eine Gerüstanordnung aufweist, die mehrere voneinander beabstandete Platten umfasst und die Gerüstanordnung mit einem Polymermaterial zumindest teilweise ausgefüllt und zumindest teilweise um- mantelt ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist der zweite Drehkolben ebenso wie der erste Drehkolben mit einer Gerüstanordnung aus mehreren Platten und einem Polymermaterial aufgebaut. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass der erste und der zweite Drehkolben der Drehkolbenpumpe baugleich sein können und auch der zweite Drehkolben entsprechend den zuvor erläuterten Ausführungsformen ausgebildet sein kann. Noch weiter ist es bevorzugt, wenn der erste und oder der zweite Drehkolben eine innenliegende nicht kreisförmige Öffnung aufweist, die durch eine nicht mit dem Polymermaterial gefüllte Öffnung in den Platten gebildet wird und dass der erste bzw. zweite Drehkolben über eine erste bzw. zweite Welle, die in dieser Öffnung angeordnet ist, drehbar gelagert ist. Eine solche Ausnehmung bzw. Öffnung in den Drehkolben ermöglicht es, die Drehkolben formschlüssig auf einer entsprechend kongruent zu der Öffnung ausgebildeten Welle anzuordnen und durch diese Welle in Rotation zu versetzen. Alternativ können die Platten formschlüssig an einer Nabe befestigt sein, die ihrerseits auf der Welle befestigt ist, beispielsweise kraft- oder formschlüssig. Die Ausnehmung bzw. Öffnung wird durch entsprechende Ausnehmungen bzw. Öffnungen in den Platten der Gerüstanordnung gebildet, die folglich eine Übertragung des Drehmoments von der Antriebswelle auf die Gerüstanordnung bewirken. So kann beispielsweise eine polygonale Ausnehmung in den Platten bzw. den Drehkolben vorgesehen sein, insbesondere eignet sich eine sechseckige Öffnung, die mit einer entsprechenden Sechskantwelle oder Sechskantnarbe zusammenwirkt. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Ausgestaltungen für den Formschluss möglich, beispielsweise Passfedernuten in einer ansonsten kreisförmigen Ausnehmung, die zum Formschluss mit einem entsprechenden Zylinderabschnitt der Welle oder Nabe mit entsprechender Passfeder ausgeführt sind. Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn beide Drehkolben drehmomentschlüssig mit einer Antriebswelle verbunden sind und diese Antriebswellen über ein externes Getriebe synchronisiert werden, sodass beide Drehkolben unabhängig voneinander aber synchron angetrieben werden. In anderen Ausführungsformen kann jedoch auch nur einer der beiden Drehkolben über eine Welle drehmomentschlüssig gekoppelt und angetrieben sein, und der andere Drehkolben wird durch den Eingriff mit diesem Drehkolben in eine synchrone Rotation versetzt, ohne selbst über eine Welle angetrieben zu sein. Dieser andere Drehkolben muss folglich nur drehbar gelagert sein, sodass hier auch eine kreis- förmige Ausnehmung ohne Drehmomentübertragung auf die Welle in Betracht kommt. It is even further preferred if the second rotary piston has a framework arrangement which comprises a plurality of spaced-apart plates and the framework arrangement is at least partially filled with a polymer material and at least partially encased. According to this embodiment, the second rotary piston as well as the first rotary piston is constructed with a skeleton assembly of a plurality of plates and a polymer material. In principle, it should be understood that the first and the second rotary piston of the rotary piston pump can be identical and also the second rotary piston can be designed in accordance with the previously explained embodiments. Still further, it is preferred if the first and / or the second rotary piston has an internal non-circular opening formed by an opening in the plates not filled with the polymeric material and the first and second rotary pistons respectively via first and second shafts , which is arranged in this opening, is rotatably mounted. Such a recess or opening in the rotary piston makes it possible to arrange the rotary pistons in a form-fitting manner on a shaft which is correspondingly congruent to the opening and to set it in rotation by means of this shaft. Alternatively, the plates may be positively secured to a hub, which in turn is mounted on the shaft, for example non-positive or positive. The recess or opening is formed by corresponding recesses or openings in the plates of the framework arrangement, which consequently cause a transmission of the torque from the drive shaft to the framework arrangement. Thus, for example, a polygonal recess may be provided in the plates or the rotary piston, in particular, a hexagonal opening is suitable, which cooperates with a corresponding hexagonal shaft or hexagonal notch. In principle, however, other embodiments for positive locking are possible, for example, keyways in an otherwise circular recess, which are designed for positive engagement with a corresponding cylinder portion of the shaft or hub with a corresponding key. In principle, it is preferred if both rotary pistons are connected in a torque-locking manner to a drive shaft and these drive shafts are synchronized via an external gear, so that both rotary pistons are driven synchronously but independently of one another. In other embodiments, however, only one of two rotary pistons are coupled torque-coupled via a shaft and driven, and the other rotary piston is set by the engagement with this rotary piston in a synchronous rotation, without being driven by a shaft itself. Consequently, this other rotary piston only has to be rotatably supported, so that a circular recess without torque transmission to the shaft is also possible here.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Drehkolben zumindest zwei Drehkolbenflügel aufweisen, die in einer Schraubenlinie entlang des Außenumfangs der Drehkolben verlaufen und dass die Platten eine entsprechende Geometrie mit zumindest zwei Drehkolbenflügeln aufweisen, wobei alle Platten geometrisch gleich sind und der schraubenlinienförmige Verlauf mittels einer nicht-kreisförmigen, schraubenlinienförmig verlaufenden Außenkontur einer Antriebswelle oder Nabe bewirkt wird, die in Formschluss mit einer zentralen Ausnehmung der Platten steht, oder die Platten in zumindest zwei Sätze unterteilt sind, die auf eine Welle oder Nabe mit einer geradlinigen, nicht-kreisförmigen Außenkontur aufgeschoben sind, wobei die Platten innerhalb eines Satzes eine übereinstimmende Geometrie und die Platten zweier unterschiedlicher Sätze eine voneinander abweichende Geometrie aufweisen solcherart, dass die Winkellage zwischen einer nicht-kreisförmigen Kontur einer zentralen Öffnung und der Drehkolbenflügel zwischen den Platten zweier unterschiedlicher Sätze voneinander verschieden ist. Grundsätzlich können die Drehkolbenflügel sich entlang einer axial ausgerichteten Linie erstrecken, die parallel zur Drehachse des Drehkolbens verläuft. Drehkolbenpumpen mit solchen, geradlinig verlaufenden Drehkolbenflügel zeigen typischerweise eine Pulsation im Förderbetrieb, die aufgrund der definierten Förderung in den Förderkammern, die sich zwischen den Drehkolbenflügel und der Gehäusewandung ausbilden, hervorgerufen werden. Demgegenüber kann die Pulsation der Förderung reduziert oder gänzlich vermieden werden, wenn die Drehkolbenflügel entlang einer schraubenförmig gewundenen Linie verlaufen. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für Drehkolben mit mehr als zwei Drehkolbenflügel, also drei, vier oder mehrflügeligen Drehkolben, da bei dieser Ausgestaltung zuverlässig die Abdichtung der Kammern zwischen den Drehkolbenflügel zu der Gehäusewandung erzielt wird. Bevorzugt ist es, dass die Kontur des Drehkolbens bis in die Drehkolbenflügel hinein durch die Gerüstanordnung vorgegeben wird. In diesem Fall muss, bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Gerüstanordnung den schraubenlinienförmigen Verlauf der Drehkolbenflügel abbilden bzw. aufweisen. Dies kann erfindungsgemäß durch zwei alternative Ausgestaltungen erreicht werden. Zum einen können die Platten, welche die Gerüstanordnung eines Drehkolbens bilden, geometrisch identisch sein. Da aber der die in einer Platte abgebildete Drehkolbenflügel gegenüber dem im Abbild des gleichen Drehkolbenflügels in einer hierzu benachbarten Platte um einen vordefinierten Winkel, der sich aus der Steigung der Schraubenlinie und dem Abstand der beiden Platten errechnet, versetzt sein muss, müssen die Platten in diesem Fall in einem Winkelversatz zueinander auf der Antriebswelle angeordnet sein. Dies kann bei der Verwendung von identischen Platten erreicht werden, indem die Außenkontur der Antriebswelle bzw. Nabe ebenfalls eine nicht-rotationssymmetrische Kontur mit einem schraubenlinienförmigen Verlauf aufweist. Ein solcher Verlauf der Außenkontur der Antriebswelle bzw. Nabe ermöglicht es, die Platten der Gerüstanordnung identisch auszuführen und mit einem Winkelversatz zueinander in dem Drehkolben solcherart anzuordnen, dass dieser schraubenlinienförmige Verlauf der Außenkontur entsprechend kongruent in dem Drehkolben abgebildet wird. Folge dieser Anordnung ist ein schraubenlinienförmiger Verlauf der Drehkolbenflügel, wobei die Steigung der Schraubenlinie der Drehkolbenflügel der Steigung der Außenkontur der Antriebswelle bzw. Nabe entspricht. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist die Verwendung identi- scher Platten, was deren Herstellung in einer kostengünstigen Massenproduktion ermöglicht. According to a further preferred embodiment, it is provided that the first and the second rotary piston having at least two rotary wing, which extend in a helix along the outer periphery of the rotary piston and that the plates have a corresponding geometry with at least two rotary lobes, all plates are geometrically equal and the helical profile is effected by means of a non-circular, helically extending outer contour of a drive shaft or hub which is in positive engagement with a central recess of the plates, or the plates are subdivided into at least two sets resting on a shaft or hub with a rectilinear, non-circular outer contour are pushed, wherein the plates within a set a matching geometry and the plates of two different sets have a different geometry such that the angular position between a not Circular contour of a central opening and the rotary vane between the plates of two different sets is different from each other. In principle, the rotary vane wings may extend along an axially aligned line that is parallel to the axis of rotation of the rotary piston. Rotary pumps with such rectilinear rotary vane typically show a pulsation in the conveying operation, which are due to the defined promotion in the delivery chambers, which form between the rotary wing and the housing wall, caused. In contrast, the pulsation of the promotion can be reduced or avoided altogether, when the rotary vane along a helical line. This embodiment is particularly suitable for rotary pistons with more than two rotary lobes, so three, four or mehrflügeligen rotary piston, since in this embodiment, the sealing of the chambers between the rotary lobe is reliably achieved to the housing. It is preferable for the contour of the rotary piston to be predetermined by the framework arrangement as far as into the rotary piston wings. In this case, in this preferred embodiment, the scaffold assembly must map or have the helical course of the rotary wing. This can be achieved according to the invention by two alternative embodiments. On the one hand, the plates which form the framework arrangement of a rotary piston can be geometrically identical. But because of the pictured in a plate rotary lobe relative to the offset in the image of the same rotary wing in a plate adjacent thereto by a predefined angle, which is calculated from the pitch of the helical line and the distance between the two plates, the plates must be arranged in this case at an angular offset to each other on the drive shaft be. This can be achieved with the use of identical plates by the outer contour of the drive shaft or hub also has a non-rotationally symmetrical contour with a helical course. Such a course of the outer contour of the drive shaft or hub makes it possible to carry out the plates of the scaffolding arrangement identical and with an angular offset to each other in the rotary piston such that this helical course of the outer contour is mapped congruent in the rotary piston. The consequence of this arrangement is a helical course of the rotary-piston vanes, wherein the pitch of the helix of the rotary-piston vanes corresponds to the pitch of the outer contour of the drive shaft or hub. The advantage of this embodiment is the use of identical plates, which enables their production in a cost-effective mass production.
Alternativ zu dieser Ausgestaltung können auch zwei oder mehr unterschiedliche Sätze von Platten bereitgestellt werden, um die Gerüstanordnung eines Drehkolbens nach der erfindungsgemäßen Bauart herzustellen. Bei dieser Ausführungsform ist die Antriebswel- le bzw. Nabe mit einer nicht-kreisförmigen Außenkontur versehen, die jedoch geradlinig, also parallel zur Längsachse der Antriebswelle, ausgebildet ist und folglich keinen schraubenlinienförmigen Verlauf aufweist. Auf diese Antriebswelle bzw. Nabe werden nun Platten unterschiedlicher Geometrie aufgeschoben, wobei sich diese Platten darin unterscheiden, dass die Winkellage der Drehkolbenflügel in Bezug auf die nicht- kreisförmige Kontur der zentralen Ausnehmung der Platte voneinander verschieden ist. Dies ermöglicht beispielsweise folgende Herstellung und Vorgehensweise für einen Drehkolben mit schraubenlinienförmig verlaufenden Drehkolbenflügel: Der Drehkolben ist als dreiflügeliger Drehkolben ausgeführt, das heißt jede Platte weist drei Drehkolbenflügel auf, die um einen Winkel von 120° zueinander versetzt sind. Der erste Satz von Platten ist mit einer Passfedernut in einer zentralen kreisförmigen Ausnehmung versehen, die in Winkellage Null zu einem Drehkolbenflügel steht. Ein zweiter Satz von Platten wird hergestellt, der eine Winkellage von 40° der Passfedernut zu dem Drehkolbenflügel aufweist. Ein dritter Satz von Platten wird hergestellt, der eine Winkellage von 80° zwischen Passfedernut und Drehkolbenflügel aufweist. Nun kann die Gerüstanordnung dieses Drehkolbens so aufgebaut werden, dass aufeinanderfolgend eine Platte des ersten Satzes, eine Platte des zweiten Satzes, eine Platte des dritten Satzes und dann wiederum eine Platte des ersten Satzes, gefolgt von einer Platte des zweiten Satzes und einer Platte des dritten Satzes jeweils so zueinander angeordnet werden, dass die Passfedernuten der Platten zueinander fluchtend sind. Es ergibt sich eine Schraubenlinie der Drehkolbenflügel, die hier durch insgesamt sechs Platten definiert wird. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist die einfache und kostengünstige Herstellung der Antriebswelle bzw. Nabe, die als eine konventionelle Zylinderwelle oder Hohlnabe mit Passfedernut in der Au ßenumfangsf lache oder mit einer Sechskantaußenfläche ausgeführt sein kann. As an alternative to this embodiment, two or more different sets of plates can also be provided in order to produce the framework arrangement of a rotary piston of the type according to the invention. In this embodiment, the drive shaft or hub is provided with a non-circular outer contour, which, however, is rectilinear, ie parallel to the longitudinal axis of the drive shaft, and consequently has no helical course. On this drive shaft or hub plates of different geometry are now pushed, these plates differ in that the angular position of the rotary wing with respect to the non-circular contour of the central recess of the plate is different from each other. This allows, for example, the following production and procedure for a rotary piston with a helical rotary vane: The rotary piston is designed as a three-leaf rotary piston, that is, each plate has three rotary lobes, which are offset by an angle of 120 ° to each other. The first set of plates is provided with a keyway in a central circular recess which is in angular position zero to a rotary wing. A second set of plates is made having an angular position of 40 ° of the keyway to the rotary vane. A third set of plates is made which has an angular position of 80 ° between the keyway and the rotary vane. Now, the skeleton arrangement of this rotary piston can be constructed so that successively a plate of the first set, a plate of the second set, a plate of the third set, and then again a plate of the first set, followed by a plate of the second set and a plate of the third set are each arranged to each other so that the keyways of the plates are aligned with each other. The result is a helix of the rotary wing, which is defined here by a total of six plates. An advantage of this embodiment is the simple and inexpensive production of the drive shaft or hub, which can be designed as a conventional cylindrical shaft or hollow hub with keyway in the Au ßenumfangsf laugh or with a hexagonal outer surface.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Drehkolbens für eine Drehkolbenpumpe, mit den Schritten: Bildung eines Gerüstanordnung durch Bereitstellen mehrerer voneinander beabstandeter Platten, zumindest teilweises Umhüllen der Platten mit einem Polymermaterial in einem fließfähigen Zustand, und Erzeugen einer Verbindung zwischen der Gerüstanordnung und dem Polymermaterial durch Vernetzen des Polymermaterials. Another aspect of the invention is a method of manufacturing a rotary lobe for a rotary lobe pump comprising the steps of forming a framework assembly by providing a plurality of spaced apart plates, at least partially enveloping the plates with a polymeric material in a flowable state, and creating a bond between the framework assembly and the polymeric material by crosslinking the polymeric material.
Das Verfahren eignet sich für eine kostengünstige Herstellung unter Vermeidung eines hohen Anteils an metallischem Werkstoff für einen Drehkolben mit einer hohen Passgenauigkeit und günstigen Abrieb- und Delaminationseigenschaften. Als Polymermaterial kommt insbesondere ein gummielastisches Material, wie beispielsweise ein kautschukbasiertes Gummimaterial in Betracht, welches durch Vulkanisation in seine mechanisch feste Form und in adhäsive Verbindung zu der Gerüstanordnung gebracht wird. Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Platten durch an den Platten ausgebildete Distanzelemente parallel zueinander positioniert werden. The method is suitable for cost-effective production while avoiding a high proportion of metallic material for a rotary piston with a high accuracy of fit and favorable abrasion and delamination properties. The polymer material is in particular a rubber-elastic material, such as a rubber-based rubber material into consideration, which is brought by vulcanization in its mechanically strong form and in adhesive connection to the skeleton assembly. The method can be developed by positioning the plates parallel to one another by spacer elements formed on the plates.
Noch weiter ist es bevorzugt, wenn die Platten aus Blech hergestellt werden und dass zwischen zwei Platten ein Distanzelement ausgebildet wird, beispielsweise indem ein oder drei Abschnitte des Blechs abgewinkelt werden. Schließlich kann das Verfahren weiter fortgebildet werden, indem das Polymermaterial durch Vorfertigen eines Polymerbauteils durch Vernetzen eines ersten Anteils des Polymermaterials vor dem Bilden der Gerüstanordnung, Anordnen des vorgefertigten Polymerbauteils in zueinander fluchtenden Öffnungen in den Platten, und zumindest teilweises Umhüllen der Platten und des Polymerbauteils mit einem zweiten Anteils des Polymermaterials im Zustand eines fließfähigen Polymermaterials, und Vernetzen bzw. Aushärten des zweiten Anteils des Polymermaterials zu einem festen Zustand. Still further, it is preferable if the plates are made of sheet metal and that a spacer is formed between two plates, for example by angling one or three sections of the plate. Finally, the method may be further developed by molding the polymeric material by preforming a polymeric component by crosslinking a first portion of the polymeric material prior to forming the scaffold assembly, placing the prefabricated polymeric component in aligned apertures in the panels, and at least partially encasing the panels and the polymeric component a second portion of the polymeric material in the state of a flowable polymeric material, and curing the second portion of the polymeric material to a solid state.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Drehkolben für eine Drehkolbenpumpe, der sich auszeichnet durch eine Gerüstanordnung, die mehrere voneinander beabstandete Platten umfasst, wobei die Gerüstanordnung mit einem Polymermaterial zumindest teilweise ausgefüllt und zumindest teilweise ummantelt ist. Dieser Drehkolben ist einerseits kostengünstig, andererseits passgenau und besonders beständig gegenüber Abrasion, Verschleiß und Delamination des Polymermaterials von der Gerüstanordnung. Der Drehkolben kann insbesondere weiter fortgebildet werden wie dies zuvor für einen Drehkolben beschrieben wurde, der in einer erfindungsgemäßen Drehkolbenpumpe eingesetzt wird. Weiterhin kann der Drehkolben dadurch fortgebildet werden, dass er nach einem Verfahren der zuvor beschriebenen Art hergestellt ist. Another aspect of the invention is a rotary piston for a rotary pump, which is characterized by a framework arrangement comprising a plurality of spaced-apart plates, wherein the framework arrangement with a polymer material at least partially filled in and at least partially encased. This rotary piston is on the one hand cost-effective, on the other hand, accurate fit and particularly resistant to abrasion, wear and delamination of the polymer material from the framework arrangement. The rotary piston can in particular be further developed as has been described above for a rotary piston which is used in a rotary piston pump according to the invention. Furthermore, the rotary piston can be developed by being manufactured according to a method of the type described above.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen: A preferred embodiment of the invention will be described with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehkolbens von schräg vorne, 1 is a perspective view of a rotary piston according to the invention obliquely from the front,
Fig. 1 a eine Ansicht gemäß Fig. 1 ohne Polymermaterial, 1 a is a view according to FIG. 1 without polymer material,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 von schräg seitlich, 2 is a perspective view of the embodiment of FIG. 1 obliquely from the side,
Fig. 2a eine Ansicht gemäß Fig. 2 ohne Polymermaterial, Fig. 3 eine Frontalansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 , Fig. 3a eine Ansicht gemäß Fig. 3 ohne Polymermaterial, Fig. 4 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 , Fig. 4a eine Ansicht gemäß Fig. 4 ohne Polymermaterial 2 shows a view according to FIG. 2 without polymer material, FIG. 3 shows a frontal view of the embodiment according to FIG. 1, FIG. 3 a shows a view according to FIG. 3 without polymer material, FIG. 4 shows a side view of the embodiment according to FIG. 1, FIG. 4a is a view according to FIG. 4 without polymer material
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von schräg seitlich des Nabenkörpers der Fig. 5 is a perspective view obliquely from the side of the hub body of the
Ausführungsform gemäß Fig. 1 ,  Embodiment according to FIG. 1,
Fig. 6 eine Frontalansicht eines Gerüstbleches der Ausführungsform gemäß Fig. 1 , 6 is a front view of a scaffold plate of the embodiment of FIG. 1,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Gerüstbleches der Ausführungsform gemäß Fig. 1 , 7 is a perspective view of a scaffold plate of the embodiment of FIG. 1,
Fig. 8 eine Frontalansicht eines Distanzelementes der Ausführungsform gemäß Fig. 8 is a front view of a spacer element of the embodiment according to
Fig. 1 , und Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Distanzelementes der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Fig. 1, and 9 is a perspective view of a spacer element of the embodiment of FIG. 1st
Als bevorzugte Ausführungsform ist ein dreiflügeliger Drehkolben mit gewundenen Drehkolbenflügeln 41 , 42, 43, die einer Schraubenlinie folgen, abgebildet. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die Erfindung auf Drehkolben mit geraden Drehkolbenflügeln oder gewundenen Drehkolbenflügeln oder Drehkolbenflügeln mit einer hiervon abweichenden Geometrie anwendbar ist und für Drehkolben mit zwei, drei, vier, fünf oder mehr Drehkolbenflügeln eingesetzt werden kann. As a preferred embodiment, a three-winged rotary piston with twisted rotary wings 41, 42, 43, which follow a helix, shown. Basically, it should be understood that the invention is applicable to rotary pistons with straight rotary lobes or spiral lobes or lobes having a geometry different therefrom and can be used for rotary lobes having two, three, four, five or more rotary lobes.
Der erfindungsgemäße Drehkolben weist eine Drehkolbennabe 10 auf, die typischerwei- se aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist. Die Drehkolbennabe weist eine zylindrische Innengeometrie mit einer Nut 1 1 zur drehmomentfesten Verbindung mit einer Antriebswelle mittels einer Passfeder auf. Grundsätzlich können auch andere Welle- Nabe-Verbindungen eingesetzt werden, die zur Übertragung eines Drehmoments von der Welle auf die Nabe geeignet sind, beispielsweise Mehrkantwellen, die mit einer entspre- chenden Innengeometrie einer Mehrkantnabe zusammenwirken, konische Verbindungen, die mittels einer kraftschlüssigen Verbindungsweise die Welle mit der Nabe verbinden, Verzahnungen zwischen Welle und Nabe und dergleichen. Die Drehkolbennabe ist von drei Drehkolbenflügeln 41-43 umgeben, die mit einer 120°-Teilung um den Umfang der Drehkolbennabe herum angeordnet sind und sich in axialer Richtung der Drehkolbenna- be um ca. 60° in Umfangsrichtung entlang einer Schraubenlinie winden. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die Verwindungsgradzahl in Abhängigkeit der Anzahl der Flügel gewählt werden sollte, um einen pulsationsfreien Betrieb, eine leckagefreie Pumpwirkung und eine Sicherung gegen Rückdurchströmung der Pumpe in jeder Drehlage der Drehkolben zu erzielen. So sollte bei zweiflügeligen Kolben eine Verwindung der Flügel über 90°, bei dreiflügeligen Kolben eine Verwindung der Flügel über 60°, bei vierflügeligen Kolben eine Verwindung der Flügel über 45° und allgemein eine Verwindung der Flügel über 180° geteilt durch die Anzahl der Flügel eingehalten bzw. nicht überschritten werden. The rotary piston according to the invention has a rotary piston hub 10, which is typically made of a metallic material. The rotary piston hub has a cylindrical inner geometry with a groove 1 1 for torque-fixed connection to a drive shaft by means of a feather key. In principle, it is also possible to use other shaft-hub connections which are suitable for transmitting torque from the shaft to the hub, for example polygonal shafts which interact with a corresponding internal geometry of a polygonal hub, conical connections which form the shaft by means of a non-positive connection manner connect with the hub, gears between shaft and hub and the like. The rotary piston hub is surrounded by three rotary lobes 41-43, which are arranged with a 120 ° pitch around the circumference of the rotary piston hub and in the axial direction of the rotary lobe winding about 60 ° in the circumferential direction along a helical line. Basically, it should be understood that the amount of twisting should be selected depending on the number of blades to achieve pulsation-free operation, a leak-free pumping action, and a back-flow protection of the pump in each rotational position of the rotary pistons. In the case of double-winged pistons, a twisting of the blades over 90 °, for three-leafed pistons a twisting of the blades over 60 °, for four-leafed pistons, a twisting of the blades over 45 ° and generally a twisting of the blades over 180 ° divided by the number of blades should be maintained or not exceeded.
Die Drehkolbenflügel sind sowohl auf ihren Flanken als auch an ihren Spitzen und Stirn- Seiten mit einem Polymermaterial beschichtet. Dieses Polymermaterial ist auch teilweise im Innenraum der Drehkolbenflügel ausgebildet, die genaue Gestaltung wird nachfolgend im Detail erläutert. The rotary lobes are coated with a polymer material on their flanks as well as on their tips and forehead sides. This polymer material is also partially formed in the interior of the rotary wing, the exact design will be explained in detail below.
Als Polymermaterial kommt vorzugsweise ein gummielastisches Material zum Einsatz, welches insbesondere ein durch Vulkanisierung ausgehärtetes Gummimaterial sein kann. Aus den Fig. 1 a, 2a, 3a und 4a ist eine Gerüstkonstruktion ersichtlich, welche dazu dient, eine drehmomentsteife Verbindung zwischen den Drehkolbenflügeln und der Drehkolbennabe herzustellen. Die Gerüstkonstruktion umfasst mehrere Gerüstbleche 20a, b, c, d, ... die grundsätzlich der Querschnittskontur in einem axialen Querschnitt des Drehkol- bens entsprechen, jedoch in ihren Abmessungen kleiner sind als die Querschnittsabmessung. Jedes Gerüstblech weist folglich drei Flügel 21 , 22, 23 auf, die in einer Teilung von 120° zueinander angeordnet sind. Des Weiteren weist jedes Gerüstblech eine zentrale Ausnehmung 24 auf, siehe hierzu Figur 6 und 7. Diese zentrale Ausnehmung ist solcherart gestaltet, dass sie eine drehmomentfeste Verbindung zwi- sehen dem Gerüstblech und der Drehkolbennabe herstellt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird dies erreicht, indem die Ausnehmung im Wesentlichen kreisförmig ist und drei über den Umfang verteilte Nuten 25 aufweist, die mit drei hierzu kongruent ausgebildeten Stegen 12, 13, 14 auf der Außenfläche der Drehkolbennabe formschlüssig zusammenwirken, wie aus Figur 5 ersichtlich. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die drehmomentfeste Verbindung zwischen Gerüstblech und Drehkolbennabe auf verschiedene Arten ausgeführt sein kann, alternativ zu der hier dargestellten Ausführungsform können auch Ausführungsformen mit einer einzigen Nut und einem entsprechend einzigen Steg ausgebildet sein, es können alternativ andere Verbindungsweisen mit einer Verzahnung oder dergleichen ausgeführt sein. Bei der abgebildeten Ausführungsform beträgt die Umfangslänge der Nuten im Gerüstblech circa 60°, sodass sich eine gleichmäßige Verteilung der drei zurückstehenden Umfangsanteile und der drei vorstehenden Umfangsanteile der zentralen Ausnehmung 24 im Gerüstblech ergibt. Die nutförmige Ausnehmung ist hierbei jeweils im Bereich der Drehkolbenflügel angeordnet, um eine günstige Materialausnutzung und eine schmale Gestaltung des Gerüstbleches im Bereich zwischen den Drehkolbenflügeln zu ermöglichen. The polymer material is preferably a rubber-elastic material is used, which may be in particular cured by vulcanization rubber material. 1 a, 2 a, 3 a and 4 a, a scaffolding construction can be seen, which serves to produce a torsionally rigid connection between the rotary piston wings and the rotary piston hub. The framework construction comprises a plurality of scaffold plates 20a, b, c, d,... Which in principle correspond to the cross-sectional contour in an axial cross-section of the rotary piston, but are smaller in their dimensions than the cross-sectional dimension. Each scaffolding plate thus has three wings 21, 22, 23, which are arranged at a pitch of 120 ° to each other. Furthermore, each scaffold plate has a central recess 24, see Figures 6 and 7. This central recess is designed such that it provides a torque-fixed connection between see the scaffold plate and the rotary piston hub. In the preferred embodiment, this is achieved by the recess is substantially circular and has three circumferentially distributed grooves 25 which cooperate with three congruent thereto formed webs 12, 13, 14 form-fitting manner on the outer surface of the rotary piston hub, as shown in Figure 5 , Basically, it should be understood that the torque-fixed connection between scaffolding plate and rotary piston hub can be carried out in various ways, alternatively to the embodiment shown here, embodiments with a single groove and a corresponding single web can be formed, it can alternatively other ways of connecting with a toothing or be carried out the same. In the illustrated embodiment, the circumferential length of the grooves in the scaffolding plate is approximately 60 °, so that a uniform distribution of the three recessed peripheral portions and the three protruding peripheral portions of the central recess 24 results in the scaffold plate. The groove-shaped recess is in each case arranged in the region of the rotary-piston vanes in order to allow a favorable utilization of material and a narrow design of the framework plate in the region between the rotary-piston vanes.
Jedes Gerüstblech weist des Weiteren in jedem Drehkolbenflügel eine kreisförmige Ausnehmung 26, 27, 28 auf. Die Gerüstbleche des erfindungsgemäßen Drehkolbens sind daher unter Vorgabe der Außenkontur des Drehkolbens und einer im direkten Kontakt zur Drehkolbennabe ausgeführten drehmomentfesten Verbindung mit einer maximalen Materialeinsparung ausgeführt. Each scaffolding plate further comprises a circular recess 26, 27, 28 in each rotary vane. The scaffold plates of the rotary piston according to the invention are therefore designed with specification of the outer contour of the rotary piston and a direct contact to the rotary piston designed torque-resistant connection with a maximum material savings.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, verlaufen die Stege 12, 13, 14 in axialer Längsrichtung entlang der Umfangsfläche der Drehkolbennabe entlang einer schraubenförmigen Linie, welche dem schraubenförmigen Verlauf der Drehkolbenflügel entspricht. Das Innengerüst des Drehkolbens gemäß der bevorzugten Ausführungsform kann hieraus folgend aus mehre- ren Gerüstblechen aufgebaut werden, die alle übereinstimmend ausgeführt sind. Neben dieser bevorzugten Ausführungsform sind auch andere Ausgestaltungen des erfindungs- gemäßen Drehkolbens denkbar und in bestimmten Anwendungen vorteilhaft. So kann beispielsweise auch eine Ausführungsform vorteilhaft sein, bei der die Stege geradlinig in axialer Längsrichtung an der Drehkolbennabe ausgeführt sind. In Verbindung mit den in Fig. 6 und 7 abgebildeten Gerüstblechen ergibt sich bei dieser Ausgestaltung ein Dreh- kolben mit geraden Drehkolbenflügeln. Des Weiteren kann bei der Ausbildung einer solchen Drehkolbennabe mit geraden Stegen ein schraubenförmiger Verlauf der Drehkolbenflügel erzielt werden, indem Gerüstbleche wechselweise eingesetzt werden, die unterschiedlich ausgeführt sind. Diese unterschiedliche Ausführung muss hierbei darin bestehen, dass der Winkelversatz zwischen den Nuten 25 einerseits und den Drehkol- benflügelabschnitten 21 , 22, 23 andererseits bei den verschiedenen Ausführungen der Gerüstbleche unterschiedlich ist. Die Winkeldifferenz ergibt sich hierbei aus der gewünschten Steigung der Drehkolbenflügel entlang des schraubenförmigen Verlaufs und dem axialen Abstand der Gerüstbleche auf der Drehkolbennabe. As can be seen from FIG. 5, the webs 12, 13, 14 extend in the axial longitudinal direction along the peripheral surface of the rotary piston hub along a helical line which corresponds to the helical course of the rotary-piston vanes. The inner framework of the rotary piston according to the preferred embodiment can be constructed from a number of scaffold plates, all of which have the same design. In addition to this preferred embodiment, other embodiments of the invention appropriate rotary piston conceivable and advantageous in certain applications. Thus, for example, an embodiment may be advantageous in which the webs are designed in a straight line in the axial longitudinal direction of the rotary piston hub. In connection with the scaffolding plates depicted in FIGS. 6 and 7, in this embodiment a rotary piston with straight rotary-piston wings results. Furthermore, in the formation of such a rotary hub with straight webs, a helical course of the rotary wing can be achieved by alternately using scaffolding plates, which are designed differently. In this case, this different design must consist in that the angular offset between the grooves 25 on the one hand and the rotary piston blade sections 21, 22, 23 on the other hand differs in the different embodiments of the scaffold plates. The angular difference results here from the desired slope of the rotary vane along the helical course and the axial distance of the scaffold plates on the rotary piston hub.
Wie insbesondere aus Fig. 2a und Fig. 4a gut zu erkennen, ist der erfindungsgemäße Drehkolben aus insgesamt zehn Gerüstblechen aufgebaut. Diese Gerüstbleche sind in axial gleichmäßiger Beabstandung über die gesamte axiale Länge des Drehkolbens auf der Drehkolbennabe angeordnet. Jeweils zwei benachbarte Gerüstbleche werden durch drei Distanzelementstücke 30 zueinander positioniert, die ein Distanzelement bilden. Anstelle der Zusammenstellung des Distanzelements aus drei Distanzelementstücken ist es für die Vereinfachung der Montage in einigen Anwendungen vorteilhaft, das Distanzelement einstückig herzustellen, beispielsweise indem die drei Distanzelementstücke miteinander über Stege oder dergleichen verbunden werden. As can be clearly seen in particular from FIGS. 2 a and 4 a, the rotary piston according to the invention is constructed from a total of ten scaffold plates. These scaffold plates are arranged in axially uniform spacing over the entire axial length of the rotary piston on the rotary piston hub. Each two adjacent scaffold plates are positioned by three spacer elements 30 to each other, which form a spacer. Instead of assembling the spacer element of three spacer element pieces, it is advantageous for simplifying the assembly in some applications to produce the spacer element in one piece, for example by connecting the three spacer element pieces to one another via webs or the like.
Ein Distanzelementstück 30 ist in den Fig. 8 und 9 abgebildet. Wie aus diesen Abbildungen ersichtlich, weist das Distanzelementstück 30 einen im Wesentlichen ringförmigen Korpus auf, der eine zentrale axiale Ausnehmung 31 aufweist. An einer Stirnseite des Distanzelementstücks 30 ist ein umlaufender Absatz 32 ausgebildet. Der Außendurchmesser dieses Absatzes 32 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der kreisförmigen Ausnehmungen 26, 27, 28 in den Gerüstblechen und erlaubt hierdurch eine formschlüssige zentrierte Positionierung des Distanzelementstücks 30 innerhalb dieser Ausnehmungen. Auf der hierzu gegenüberliegenden Seite ist das Distanzelementstück mit einer planen Stirnfläche ausgebildet. Grundsätzlich kann alternativ hierzu auch auf der gegenüberliegenden Seite ein entsprechender umlaufender Absatz ausgeführt sein, der eine definierte Positionierung von zwei benachbarten Gerüstblechen zueinander erzielt. Bei Verwendung der Distanzelementstücke für einen Drehkolben mit geraden Drehkolbenflügeln können die Absätze auf den beiden Stirnseiten hierbei koaxial zueinander sein, bei Einsatz der Distanzelementstück für einen Drehkolben mit schrauben- förmigem Verlauf der Drehkolbenflügel sind die Absätze mit einem entsprechenden exzentrischen Versatz zueinander auszuführen. A spacer element piece 30 is shown in FIGS. 8 and 9. As can be seen from these figures, the spacer element piece 30 has a substantially annular body which has a central axial recess 31. On a front side of the spacer element piece 30, a circumferential shoulder 32 is formed. The outer diameter of this shoulder 32 is slightly smaller than the inner diameter of the circular recesses 26, 27, 28 in the scaffolding plates and thereby allows a positive centered positioning of the spacer element piece 30 within these recesses. On the opposite side of the spacer element piece is formed with a flat end face. In principle, as an alternative to this, a corresponding circumferential shoulder can also be designed on the opposite side, which achieves a defined positioning of two adjacent framework plates relative to one another. When using the distance element pieces for a rotary piston with straight rotary lobes, the paragraphs on the two end faces can be coaxial with each other, when using the spacer element piece for a rotary piston with screw shaped course of the rotary wing wings paragraphs are to be carried out with a corresponding eccentric offset from each other.
Jedes Distanzelementstück 30 weist weiterhin in einem Umfangsabschnitt eine verrundete Ausnehmung 33 auf, deren Radius dem Radius der Außenfläche der Dreh- kolbennabe entspricht. Die Distanzelementstück können hierdurch unmittelbar aufliegend auf die Drehkolbennabe und gegen Verdrehung gesichert positioniert werden. Each spacer element piece 30 further has in a peripheral portion a rounded recess 33, the radius of which corresponds to the radius of the outer surface of the rotary piston hub. The spacer element piece can thereby be positioned directly resting on the rotary piston hub and secured against rotation.
Ein erfindungsgemäßer Drehkolben wird durch ein Gerüst, welches mehrere Gerüstbleche 20 und jeweils drei Distanzelementstücke 30 zwischen zwei benachbarten Gerüstblechen umfasst, aufgebaut. Durch diese Konstruktion wird eine belastbare Gerüststruk- tur bereitgestellt, welche die Kontur der Drehkolbenflügel definiert und eine formschlüssige Verbindung zur Drehkolbennabe aufweist. Es ist zu verstehen, dass die Gerüstbleche vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sind. Die Distanzelementstücke können vorzugsweise aus einem Polymermaterial hergestellt sein. A rotary piston according to the invention is constructed by a framework which comprises a plurality of scaffold plates 20 and in each case three spacer element pieces 30 between two adjacent scaffold plates. By this construction, a loadable framework structure is provided, which defines the contour of the rotary piston wings and has a positive connection to the rotary piston hub. It is to be understood that the scaffold plates are preferably made of a metallic material. The spacer elements may preferably be made of a polymeric material.
Die so aufgebaute Gerüstkonstruktion mit der Drehkolbennabe wird nachfolgend mit dem Polymermaterial aufgefüllt und umhüllt. Dieser Auffüll- und Umhüllungsvorgang kann insbesondere solcherart erfolgen, dass drei bereits ausgehärtete, beispielsweise vulkanisierte Polymerstränge durch die Öffnungen 26, 27, 28 der Gerüstbleche hindurchgeschoben werden, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn ein elastisch verformbares Polymermaterial mit einem Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser dieser Öffnungen, hierzu verwendet wird, um dem schraubenförmigen Verlauf, in dem diese Öffnungen zueinander gestaffelt sind, folgen zu können. Alternativ können auch vorgefertigte vulkanisierbare Polymerstränge in die Öffnungen eingesetzt werden, in diesem Fall erfolgt die Vulkanisierung der Polymerstränge während der nachfolgenden Vulkanisation der Beschichtung bzw. Umhüllung mit dem restlichen Polymermaterial. The scaffolding construction thus constructed with the rotary piston hub is subsequently filled with the polymer material and enveloped. This filling and wrapping process can be carried out in particular such that three already cured, for example vulcanized polymer strands are pushed through the openings 26, 27, 28 of the scaffold plates, wherein it is particularly advantageous if an elastically deformable polymer material having an outer diameter which is slightly smaller as the inner diameter of these openings, this is used to follow the helical course in which these openings are staggered to each other to follow. Alternatively, prefabricated vulcanizable polymer strands can also be used in the openings, in which case the vulcanization of the polymer strands takes place during the subsequent vulcanization of the coating or coating with the remaining polymer material.
Hierauf folgend kann die so vorbereitete Gerüststruktur mit den bereits eingesetzten, vorgefertigten Polymeranteilen mit einem flüssigen Polymermaterial umspritzt und umhüllt werden, wodurch die Hohlräume innerhalb der Gerüststruktur vollständig ausgefüllt werden. Durch den hohen Volumenanteil an bereits ausgehärtetem und vernetztem Polymermaterial wird eine geringe Schrumpfung des Polymermaterials im Zuge von dessen Vernetzung erreicht. Insbesondere kann auch eine zeitlich gestaffelte, zweistufige Umspritzung mit dem flüssigen Polymermaterial erfolgen, um in einer ersten Umspritzung eine Auffüllung bis zum oder geringfügig unter den Außenrand der Gerüstbleche zu erzielen und in einer hierauf folgenden zweiten Umspritzung die vollständige Außenkon- tur mit Umhüllung des Gerüstes zu erreichen. Grundsätzlich ist die Materialdicke vom Anwendungsfall und der Gesamtdimension des Drehkolbens abhängig, beispielsweise kann zwischen den Außenkanten der Gerüstbleche und der Außenkontur des Drehkolbens eine Materialdicke von mindestens 5 mm Polymermaterial bereitgestellt werden. Following this, the thus prepared framework structure can be overmolded and coated with the already used, prefabricated polymer components with a liquid polymer material, whereby the cavities within the framework structure are completely filled. Due to the high volume fraction of already cured and crosslinked polymer material, a small shrinkage of the polymer material is achieved in the course of its crosslinking. In particular, a staggered, two-stage coating with the liquid polymer material can be carried out in order to achieve in a first encapsulation, a filling up to or slightly below the outer edge of the scaffold plates and in a second encapsulation thereafter the complete outer conformation. to reach the door with wrapping of the scaffolding. In principle, the material thickness depends on the application case and the overall dimension of the rotary piston, for example a material thickness of at least 5 mm of polymer material can be provided between the outer edges of the framework plates and the outer contour of the rotary piston.
Der erfindungsgemäße Drehkolben weist aufgrund seines Aufbaus eine steife und mit einem hohen Drehmoment belastbare Konstruktion auf. Zugleich ist der Anteil an metallischem Material signifikant reduziert, wodurch das Gewicht des Drehkolbens und der Verbrauch an wertvollen Ausgangsstoffen erheblich reduziert ist. Die Fertigung des Drehkolbens ist aufgrund der möglichen Modularität mit Verwendung von gleichen Bauteilen erheblich vereinfacht. So können beispielsweise durch Verwendung unterschiedlicher Drehkolbennaben mit verschiedenen Steigungen der daran ausgeführten Stege oder Längen Drehkolben mit unterschiedlicher Steigung der Drehkolbenflügel oder unterschiedliche Längen in einem modularen System hergestellt werden. Due to its construction, the rotary piston according to the invention has a rigid construction which can be loaded with a high torque. At the same time, the proportion of metallic material is significantly reduced, whereby the weight of the rotary piston and the consumption of valuable starting materials is significantly reduced. The production of the rotary piston is considerably simplified due to the possible modularity with the use of identical components. For example, by using different rotary lobes with different pitches of the webs or lengths made thereon, rotary lobes having different pitches of the lobe wings or different lengths can be made in a modular system.

Claims

Ansprüche claims
Drehkolbenpumpe, umfassend Rotary pump, comprising
ein Gehäuse mit einem Gehäuseinnenraum  a housing with a housing interior
eine Einlassöffnung, durch welche Flüssigkeit in den Gehäuseinnenraum einströmen kann,  an inlet opening through which liquid can flow into the housing interior,
eine Auslassöffnung, durch welche Flüssigkeit aus dem Gehäuseinnenraum ausströmen kann,  an outlet opening through which liquid can flow out of the housing interior,
einen ersten Drehkolben, der um eine erste Drehachse innerhalb des Gehäuseinnenraums rotierend gelagert ist, und  a first rotary piston which is rotatably mounted about a first axis of rotation within the housing interior, and
einen zweiten Drehkolben, der um eine zweite Drehachse innerhalb des Gehäuseinnenraums rotierend gelagert ist,  a second rotary piston which is rotatably mounted about a second axis of rotation within the housing interior,
wobei der erste Drehkolben und der zweite Drehkolben in einem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Achse ineinandergreifen und Flüssigkeit verdrängen,  wherein the first rotary piston and the second rotary piston intermesh and displace fluid in a region between the first and second axes,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehkolben eine Gerüstanordnung aufweist, die mehrere voneinander beabstandete Platten umfasst und dass die Gerüstanordnung mit einem Polymermaterial zumindest teilweise ausgefüllt und zumindest teilweise ummantelt ist. characterized in that the first rotary piston has a framework arrangement comprising a plurality of spaced-apart plates and that the framework arrangement is at least partially filled with a polymer material and at least partially sheathed.
Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 , Rotary pump according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Platten aus einem von dem Polymermaterial verschiedenen Material ausgebildet sind, vorzugsweise aus einem metallischem Werkstoff gefertigte Bleche sind, oder  the plates are formed of a material different from the polymer material, preferably made of a metallic material sheets, or
das Polymermaterial aus einem von den Platten verschiedenen Material ausgebildet ist, vorzugsweise ein gummielastisches Material ist.  the polymer material is formed of a material other than the plates, preferably a rubber-elastic material.
Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, Rotary pump according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren voneinander beabstandeten Platten parallel zueinander ausgerichtet sind und/oder dass der Abstand zwischen jeweils zwei voneinander beabstandeten Platten gleich ist. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, characterized in that the plurality of spaced apart plates are aligned parallel to each other and / or that the distance between each two spaced apart plates is equal. Rotary pump according to one of the preceding claims,
gekennzeichnet durch Distanzelemente, welche die Platten in einem vorbestimmten Abstand zueinander halten. characterized by spacer elements which hold the plates at a predetermined distance from each other.
Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4, Rotary pump according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente von den Platten getrennte Bauteile sind und jedes Distanzelement zumindest zwei Plattenanschlagsflächen für entsprechend zumindest zwei Platten aufweist, wobei vorzugsweise jede Plat- tenanschlagfläche aus zwei, drei oder mehr zueinander fluchtenden und voneinander beabstandeten Plattenanschlagflächenteilen zusammengesetzt ist. characterized in that the spacer elements are separate components from the plates and each spacer element has at least two Plattenanschlagsflächen for correspondingly at least two plates, preferably each plate tenanschlagfläche from two, three or more mutually aligned and spaced apart Plattenanschlagflächenteilen is composed.
Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4 oder 5, Rotary pump according to claim 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet, dass jedes Distanzelement zumindest zwei Distanzele- mentanschlagsflächen für entsprechend zumindest zwei Platten aufweist, wobei vorzugsweise jede Distanzelementanschlagfläche aus zwei, drei oder mehr zueinander fluchtenden und voneinander beabstandeten Distanzelementanschlagflä- chenteilen zusammengesetzt ist und dass je zwei benachbarte Platten über die Distanzelementanschlagsflächen in direktem Kontakt zueinander sind. characterized in that each spacer element at least two Distanzele- mentanschlagflächen for correspondingly has at least two plates, preferably each Distanzelementanschlagfläche of two, three or more mutually aligned and spaced Distanzelementanschlagflä- chenteilen parts is composed and that two adjacent plates on the Distanzelementanschlagsflächen in direct contact to each other.
Drehkolbenpumpe nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Rotary pump according to claim 2 and one of claims 4 to 6, characterized in that
die Distanzelemente aus einem von dem Polymermaterial verschiedenen Material ausgebildet sind, das insbesondere einen Wärmeausdehnungskoeffizient hat, der weniger als 75%, vorzugsweise weniger als 50% des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Polymermaterials beträgt. die Distanzelemente aus einem von den Platten verschiedenen Material ausgebildet sind, und/oder  the spacer elements are formed from a material different from the polymer material, which in particular has a thermal expansion coefficient which is less than 75%, preferably less than 50%, of the thermal expansion coefficient of the polymer material. the spacer elements are formed from a different material from the plates, and / or
die Distanzelemente aus einem polymeren Werkstoff ausgebildet sind. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 4,  the spacer elements are formed of a polymeric material. Rotary pump according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente integral an den Platten ausgebildet sind, insbesondere je ein Distanzelement integral an je einer Platte ausgebildet ist, wobei jede Platte zumindest eine, vorzugsweise drei Distanzelementanschlagflächen aufweist, die auf einer vorbestimmten Höhe über der Plattenebene liegen und an ihrem von der Plattenebene wegweisenden Ende im Kontakt mit einer anderen Platte, insbesondere einer benachbarten Platte sind, wobei das/die Distanzelement(e) vorzugsweise durch abwinkelnde Verformung eines Anteils der Platte hergestellt sind. 9. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, characterized in that the spacer elements are integrally formed on the plates, in particular each a spacer element is integrally formed on a respective plate, each plate having at least one, preferably three Distanzelementanschlagflächen, at a predetermined height above the plane of the plate lie and at their end facing away from the plane of the plate in contact with another plate, in particular an adjacent plate, wherein the / the spacer element (s) are preferably made by angled deformation of a portion of the plate. 9. Rotary piston pump according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial durch  characterized in that the polymer material by
ein vorgefertigtes Polymerbauteil, das in vernetztem Zustand durch zueinander fluchtende Öffnungen in den Platten eingesetzt ist, und einen Polymermaterialanteil, der durch fließfähiges Polymermaterial gebildet ist, das die Platten und das vorgefertigte Polymerbauteil in fließfähigem Zustand zumindest teilweise umhüllt und hiernach zu einem festen Zustand vernetzt,  a prefabricated polymeric member intercalated by mating apertures in the panels and a polymeric material portion formed by flowable polymeric material which at least partially envelops the panels and prefabricated polymeric member in a flowable state and thereafter crosslinks to a solid state,
gebildet wird.  is formed.
10. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10. Rotary pump according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Polymermaterial und den Platten  characterized in that the mechanical connection between the polymer material and the plates
durch adhäsive Verbindung,  through adhesive bonding,
durch Formschluss zwischen dem Polymermaterial und Plattenflächen, die Öffnungen oder Ausnehmungen in den Platten begrenzen, die mit dem Polymermaterial gefüllt sind, und/oder  by positive engagement between the polymeric material and plate surfaces defining openings or recesses in the plates filled with the polymeric material, and / or
durch kraftschlüssige Verbindung mittels Spannelementen, welche die Platten und das Polymermaterial miteinander verspannen,  by frictional connection by means of clamping elements, which clamp the plates and the polymer material together,
gebildet wird.  is formed.
1 1. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 1 1. Rotary pump according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehkolben eine Gerüstanordnung aufweist, die mehrere voneinander beabstandete Platten umfasst und dass die Gerüstanordnung mit einem Polymermaterial zumindest teilweise ausgefüllt und zumindest teilweise ummantelt ist.  characterized in that the second rotary piston has a framework arrangement comprising a plurality of spaced-apart plates and that the framework arrangement is at least partially filled with a polymer material and at least partially sheathed.
12. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Drehkolben eine innenliegende, nicht kreisförmige Öffnung aufweist, die durch eine nicht mit dem Polymermaterial gefüllte Öffnung in den Platten gebildet wird und dass der erste bzw. zweite Drehkolben über eine erste bzw. zweite Welle, die in dieser Öffnung angeordnet ist, drehbar gelagert ist. 12. Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second rotary piston has an internal, non-circular opening which is formed by an opening in the plates not filled with the polymer material and in that the first and second rotary pistons respectively are connected via a first or second shaft, which is arranged in this opening, is rotatably mounted.
Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Rotary pump according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Drehkolben zumindest zwei Drehkolbenflügel aufweisen, die in einer Schraubenlinie entlang des Außen- umfangs der Drehkolben verlaufen und dass die Platten eine entsprechende Geometrie mit zumindest zwei Drehkolbenflügeln aufweisen, wobei characterized in that the first and the second rotary pistons have at least two rotary-piston vanes which run in a helix along the outer circumference of the rotary pistons and that the plates have a corresponding geometry with at least two rotary-piston vanes, wherein
alle Platten geometrisch gleich sind und der schraubenlinienförmige Verlauf mittels einer nicht-kreisförmigen, schraubenlinienförmig verlaufenden Außenkontur einer Antriebswelle oder Nabe bewirkt wird, die in Formschluss mit einer zentralen Ausnehmung der Platten steht, oder  all plates are geometrically the same and the helical course is effected by means of a non-circular, helically extending outer contour of a drive shaft or hub, which is in positive engagement with a central recess of the plates, or
die Platten in zumindest zwei Sätze unterteilt sind, die auf eine Welle oder Nabe mit einer geradlinigen, nicht-kreisförmigen Außenkontur aufgeschoben sind, wobei die Platten innerhalb eines Satzes eine übereinstimmende Geometrie und die Platten zweier unterschiedlicher Sätze eine voneinander abweichende Geometrie aufweisen solcherart, dass die Winkellage zwischen der nicht-kreisförmigen Kontur der zentralen Ausnehmung und der Drehkolbenflügel zwischen den Platten zweier unterschiedlicher Sätze voneinander verschieden ist.  the plates are subdivided into at least two sets which are slid onto a shaft or hub with a rectilinear, non-circular outer contour, the plates within a set having a matching geometry and the plates of two different sets having a divergent geometry such that the Angular position between the non-circular contour of the central recess and the rotary wing between the plates of two different sets is different from each other.
Verfahren zur Herstellung eines Drehkolbens für eine Drehkolbenpumpe, mit den Schritten: Method for producing a rotary piston for a rotary lobe pump, comprising the steps of:
Bilden einer Gerüstanordnung durch Bereitstellen mehrerer voneinander beabstandeter Platten,  Forming a framework arrangement by providing a plurality of spaced apart plates,
Zumindest teilweises Umhüllen der Gerüstanordnung mit einem  At least partial wrapping of the framework arrangement with a
Polymermaterial in einem fließfähigen Zustand, und  Polymer material in a flowable state, and
Verbinden der Gerüstanordnung mit dem Polymermaterial durch Vernetzen des Polymermaterials. Verfahren nach Anspruch 14, Bonding the scaffold assembly to the polymeric material by crosslinking the polymeric material. Method according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gerüstanordnung gebildet wird, indem die Platten vor dem zumindest teilweisen Umhüllen mit dem Polymermaterial durch Distanzelemente parallel und beabstandet zueinander positioniert werden und dass die Distanzelemente vorzugsweise mit dem Polymermaterial umhüllt und Bestandteil des Drehkolbens werden. characterized in that the framework arrangement is formed by the plates are positioned in parallel and spaced from each other before the at least partially enveloping the polymer material by spacer elements and that the spacer elements are preferably coated with the polymer material and become part of the rotary piston.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, Method according to claim 14 or 15,
dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Platten characterized in that each two plates
durch von den Platten separate Distanzelemente, die Anschlagflächen für zwei Platten aufweisen, oder  by separate from the plates spacers having abutment surfaces for two plates, or
durch zumindest ein, zwei oder drei an den Platten ausgebildete Distanzelementstücke, welche insbesondere bereitgestellt werden, indem die Platten aus Blech hergestellt werden und an jeder Platte entsprechend zumindest ein, zwei oder drei Abschnitte des Blechs abgewinkelt werden, beabstandet und vorzugsweise parallel zueinander positioniert werden.  by at least one, two or three spacer elements formed on the plates, which in particular are provided by making the plates from sheet metal and angling at each plate at least one, two or three sections of the sheet, are spaced and preferably positioned parallel to one another.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, Method according to one of claims 14 to 16,
dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial durch characterized in that the polymer material by
Vorfertigen eines Blockpolymerbauteil durch Vernetzen eines Vorfertigungsanteils des Polymermaterials vor dem Bilden der Gerüstanordnung  Preforming a block polymer component by crosslinking a prefabrication portion of the polymeric material prior to forming the framework assembly
Anordnen des Blockpolymerbauteils in Öffnungen oder Ausnehmungen in den Platten,  Placing the block polymer component in openings or recesses in the plates,
Anordnen der Platten und des Blockpolymerbauteils in einem Hohlraum einer Gießform, und  Arranging the plates and the block polymer component in a cavity of a mold, and
Zumindest teilweises Umhüllen der Platten und des Blockpolymerbauteils mit einem Fließanteil des Polymermaterials im Zustand eines fließfähigen Polymermaterials durch Einfüllen des fließfähigen Polymermaterials in den Hohlraum der Gießform, und  At least partially wrapping the plates and the block polymer component with a flow rate of the polymer material in the state of a flowable polymer material by filling the flowable polymer material into the cavity of the mold, and
Vernetzen des Fließanteils des Polymermaterials zu einem festen Zustand in dem Hohlraum der Gießform,  Crosslinking the flow rate of the polymeric material to a solid state in the cavity of the mold,
hergestellt werden. getting produced.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, 18. The method according to any one of claims 14 to 17,
dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest teilweise Umhüllen der Platten mit dem Polymermaterial erfolgt, indem:  characterized in that the at least partially wrapping of the plates with the polymeric material is carried out by:
In einem ersten Schritt ein erster Anteil des fließfähigen Polymermaterials in einen Hohlraum einer Gießform eingefüllt wird, in dem das Gerüst angeordnet ist,  In a first step, a first portion of the flowable polymer material is introduced into a cavity of a casting mold, in which the framework is arranged,
In einem darauffolgenden zweiten Schritt der erste Anteil des Polymermaterials vernetzt, und  In a subsequent second step, the first portion of the polymer material is crosslinked, and
in einem darauffolgenden dritten Schritt das Gerüst und der vernetzte erste Anteil des Polymermaterials mit einem zweiten Anteil des fließfähigen in a subsequent third step, the framework and the crosslinked first portion of the polymer material with a second portion of the flowable
Polymermaterials zumindest teilweise umhüllt wird, insbesondere indem der zweite Anteil des fließfähigen Polymermaterials in den Hohlraum der Gießform oder einen Hohlraum einer anderen Gießform eingefüllt wird, in dem das Gerüst und der vernetzte erste Anteil des Polymermaterials angeordnet sind. Polymer material is at least partially enveloped, in particular by the second portion of the flowable polymer material is filled into the cavity of the mold or a cavity of another mold, in which the framework and the crosslinked first portion of the polymer material are arranged.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, 19. The method according to any one of claims 14 to 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die Platten vor dem zumindest teilweisen Umhüllen der Platten mit dem Polymermaterial mit einer Primerlösung benetzt werden, insbesondere indem die Platten einzeln oder als Gerüst montiert in eine Primerlösung eingetaucht werden.  characterized in that the plates are wetted with a primer solution prior to at least partially enveloping the plates with the polymeric material, in particular by dipping the plates individually or as a scaffold in a primer solution.
20. Drehkolben für eine Drehkolbenpumpe, 20. Rotary piston for a rotary lobe pump,
gekennzeichnet durch eine Gerüstanordnung, die mehrere voneinander beabstandete Platten umfasst, wobei die Gerüstanordnung mit einem Polymermaterial zumindest teilweise ausgefüllt und zumindest teilweise ummantelt ist.  characterized by a framework arrangement comprising a plurality of spaced-apart plates, wherein the framework arrangement is at least partially filled with a polymer material and at least partially sheathed.
21. Drehkolben nach Anspruch 20, 21. Rotary piston according to claim 20,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkolben eines der Merkmale des Drehkolbens der Ansprüche 2-13 aufweist, oder nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 14-19 hergestellt ist.  characterized in that the rotary piston has one of the features of the rotary piston of claims 2-13, or is made by a method according to any one of claims 14-19.
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