EP3894706A1 - Drehkolbenpumpe mit innenliegender lagerung - Google Patents

Drehkolbenpumpe mit innenliegender lagerung

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EP3894706A1
EP3894706A1 EP19832307.3A EP19832307A EP3894706A1 EP 3894706 A1 EP3894706 A1 EP 3894706A1 EP 19832307 A EP19832307 A EP 19832307A EP 3894706 A1 EP3894706 A1 EP 3894706A1
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EP
European Patent Office
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rotary
rotary piston
bearing
piston
seal
Prior art date
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Pending
Application number
EP19832307.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Krampe
Henrik AHRENS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vogelsang GmbH and Co KG
Original Assignee
Vogelsang GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Vogelsang GmbH and Co KG filed Critical Vogelsang GmbH and Co KG
Publication of EP3894706A1 publication Critical patent/EP3894706A1/de
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Definitions

  • the invention relates to a rotary lobe pump for conveying a particle-laden conveying medium, comprising a pump housing with a pump chamber, an inlet and an outlet opening, a first, multi-wing rotary lobe, which is arranged in the pump chamber and is rotatably mounted about a first axis of rotation, a second one in the pump chamber arranged multi-vane rotary piston, which is rotatably mounted about a second axis of rotation spaced from the first axis of rotation and meshingly engages in the first rotary piston, the first and second rotary pistons being drivable in opposite directions and being designed to rotate in opposite directions about the first and second axes of rotation generate a flow of the delivery medium from the inlet opening through the pump chamber to the outlet opening, and a drive device which is mechanically coupled to the rotary lobes for driving the rotary lobes. Furthermore, the invention relates to a sleeve for a rotary lobe pump. The invention also relates to
  • Rotary lobe pumps of the aforementioned type are used to convey liquids, in particular particle-laden liquids. Liquids with different or fluctuating solids content can be pumped. Rotary lobe pumps are characterized by the fact that they can reliably perform their function even with higher solids contents. In addition, rotary lobe pumps of this type are suitable for pumping both liquids with low and high viscosity. Such pumps are typically used, among other things, in agricultural engineering or wastewater engineering. Rotary lobe pumps are known for example from DE2002518A1, DE3427282A1, DE29723984U1, EP1519044B1, DE20201001 1626U1, EP2475889B1, WO2014 / 067988A2 and US 2,848,952.
  • Rotary lobe pumps of the type according to the invention have a ball passage of at least 1 cm, preferably at least 2 cm, 5 cm or even at least 7.5 cm. This means that spherical solid particles with a diameter of up to a maximum of 1 cm, 2 cm, 5 cm or 7.5 cm can be conveyed through the pump chamber from the inlet to the outlet opening without the moving components of the rotary lobe pump jamming.
  • a fundamental problem that arises with such rotary lobe pumps lies in the fact that the replacement of wearing parts is associated with a relatively high outlay, which has a negative effect on the maintenance costs and can also lead to longer downtimes of the rotary lobe pumps.
  • a rotary lobe pump is known which is accessible from one side, whereby the accessibility of the wearing parts is improved compared to conventional rotary lobe pumps.
  • the executable length of the rotary piston is severely restricted in this design, since the drive shaft, which is connected to the rotary piston, is only supported on one side of the rotary piston and therefore cannot be of any length.
  • a rotary lobe pump with a hollow rotary lobe is known from DE202010015437U1.
  • Another general problem is that such pumps have a relatively high weight and are relatively large due to their construction, which is negative particularly for the mobile use of such pumps, for example when used in or on vehicles. It is therefore the object of the invention to provide a rotary lobe pump for conveying a particle-laden conveying medium which reduces or eliminates one or more of the disadvantages mentioned. In particular, it is an object of the invention to provide a solution in which the design of the rotary lobe pump is easy to maintain, without reducing the load capacity of the pump.
  • a rotary lobe pump with the features of claim 1.
  • the rotary lobe pump described at the outset is characterized by a first fixed axle body connected to the pump housing, which is arranged within the first rotary piston, and at least one first bearing for rotatably mounting the first rotary piston around the first fixed axle body, the bearing being on an outer surface of the is arranged first fixed axle body and within the first rotary piston.
  • the pump chamber is to be understood as the pump chamber in which the rotary pistons are located and through which the pumped medium is conveyed.
  • the pumped medium preferably flows into the pump chamber via a pipe via the inlet opening. There, the medium is conveyed by rotating the rotary lobes in the direction of the outlet opening. The pumped medium then flows through the outlet opening, preferably into a tube connected to the outlet opening.
  • the rotary pistons are rotatably mounted about an axis of rotation.
  • the first axis of rotation is defined as a virtual line that runs along the axis of rotation of the first rotary piston.
  • the second axis of rotation is defined as a virtual line that runs along the axis of rotation of the second rotary piston.
  • the multi-vane rotary lobes preferably have at least two piston vanes, whereby vanes or piston vanes are to be understood as the displacement vanes of the rotary lobes.
  • the wings of the rotary lobes mesh with each other.
  • a drive device is mechanically coupled to the rotary pistons and drives the rotary pistons.
  • both rotary pistons can each be driven individually, for example by means of two electric motors or by means of two hydraulic motors.
  • only one rotary piston can be driven with the drive device and the second rotary piston is driven by the meshing engagement with the first rotary piston.
  • Both rotary lobes can be driven directly and each rotary lobe can be provided with the power it needs, or one rotary lobe is driven directly and the other rotary lobe indirectly via this rotary lobe.
  • the drive device can preferably comprise an electric or a hydraulic motor.
  • the drive device can also be formed by a drive flange which can be coupled to a shaft output, for example to drive the pump via a power take-off of a tractor or other vehicle.
  • a drive device drives two shafts via a transmission, one shaft being coupled to the first rotary piston and another shaft being coupled to the second rotary piston. Synchronization of the rotary lobes can be achieved with all of the drive options mentioned.
  • the fixed axle body designates a preferably rotationally symmetrical element which is connected to the pump housing.
  • the connection to the pump housing can be made in a form-fitting, material-fitting or force-fitting manner, for example by means of a screw connection, or by a combination thereof.
  • the cohesive fastening allows a centering of the axle body on the pump housing that is secure with respect to incorrect assembly and an exact axial alignment, which can be achieved with the concept according to the invention, since the axle body does not have to be removable, contrary to known solutions.
  • the frictional fastening also achieves such good and fault-tolerant centering - with increased manufacturing effort - and also provides the possibility of replacing the axle beam.
  • the first stationary axle body extends along the first axis of rotation within the first rotary piston.
  • At least one bearing is preferably arranged on the first stationary axle body.
  • the bearing enables the rotary piston to be rotatably supported around the first fixed axle body.
  • the bearing is arranged within the first rotary piston, in particular between the first end face and the second end face of the rotary piston.
  • the present invention has the advantage that a very compact design can be achieved by the position of the bearing within the rotary piston. Since there is no need for storage in or next to the pump housing, installation space is saved here. Furthermore, the drive shaft does not have to be supported since the support can be placed on the fixed axle body directly in the rotary piston. The load capacity of the pump is not restricted in comparison to conventional rotary lobe pumps. In this way, lighter and more compact rotary lobe pumps can be manufactured, which is particularly advantageous for mobile applications.
  • the invention has the advantage that larger chamber lengths can be realized than is the case with rotary lobe pumps with conventional positions of the bearings. Thanks to the internal storage, any optimal storage points can be realized, since the position of the bearing is not limited to the ends of the rotatable parts.
  • the first fixed axle body extends along the first axis of rotation
  • the first rotary piston extends from a first end-side piston end in the axial direction to a second end along the first axis of rotation and the first bearing axially with respect is arranged on the first axis of rotation between the first and the second end piston end.
  • the fixed axle body can be made in different lengths.
  • the axle body can be designed, for example, as a hollow cylinder or as a cylinder made of solid material.
  • a drive shaft can preferably run through the fixed axle body.
  • the virtual axis of rotation of the fixed axle body preferably runs on the first axis of rotation. Axial with respect to the first axis of rotation means along or in the direction of the virtual line that defines the axis of rotation.
  • the first bearing is preferably arranged within the first rotary piston. The bearing is therefore preferably arranged between the two end faces of the first rotary piston.
  • the first bearing is designed as a roller bearing.
  • a roller bearing is used as the first bearing in order to rotatably support the first rotary piston about the first axis of rotation.
  • a further preferred embodiment is characterized in that a second bearing, preferably designed as a roller bearing, is provided for rotatably mounting the first rotary piston about the first axis of rotation, the second bearing being on the outer surface of the first fixed axle body and inside the first rotary piston is arranged.
  • the second bearing is arranged on the fixed axle body and rotatably supports the first rotary piston about the first axis of rotation.
  • a further preferred embodiment is characterized by a second fixed axle body connected to the pump housing, which is arranged within the second rotary piston, and at least one bearing for rotatably mounting the second rotary piston about the second axis of rotation, the second bearing on the outer surface of the second fixed axle body and is arranged within the second rotary piston.
  • the two stationary axle bodies are arranged in such a way that the first stationary axle body extends at least partially within the first rotary piston and the second stationary axle body extends at least partially within the second rotary piston.
  • the first drive device comprises a first drive unit and a second drive unit and that the first rotary piston is directly coupled to the first drive unit and the second rotary piston is directly coupled to the second drive unit.
  • a direct coupling of the drive units to the rotary pistons is understood to mean that essentially no torque is transmitted from the first rotary piston to the second rotary piston or from the second rotary piston to the first rotary piston.
  • the drive units can be, for example, electric motors or hydraulic motors.
  • the drive devices can be synchronized so that the rotary pistons are driven equally.
  • the drive devices can both be arranged on one side of the pump housing. This offers an advantage in maintenance. This makes it easy to access the components that are located within the pump room and to access the pump room.
  • the terms pump chamber and pump chamber can be used interchangeably. For example, an opening in the pump housing that can be closed with a cover can be opened in order to access the pump chamber and / or the components in the pump chamber.
  • the drive devices can be arranged on opposite sides of the pump housing. This type of arrangement offers the advantage that larger drives can be used, since there is more space available for each drive device.
  • the first and second rotary pistons each have a number of N vanes, N being greater than or equal to two and the vanes of the first and second rotary pistons running helically along the circumferential surface of the rotary piston and in this case an angle of at least 180 ° divided by N, preferably 240 ° divided by N, more preferably 300 ° divided by N and preferably 360 ° divided by N.
  • first and second rotary pistons each have a number of N vanes, N preferably being less than or equal to eight, less than or equal to six, or less than or equal to four.
  • the number of wings in this preferred embodiment is therefore a maximum of eight.
  • Another embodiment is characterized by a first seal for sealing from the first and / or the second bearing to the pump chamber, which is arranged between the first fixed axle body and the first rotary piston within the rotary piston, the first seal preferably being a dynamic seal, is designed in particular as a sliding seal, particularly preferably as an axial or radial seal, for example as a mechanical seal or as a radial shaft seal.
  • the bearings that rotatably support the first rotary piston are preferably sealed from the space within the pump housing by means of a dynamic seal.
  • first seal for sealing from the first and / or the second bearing to the pump chamber is arranged at a first end of the bearing and is designed as a dynamic seal, in particular as a sliding seal, particularly preferably as a radial shaft seal, and a second Seal for sealing from the first and / or the second bearing to the pump chamber is arranged at a second end of the bearing and is designed as a static seal, particularly preferably as an O-ring.
  • a dynamic seal only has to be used on one side of the bearing and that a static bearing can be used on the other side of the bearing.
  • This has the advantage that the static seal can be much more robust and durable than a dynamic seal.
  • An additional advantage is that wear parts have to be replaced less frequently.
  • first and / or the second bearing and the first seal are arranged within a sleeve, the sleeve being connected to the first and / or the second bearing, the sleeve being detachably detachable from the rotary piston within the first rotary piston, is preferably non-positively connected in order to rotate with the rotary piston.
  • the sleeve is preferably connected to the first and / or second bearing and to the first seal.
  • the first and / or second bearing and the first seal are preferably arranged between the first end face and the second end face of the sleeve.
  • the sleeve can be connected to the rotary piston.
  • a non-positive connection between the sleeve and the first rotary piston can then be produced by spreading the sleeve.
  • a further preferred embodiment is characterized by a tensioning device which is connected to the sleeve and can be adjusted between an operating state and a relaxed state, preferably by means of at least one screw connection, in the operating state a preferably non-positive connection between the sleeve and the first rotary piston exists and in the relaxed state, the sleeve and the first rotary piston are movable relative to each other.
  • the tensioning device can for example be integral with the sleeve or releasably connected to the sleeve.
  • the clamping device can also be permanently connected to the sleeve.
  • the tensioning device is preferably adjustable by means of at least one screw, so that a connection can be established between the sleeve and the first rotary piston.
  • the connection between the sleeve and the rotary piston can, for example, be non-positive and / or positive. In the operating state, there is a connection between the sleeve and the first rotary piston. In contrast, there are relative movements between the sleeve and the rotary piston possible in the relaxed state.
  • the clamping device has a tool engagement for moving the clamping device and the sleeve relative to the rotary piston.
  • the tool engagement enables the clamping device to be connected to a tool, so that the clamping device can be moved relatively along the axis of rotation by means of a tool, which is connected to the clamping device, preferably via the tool engagement.
  • the tensioning device and the sleeve bear against a shoulder of the rotary piston within the rotary piston and are releasably tensioned against the shoulder, the distance between the sleeve and the shoulder, preferably by means of at least one screw connection of the tensioning device, particularly preferably designed as at least one grub screw, adjustable is.
  • a shoulder within the bore of the rotary piston enables the components which are arranged within the rotary piston to be positioned in a defined manner.
  • precisely defined positions of the bearings and / or the sleeve and / or the seal or seals can be achieved by means of a shoulder.
  • a washer is arranged between the sleeve and the shoulder of the rotary piston, for adjusting the axial position of the first rotary piston relative to the sleeve.
  • a further preferred embodiment is characterized by a third fixed axle body connected to the pump housing, which is arranged within the first rotary piston, and at least one bearing for rotatably mounting the first rotary piston about the first axis of rotation, the bearing being on the outer surface of the third fixed one Axle body and is arranged within the first rotary piston.
  • the first rotary piston is mounted around two fixed axle bodies.
  • the fixed axle bodies can both be designed as hollow cylinders, for example, or one as a hollow cylinder and one made of solid material. Even greater lengths of the rotary lobes can be achieved with two axle bodies per rotary lobe, since a sufficiently small bearing distance can be produced even with long rotary lobes.
  • a further preferred embodiment is characterized by a fourth fixed axle body connected to the pump housing, which is arranged within the second rotary piston, and at least one bearing for rotatably supporting the second rotary piston about the second axis of rotation, the bearing on the outer surface of the fourth fixed axle body and is arranged within the second rotary piston.
  • a hydraulic motor preferably designed as a radial piston motor or toothed ring motor, is arranged within the first rotary piston in order to drive the rotary piston.
  • the hydraulic motor that drives the first rotary piston is arranged within the pump housing.
  • the hydraulic motor is arranged at least for the most part within the first rotary piston. This design enables the rotary lobe pump to be made even more compact.
  • the hydraulic motor has a rotor which can be rotated about the first axis of rotation and which is mechanically coupled to the rotary piston within the first rotary piston, for driving the rotary piston, the hydraulic motor has a stator which is arranged within the rotor and with the first fixed axle body connected or integral with this, and an inlet and an outlet are connected to the hydraulic motor and run inside the first fixed axle body and preferably to outside of the pump housing.
  • the rotor of the hydraulic motor is preferably arranged outside the stator.
  • the stator is preferably arranged within the rotor.
  • the rotor is preferably connected to the first rotary piston by means of a shaft-hub connection.
  • the drive device for driving the rotary pistons drives two drive shafts coupled via a synchronization gear, a first drive shaft being mechanically coupled to the first rotary piston and a second drive shaft being mechanically coupled to the second rotary piston, and the synchronization gear preferably has a spur gear or a toothed belt, in particular a double toothed belt, for synchronously driving the drive shafts.
  • two drive shafts are driven via a gear, preferably one of the drive shafts each driving one of the rotary pistons.
  • the drive shafts are connected to the rotary pistons, for example, via a shaft-hub connection in order to transmit a torque to them.
  • the synchronization gear is preferably designed such that it drives the two drive shafts in such a way that they rotate in the opposite direction at the same speed.
  • an embodiment is characterized by a shaft-hub connection for transmitting a torque, which connects the first drive shaft and the first rotary piston in a torque-proof manner and is arranged within the first rotary piston, the shaft-hub connection preferably having an internal thread inside the Rotary piston is connected.
  • An internal thread is particularly preferred within the first rotary piston, into which a screw is screwed, which is connected to the first drive shaft in order to transmit a torque from the drive shaft to the first rotary piston.
  • a clamping sleeve for transmitting a torque from the first drive shaft to the first rotary piston is preferably connected to the screw.
  • a second drive device is mechanically coupled to the second rotary piston for driving the second rotary piston.
  • the drive device is preferably connected to the rotary piston by means of a shaft-hub connection in order to transmit a torque from the second drive device, preferably via a drive shaft, to the second rotary piston.
  • the first drive device and the second drive device are arranged on opposite sides of the pump housing.
  • This type of arrangement offers the advantage that larger drives can be used, since there is more space available for each drive device.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a maintenance method comprising: releasing a releasable, preferably non-positive connection between a sleeve and a rotary piston, which are rotatably arranged in a pump chamber, the sleeve being arranged within the rotary piston , and axially pulling the sleeve out of the rotary piston, at least one bearing and a seal being connected to the sleeve in such a way that they are moved axially out of the rotary piston when the sleeve is pulled out with the sleeve.
  • connection between the sleeve and the rotary piston is preferably non-positive and / or positive, for example by means of an expandable part through which the connection can be made and which is preferably located on the sleeve.
  • Axially pulling the sleeve out of the rotary piston means that the sleeve is guided out of the rotary piston in the direction of the virtual axis of rotation of the rotary piston.
  • Figure 1 A side view of a first embodiment, shown with a
  • Figure 2 A side view of a second embodiment with a sleeve, shown with a partial section through the first axis of rotation in the region of the first rotary piston;
  • Figure 3 A side view of a third embodiment with a drive device, shown with a partial section through the first axis of rotation in the region of the first rotary piston;
  • Figure 4 A side view of a fourth embodiment with a hydraulic
  • Figure 5 A side view of a fifth embodiment with a synchronization gear, shown with a partial section through the first axis of rotation in the region of the first rotary piston;
  • Figure 6 A side view of a sixth embodiment with two drive devices on opposite sides, shown with a partial section through the first axis of rotation in the region of the first rotary piston;
  • Figure 7 A side view of a seventh embodiment with two fixed
  • FIG. 8 A side view of an eighth embodiment with an alternative
  • FIG. 1 A rotary lobe pump 1 is shown in FIG. 1, which comprises a pump housing 70, the pump housing 70 enclosing the pump chamber 60.
  • Two drive devices 80a, 80b are arranged on one side of the pump housing.
  • the first drive device 80a is connected to the first stationary axle body 20.
  • the fixed axle body is connected to the pump housing 70.
  • the drive device 80a has a shaft 11, which is connected by means of a shaft-hub connection 12 to the drive shaft 13, which runs through the fixed axle body 20 along the first axis of rotation 100a.
  • the drive shaft 13 is connected to the first rotary piston 50a by a shaft-hub connection 25 and thus transmits a torque from the drive device to this rotary piston.
  • the second rotary piston 50b is similarly driven by the second drive device 80b, which drives a second drive shaft (not shown) which is mechanically coupled to the second rotary piston 50b and rotates about the second axis of rotation 100b.
  • the first rotary piston 50a and the second rotary piston 50b each have a plurality of twisted wings. The two rotary lobes mesh with each other.
  • the first rotary piston 50a is rotatably supported about the axis of rotation 100a by means of a first bearing 34 and a second bearing 35, which are arranged on the first fixed axle body 20 by means of a spacer sleeve 33.
  • a dynamic seal 32 is arranged on the first stationary axle body 20 in order to seal the bearings against the pump chamber.
  • the seal 32 is axially fixed by a locking ring 31, which is arranged inside the first rotary piston.
  • the second bearing 35 which is arranged at the end of the first fixed axle body, is fixed by means of a fastening device 36.
  • the fastening device 36 is detachably connected both to the second bearing 35 and to the first fixed axle body 20.
  • FIG. 2 shows a rotary lobe pump 1, in which two drive devices 80a, 80b drive two rotary lobes 50a, 50b, which are located in a pump chamber 60, the pump chamber 60 being arranged in a pump housing 70.
  • the rotary pistons 50a, 50b are rotatably supported about the axes of rotation 100a and 100b.
  • a dynamic seal 32, a first bearing 34, a spacer sleeve 33, a second bearing 35 and a second spacer sleeve 40 are arranged on the first stationary axle body 20.
  • the position of the bearings on the fixed axle body 20 is fixed by means of a fastening device 36, which the second spacer sleeve 40 on the fixed Axle body 20 attached.
  • a sleeve 37 is arranged on the outer rings of the bearings 34, 35 so that the bearings are located within the sleeve.
  • the sleeve is also arranged on a shoulder 51 of the bore of the first rotary piston 50a and is braced against this projection with a tensioning device 38, which is arranged on the other side of the shoulder 51 as the sleeve 37.
  • the tensioning device can make a releasable connection between the sleeve 37, the shoulder 51 and the tensioning device 38 by means of a screw connection 39.
  • FIG. 3 shows a rotary lobe pump 1 which has only one drive device 80a.
  • the drive shaft 13, which rotates about the axis of rotation 100a, is driven via the drive device 80a.
  • the drive shaft 13 drives the first rotary piston 50a via a shaft-hub connection 25.
  • the second rotary piston 50b is driven by the first rotary piston 50a, which meshes with the second rotary piston 50b.
  • the synchronization of the rotary lobes takes place via the engagement of the two rotary lobes.
  • the mounting of the first rotary piston essentially corresponds to the mounting from the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a rotary lobe pump 1 which is driven by means of a hydraulic motor.
  • the hydraulic motor is arranged inside the first rotary piston 50a.
  • the hydraulic motor has a stator 81 which is arranged on the fixed axle body 20 and within the first rotary piston 50a.
  • the fixed axle body 20 is designed as a solid material component, a hydraulic inflow line 88 and a hydraulic outflow line 89 running through the fixed axle body 20.
  • the inflow line 88 and the outflow line 89 run through the fixed axle body 20 out of the pump housing 70 and can be connected outside the rotary lobe pump. If the direction of rotation is reversed, the inflow and outflow lines are reversed.
  • the rotor 82 rotates about the first axis of rotation 100a and is connected to the first rotary piston 50a in order to transmit a torque to the rotary piston.
  • the rotor 82 is connected to the sleeve 37 by means of a screw connection 83, which in turn is connected to the first rotary piston.
  • the screw connection 83 also connects a connecting part 84 to the rotor 82, the rotor 82 and the connecting part 84 being tensioned from different sides against a shoulder 52 of the bore within the first rotary piston.
  • FIG. 5 shows a rotary lobe pump 1 which has a drive device 80a.
  • the drive device 80a is connected to a synchronization gear 90.
  • the synchronization gear drives two drive shafts 13a, 13b, which rotate in the opposite direction about the axes of rotation 100a and 100b. Otherwise, the components in this embodiment are essentially arranged as in the embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 shows a rotary lobe pump 1, two drive devices 80a, 80b being arranged on opposite sides of the pump housing 70.
  • the first drive device 80a drives the first rotary piston 50a, which is rotatably mounted about the axis of rotation 100a.
  • the second drive device 80b drives the second rotary piston 50b, which is rotatably mounted about the axis of rotation 100b.
  • This embodiment enables the use of drive devices with larger diameters than the maximum possible diameters when arranged one above the other on the same side of the pump housing.
  • FIG. 7 shows a rotary lobe pump 1 which has two drive devices 80a, 80b.
  • the drive device 80a is connected to the fixed axle body 20 and the fixed axle body is connected to the pump housing 70.
  • the drive device 80a has a shaft 11, which is connected by means of a shaft-hub connection 12 to the drive shaft 13, which runs through the fixed axle body 20 along the first axis of rotation 100a.
  • the drive shaft 13 is connected to the rotary pistons 50a and 50c by a shaft-hub connection 25 and thus transmits a torque from the drive device to these rotary pistons.
  • the rotary pistons 50a and 50c are connected to one another in such a way that they abut one another with end faces and the connection is tight. This applies analogously to the rotary pistons 50b and 50d, which are driven by the drive device 80b and are rotatably mounted about the axis of rotation 100b.
  • the rotary pistons 50a and 50c are arranged along the axis of rotation 100a such that the directions of rotation of the twists of the wings have opposite directions of rotation.
  • the rotary pistons 50b and 50d are likewise arranged along the axis of rotation 100b in such a way that the directions of rotation of the twists of the wings have an opposite direction of rotation.
  • a further stationary axle body 220 is connected to the pump housing 70 along the rotation axis 100a on the opposite side of the pump chamber 60.
  • This fixed axle body 220 is designed as a solid material component.
  • the rotary piston 50c is rotatably mounted around the fixed axle body 220.
  • This storage is with a first rolling bearing 234 and a second roller bearing 235 and a spacer sleeve 233 arranged between them on the second stationary axle body.
  • the outer ring of the bearings 234, 235 is connected to a sleeve 237 which is arranged inside the rotary piston 50c and connected to it.
  • a dynamic seal 232 is arranged on the second stationary axle body 220 in order to seal the bearing against the pump chamber.
  • the dynamic seal 232 is secured with a locking ring 231, which is placed in the sleeve 237.
  • FIG. 8 shows a rotary lobe pump 1 in which the fixed axle body 220 is made of solid material and is arranged in the pump chamber 60.
  • the fixed axle body is connected to the pump housing 70 on the side opposite the drive device 80a.
  • the drive device 80a has a shaft 11, which is connected to the first rotary piston 50a by means of a shaft-hub connection 12, 25.
  • the first rotary piston is rotatably supported about the first axis of rotation 100a.
  • a dynamic seal 332 is arranged on the pump housing on shaft 11.
  • Two bearings 235, 234 and a dynamic seal 232 are arranged on the fixed axle body, the bearings being kept at a distance by a spacer sleeve 235.
  • the seal 232 is axially fixed with a locking ring 231, which is placed in the sleeve 237 surrounding the bearings and the seal.
  • the sleeve is connected to the outer rings of the bearings 235, 234 and to the first rotary piston 50a.
  • the sleeve is clamped against a shoulder 51 within the first rotary piston 50a by means of a clamping device 238, the clamping device 238 having a plurality of screws 239.
  • the bearing 235 is positioned on the fixed axle body 220 by means of a second spacer sleeve 240.
  • the second spacer sleeve 240 is fastened to the fixed axle body 220 with a fastening device 241.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenraum, eine Einlass- und eine Auslassöffnung, einen ersten, mehrflügeligen Drehkolben, der in dem Pumpenraum angeordnet und um eine erste Rotationsachse drehbar gelagert ist,einen zweiten in dem Pumpenraum angeordneten mehrflügeligen Drehkolben, der um eine von der ersten Rotationsachse beabstandete zweite Rotationsachse drehbar gelagert ist und in den ersten Drehkolben kämmend eingreift, wobei der erste und der zweite Drehkolben gegenläufig antreibbar sind und ausgebildet sind, um durch gegenläufige Rotation um die erste bzw. zweite Rotationsachse eine Strömung des Fördermediums von der Einlassöffnung durch den Pumpenraum zu der Auslassöffnung zu erzeugen, eine Antriebsvorrichtung, welche mechanisch mit den Drehkolben gekoppelt ist zum Antreiben der Drehkolben. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen ersten feststehenden Achskörper, der innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, undmindestens ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um den ersten feststehenden Achskörper, wobei das Lager auf einer äußeren Oberfläche des ersten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist.

Description

Drehkolbenpumpe mit innenliegender Lagerung
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe zur Förderung eines partikelbeladenen Fördermediums, umfassend ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenraum, eine Einlass- und eine Auslassöffnung, einen ersten, mehrflügeligen Drehkolben, der in dem Pumpenraum angeordnet und um eine erste Rotationsachse drehbar gelagert ist, einen zweiten in dem Pumpenraum angeordneten mehrflügeligen Drehkolben, der um eine von der ersten Rotationsachse beabstandete zweite Rotationsachse drehbar gelagert ist und in den ersten Drehkolben kämmend eingreift, wobei der erste und der zweite Drehkolben gegenläufig antreibbar sind und ausgebildet sind, um durch gegenläufige Rotation um die erste bzw. zweite Rotationsachse eine Strömung des Fördermediums von der Einlassöffnung durch den Pumpenraum zu der Auslassöffnung zu erzeugen, und eine Antriebsvorrichtung, welche mechanisch mit den Drehkolben gekoppelt ist zum Antreiben der Drehkolben. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Hülse für eine Drehkolbenpumpe. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Wartung einer Drehkolbenpumpe.
Drehkolbenpumpen der vorgenannten Bauart werden dazu eingesetzt, um Flüssigkeiten, insbesondere partikelbeladene Flüssigkeiten, zu fördern. Dabei können Flüssigkeiten mit unterschiedlichen oder schwankenden Feststoffanteilen gefördert werden. Drehkolbenpumpen zeichnen sich dadurch aus, dass diese auch bei höheren Feststoffanteilen zuverlässig ihre Funktion erfüllen können. Außerdem sind Drehkolbenpumpen solcher Art dazu geeignet sowohl Flüssigkeiten mit niedriger als auch mit hoher Viskosität zu fördern. Solche Pumpen werden typischerweise unter anderem in der Landwirtschaftstechnik oder der Abwassertechnik eingesetzt. Drehkolbenpumpen sind beispielsweise bekannt aus DE2002518A1 , DE3427282A1 , DE29723984U1 , EP1519044B1 , DE20201001 1626U1 , EP2475889B1 , WO2014/067988A2 und US 2,848,952. Drehkolbenpumpen der erfindungsgemäßen Art haben einen Kugeldurchgang von mindestens 1 cm, vorzugsweise mindestens 2cm, 5cm oder sogar mindestens 7,5cm. Dies bedeutet, dass kugelförmige Feststoffpartikel mit einem Durchmesser von bis maximal 1 cm, 2cm, 5cm beziehungsweise 7,5cm durch den Pumpenraum von der Einlass- zur Auslassöffnung gefördert werden kann, ohne dass hierbei ein Verklemmen der bewegten Komponenten der Drehkolbenpumpe erfolgt.
Ein grundsätzliches Problem, welches bei solchen Drehkolbenpumpen auftritt, liegt in dem Umstand begründet, dass der Austausch von Verschleißteilen mit einem relativ hohen Aufwand verbunden ist, was sich negativ auf die Wartungskosten auswirken und zusätzlich zu längeren Stillstandzeiten der Drehkolbenpumpen führen kann. Aus EP1519044B1 ist eine Drehkolbenpumpe bekannt, die einseitig zugänglich ist, wodurch die Zugänglichkeit der Verschleißteile im Vergleich zu herkömmlichen Drehkolbenpumpen verbessert ist. Allerdings ist bei dieser Bauweise die ausführbare Länge des Drehkolbens stark eingeschränkt, da die Antriebswelle, die mit dem Drehkolben verbunden ist, nur auf einer Seite des Drehkolbens gelagert ist und daher nicht beliebig lang sein kann. Aus DE202010015437U1 ist eine Drehkolbenpumpe mit hohlem Drehkolben bekannt. Dies bietet den Vorteil, dass die Drehkolben einfacher aus der Pumpenkammer entnommen und wieder in diese eingesetzt werden können, da die hohlen Drehkolben axial auf die Verbindung zur Antriebswelle geführt werden können. Insbesondere sind diese Drehkolben nacheinander in das Pumpengehäuse einsetzbar, da die Antriebswellen kürzer ausgeführt sein können als die Drehkolben. Allerdings ist bei einer solchen Drehkolbenpumpe nachteilig, dass Verschleißteile wie die Lager und Dichtungen nicht so einfach wie die Drehkolben austauschbar sind.
Ein weiteres generelles Problem ist, dass solche Pumpen ein relativ hohes Gewicht aufweisen und konstruktionsbedingt relativ groß sind, was negativ insbesondere für den mobilen Einsatz solcher Pumpen, beispielsweise bei der Nutzung in oder an Fahrzeugen, ist. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Drehkolbenpumpe zur Förderung eines partikelbeladenen Fördermediums bereitzustellen, die ein oder mehrere der genannten Nachteile vermindert oder beseitigt. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, bei der die Bauweise der Drehkolbenpumpe wartungsfreundlich ist, ohne dass hierdurch die Belastbarkeit der Pumpe reduziert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Drehkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die eingangs beschriebene Drehkolbenpumpe ist dabei gekennzeichnet durch einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen ersten feststehenden Achskörper, der innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um den ersten feststehenden Achskörper, wobei das Lager auf einer äußeren Oberfläche des ersten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist.
Unter dem Pumpenraum ist dabei die Pumpenkammer zu verstehen, in der sich die Drehkolben befinden und durch die das Fördermedium gefördert wird. Das Fördermedi- um strömt vorzugsweise über ein Rohr über die Einlassöffnung in den Pumpenraum. Dort wird das Fördermedium durch Drehung der Drehkolben in Richtung der Auslassöffnung gefördert. Das Fördermedium fließt dann durch die Auslassöffnung, vorzugsweise in ein an die Auslassöffnung angeschlossenes Rohr. Die Drehkolben sind dabei um eine Rotationsachse drehbar gelagert. Die erste Rotationsachse ist definiert als virtuelle Linie, die entlang der Drehachse des ersten Drehkolbens verläuft. Die zweite Rotationsachse ist definiert als virtuelle Linie, die entlang der Drehachse des zweiten Drehkolbens verläuft. Die mehrflügeligen Drehkolben weisen vorzugsweise mindestens zwei Kolbenflügel auf, wobei unter Flügeln bzw. Kolbenflügeln die Verdrängerflügel der Drehkolben zu verstehen sind. Die Flügel der Drehkolben sind miteinander kämmend im Eingriff. Eine An- triebsvorrichtung ist mechanisch mit den Drehkolben gekoppelt und treibt die Drehkolben an. Dabei können beispielsweise beide Drehkolben jeweils einzeln angetrieben werden, beispielsweise mittels zwei elektrischen Motoren oder mittels zwei hydraulischen Motoren. Alternativ kann auch nur ein Drehkolben mit der Antriebsvorrichtung angetrieben werden und der zweite Drehkolben wird durch den kämmenden Eingriff mit dem ersten Drehkolben angetrieben. So können beide Drehkolben direkt angetrieben werden und dadurch jedem Drehkolben direkt seine benötigte Leistung zur Verfügung gestellt werden oder es wird ein Drehkolben direkt und der andere Drehkolben indirekt über diesen Drehkolben angetrieben. Dabei kann die Antriebsvorrichtung vorzugsweise einen elektrischen oder einen hydraulischen Motor umfassen. Die Antriebsvorrichtung kann auch durch einen Antriebsflansch gebildet werden, der mit einem Wellenabtrieb koppelbar ist, beispielsweise um die Pumpe über einen Nebenabtrieb eines Schleppers oder sonstigen Fahrzeugs anzutreiben. Weiter ist es möglich, dass beispielsweise eine Antriebsvorrichtung über ein Getriebe zwei Wellen antreibt, wobei eine Welle mit dem ersten Drehkolben gekoppelt ist und eine weitere Welle mit dem zweiten Drehkolben gekoppelt ist. Bei allen genannten Antriebsmöglichkeiten kann eine Synchronisation der Drehkolben erreicht werden.
Der feststehende Achskörper bezeichnet dabei ein vorzugsweise rotationssymmetrisches Element, welches mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Dabei kann die Verbindung mit dem Pumpengehäuse formschlüssig, stoffschlüssig oder kraftschlüssig, beispielswei- se mittels einer Schraubenverbindung, oder durch eine Kombination hieraus ausgeführt sein. Die stoffschlüssige Befestigung erlaubt eine gegenüber Fehlmontagen sichere Zentrierung des Achskörpers am Pumpengehäuse und eine exakte Axialausrichtung, die bei dem erfindungsgemäßen Konzept realisierbar ist, da der Achskörper entgegen bekannter Lösungen nicht demontierbar sein muss. Auch die kraftschlüssige Befestigung erreicht - bei erhöhtem Fertigungsaufwand - eine solche gute und fehlertolerante Zentrierung und stellt zusätzlich die Möglichkeit bereit, den Achskörper auszutauschen. Der erste feststehende Achskörper erstreckt sich entlang der ersten Rotationsachse innerhalb des ersten Drehkolbens. Dabei ist vorzugsweise mindestens ein Lager auf dem ersten feststehenden Achskörper angeordnet. Das Lager ermöglicht eine drehbare Lagerung des Drehkolbens um den ersten feststehenden Achskörper. Das Lager ist dabei innerhalb des ersten Drehkolbens, insbesondere zwischen der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche des Drehkolbens angeordnet.
Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass durch die Lage der Lagerung innerhalb der Drehkolben eine sehr kompakte Bauweise erreicht werden kann. Da keine Lagerung in oder neben dem Pumpengehäuse vorhanden sein muss, wird hier Bauraum eingespart. Des Weiteren muss die Antriebswelle nicht gelagert werden, da die Lagerung auf dem feststehenden Achskörper direkt in den Drehkolben platziert werden kann. Dabei ist die Pumpe in ihrer Belastbarkeit im Vergleich zu herkömmlichen Drehkolbenpumpen nicht eingeschränkt. So können leichtere und kompaktere Drehkolbenpumpen hergestellt werden, was insbesondere für mobile Anwendungen vorteilhaft ist.
Weiterhin ergibt sich durch die Erfindung der Vorteil, dass größere Kammerlängen realisierbar sind, als dies bei Drehkolbenpumpen mit herkömmlichen Positionen der Lagerungen der Fall ist. Durch die innenliegende Lagerung können beliebige und optimale Lager- punkte realisiert werden, da die Position der Lagerung nicht auf die Enden der drehbaren Teile beschränkt ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich der erste feststehende Achskörper entlang der ersten Rotationsachse erstreckt, der erste Drehkol- ben sich von einem ersten stirnseitigen Kolbenende in axialer Richtung zu einem zweiten Ende entlang der ersten Rotationsachse erstreckt und das erste Lager axial in Bezug auf die erste Rotationsachse zwischen dem ersten und dem zweiten stirnseitigen Kolbenende angeordnet ist.
Der feststehende Achskörper kann dabei in unterschiedlichen Längen ausgeführt sein. Der Achskörper kann dabei beispielsweise als Hohlzylinder oder als Zylinder aus Vollmaterial ausgeführt sein. Im Fall der Ausführung als Hohlzylinder kann vorzugsweise eine Antriebswelle durch den feststehenden Achskörper verlaufen. Vorzugsweise verläuft die virtuelle Rotationsachse des feststehenden Achskörpers auf der ersten Rotationsachse. Axial in Bezug auf die erste Rotationsachse bedeutet dabei entlang bzw. in Richtung der virtuellen Linie, die die Rotationsachse definiert. Das erste Lager ist dabei vorzugsweise innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet. Das Lager ist daher vorzugsweise zwischen den beiden Stirnseiten des ersten Drehkolbens angeordnet.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist das erste Lager als Wälzlager ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform wird als erstes Lager ein Wälzlager verwendet, um den ersten Drehkolben drehbar um die erste Rotationsachse zu lagern.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein zweites Lager, vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet, zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um die erste Rotationsachse, vorhanden ist, wobei das zweite Lager auf der äußeren Oberfläche des ersten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist. Dabei ist das zweite Lager auf dem feststehenden Achskörper angeordnet und lagert den ersten Drehkolben drehbar um die erste Rotationsachse.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich aus durch einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen zweiten feststehenden Achskörper, der innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung des zweiten Drehkolbens um die zweite Rotationsachse, wobei das zweite Lager auf der äußeren Oberfläche des zweiten feststehenden Achskörpers und innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform sind die zwei feststehenden Achskörper derart angeordnet, dass der erste feststehende Achskörper zumindest zum Teil innerhalb des ersten Drehkolbens verläuft und der zweite feststehende Achskörper zumindest zum Teil innerhalb des zweiten Drehkolbens verläuft. Weiter ist bevorzugt, dass die erste Antriebsvorrichtung eine erste Antriebseinheit und eine zweite Antriebseinheit umfasst und dass der erste Drehkolben direkt mit der ersten Antriebseinheit gekoppelt ist und der zweite Drehkolben direkt mit der zweiten Antriebseinheit gekoppelt ist. Dabei ist unter einer direkten Koppelung der Antriebseinheiten mit den Drehkolben zu verstehen, dass im Wesentlichen kein Drehmoment von dem ersten Drehkolben auf den zweiten Drehkolben oder von dem zweiten Drehkolben auf den ersten Drehkolben übertragen wird. Die Antriebseinheiten können dabei beispielsweise elektrische Motoren oder hydraulische Motoren sein. Die Antriebsvorrichtungen können synchronisiert sein, damit die Drehkolben gleichermaßen angetrieben werden. Dabei können die Antriebsvorrichtungen beide an einer Seite des Pumpengehäuses angeordnet sein. Dies bietet einen Vorteil bei der Wartung. So kann der Zugriff auf die Bauteile, die sich innerhalb des Pumpenraums befinden und der Zugriff auf den Pumpenraum leicht bewerkstelligt werden. Die Begriffe Pumpenraum und Pumpenkammer können synonym verwendet werden. So kann beispielsweise eine mit einem Deckel verschließbare Öffnung des Pumpengehäuses geöffnet werden, um auf den Pumpenraum und/oder die Bauteile in dem Pumpenraum zuzugreifen. Dies bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf die Wartung der Drehkolbenpumpe. Alternativ können die Antriebsvorrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses angeordnet sein. Diese Art der Anordnung bietet den Vorteil, dass größere Antriebe verwendet werden können, da hier für jede Antriebsvorrichtung jeweils mehr Platz zur Verfügung steht. Noch weiter ist bevorzugt, dass der erste und der zweite Drehkolben jeweils eine Anzahl von N Flügeln aufweist, wobei N größer oder gleich zwei ist und die Flügel des ersten und des zweiten Drehkolbens schraubenförmig entlang der Umfangsfläche des Drehkolbens verlaufen und hierbei einen Winkel von zumindest 180° dividiert durch N, bevorzugt 240° dividiert durch N, weiter bevorzugt 300° dividiert durch N und vorzugsweise 360° dividiert durch N überstreichen.
Dabei bietet diese verwundene Geometrie der Flügel der Drehkolben den Vorteil, dass die Drehkolbenpumpe pulsationsfrei betrieben werden kann. Somit wird unter anderem die Belastung der Drehkolbenpumpe und der Bauteile der Drehkolbenpumpe reduziert. Weiter ist bevorzugt, dass der erste und der zweite Drehkolben jeweils eine Anzahl von N Flügeln aufweist, wobei N vorzugsweise kleiner oder gleich acht, kleiner gleich sechs, oder kleiner gleich vier ist. Die Flügelanzahl liegt daher in dieser bevorzugten Ausführungsform bei maximal acht. Eine weitere Ausführungsart zeichnet sich aus durch eine erste Dichtung zum Abdichten von dem ersten und/oder dem zweiten Lager zu dem Pumpenraum, die zwischen dem ersten feststehenden Achskörper und dem ersten Drehkolben innerhalb des Drehkolbens angeordnet ist, wobei die erste Dichtung vorzugsweise als dynamische Dichtung, insbesondere als schleifende Dichtung, besonders bevorzugt als axiale oder radiale Dichtung, beispielsweise als Gleitringdichtung oder als Radialwellendichtung ausgeführt ist.
Die Lager, die den ersten Drehkolben drehbar lagern werden vorzugsweise mittels einer dynamischen Dichtung gegenüber dem Raum innerhalb des Pumpengehäuses abgedichtet.
Weiter ist bevorzugt, dass die erste Dichtung zum Abdichten von dem ersten und/oder dem zweiten Lager zu dem Pumpenraum an einem ersten Ende der Lager angeordnet ist und als dynamische Dichtung, insbesondere als schleifende Dichtung, besonders bevorzugt als Radialwellendichtung, ausgeführt ist und eine zweite Dichtung zum Abdichten von dem ersten und/oder dem zweiten Lager zu dem Pumpenraum an einem zweiten Ende der Lager angeordnet ist und als statische Dichtung, besonders bevorzugt als O- Ring, ausgeführt ist.
Dabei ist besonders vorteilhaft, dass nur auf einer Seite der Lagerung eine dynamische Dichtung verwendet werden muss und auf der anderen Seite der Lagerung eine statische Lagerung verwendet werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass die statische Dichtung sehr viel robuster und langlebiger als eine dynamische Dichtung sein kann. Somit ist ein zusätzlicher Vorteil, dass weniger häufig Verschleißteile ausgetauscht werden müssen.
Noch weiter ist bevorzugt, dass das erste und/oder das zweite Lager und die erste Dichtung innerhalb einer Hülse angeordnet sind, wobei die Hülse mit dem ersten und/oder dem zweiten Lager verbunden ist, die Hülse innerhalb des ersten Drehkolbens mit dem Drehkolben lösbar, vorzugsweise kraftschlüssig, verbunden ist, um sich mit dem Dreh- kolben zu drehen. Die Hülse ist dabei bevorzugt mit dem ersten und/oder zweiten Lager und mit der ersten Dichtung verbunden. Das erste und/oder zweite Lager und die erste Dichtung sind dabei vorzugsweise zwischen dem ersten Stirnende und dem zweiten Stirnende der Hülse angeordnet. Die Hülse kann dabei mit dem Drehkolben verbunden werden. Dies ist beispielsweise derart möglich, dass die Hülse oder ein Teil der Hülse spreizbar ist. Vorzugsweise kann dann durch ein Spreizen der Hülse eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem ersten Drehkolben hergestellt werden.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich aus durch eine Spannvorrichtung, die mit der Hülse verbunden ist und zwischen einem Betriebszustand und einem Ent- spannungszustand, vorzugsweise mittels mindestens einer Schraubverbindung, verstellbar ist, wobei im Betriebszustand eine vorzugsweise kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem ersten Drehkolben besteht und im Entspannungszustand die Hülse und der erste Drehkolben relativ zueinander bewegbar sind.
Die Spannvorrichtung kann dabei beispielsweise integral mit der Hülse ausgeführt sein oder lösbar mit der Hülse verbunden sein. Insbesondere kann die Spannvorrichtung auch unlösbar mit der Hülse verbunden sein. Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung mittels mindestens einer Schraube verstellbar, so dass eine Verbindung zwischen der Hülse und dem ersten Drehkolben hergestellt werden kann. Die Verbindung zwischen Hülse und Drehkolben kann beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig sein. Im Betriebs- zustand besteht dabei eine Verbindung zwischen der Hülse und dem ersten Drehkolben. Hingegen besteht sind im Entspannungszustand Relativbewegungen zwischen der Hülse und dem Drehkolben möglich.
Weiter ist es bevorzugt, wenn die Spannvorrichtung einen Werkzeugeingriff zum relativen Bewegen der Spannvorrichtung und der Hülse in Bezug auf den Drehkolben aufweist. Der Werkzeugeingriff ermöglicht dabei das Verbinden der Spannvorrichtung mit einem Werkzeug, so dass mittels eines Werkzeuges, was mit der Spannvorrichtung, vorzugsweise über den Werkzeugeingriff, verbunden wird, die Spannvorrichtung relativ entlang der Rotationsachse bewegt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Spannvorrichtung und die Hülse an einem Absatz von dem Drehkolben innerhalb des Drehkolbens anliegen und gegen den Absatz lösbar gespannt sind, wobei der Abstand zwischen der Hülse und dem Absatz, vorzugsweise mittels mindestens einer Schraubverbindung der Spannvorrichtung, besonders bevorzugt ausgeführt als mindestens eine Madenschraube, einstellbar ist. Ein solcher Absatz innerhalb der Bohrung des Drehkolbens ermöglicht ein definiertes Positionieren der Bauteile, die innerhalb des Drehkolbens angeordnet sind. So können mittels eines Absatzes genau definierte Positionen der Lager und/oder der Hülse und/oder der Dichtung oder Dichtungen erreicht werden. Weiter ist es bevorzugt, dass eine Unterlegscheibe zwischen der Hülse und dem Absatz von dem Drehkolben angeordnet ist, zum Einstellen der axialen Position des ersten Drehkolbens relativ zu der Hülse. Mittels einer Unterlegscheibe ist es möglich eine definierte Position des Drehkolbens in Bezug auf den ersten feststehenden Achskörper und somit in Bezug auf den Pumpenraum einzustellen. Vorzugsweise ist es auch möglich diese Hülse auszutauschen, um die Position des Drehkolbens in Bezug auf den Pumpenraum anzupassen.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich aus durch einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen dritten feststehenden Achskörper, der innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um die erste Rotationsachse, wobei das Lager auf der äußeren Oberfläche des dritten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist.
Bei dieser Ausführungsform ist der erste Drehkolben um zwei feststehende Achskörper gelagert. Dabei können die feststehenden Achskörper beispielsweise beide als Hohlzy- linder ausgeführt sein, oder einer als Hohlzylinder und einer aus Vollmaterial bestehend. Durch zwei Achskörper pro Drehkolben können noch größere Längen der Drehkolben realisiert werden, da auch bei langen Drehkolben ein ausreichend geringer Lagerabstand hergestellt werden kann.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich aus durch einen mit dem Pum- pengehäuse verbundenen vierten feststehenden Achskörper, der innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung des zweiten Drehkolbens um die zweite Rotationsachse, wobei das Lager auf der äußeren Oberfläche des vierten feststehenden Achskörpers und innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist. Noch weiter ist bevorzugt, dass ein Hydraulikmotor, vorzugsweise ausgeführt als Radialkolbenmotor oder Zahnringmotor, innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, um den Drehkolben anzutreiben. Bei dieser Ausführungsform ist der Hydraulikmotor, der den ersten Drehkolben antreibt, innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet. Insbesondere ist der Hydraulikmotor zumindest zum größten Teil innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet. Durch diese Bauweise kann die Drehkolbenpumpe noch kompakter gemacht werden. Weiter ist bevorzugt, dass der Hydraulikmotor einen um die erste Rotationsachse drehbaren Rotor aufweist, der innerhalb des ersten Drehkolbens mit dem Drehkolben mechanisch gekoppelt ist, zum Antreiben des Drehkolbens, der Hydraulikmotor einen Stator aufweist, der innerhalb des Rotors angeordnet und mit dem ersten feststehenden Achskörper verbunden oder integral mit diesem ausgeführt ist, und ein Zulauf und ein Ablauf mit dem Hydraulikmotor verbunden sind und innerhalb des ersten feststehenden Achskörpers und vorzugsweise bis außerhalb von dem Pumpengehäuse verlaufen.
Der Rotor des hydraulischen Motors ist dabei vorzugsweise außerhalb des Stators angeordnet. Der Stator ist vorzugsweise innerhalb des Rotors angeordnet. Des Weiteren ist der Rotor vorzugsweise mittels einer Welle-Nabe-Verbindung mit dem ersten Drehkolben verbunden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Drehkolben zwei über ein Synchronisationsgetriebe gekoppelte Antriebswellen antreibt, wobei eine erste Antriebswelle mechanisch mit dem ersten Drehkolben gekoppelt ist und eine zweite Antriebswelle mechanisch mit dem zweiten Drehkolben gekoppelt ist, und das Synchronisationsgetriebe vorzugsweise ein Stirnradgetriebe oder einen Zahnriemen, insbesondere einen Doppelzahnriemen, zum synchronen Antreiben der Antriebswellen, aufweist. Bei dieser Ausführungsform werden über ein Getriebe zwei Antriebswellen angetrieben, wobei vorzugsweise jeweils eine der Antriebswellen einen der Drehkolben antreibt. Die Antriebswellen sind beispielsweise über eine Welle-Nabe-Verbindung mit den Drehkolben verbunden um ein Drehmoment auf diese zu übertragen. Das Synchronisationsgetriebe ist vorzugsweise derart gestaltet, dass es die beiden Antriebswellen so antreibt, dass diese in entgegengesetzter Richtung mit der gleichen Drehzahl rotieren.
Weiter zeichnet sich eine Ausführungsform aus durch eine Welle-Nabe-Verbindung, zur Übertragung eines Drehmoments, die die erste Antriebswelle und den ersten Drehkolben drehmomentfest verbindet und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Welle-Nabe-Verbindung mit einem Innengewinde innerhalb des Drehkolbens verbunden ist. Dabei ist besonders bevorzugt ein Innengewinde innerhalb des ersten Drehkolbens, in das eine Schraube eingeschraubt ist, die mit der ersten Antriebswelle verbunden ist, um ein Drehmoment von der Antriebswelle auf den ersten Drehkolben zu übertragen. Dabei ist vorzugsweise eine Spannhülse, zum Übertragen eines Drehmoments von der ersten Antriebswelle auf den ersten Drehkolben, mit der Schraube verbunden.
Noch weiter ist bevorzugt, dass eine zweite Antriebsvorrichtung mechanisch mit dem zweiten Drehkolben gekoppelt ist, zum Antrieb des zweiten Drehkolbens. Dabei ist die Antriebsvorrichtung vorzugsweise mittels einer Welle-Nabe-Verbindung mit dem Drehkolben verbunden, um ein Drehmoment von der zweiten Antriebsvorrichtung, vorzugsweise über eine Antriebswelle, auf den zweiten Drehkolben zu übertragen.
Noch weiter ist bevorzugt, dass die erste Antriebsvorrichtung und die zweite Antriebsvorrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses angeordnet sind. Diese Art der Anordnung bietet den Vorteil, dass größere Antriebe verwendet werden können, da hier für jede Antriebsvorrichtung jeweils mehr Platz zur Verfügung steht. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Wartungsverfahren, umfassend: Lösen einer lösbaren, vorzugsweise kraftschlüssigen, Verbindung zwischen einer Hülse und einem Drehkolben, welche in einem Pumpenraum drehbar angeordnet sind, wobei die Hülse innerhalb des Drehkolbens angeordnet ist, und Axiales Herausziehen der Hülse aus dem Drehkolben, wobei mindestens ein Lager und eine Dichtung derart mit der Hülse verbunden sind, dass diese beim Herausziehen der Hülse mit der Hülse axial aus dem Drehkolben bewegt werden.
Dabei ist die Verbindung zwischen der Hülse und dem Drehkolben vorzugsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig, beispielsweise mittels eines spreizbaren Teils, durch welches die Verbindung hergestellt werden kann und welches sich vorzugsweise an der Hülse befindet, herstellbar. Axiales Herausziehen der Hülse aus dem Drehkolben bedeutet, dass die Hülse in Richtung der virtuellen Rotationsachse des Drehkolbens aus dem Drehkolben herausgeführt wird. Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails dieser weiteren Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die zuvor erfolgte Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen der Drehkolbenpumpe verwiesen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : Eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform, dargestellt mit einem
Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens;
Figur 2: Eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform mit einer Hülse, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens;
Figur 3: Eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform mit einer Antriebsvorrichtung, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens;
Figur 4: Eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform mit einem hydraulischen
Motor, der innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens;
Figur 5: Eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform mit einem Synchronisationsgetriebe, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens;
Figur 6: Eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform mit zwei Antriebsvorrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens;
Figur 7: Eine Seitenansicht einer siebten Ausführungsform mit zwei feststehenden
Achskörpern pro Rotationsachse, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens; Figur 8: Eine Seitenansicht einer achten Ausführungsform mit einer alternativen
Anordnung des feststehenden Achskörpers, dargestellt mit einem Teilschnitt durch die erste Rotationsachse im Bereich des ersten Drehkolbens. In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche bzw. -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Figur 1 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, welche ein Pumpengehäuse 70 umfasst, wobei das Pumpengehäuse 70 den Pumpenraum 60 umschließt. An einer Seite des Pumpengehäuses sind zwei Antriebsvorrichtungen 80a, 80b angeordnet. Die erste Antriebsvorrichtung 80a ist mit dem ersten feststehenden Achskörper 20 verbunden. Der feststehende Achskörper ist mit dem Pumpengehäuse 70 verbunden. Die Antriebsvorrichtung 80a weist eine Welle 1 1 auf, die mittels einer Welle-Nabe-Verbindung 12 mit der Antriebswelle 13 verbunden ist, die durch den feststehende Achskörper 20 entlang der ersten Rotationsachse 100a verläuft. Die Antriebswelle 13 ist dabei mit einer Welle-Nabe- Verbindung 25 mit dem ersten Drehkolben 50a verbunden und überträgt so ein Drehmoment von der Antriebsvorrichtung auf diesen Drehkolben. Der zweite Drehkolben 50b wird analog durch die zweite Antriebsvorrichtung 80b angetrieben, die eine zweite Antriebswelle (nicht gezeigt) antreibt, welche mit dem zweiten Drehkolben 50b mechanisch gekoppelt ist und sich um die zweite Rotationsachse 100b dreht. Der erste Drehkolben 50a und der zweite Drehkolben 50b weisen jeweils eine Mehrzahl an verwundenen Flügeln auf. Die beiden Drehkolben greifen kämmend ineinander ein. Der erste Drehkolben 50a ist mittels einem ersten Lager 34 und einem zweiten Lager 35, die mittels einer Distanzhülse 33 auf dem ersten feststehenden Achskörper 20 angeordnet sind, drehbar um die Rotationsachse 100a gelagert. Neben dem ersten Lager 34 ist auf dem ersten feststehenden Achskörper 20 ist eine dynamische Dichtung 32 angeordnet, um die Lager gegen den Pumpenraum abzudichten. Die Dichtung 32 wird dabei axial fixiert durch einen Sicherungsring 31 , welcher im Inneren der ersten Drehkolbens angeordnet ist. Das zweite Lager 35, welches am Ende des ersten feststehenden Achskörpers angeordnet ist, ist mittels einer Befestigungsvorrichtung 36 fixiert. Die Befestigungsvorrichtung 36 ist dabei sowohl mit dem zweiten Lager 35 als auch mit dem ersten feststehenden Achskörper 20 lösbar verbunden.
In Figur 2 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, bei der zwei Antriebsvorrichtungen 80a, 80b zwei Drehkolben 50a, 50b, die sich in einem Pumpenraum 60 befinden, wobei der Pumpenraum 60 in einem Pumpengehäuse 70 angeordnet ist, antreiben. Die Drehkolben 50a, 50b sind drehbar um die Rotationsachsen 100a bzw. 100b gelagert. Auf dem ersten feststehenden Achskörper 20 sind eine dynamische Dichtung 32, ein erstes Lager 34, eine Distanzhülse 33, ein zweites Lager 35 und eine zweite Distanzhülse 40 angeordnet. Die Position der Lager auf dem feststehenden Achskörper 20 wird fixiert mittels einer Befestigungsvorrichtung 36, welche die zweite Distanzhülse 40 auf dem feststehenden Achskörper 20 befestigt. Auf den Außenringen der Lager 34, 35 ist eine Hülse 37 angeordnet, so dass sich die Lager innerhalb der Hülse befinden. Ein Sicherungsring 31 , der in der Hülse angebracht ist, sichert die Position der dynamischen Dichtung 32 in axialer Richtung. Die Hülse ist außerdem an einem Absatz 51 der Bohrung des ersten Drehkol- bens 50a angeordnet und gegen diesen Vorsprung mit einer Spannvorrichtung 38, die auf der anderen Seite des Absatzes 51 als die Hülse 37 angeordnet ist, verspannt. Die Spannvorrichtung kann mittels einer Schraubenverbindung 39 eine lösbare Verbindung zwischen der Hülse 37, dem Absatz 51 und der Spannvorrichtung 38 hersteilen.
In Figur 3 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, die nur eine Antriebsvorrichtung 80a aufweist. Es wird über die Antriebsvorrichtung 80a die Antriebswelle 13, die sich um die Rotationsachse 100a dreht angetrieben. Die Antriebswelle 13 treibt über eine Welle- Nabe-Verbindung 25 den ersten Drehkolben 50a an. Der zweite Drehkolben 50b wird dabei durch den ersten Drehkolben 50a, der kämmend in den zweiten Drehkolben 50b eingreift angetrieben. Die Synchronisation der Drehkolben findet über den Eingriff der beiden Drehkolben statt. Die Lagerung des ersten Drehkolbens entspricht hier im Wesentlichen der Lagerung aus der Ausführungsform, die in Figur 2 gezeigt ist.
In Figur 4 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, die mittels einem hydraulischen Motor angetrieben wird. Der hydraulische Motor ist dabei innerhalb des ersten Drehkolbens 50a angeordnet. Der hydraulische Motor weist einen Stator 81 auf, der auf dem feststehenden Achskörper 20 und innerhalb des ersten Drehkolbens 50a angeordnet ist. Der feststehende Achskörper 20 ist als Vollmaterialbauteil ausgeführt, wobei eine hydraulische Zuflussleitung 88 und eine hydraulische Abflussleitung 89 durch den feststehenden Achskörper 20 verlaufen. Die Zuflussleitung 88 und die Abflussleitung 89 verlaufen durch den feststehenden Achskörper 20 aus dem Pumpengehäuse 70 heraus und können außerhalb der Drehkolbenpumpe angeschlossen werden. Bei Drehrichtungsumkehr sind Zuflussleitung und Abflussleitung vertauscht. Der Rotor 82 rotiert um die erste Rotationsachse 100a und ist verbunden mit dem ersten Drehkolben 50a, um ein Drehmoment auf den Drehkolben zu übertragen. Der Rotor 82 ist mittels einer Schraubverbindung 83 mit der Hülse 37 verbunden, welche wiederum mit dem ersten Drehkolben verbunden ist. Die Schraubverbindung 83 verbindet außerdem ein Verbindungsteil 84 mit dem Rotor 82, wobei der Rotor 82 und das Verbindungsteil 84 von unterschiedlichen Seiten gegen einen Absatz 52 der Bohrung innerhalb des ersten Drehkolbens gespannt werden. Dadurch werden die Positionen des Verbindungsteils 84 und des Rotors 82 sowie der daran verbundenen Hülse 37 mit der hierin angeordneten Lagerung bestimmt, so dass sie Positionen axial fixiert sind. In Figur 5 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, die eine Antriebsvorrichtung 80a aufweist. Die Antriebsvorrichtung 80a ist verbunden mit einem Synchronisationsgetriebe 90. Von dem Synchronisationsgetriebe werden zwei Antriebswellen 13a, 13b angetrieben, welche sich in entgegengesetzter Richtung um die Rotationsachsen 100a und 100b drehen. Im Übrigen sind bei dieser Ausführungsform die Bauteile im Wesentlichen angeordnet wie in der Ausführungsform, die in Figur 2 gezeigt ist.
In Figur 6 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, wobei zwei Antriebsvorrichtungen 80a, 80b auf gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses 70 angeordnet sind. Dabei treibt die erste Antriebsvorrichtung 80a den ersten Drehkolben 50a an, der drehbar um die Rotationsachse 100a gelagert ist. Außerdem treibt die zweite Antriebsvorrichtung 80b den zweiten Drehkolben 50b an, der drehbar um die Rotationsachse 100b gelagert ist. Diese Ausführungsform ermöglicht die Verwendung von Antriebsvorrichtungen mit größeren Durchmessern als die maximal möglichen Durchmesser bei einer Anordnung übereinander auf der gleichen Seite des Pumpengehäuses. In Figur 7 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, die zwei Antriebsvorrichtungen 80a, 80b aufweist. Die Antriebsvorrichtung 80a ist dabei mit dem feststehenden Achskörper 20 verbunden und der feststehende Achskörper ist mit dem Pumpengehäuse 70 verbunden. Die Antriebsvorrichtung 80a weist eine Welle 1 1 auf, die mittels einer Welle-Nabe- Verbindung 12 mit der Antriebswelle 13 verbunden ist, die durch den feststehende Achs- körper 20 entlang der ersten Rotationsachse 100a verläuft. Die Antriebswelle 13 ist dabei mit einer Welle-Nabe-Verbindung 25 mit den Drehkolben 50a und 50c verbunden und überträgt so ein Drehmoment von der Antriebsvorrichtung auf diese Drehkolben. Die Drehkolben 50a und 50c sind dabei derart miteinander verbunden, dass sie mit Stirnseiten aneinander anliegen und die Verbindung dicht ausgeführt ist. Dies gilt analog für die Drehkolben 50b und 50d, die von der Antriebsvorrichtung 80b angetrieben werden und drehbar um die Rotationsachse 100b gelagert sind. Die Drehkolben 50a und 50c sind so entlang der Rotationsachse 100a angeordnet, dass die Drehrichtungen der Verwindungen der Flügel entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen. Die Drehkolben 50b und 50d sind ebenfalls derart entlang der Rotationsachse 100b angeordnet, dass die Dreh- richtungen der Verwindungen der Flügel eine entgegengesetzt Drehrichtungen aufweisen. Neben dem feststehenden Achskörper 20 ist ein weiterer feststehender Achskörper 220 entlang der Rotationsachse 100a auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpenraums 60 mit dem Pumpengehäuse 70 verbunden. Dieser feststehende Achskörper 220 ist dabei als Vollmaterialbauteil ausgeführt. Um den feststehenden Achskörper 220 ist der Drehkolben 50c drehbar gelagert. Diese Lagerung ist dabei mit einem ersten Wälzlager 234 und einem zweiten Wälzlager 235 und einer dazwischen angeordneten Distanzhülse 233 auf dem zweiten feststehenden Achskörper angeordnet. Der Außenring der Lager 234, 235 ist dabei mit einer Hülse 237 verbunden, welche innerhalb des Drehkolbens 50c angeordnet und mit diesem verbunden ist. Neben dem Lager 234 ist eine dynamische Dichtung 232 auf dem zweiten feststehenden Achskörper 220 angeordnet um die Lagerung gegenüber dem Pumpenraum abzudichten. Die dynamische Dichtung 232 ist dabei mit einem Sicherungsring 231 , der in der Hülse 237 platziert ist, gesichert.
In Figur 8 ist eine Drehkolbenpumpe 1 gezeigt, bei der der feststehende Achskörper 220 aus Vollmaterial ausgeführt und im Pumpenraum 60 angeordnet ist. Dabei ist der festste- hende Achskörper auf der der Antriebsvorrichtung 80a gegenüberliegenden Seite mit dem Pumpengehäuse 70 verbunden. Die Antriebsvorrichtung 80a weist eine Welle 1 1 auf, die mittels einer Welle-Nabe-Verbindung 12, 25 mit dem ersten Drehkolben 50a verbunden ist. Der erste Drehkolben ist dabei drehbar um die erste Rotationsachse 100a gelagert. Auf der Welle 1 1 ist eine dynamische Dichtung 332 am Pumpengehäuse ange- ordnet. Auf dem feststehenden Achskörper sind zwei Lager 235, 234 und eine dynamische Dichtung 232 angeordnet, wobei die Lager durch eine Distanzhülse 235 auf Abstand gehalten werden. Die Dichtung 232 ist mit einem Sicherungsring 231 , der in der die Lager und die Dichtung umgebenden Hülse 237 platziert ist, axial fixiert. Die Hülse ist mit den Außenringen der Lager 235, 234 und mit dem ersten Drehkolben 50a verbunden. Die Hülse ist gegen einen Absatz 51 innerhalb des ersten Drehkolbens 50a mittels einer Spannvorrichtung 238 gespannt, wobei die Spannvorrichtung 238 mehrere Schrauben 239 aufweist. Das Lager 235 ist mittels einer zweiten Distanzhülse 240 auf dem feststehenden Achskörper 220 positioniert. Die zweite Distanzhülse 240 ist dabei mit einer Befestigungseinrichtung 241 auf dem feststehenden Achskörper 220 befestigt.

Claims

Ansprüche
1. Drehkolbenpumpe zur Förderung eines partikelbeladenen Fördermediums, umfassend
ein Pumpengehäuse mit einem Pumpenraum,
- eine Einlass- und eine Auslassöffnung,
einen ersten, mehrflügeligen Drehkolben, der in dem Pumpenraum angeordnet und um eine erste Rotationsachse drehbar gelagert ist, einen zweiten in dem Pumpenraum angeordneten mehrflügeligen Drehkolben, der um eine von der ersten Rotationsachse beabstandete zweite Rota- tionsachse drehbar gelagert ist und in den ersten Drehkolben kämmend eingreift,
wobei der erste und der zweite Drehkolben gegenläufig antreibbar sind und ausgebildet sind, um durch gegenläufige Rotation um die erste bzw. zweite Rotationsachse eine Strömung des Fördermediums von der Einlassöffnung durch den Pumpenraum zu der Auslassöffnung zu erzeugen,
eine Antriebsvorrichtung, welche mechanisch mit den Drehkolben gekoppelt ist zum Antreiben der Drehkolben,
gekennzeichnet durch
einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen ersten feststehenden Achs- körper, der innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein erstes Lager zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um den ersten feststehenden Achskörper, wobei das Lager auf einer äußeren Oberfläche des ersten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist.
2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
sich der erste feststehende Achskörper entlang der ersten Rotationsachse erstreckt,
der erste Drehkolben sich von einem ersten stirnseitigen Kolbenende in axialer Richtung zu einem zweiten stirnseitigen Ende entlang der ersten Ro- tationsachse erstreckt und das erste Lager axial in Bezug auf die erste Rotationsachse zwischen dem ersten und dem zweiten stirnseitigen Kolbenende angeordnet ist.
3. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Lager als Wälzlager ausgebildet ist.
4. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweites Lager, vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet, zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um die erste Rotationsachse, vorhanden ist,
wobei das zweite Lager auf der äußeren Oberfläche des ersten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist.
5. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
- ein mit dem Pumpengehäuse verbundener zweiter feststehender Achskörper, der innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung des zweiten Drehkolbens um die zweite Rotationsachse, wobei das zweite Lager auf der äußeren Oberfläche des zweiten feststehenden Achskörpers und innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist.
6. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Antriebsvorrichtung eine erste Antriebseinheit und eine zweite Antriebseinheit umfasst und
- dass der erste Drehkolben direkt mit der ersten Antriebseinheit gekoppelt ist und der zweite Drehkolben direkt mit der zweiten Antriebseinheit gekoppelt ist.
7. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Drehkolben jeweils eine Anzahl von N Flügeln aufweist, wobei N größer oder gleich zwei ist und die Flügel des ersten und des zweiten Drehkolbens schraubenförmig entlang der Umfangsfläche des Drehkolbens verlaufen und hierbei einen Winkel von zumindest 180° dividiert durch N, bevorzugt 240° dividiert durch N, weiter bevorzugt 300° dividiert durch N und vorzugsweise 360° dividiert durch N überstreichen.
8. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste und der zweite Drehkolben jeweils eine Anzahl von N Flügeln auf- weist, wobei N vorzugsweise kleiner oder gleich acht ist.
9. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine erste Dichtung zum Abdichten von dem ersten und/oder dem zweiten Lager zu dem Pumpenraum, die zwischen dem ersten feststehenden Achs- körper und dem ersten Drehkolben innerhalb des Drehkolbens angeordnet ist,
wobei die erste Dichtung vorzugsweise als dynamische Dichtung, insbesondere als schleifende Dichtung, besonders bevorzugt als axiale oder radiale Dichtung, beispielsweise als Gleitringdichtung oder als Radialwellendichtung ausgeführt ist.
10. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Dichtung zum Abdichten von dem ersten und/oder dem zweiten Lager zu dem Pumpenraum an einem ersten Ende der Lager angeordnet ist und vorzugsweise als dynamische Dichtung, insbesondere als schleifende
Dichtung, besonders bevorzugt als axiale Dichtung, beispielsweise als Gleitringdichtung ausgeführt ist, und
eine weitere Dichtung, die neben der ersten Dichtung angeordnet ist und vorzugsweise als dynamische Dichtung, insbesondere als schleifende Dichtung, besonders bevorzugt als radiale Dichtung, beispielsweise als Radialwellendichtung ausgeführt ist, wobei die erste Dichtung und die weitere Dichtung zwischen sich eine Sperrkammer einschließen, die relativ zu dem Pumpenraum mit einem Überdruck beaufschlagt ist, um die Lagerung gegen den Eintritt des Fördermediums in den Bereich der Lagerung abzudichten.
11. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das erste und/oder das zweite Lager und die erste Dichtung innerhalb einer Hülse angeordnet sind, wobei die Hülse mit dem ersten und/oder dem zweiten Lager verbunden ist,
- die Hülse innerhalb des ersten Drehkolbens mit dem Drehkolben lösbar, vorzugsweise kraftschlüssig, verbunden ist, um sich mit dem Drehkolben zu drehen.
12. Drehkolbenpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Spannvorrichtung, die mit der Hülse verbunden ist und zwischen einem Betriebszustand und einem Entspannungszustand, vorzugsweise mittels mindestens einer Schraubverbindung, verstellbar ist,
wobei im Betriebszustand eine vorzugsweise kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem ersten Drehkolben besteht und im Entspannungszustand die Hülse und der erste Drehkolben relativ zueinander be- wegbar sind.
13. Drehkolbenpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
die Spannvorrichtung einen Werkzeugeingriff zum relativen Bewegen der Spannvorrichtung und der Hülse in Bezug auf den Drehkolben aufweist.
14. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Spannvorrichtung und die Hülse an einem Absatz von dem Drehkolben innerhalb des Drehkolbens anliegen und gegen den Absatz lösbar gespannt sind, wobei der Abstand zwischen der Hülse und dem Absatz, vorzugsweise mittels mindestens einer Schraubverbindung der Spannvorrichtung, besonders bevorzugt ausgeführt als mindestens eine Madenschraube, einstellbar ist.
15. Drehkolbenpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Unterlegscheibe zwischen der Hülse und dem Absatz von dem Drehkolben angeordnet ist, zum Einstellen der axialen Position des ersten Drehkolbens relativ zu der Hülse.
16. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen dritten feststehenden Achskörper, der innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, und mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung des ersten Drehkolbens um die erste Rotationsachse, wobei das Lager auf der äußeren Oberfläche des dritten feststehenden Achskörpers und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist.
17. Drehkolbenpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch einen mit dem Pumpengehäuse verbundenen vierten feststehenden Achskörper, der innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist, und - mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung des zweiten Drehkolbens um die zweite Rotationsachse, wobei das Lager auf der äußeren Oberfläche des vierten feststehenden Achskörpers und innerhalb des zweiten Drehkolbens angeordnet ist.
18. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass
ein Hydraulikmotor, vorzugsweise ausgeführt als Radialkolbenmotor oder Zahnringmotor, innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist, um den Drehkolben anzutreiben.
19. Drehkolbenpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikmotor einen um die erste Rotationsachse drehbaren Rotor aufweist, der innerhalb des ersten Drehkolbens mit dem Drehkolben mechanisch gekoppelt ist, zum Antreiben des Drehkolbens,
der Hydraulikmotor einen Stator aufweist, der innerhalb des Rotors ange- ordnet und mit dem ersten feststehenden Achskörper verbunden oder integral mit diesem ausgeführt ist,
ein Zulauf und ein Ablauf mit dem Hydraulikmotor verbunden sind und innerhalb des ersten feststehenden Achskörpers und vorzugsweise bis außerhalb von dem Pumpengehäuse verlaufen.
20. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Drehkolben zwei über ein Synchronisationsgetriebe gekoppelte Antriebswellen antreibt, wobei eine erste Antriebswelle mechanisch mit dem ersten Drehkolben gekoppelt ist und eine zweite Antriebswelle mechanisch mit dem zweiten Drehkolben gekoppelt ist, und
das Synchronisationsgetriebe vorzugsweise ein Stirnradgetriebe oder einen Zahnriemen, insbesondere einen Doppelzahnriemen, zum synchronen Antreiben der Antriebswellen, aufweist.
21 . Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Welle-Nabe-Verbindung, zur Übertragung eines Drehmoments, die die erste Antriebswelle und den ersten Drehkolben drehmomentfest verbindet und innerhalb des ersten Drehkolbens angeordnet ist,
- wobei vorzugsweise die Welle-Nabe-Verbindung mit einem Innengewinde innerhalb des Drehkolbens verbunden ist.
22. Drehkolbenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine zweite Antriebsvorrichtung mechanisch mit dem zweiten Drehkolben gekoppelt ist, zum Antrieb des zweiten Drehkolbens.
23. Drehkolbenpumpe nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsvorrichtung und die zweite Antriebsvorrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Pumpengehäuses angeordnet sind.
24. Verfahren zum Warten einer Drehkolbenpumpe zur Förderung eines partikelbeladenen Fördermediums, vorzugsweise einer Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 , wobei das Wartungsverfahren umfasst:
Lösen einer lösbaren, vorzugsweise kraftschlüssigen, Verbindung zwischen einer Hülse und einem Drehkolben, welche in einem Pumpenraum drehbar angeordnet sind, wobei die Hülse innerhalb des Drehkolbens angeordnet ist,
Axiales Herausziehen der Hülse aus dem Drehkolben, wobei mindestens ein Lager und eine Dichtung derart mit der Hülse verbunden sind, dass diese beim Herausziehen der Hülse mit der Hülse axial aus dem Drehkolben bewegt werden.
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