WO1999027255A1 - Schwenkschieberpumpe - Google Patents

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WO1999027255A1
WO1999027255A1 PCT/CH1998/000492 CH9800492W WO9927255A1 WO 1999027255 A1 WO1999027255 A1 WO 1999027255A1 CH 9800492 W CH9800492 W CH 9800492W WO 9927255 A1 WO9927255 A1 WO 9927255A1
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WO
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rotor core
rotor
vane pump
pump according
slide
Prior art date
Application number
PCT/CH1998/000492
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Winiger
Hans-Jürg Mägerle
Original Assignee
Notron Engineering Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Notron Engineering Ag filed Critical Notron Engineering Ag
Priority to AU10188/99A priority Critical patent/AU1018899A/en
Publication of WO1999027255A1 publication Critical patent/WO1999027255A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/22—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/348—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the vanes positively engaging, with circumferential play, an outer rotatable member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/20—Geometry of the rotor

Definitions

  • the invention relates to a rotary vane pump for conveying liquid or gaseous media according to the preamble of " 1st patent claim.
  • rotary vane pump for conveying liquid or gaseous media according to the preamble of " 1st patent claim.
  • these are rotatably mounted on one arm on rotor cage bolts and with the free arm in
  • One-piece slide receptacles provided with recesses engage positively, so that, in the case of rotor core eccentricity, the slide receptacles can perform a pivoting movement limited by the edges of the rotor core bores breaking through the outer cylinder jacket, and thus, when the rotor cage or the rotor rotates, the variable rotor core eccentricity with a pivoting stroke Catch movement.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the invention as characterized in the claims, solves the problem of simple, low-friction and low-wear slide formation and guidance that does not impair the conveying capacity, as well as an inexpensive eccentricity adjustment device for the rotor core with only one (internal bearing), which ensures low-pressure and low-noise operation ) or two (external bearings) shaft seals for the swing vane pump.
  • the particularly simple construction of the invention provides to provide the slides with a special shape so that the swivel-stroke movement of the slides can be carried out directly in radial rotor core slots without the need for slide sensors.
  • the slide in the rotor core is guided only by contact lines which, due to the contact pressure of the delivery pressure, shut off the pressure side from the suction side independently of wear.
  • the slides are designed with connecting rod-shaped recesses with two end-like cylinder-like heads, the lower head being able to perform a swivel-stroke movement with line contact to the rotor core slot when the rotor core is eccentric and rotating.
  • the inventive double-headed design of the slide not only ensures that the wear-prone surface contacts are replaced by line contacts, but that the sealing against the rotor core in the slots is achieved only by a line contact on the back to the direction of rotation of the slide. This eliminates the sliding surfaces between the slide and the slide sensor and between the slide sensor and the rotor core bore of the previous version.
  • the delivery pressure acting on the front surface of the valve causes the seal on the rear contact line between the valve and the rotor core slot.
  • This line of contact not only significantly reduces friction and thus wear and tear compared to previous surface contact, but is also self-healing in the event of wear, since the line of contact is maintained up to the wear limit when material is removed. This ensures a constant seal until the wear limit is reached.
  • this is particularly advantageous if the rotor core and the inner wall of the pump housing are coated in the wear area from elastomer, preferably from Adilan, Vulkollan or the like in the Shore A range from 85 to 100, and the sliders or the rotor walls are made of wear-resistant steel as a tribological partner.
  • this material pairing also has that Great advantage of noise reduction due to the elastically damped swivel-stroke movements of the slide in the rotor core slots.
  • this material pairing can be operated with a small gap distance if the rotor walls are formed with a sawtooth profile (labyrinth) on the circumference.
  • the width and the angle of the chamfering must be matched to the maximum stroke of the slide in such a way that, taking into account the maximum rotor core eccentricity, no jamming or a perfect entrainment of the rotor core by the slide is guaranteed.
  • the angle of the chamfering can take a value between 30 and 60 degrees to the slot, depending on the design of the pump, but preferably a value between 40 and 50 degrees.
  • the chamfering can also be provided with convex curvatures in order to achieve a rolling entrainment of the rotor core by the slides at their maximum deflection.
  • the rotor core is not rotated by the slides but by additional rotor bolts.
  • This is achieved according to the invention in such a way that the rotor core is provided in the area between the slots with a through hole for receiving a bolt.
  • a measure applies to the diameter of the bore, which is the sum of the bolt diameter and 2 times the maximum rotor core eccentricity.
  • the concentrically arranged bolts are fixed between the front and rear walls of the rotor and are located inside each rotor core bore, so that when the rotor cage rotates, the rotor core is rotated alternately along the bolts in the entire area of the intended rotor core eccentricity.
  • a particularly expedient embodiment of the invention provides for the slots in the rotor core to be provided with one or more cutouts or one or more bores which serve to use the slide stroke volume caused by the swivel-stroke movement of the slide.
  • This not inconsiderable additional work output enables a higher output to the size of the pump, while at the aforementioned known training the movement of the slide in the slide transducers is useless.
  • Additional important advantages lie in the fact that, with the recesses or bores according to the invention on the top and bottom of the slide, there are similar pressures which relieve the rotor cage compared to the known design and that the slide displacement is flushed, which counteracts clogging with solids.
  • the rotor core rotates on a separate radially pivotable axis, which is fixed in a cover outside the pump housing, the cover being pivotably mounted on a bolt and axially fastened with clearance to the pump housing by means of spacing screws.
  • the cover pivoting is solved according to the invention in such a way that the cover for receiving the spacing screws is designed with circular-arc-shaped longitudinal bores which correspond to the pivoting point.
  • an adjusting device for the rotor core eccentricity is that it is not rigid, but is additionally designed to be self-regulating via the delivery pressure. It is provided according to the invention that a piston preloaded with compression springs, the piston rod of which influences the rotor core eccentricity, is designed to be movable in a cylinder. The cylinder head is connected to the pressure side of the pump, so that the delivery pressure acts on the piston top in the opposite direction to the compression spring or compression spring assembly.
  • the proposed invention is characterized in that the construction With fewer and simpler moving parts and only one (internal bearing) or two (external bearing) shaft seals, the friction and thus wear of the sealing slides is significantly reduced by the use of elastomers and that the seal is retained when worn and by the Obtaining the slide stroke volume a higher specific delivery rate with smaller forces on the rotor cage and a simple automatic pressure maintenance with the side effect of noise reduction via the rotor core eccentricity has been made available.
  • Fig. 1 shows the longitudinal section A-A through the pump
  • Fig. 2 shows the section B-B through the rotor and the housing
  • Fig. 3 shows the partial section C of the rotor.
  • Fig. 4 shows the section '-Q' through the rotor
  • Fig. 5 shows the partial section D-D through the rotor
  • Fig. 6 shows the longitudinal section through the pressure regulator
  • a driven cylindrical rotor 2 runs.
  • the rotor 2 consists of the driven rotor cage 3, formed by a disk-shaped rotor front wall 4 and a hollow disk-shaped rotor rear wall 5, which radially arranged cage bolts 6 are connected to each other at a distance.
  • the hollow cylindrical rotor core 7 which has axial slots c offset on the circumference at equal intervals. These slots c are on the outer edge chamfered on both sides with a 45 degree bevel.
  • the upper slide profile d is designed in accordance with the maximum pivoting angles a, 'in such a way that the slide 8, when the rotor core 7 rotates and maximum eccentricity e, shuts off from the pump housing 1 with a constant gap in every pivoting position, the radius of the profile on the front facing the direction of rotation runs out with a bevel corresponding to the maximum pivoting angle a, but the radius is pulled down over the remaining width of the slide 8 at the rear to the direction of rotation.
  • This profile largely prevents the crushing of solids contained in the pumped medium during the transition of the slide 8 from the suction to the sealing area.
  • the radial slots c of the rotor core 7 have on the side facing the rotor rear wall 5 in the front side facing the direction of rotation, radially arranged recesses f in order to recover the slide stroke volume.
  • the size and design of these recesses f is to be aligned with the pumped medium and the performance of the pump. Because of the advantages in terms of production technology, these recesses are formed laterally on the rotor core 7 in the arrangement mentioned, since a recess f made centrally in the slot c is considerably more complex. A cutout on the slides 8 is not practical since the pivoting blocks the free passage.
  • one or more bores can be made, which run obliquely in the direction of rotation from the outer cylinder jacket of the rotor core 7 in the direction of the front lower edge of the slot c.
  • Another variant which is particularly advantageous for high outputs, 4 and 5.
  • the rotor core 7 is not rotated by the slider 8, but by additional bolts 13 during the rotation of the rotor cage 3.
  • the invention provides for the rotor core 7 to be provided with a continuous axial bore 14 in the area between the slots c.
  • the diameter of the bores 1 4 must be 2 times the rotor core eccentricity e and 1 time the diameter of the bolt 13.
  • the diameter of the bores 1 4 must be 2 times the rotor core eccentricity e and 1 time the diameter of the bolt 13.
  • the housing is coated on the inside diameter and / or the rotor core except for the metal hub as a whole in the wear area with elastomer.
  • a cast blank with a corresponding undersize can be coated in the area of the wear surfaces so that the mechanical forces are absorbed by the cast body.
  • the rotor front wall 4 is fixedly connected to the drive shaft 1 5 and is supported by two bearings 1 6, 1 7 in the pump cover 1 8.
  • the drive shaft 1 5 is sealed by a mechanical seal 1 9.
  • the rotor core 7 is mounted on the axis 9 with a slide bearing 20.
  • the adjustment of the rotor core eccentricity e takes place in the rigid version by means of the adjusting spindle 21 with the handwheel 22.
  • there is a piston 24 in a cylinder 23 which is closed at the top and provided with a central bore for receiving the adjusting rod 25
  • Adjustment rod 25 influences the rotor core eccentricity e by moving the cover 10.
  • the Verstellsta ⁇ ge 25 is on a holder connected to the housing 1.
  • the piston 24 is positioned and preloaded by one or more compression springs 26 with the height-adjustable spring support 27.
  • the lower part of the cylinder 23 is closed by the cover holder 1 0.
  • the desired rotor core eccentricity e can be set using the adjusting screw.
  • the pressure connection i is connected by a line to the outlet b of the pump, so that the prevailing delivery pressure is applied to the pressure chamber k.
  • the piston is pressed down accordingly, ie the rotor core eccentricity e is reduced until an equilibrium is established again between the preload of the piston 24 and the prevailing pressure.

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Abstract

Es wird eine Schwenkschieberpumpe vorgeschlagen, die gegenüber der bekannten Ausführung anstelle von Schieberaufnehmern speziell ausgebildete Schieber aufweist, die in Rotorkernschlitzen eine Swenk-Hub-Bewegung auszuführen vermögen und die eine starre oder selbstregelnde Verstellung der Rotorkernexzentrizität verfügbar macht. Die Konstruktion hat weniger bewegliche Teile, weniger Reibung und eine einfachere Rotorkernausbildung. Die erfindungsgemässe Schieber- und Rotorkernausbildung ermöglicht eine Aufrechterhaltung der Abdichtung im Rotorkernschlitz bis zur Verchleissgrenze und mit den vorgeschlagenen Aussparungen wird das Schieber-Hub-Volumen als Förderleistung nutzbar gemacht, womit die Leistung bei gleicher Baugrösse verbessert wird. Neben der konstruktiven Vereinfachung und der Leistungssteigerung zeichnet sich die Erfindung durch eine Unempfindlichkeit gegenüber nicht-schmierenden und/oder abrasiv wirkenden Fördermedien und geringer Geräuschentwicklung aus.

Description

SCHWENKSCHIEBERPUMPE
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Schwenkschieberpumpe zum Fördern von flüssigen oder gasförmigen Medien gemäss dem Oberbegriff des "1 . Patentanspruchs. Bei der bekannten Schwenkschieberpumpe nach dem Patent EP 0 294 399 mit die Arbeitsräume abgrenzenden Schiebern sind diese einarmig an Rotorkäfigbolzen drehbar gelagert und mit dem freien Arm in mit Ausnehmungen versehene einteilige Schieberaufnehmer formschlüssig eingreifend, so dass die Schieberaufnehmer bei Rotorkernexzentrizität eine durch die Kanten der den äusseren Zylindermantel durchbrechenden Rotorkernausbohrungen begrenzte Schwenkbewegung auszuführen vermögen und somit bei der Drehung des Rotorkäfigs resp. des Rotors die variable Rotorkernexzentri- zität mit einer Schwenk-Hub-Be- wegung auffangen.
Hierbei erzeugt die Hub-Bewegung der Schieber in den Schieberaufnehmern und die Schwenkbewegung der Schieberaufnehmer in den Rotorkernbohrungen bei nicht- schmierenden Fördermedien einen erheblichen Arbeitswiderstand. Vor allem bei zusätzlich abrasiv wirkenden Fördermedien ist eine starke Abnutzung der vielen Berührungsflächen nur schwer beherrschbar, wodurch die Leistung verhältnismässig rasch absinkt. Ein weiteres wesentliches Merkmal dieser bekannten Ausführung ist die Lagerung und Verstellung des Rotorkerns mit einer ausserhalb des Pumpengehäuses angeordneten Sekundärwelle. In dieser vorgeschlagenen Bauart werden zur Abdichtung des Rotors gegenüber dem Gehäuse drei Wellenabdichtungen benötigt, was die Pumpe verteuert und die Möglichkeit einer Leckage erhöht.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine einfache, reibungs- und verschleissarme und die Förderleistung nicht beeinträchtigende Schieberausbildung und -führung sowie eine kostengünstige und druckstoss- und geräuscharmen Betrieb gewährleistende Exzentrizitätsverstellvorrichtung für den Rotorkern mit nur einer (innengelagert) oder zwei (aussen- gelagert) Wellenabdichtungen für die Schwenkschieberpumpe verfügbar zu machen. In Abweichung von der bisher vorgeschlagenen Art, die schwenkbar gelagerten Schieber mit dem freien Arm in mit Ausnehmungen versehene einteilige Schieberaufnehmer formschlüssig eingreifen zu lassen, die ihrerseits schwenkbar in den äusseren Zylindermantel durchbrechenden Bohrungen des Rotorkerns gelagert sind, sieht die besonders einfache Konstruktion der Erfindung vor, die Schieber mit einer speziellen Formgebung zu versehen, so dass die Schwenk-Hub-Bewegung der Schieber unter Verzicht von Schieberaufnehmern direkt in radialen Rotorkernschlitzen ausgeführt werden kann. Die Führung der Schieber im Rotorkern erfolgt erfindungsgemäss lediglich durch Berührungslinien, die durch die Anpresskräfte des Förderdrucks die Druck- von der Saugseite unabhängig von Verschleiss absperren. Dies ist erfindungsgemäss derart gelöst, dass die Schieber mit pleuelförmigen Ausnehmungen mit zwei endigen zylinderähnlichen Köpfen ausgebildet sind, wobei der untere Kopf mit Linienberührung zum Rotorkernschlitz bei Exzentrizität und Rotation des Rotorkern eine Schwenk-Hub-Bewegung auszuführen vermag. Durch die erfindungsgemäss doppelköpfige Ausbildung der Schieber wird nicht nur erreicht, dass die verschleissanfälligen Flächenberührungeπ durch Linienberührungen ersetzt werden, sondern, dass die Abdichtung gegenüber dem Rotorkern in den Schlitzen nur durch eine Linienberührung an der Rückseite zur Drehrichtung des Schiebers erfolgt. Somit entfallen die Gleitflächen zwischen Schieber und Schieberaufnehmer und zwischen Schieberaufnehmer und Rotorkernbohrung der bisherigen Ausführung. Der auf die Vorderfläche der Schieber wirkende Förderdruck bewirkt die Abdichtung an der rückseitigen Berührungslinie Schieber/Rotorkernschlitz. Diese Berührungslinie reduziert nicht nur die Reibung und damit die Abnutzung gegenüber der bisherigen Flächenberührungen ganz erheblich, sondern ist auch bei Verschleiss selbstheilend, indem die Berührungslinie bei Materialabtrag stetig bis zur Verschleissgrenze erhalten bleibt. Somit ist bis zur Erreichung der Verschleissgrenze eine gleichbleibende Abdichtung gewährleistet. Dies ist erfindungsgemäss besonders vorteilhaft, wenn der Rotorkern und die Innenwand des Pumpengehäuses im Verschleissbereich aus Elastomer, vorzugsweise aus Adilan, Vulkollan o.a. im Härtebereich Shore A 85 bis 100 beschichtet wird und die Schieber bzw. die Rotorwände als tribologische Partner aus verschleissfestem Stahl bestehen. Neben des Verschleiss- und Korrosionsschutzes hat diese Materialpaarung noch den grossen Vorteil der Geräuschdämpfung durch die elastisch gedämpften Schwenk-Hub- Bewegungen der Schieber in den Rotorkernschlitzen. Ausserdem kann bei dieser Werkstoffpaarung mit geringem Spaltabstand gefahren werden, wenn die Rotorwände am Umfang mit einem Sägezahnprofil (Labyrinth) ausgebildet werden. Erfindungsgemäss ist zudem vorgesehen, den Rotorkern mit radialen Schlitzen zu versehen, die an den äusseren Kanten angephast sind um eine Vergrösserung der Schwenk- Bewegung der Schieber bei gleicher Schlitzbreite zu ermöglichen. Die Breite und der Winkel der Anphasung ist dabei auf den maximalen Hub des Schiebers abzustimmen, derart, dass unter Berücksichtigung der maximalen Rotorkernexzentrizi- tat kein Verklemmen bzw. eine einwandfreie Mitnahme des Rotorkerns durch die Schieber gewährleistet ist. Der Winkel der Anphasungen kann dabei je nach Ausführung der Pumpe einen Wert zwischen 30 und 60 Grad zum Schlitz einnehmen, vorzugsweise jedoch einen Wert zwischen 40 und 50 Grad. Die Anphasungen können auch mit konvexen Wölbungen versehen werden um eine abrollende Mitnahme des Rotorkerns durch die Schieber bei deren maximaler Auslenkung zu erzielen. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit um eine geräuscharme und stabile Mitnahme des Rotorkern zu erzielen besteht darin, dass der Rotorkern nicht durch die Schieber , sondern durch zusätzliche Rotorbolzen mitgedreht wird. Dies wird erfindungsgemäss derart gelöst, indem der Rotorkern im Bereich zwischen den Schlitzen mit je einer durchgehenden Bohrung zur Aufnahme je eines Bolzens versehen wird. Dabei gilt für den Durchmesser der Bohrung ein Mass, das sich als Summe vom Bolzendurchmesser und 2 mal der maximalen Rotorkernexzentrizität zusammensetzt. Im montierten Zustand sind die konzentrisch angeordneten Bolzen zwischen Rotorvorderwand und -rückwand fixiert und befinden sich innerhalb je einer Rotorkernbohrung, derart dass der Rotorkern bei Drehung des Rotorkäfigs im gesamten Bereich der vorgesehenen Rotorkernexzentrizität alternierend an den Bolzen abgleitend mitgedreht wird.
Eine besonders zweckmässige Gestaltung der Erfindung sieht vor, bei den Schlitzen im Rotorkern eine oder mehrere Aussparungen oder eine oder mehrere Bohrungen anzubringen, die dazu dienen das Schieberhubvolumen, hervorgerufen durch die Schwenk-Hub-Bewegung der Schieber, zu nutzen. Diese nicht unerhebliche zusätzliche Arbeitsleistung ermöglicht eine zur Grosse der Pumpe höhere Leistung, während bei der obengenannten bekannten Ausbildung die Bewegung der Schieber in den Schieberaufnehmern nutzlos ist. Zusätzliche gewichtige Vorteile liegen darin, dass mit den erfindungsmässigen Aussparungen oder Bohrungen auf der Ober- und Unterseite der Schieber ähnliche Drücke herrschen, die den Rotorkäfig gegenüber der bekannten Ausbildung entlasten und dass der Schieberhubraum gespült wird was einer Verstopfung mit Feststoffen entgegenwirkt.
Erfindungsgemäss ist zudem vorgesehen, dass der Rotorkern auf einer separaten radial abschwenkbaren Achse dreht, welche in einem Deckel ausserhalb des Pumpengehäuses fixiert ist, wobei der Deckel an einem Bolzen schwenkbar gelagert und durch Distanzschrauben mit Spiel zum Pumpengehäuse axial befestigt ist. Die Dek- kelabschwenkung ist erfindungsgemäss derart gelöst, dass der Deckel zur Aufnahme der Distanzschrauben mit kreisbogenförmigen Längsbohrungen ausgebildet ist, die zum Abschwenkpunkt korrespondieren.
Hierdurch kann die Verstellung der Rotorkernexzentrizität mit weniger und einfacheren Teilen bewerkstelligt werden und die Abdichtung der Relativbewegung zwischen Rotor- wand und Rotorkern und der Primärwelle entfallen. Eine besonders zweckmässige Gestaltung einer Versteilvorrichtung für die Rotorkernexzentrizität besteht darin, dass diese nicht starr, sondern zusätzlich selbstregelnd über den Förderdruck ausgeführt wird. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass hierzu ein mit Druckfedern vorgespannter Kolben, dessen Kolbenstange die Rotorkernexzentrizität beeinflusst, in einem Zylin- der bewegbar ausgeführt wird. Der Zylinderkopf wird dabei mit der Druckseite der Pumpe verbunden, so dass auf die Kolbenoberseite der Förderdruck in entgegengesetzter Richtung zur Druckfeder oder Druckfederpaket wirkt. Wenn nun der Förderdruck die voreingestellte Gegenkraft der Federn übersteigt, so wird der Kolben und somit die Rotorkernexzentrizität nach unten gedrückt. Das bedeutet, dass ein bestimm- ter über die Federkraft voreingestellter Förderdruck selbsttätig und druckstossarm gehalten wird. Hinzu kommt der nicht vorhersehbare positive Nebeneffekt hinzu, der sich dadurch auszeichnet, dass die federunterstützte Versteileinrichtung kleine und hochfrequente Druckstösse - hervorgerufen aufgrund des Wirkprinzips - zu dämpfen vermag und somit den Lärmpegel verringert. Insgesamt zeichnet sich die vorgeschlagene Erfindung darin aus, dass die Konstruktion mit weniger und einfacheren beweglichen Teilen und nur einer (innengelagert) bzw. zwei (aussengelagert) Wellendichtungen auskommt, dass die Reibung und damit Abnutzung der abdichtenden Schieber durch den Einsatz von Elastomeren wesentlich verringert wird und dass bei Verschleiss die Abdichtung erhalten bleibt und dass durch die Gewinnung des Schieberhubvolumens eine höhere spezifische Förderleistung bei kleineren Kräften auf den Rotorkäfig und eine einfache selbsttätige Druckhaltung mit dem Nebeneffekt der Geräuschminderung über die Rotorkernexzentrizität verfügbar gemacht wurde.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend als Ausführungsbeispiele mit Bezugnah- me auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 den Längsschnitt A-A durch die Pumpe
Fig. 2 den Schnitt B-B durch den Rotor und das Gehäuse
Fig. 3 den Teilausschnitt C von Rotor.
Fig. 4 den Schnitt '-Q' durch den Rotor
Fig. 5 den Teilschnitt D-D durch den Rotor
Fig. 6 den Längsschnitt durch den Druckregler
In einem mit Flüssigkeit oder Gas gefüllten im innern zylinderförmigen Gehäuse 1 mit Einlass a und Auslass b läuft ein angetriebener zylinderförmigen Rotor 2. Der Rotor 2 besteht aus dem angetriebenen Rotorkäfig 3, gebildet durch eine scheibenförmige Rotorvorderwand 4 und eine hohlscheibenförmige Rotorrückwand 5, die durch radial angeordnete Käfigbolzen 6 mit Distanz zueinander verbunden sind. Im Rotorkäfig 3 befindet sich lose der hohlzylinderförmige Rotorkern 7, der am Umfang zu gleichen Abständen versetzt axiale Schlitze c aufweist. Diese Schlitze c sind am äusseren Rand beidseitig mit 45 Grad Anschrägung angephast. An den Käfigbolzen 6 sind schwenkbar einarmige mit Ausnehmungeng versehene pleuelähnliche Schieber 8 gelagert, die mit dem freien Arm in die Schlitze c des Rotorkerns 7 eingreifen und diesen zwingt, die Drehung des Rotorkäfigs 3 mitzumachen. Der Rotorkern 7 dreht auf einer separaten Achse 9, welche im Deckel 10 ausserhalb des Pumpengehäuses 1 fixiert ist. Der Deckel 1 0 ist im Bolzen 1 1 schwenkbar gelagert und durch vier Distanzschrauben 1 2 mit Spiel zum Pumpengehäuse 1 axial fixiert. Um diese Abschwenkbewegung zu ermöglichen, müssen die vier Längsbohrungen h des Deckels 1 0 zur Aufnahme der Distanzschrauben 12 mit Kreisbogensegmenten h ausgebildet sein, die zum Abschwenkpunkt g korrespondieren.
Das obere Schieberprofil d ist entsprechend den maximalen Abschwenkwinkeln a, ' so ausgebildet, dass der Schieber 8 bei Drehung und maximaler Exzentrizität e des Rotorkern 7 in jeder Schwenkposition mit gleichbleibendem Spalt gegenüber dem Pumpengehäuse 1 absperrt, wobei auf der Vorderseite zur Drehrichtung der Radius des Profils mit einer Anschrägung entsprechend dem maximalen Abschwenkwinkel a ausläuft, jedoch bei der Rückseite zur Drehrichtung der Radius über die restliche Breite des Schiebers 8 hinuntergezogen wird. Diese Profilgebung verhindert weitgehend das Zerquetschen von im Fördermedium enthaltenen Feststoffen beim Übergang des Schiebers 8 vom Saug- in den Dichtbereich. Die radialen Schlitze c des Rotorkerns 7 haben auf der zu der Rotorrückwand 5 zugewandten Seite in Frontseite zur Drehrich- tung liegenden Fläche radial angeordnete Aussparungen f um das Schieberhubvolumen zurückzugewinnen. Die Grosse und Ausbildung dieser Aussparungen f ist auf das Fördermedium und auf die Leistung der Pumpe auszurichten. Wegen fertigungstechnischen Vorteilen werden diese Aussparungen seitlich am Rotorkern 7 in genannter Anordnung ausgebildet, da eine mittig im Schlitz c ausgeführte Aussparung f wesent- lieh aufwendiger ist. Eine Aussparung an den Schiebern 8 ist nicht zweckmässig, da die Abschwenkung den freien Durchgang versperrt. Hingegen können anstelle der Aussparungen f eine oder mehrere Bohrungen angebracht werden, die vom äusseren Zylindermantel des Rotorkerns 7 aus schräg in Richtung vordere Unterkante des Schlitzes c in Drehrichtung verlaufen. Eine weitere Ausführungsvariante, die vor allem bei hohen Leistungen vorteilhaft ist, zeigen Fig. 4 und 5. Hier wird erfindungsgemäss der Rotorkern 7 nicht durch die Schieber 8, sondern durch zusätzliche Bolzen 1 3 bei der Drehung des Rotorkäfigs 3 mitgedreht. Um diese Mitnahme im gesamten Verstellbereich der Rotorkernexzentrizität e zu gewährleisten, ist erfindungsgemäss vorgesehen, den Rotorkern 7 im Bereich zwischen den Schlitzen c mit jeweils einer durchgehenden axialen Bohrung 1 4 zu versehen. Der Durchmesser der Bohrungen 1 4 muss dabei 2 mal die Rotorkernexzentrizität e und 1 mal den Durchmesser des Bolzens 13 betragen. Somit ergibt sich bei Drehung des Rotorkäfigs 3 mit maximaler Rotorkernexzentrizität e ein stufenloses alternierendes Abgleiten aller Bolzen 1 3 innerhalb der Bohrungen 1 4 des Rotorkerns 7. Bei Null-Rotorkernexzentrizität e erfolgt keine Relativbewegung der Bolzen 1 3 zu den Bohrungen 1 4, die Bolzen berühren alle Bohrungen 1 4 in Mittellage zur Drehrichtung. In allen Zwischenstellungen der Rotorkernexzentrizität e ergeben sich kreisförmige Bewegungen der Bolzen mit Radius gleich Rotorkernexzentrizität e zu den Bohrungen 14. Bei dieser Ausführungsvariante ist darauf zu achten, dass nur die Bolzen 1 3 die Aufgabe für die Mitnahme des Rotorkerns 7 übernehmen, d.h. die Schieber 8 keine zusätzliche Mitnahmefunktion ausüben.
Zum Verschleissschutz und/oder als Korrosionsschutz wird das Gehäuse am Innendurchmesser und/oder der Rotorkern bis auf die Metallnabe als Ganzes im Ver- schleissbereich mit Elastomer der beschichtet. Beim Rotorkern kann hierzu ein Gussrohling mit entsprechendem Untermass im Bereich der Verschleissflächen be- schichtet werden, so dass die mechanischen Kräfte durch den Gusskörper aufgenommen werden.
Die Rotorvorderwand 4 ist fest mit der Antriebswelle 1 5 verbunden und mit zwei Lagern 1 6, 1 7 im Pumpendeckel 1 8 gelagert. Die Abdichtung der Antriebswelle 1 5 übernimmt eine Gleitringdichtung 1 9. Der Rotorkern 7 ist im Ausführungsbeispiel mit einem Gleitlager 20 auf der Achse 9 gelagert. Die Verstellung der Rotorkernexzentrizität e erfolgt in der starren Ausführung durch die Verstellspindel 21 mit dem Handrad 22. In der selbstregelnden Ausführung befindet sich in einem oben geschlossenen und mit einer zentrischen Bohrung für die Aufnahme der Verstellstange 25 versehenen Zylinders 23 ein Kolben 24, der mit der Verstellstange 25 die Rotorkernexzentrizität e durch Verschiebung des Deckels 10 beeinflusst. Die Verstellstaπge 25 ist hierzu an einem Halter am Gehäuse 1 verbunden. Der Kolben 24 wird durch eine oder mehrere Druckfedern 26 mit der höhenverstellbaren Federabstützung 27 positioniert und vorgespannt. Der untere Teil des Zylinders 23 wird durch die Deckelhalterung 1 0 abgeschlossen. Mit der Einstellschraube kann die gewünschte Rotorkernexzentrizität e eingestellt werden. Der Druckanschluss i wird durch eine Leitung mit dem Auslass b der Pumpe verbunden, so dass der Druckraum k mit dem herrschenden Förderdruck beaufschlagt wird. Wenn der Förderdruck die Vorspannkraft des Kolbens 24 erreicht bzw. überschreitet, wird der Kolben entsprechend nach unten gedrückt, d.h. die Rotorkernexzentrizität e wird soweit verringert, bis sich wieder ein Gleichgewicht zwischen der Vorspannung des Kolbens 24 und des herrschenden Druckes einstellt. Beim Antrieb des Rotorkäfigs 3 in der angegebenen Drehrichtung saugen die bei Exzentrizität e sich vergrössernden Zellen z zwischen den sich am Einlass a vorbeibewegenden Schiebern 8 das zu fördernde Medium an, um es am Auslass b bei sich zu verkleinernden Zellengrössen z aus dem Pumpengehäuse 1 herauszudrücken. Diese Wirkungsweise ist weitgehend bekannt und braucht deshalb nicht näher erläutert zu werden. Durch die vorgeschlagene pleuelförmige doppelköpfige Ausbildung der einarmigen Schieber 8 unter Verzicht von schwenkbaren Schieberaufnehmern wird neben der Reduktion und Vereinfachung der Anzahl der beweglichen Teile die Reibung und damit Abnutzung der abdichtenden Schieber 8 und des Laufpartners 7 wesentlich verringert und ermöglicht die Anwen- düng von Elastomer-Werkstoffen für den Lauf- partner 7 bzw. für das Gehäuse 1 zum Verschleiss- und/oder Korrosionsschutz und zur Geräuschdämpfung. Daneben werden die Kräfte auf die Käfigbolzen 6 aufgrund ausgeglichener Druckkräfte reduziert. Die vorgeschlagene Ausbildung von Aussparungen f am Rotorkern 7 vergrössert die Leistung bei gleicher Grosse der Pumpe und ermöglicht eine Spülung, die einer Verstopfung der Schlitze c bei der Förderung von feststoffhaltigen Medien entgegenwirkt. Bei der Ausführungsvariante mit zusätzlichen Rotorbohrungen 1 4 und Bolzen 1 3 ergeben sich Vorteile in der zusätzlichen Steifigkeit des Rotorkäfigs 3 und in der geräuschdämpfenden abgleitenden Mitnahme des Rotorkerns 7.

Claims

Pαtentαnsprüche
1 . Schwenkschieberpumpe mit einem in einem Gehäuse (1 ) angetriebenen Rotorkäfig (3), bestehend aus Rotorvorderwand (4) und mit radial angeordneten Käfigbolzen (6) verbundener Rotorrückwand (5) mit darin lose und separat exzentrisch gelagerten Rotorkern (7 ), der mit dem Rotorkäfig (3) durch an Käfigbolzen (6) schwenkbar gelagerten Schieber (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (8) mit Ausnehmungen (g) ausgebildet sind und mit dem freien Arm in mit axialen Schlitzen (c) versehenen Rotorkern (5) eintauchen, so dass die Schieber (8) bei Exzentrizität (e) des Rotorkerns (7) eine Schwenk-Hub Bewegung auszuführen vermögen.
2. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Schlitze (c) des Rotorkerns (7) an ihrem äusseren Rand zum Umfang des Rotorkerns (7) mit Anphasungen versehen sind.
3. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anphasungen mit konvexen Wölbungen versehen sind, derart, dass die Mitnahme des Rotorkerns durch die Schieber bei deren maximaler Auslenkung abrollend erfolgt.
4. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, zur Rückgewinnung des Schieberhubvolumens die Schlitze (c) des Rotorkerns (7) in der zur Frontseite in Drehrichtung liegenden Fläche eine oder mehrere radial angeordnete Aussparungen (f) aufweisen.
5. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückgewinnung des Schieberhubvolumens die Schlitze (c) des Rotorkerns (7) in Frontseite zur Drehrichtung eine oder mehrere Bohrungen aufweisen, die vom äusseren Zylindermantel des Rotorkerns (7) schräg in Richtung vordere Unterkante des Schlit- zes (c) führen.
6. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der in den Rotorschlitz (c) greifende Arm der Schieber (8) endig verdickt mit einer zylinderähnlichen Form ausgebildet ist, die gegenüber dem Rotorschlitz (c) Spiel aufweist und bei Kontakt mit dem Rotorschlitz (c) im gesamten Bereich der Abschwenkung (a, a') nur durch Linien berührt.
7. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber (8) an der dem Pumpengehäuse (1 ) zugewandten Absperrfläche mit einem Bogenprofil (d), das in Förderrichtung einer dem maximalen Abschwenkwinkel (a) entsprechenden Anschrägung und rückseitig zur Förderrichtung im Radius voll hinun- tergezogen ausgebildet ist, versehen sind.
8. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkern (7) auf einer separaten und abschwenkbaren Achse (9) dreht, welche im Deckel (10) ausserhalb des Pumpengehäuses 1 fixiert ist.
9. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1 0) an einem Bolzen (1 1 ) schwenkbar gelagert und durch Distanzschrauben
(1 2) mit Spiel zum Pumpengehäuse (1 ) axial fixiert ist.
10. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1 0) mit Längsbohrungen zur Aufnahme der Distanzschrauben (1 2) ausgebildet ist, deren kreisbogenförmigen Ausfräsungeπ (h) zum Abschwenkpunkt (g) korre- spondieren.
1 1 . Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkern (7) im Verschleissbereich mit einem elastomeren Werkstoff beschichtet ist.
12. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung und der Innenraum des Gehäuses (1 ) mit einem elastomeren Werkstoff au s- gekleidet ist.
13. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorkern (7) im Bereich zwischen den Rotorschlitzen (c) mit je einer durchgehenden axialen Bohrung (14) mit Durchmesser zweimal der maximalen Rotorkernexzentrizität (e) und einmal dem Durchmesser des Bolzens (1 3) zur Aufnahme je eines Bol- zens (1 3) ausgebildet ist und dass die Bolzen (1 3) konzentrisch zwischen
Rotorvorderwand (4) und -rückwand (5) fixiert sind, derart, dass der Rotorkern (7) bei Drehung des Rotorkäfigs (3) im gesamten Bereich der Exzentrizität (e) durch die Bolzen (1 3) mitgedreht wird.
14. Schwenkschieberpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die VerStelleinrichtung für die Rotorkernexzentrizität (e) mit einem federvorgespannten
Kolben (24) in einem zylinderischen Gehäuse (23) ausgeführt wird und der Druckraum (k) oberhalb des Kolbens (24) mit der Druckseite (b) des Gehäuses (1 ) verbunden wird, derart, dass ein Überschreiten des voreingestellten Förderdruckes selbstätig durch entsprechende Reduzierung der Rotorkernexzentrizität (e) verhindert wird.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1834509A (en) * 1927-12-19 1931-12-01 John T Trumble Rotary compressor
FR875386A (fr) * 1939-09-04 1942-09-18 Audi Ag Pompe pour refouler des liquides
US2629331A (en) * 1948-03-16 1953-02-24 Fmc Corp Brine pump
GB728269A (en) * 1952-04-18 1955-04-13 Eugene Frederic Porte Volumetric rotary machine operating in a continuous stream of fluid
EP0294399A1 (de) 1986-10-27 1988-12-14 Notron Engineering Ag Schwenkschieberpumpe.
DE4434430A1 (de) * 1994-09-27 1996-03-28 Guenther Beez Regelbare Pendelschiebermaschine
DE19532703C1 (de) * 1995-09-05 1996-11-21 Guenther Beez Pendelschiebermaschine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1834509A (en) * 1927-12-19 1931-12-01 John T Trumble Rotary compressor
FR875386A (fr) * 1939-09-04 1942-09-18 Audi Ag Pompe pour refouler des liquides
US2629331A (en) * 1948-03-16 1953-02-24 Fmc Corp Brine pump
GB728269A (en) * 1952-04-18 1955-04-13 Eugene Frederic Porte Volumetric rotary machine operating in a continuous stream of fluid
EP0294399A1 (de) 1986-10-27 1988-12-14 Notron Engineering Ag Schwenkschieberpumpe.
DE4434430A1 (de) * 1994-09-27 1996-03-28 Guenther Beez Regelbare Pendelschiebermaschine
DE19532703C1 (de) * 1995-09-05 1996-11-21 Guenther Beez Pendelschiebermaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"REGELBARE ZELLENPUMPE", TECHNISCHE RUNDSCHAU TRANSFER, vol. 84, no. 39, 25 September 1992 (1992-09-25), pages 90, XP000323527 *

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