WO2005080795A1 - Volumenstromvariable rotorpumpe - Google Patents

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WO2005080795A1
WO2005080795A1 PCT/EP2004/012005 EP2004012005W WO2005080795A1 WO 2005080795 A1 WO2005080795 A1 WO 2005080795A1 EP 2004012005 W EP2004012005 W EP 2004012005W WO 2005080795 A1 WO2005080795 A1 WO 2005080795A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
volume flow
pump according
rotor pump
flow variable
slide plate
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/012005
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Willi Schneider
Original Assignee
Joma-Hydromechanic Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Joma-Hydromechanic Gmbh filed Critical Joma-Hydromechanic Gmbh
Publication of WO2005080795A1 publication Critical patent/WO2005080795A1/de

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Classifications

    • 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
    • F04C14/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C14/14—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using rotating valves

Definitions

  • the invention relates to a variable-volume rotor pump with a pump housing having a suction connection and a pressure connection, an internally toothed outer rotor which is rotatably mounted in the housing interior, and an externally toothed inner rotor which is driven therein and which is drivable by a drive shaft mounted in the pump housing axially parallel to the outer rotor.
  • Such rotor pumps are known from DE 102 07 348 AI and from DE 103 05 585 B3. These rotor pumps have the essential advantage that they can be used to change the delivery volume, and the torque to be applied can also be reduced by shifting the suction connection and / or the pressure connection. However, it has been shown that when the delivery volume is reduced, the torque is not sufficiently reduced, which is why the present invention is based on the task of further reducing the torque to be applied when the volume is reduced.
  • variable-volume rotor pump of the type mentioned at the outset in that, in order to change the volume flow in the pump housing, a first rotatable slide plate which is mounted coaxially to the drive shaft and in which the partially circular suction connection is provided and a second which is mounted coaxially to the drive shaft is provided. rotatable slide plate is provided, in which the part-circular pressure connection is provided.
  • the suction connection and the pressure connection can be adjusted by rotating their slide plate. In this way, influence can be exerted on the start of suction and / or on the end of suction and on the start of opening and the end of opening to the pressure connection.
  • the rotor pump can be controlled so that an early start of suction also causes an early end of suction, thereby reducing the volume flow.
  • the connection of the delivery area to the pressure connection is selected such that there is no longer any negative pressure in the delivery area, so that no fluid is sucked in from the pressure connection. Since no fluid is sucked in via the pressure connection, only the fluid present in the delivery space and not additionally previously drawn in via the pressure connection also has to be expelled. Therefore, all that is required is the torque that is required to absorb the fluid drawn in via the suction connection and to eject it from the delivery chamber via the pressure connection.
  • first and the second slide plate are adjustable in opposite directions. This means that if the suction connection is moved forward, as seen in the circumferential direction, the pressure connection is moved backwards and that the pressure connection is then moved forward when the suction connection closes later. This avoids that already required fluid is sucked out of the pressure connection into the delivery space as soon as the delivery space is connected to the pressure connection if there is still a negative pressure in the delivery space. By moving the pressure connection back, this undesirable suction of fluid can be avoided. In general, this means that the displacement is determined by the adjustment of the suction connection and the position of the pressure connection is placed so that the Delivery chamber opens into the pressure connection if and only if there is neither underpressure nor overpressure in the delivery chamber.
  • the slide plates are mutually adjustable by the same angular amount. If, for example, the suction connection is moved forward by 10 °, i.e. the delivery chamber closes 10 ° earlier, the delivery chamber also opens 10 ° later in the pressure connection, which ensures that the vacuum in the delivery chamber has been reduced.
  • the first and the second slide plate are advantageously adjustable at the same time. In this way, adjustment movements in the area of the suction connection have an effect on adjustment movements in the area of the pressure connection at the same time, so that an earlier closing of the suction connection automatically results in a later opening of the pressure connection.
  • the first slide plate is arranged on one side of the outer rotor and the second slide plate on the other side of the outer rotor.
  • This position of the slide plates provides a simple way of changing the position of the suction connection independently of the position of the pressure connection.
  • the slide plates have a bevel gear toothing on a portion of their circumferential surface and a drive bevel gear meshing with them is provided between the bevel gear teeth.
  • both slide plates can be adjusted simultaneously by means of the drive bevel gear, one slide plate being rotated in one direction and the other slide plate in the other direction, that is to say the slide plates are rotated in opposite directions, ie rotated in opposite directions.
  • Such a drive is relatively simple in construction and reliable in operation.
  • the drive device for the drive bevel gear can be attached to it without any problems since, according to a preferred variant of the invention, the drive bevel gear has a drive axis orthogonal to the drive shaft of the rotor.
  • the drive device for example a servomotor or the like, can therefore be mounted on the side of the rotor pump.
  • the slide plates have a radial or axial extension, and that drive means act on this extension in the tangential direction.
  • the drive means can act on this extension in the form of traction and / or pressure means.
  • a ball recirculating section, a cable pull or else hydraulic or magnetic elements are conceivable as drive means.
  • the drive means advantageously engage on both sides of the extension, so that the slide plates are positively guided. It is also conceivable to adjust the slide plates by means of a link control.
  • FIG. 1 shows a perspective view of two slide plates with a common drive designed as a drive bevel gear
  • FIG. 2 shows a perspective view of two slide plates, an outer rotor and an inner rotor between them, the slide plates being driven over a ball orbit;
  • Figure 3 is a perspective view of a rotor pump, partially cut away, according to a first embodiment, in which the slide plates are driven by a drive bevel gear;
  • Figure 4 is a perspective view of a rotor pump, partially cut away, according to a second embodiment, wherein the slide plates are driven by a gear train;
  • FIG. 5 shows a perspective view of a rotor pump, partially cut away, according to a third embodiment, the slide plates being driven by means of a recirculating ball path;
  • Figure 6 is a perspective view of a rotor pump, partially cut away, the Slide plates are driven by a cable;
  • Figure 7 is an exploded view of a rotor pump according to the prior art.
  • FIG. 7 a rotor pump, designated overall by 10, is shown in accordance with the prior art of DE 103 05 585 B3.
  • This rotor pump 10 has an adjusting ring 22 which is rotatably and fixably mounted on a drive shaft 26.
  • An outer rotor 30 meshing with an inner rotor 28 is rotatably and eccentrically mounted in the adjusting ring 22.
  • a conveying space is formed between two teeth of the inner rotor 28 and the inner circumferential surface of the outer rotor 30, between which the fluid sucked in via a suction connection 44 is conveyed and pressurized.
  • a connection is established between the delivery space and a pressure connection 46, the fluid located in the delivery space is displaced into the pressure connection 46.
  • the suction connection 44 and the pressure connection 46 open into a part-circular groove 50 which is located in a slide plate 16 which are arranged on both sides of the rotors 28 and 30.
  • a slide 58 is guided displaceably in the direction of the groove course.
  • the slide 58 separates the pressure connection 46 from the suction connection 44 and also determines its size. If the slide 58 is moved in the clockwise direction in the groove 50, then the pressure connection 46 decreases, whereas the suction connection 44 increases.
  • the reference number 66 indicates a connection of the slide 58 to the adjusting ring 22. Via this connection 66, the housing (not shown) surrounding the adjusting ring 22 is rotated in the adjusting ring Slider 58 rotated by the same amount of angle. This reduces the pressure connection 46, for example, whereas the suction connection 44 is increased.
  • the adjusting ring 22 is adjusted by pressurizing flat pistons 12, whereby the adjusting ring 22 is rotated in the rotor ring 70.
  • the groove 50 extends between an outer circular ring 74 and an inner circular ring 76 surrounding the drive shaft 26.
  • a separating piece 78 which is provided on a cover 80 receiving the slide plate 16, also engages in the groove 50.
  • the thickness of the slide plate 16 is exaggerated. It is only 0.5 mm to 2 mm and has the task of holding the slide 58 at the desired location.
  • the separating piece 78 is thus also made correspondingly thick.
  • the two covers 80 are connected to the rotor ring 70 by bolts arranged in through holes 84.
  • the slide plate 16 Since the slide plate 16 is rotatably connected to the adjusting ring 22 by means of pins, bolts or the like arranged in the holes 72, the slide plate 16 is likewise adjusted in the direction of the double arrow 82 when the adjusting ring 22 is rotated in the direction of the double arrow 14. In this way, for example, the suction connection 44 is closed earlier, which means that the volume sucked in is reduced, and at the same time the pressure connection 46 is opened earlier, with the result that the vacuum formed in the delivery space is not yet completely reduced, so that fluid from the pressure connection 46 is sucked into the delivery area until the vacuum is released.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention, only the parts being shown which are necessary for understanding the invention.
  • the cover 80 is shown as a plate in which the slide plate 16 is rotatably mounted.
  • This slide plate 16 is opposed to a second slide plate 16, the two rotors 28 and 30 (not shown) being provided between the two slide plates 16, the inner rotor 28 being driven by the drive shaft 26.
  • This drive shaft 26 in turn has a drive gear 24 which is connected to a suitable drive.
  • the two slide plates 16 are each provided with bevel gear teeth 15, which can be seen more clearly in FIG. 3.
  • the bevel gear teeth 15 extend over part of the circumferential surface 18 of each slide plate 16.
  • the drive bevel gear 20 meshes with the two bevel gear teeth 15 in such a way that rotation of the drive bevel gear 20 causes an opposite rotation of the two slide plates 16. It is hereby achieved that the suction connection 44 is displaced for example to the front and the pressure connection 46 to the rear.
  • the delivery chamber is closed early by moving the suction port 44 forward, which reduces the delivery volume, then a higher negative pressure builds up in this delivery room, which can, however, be reduced again because the pressure port 46 is shifted to the rear, i.e. the delivery room later is connected to the pressure connection.
  • the connection between the delivery chamber and the pressure connection 46 does not take place until the vacuum in the delivery chamber has been completely reduced. It is correspondingly the case if the delivery volume is increased, the suction connection 44 then being displaced to the rear, so that the delivery chamber can hold more fluid.
  • the delivery chamber is then connected to the pressure connection 46 relatively early, which is made possible by the pressure connection 46 being advanced.
  • the two slide plates 16 are provided with axially protruding projections 34 which represent flat pistons. These flat pistons are guided in part-circular grooves 36 in the two covers 80. Accordingly, the two slide plates 16 can also be moved by pressurizing these two extensions 34. If, for example, the extension 34 of the lower slide plate 16 in FIG. 1 is pressurized on the side facing the viewer, then the slide plate 16 moves in the clockwise direction. This rotary movement is transmitted via the drive bevel gear 20 to the upper slide plate 16 in such a way that the latter moves counterclockwise.
  • FIG. 2 shows an alternative drive for the two slide plates 16, this drive being formed by a recirculating ball section 38.
  • the two slide plates 16 each have an axial extension 40, against which the end balls 42 of a ball chain 48 (shown with dots) rest.
  • the balls of the ball chain 48 run in suitable grooves or guide tracks and are transferred from the plane of one slide plate 16 into the plane of the other slide plate 16 by means of a deflection track 52.
  • the two slide plates 16 also have the extensions 34, by means of which, as explained above, they are set in rotary motion. This rotary movement is transmitted from one slide plate 16 to the other slide plate 16 by means of the ball orbit 38.
  • the deflection track 52 and the ball chain 48 can be seen in FIG.
  • the peripheral surfaces 18 of the two slide plates 16 are provided with a toothing 54 which meshes with a gear wheel 56 in each case.
  • the two gear wheels 56 are in engagement with one another.
  • the axis of one of the gear wheels 56 can be guided outwards, so that this gear wheel 56 can be driven by an external drive.
  • the slide plates 16 can also be provided with projections 34 so that they are driven by means of a pressure medium.
  • the gear mechanism 60 formed from the toothing 54 and the gear wheels 56 thus serves as a drive or merely to transmit the actuating movement from the one slide plate 16 to the other slide plate 16.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the invention, the two slide plates 16 being connected to one another by a cable 62 in this exemplary embodiment.
  • the ends of the cable 62 are attached to extensions 40 of the two slide plates 16, and the cable 62 wraps around a deflection 64 in order to get from the plane of the one slide plate 16 into the plane of the other slide plate 16.
  • the two slide plates 16 are also driven via extensions 34 which are designed as flat pistons.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine volumenstromvariable Rotorpumpe mit einem einen Sauganschluss und einen Druckanschluss aufweisenden Pumpengehäuse, einem im Pumpeninnern drehbar gelagerten, innenverzahnten Aussenrotor und einem in diesem gelagerten, aussenverzahnten Innenrotor, der von einer im Pumpengehäuse achsparallel zum Aussenrotor gelagerten Antriebswelle angetrieben ist, wobei eine erste, koaxial zur Antriebswelle gelagerte, verdrehbare Schieberplatte vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Sauganschluss vorgesehen ist, und eine zweite, koaxial zur Antriebswelle gelagerte, verdrehbare Schieberplatte vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Druckanschluss vorgesehen ist.

Description

Titel : Volumenstromvariable Rotorpumpe
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine volumenstromvariable Rotorpumpe mit einem einen Sauganschluss und einen Druckanschluss aufweisenden Pumpengehäuse, einem im Gehäuseinnern drehbar gelagerten, innenverzahnten Außenrotor und einem in diesem gelagerten, außenverzahnten Innenrotor, der von einer im Pumpengehäuse achsparallel zum Außenrotor gelagerten Antriebswelle antreibbar ist.
Derartige Rotorpumpen sind aus der DE 102 07 348 AI und aus der DE 103 05 585 B3 bekannt. Diese Rotorpumpen haben den wesentlichen Vorteil, dass mit ihnen das Fördervolumen verändert werden kann, wobei durch die Verlagerung des Sauganschlusses und/oder des Druckanschlusses auch das aufzubringende Drehmoment abgesenkt werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei einer Verringerung des Fördervolumens das Drehmoment noch nicht ausreichend weit abgesenkt wird, weshalb der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, das aufzubringende Drehmoment bei einer Volumenverringerung noch weiter abzusenken.
Diese Aufgabe wird bei einer volumenstromvariablen Rotorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Änderung des Volumenstroms im Pumpengehäuse eine erste koaxial zur Antriebswelle gelagerte, verdrehbare Schieberplatte vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Sauganschluss vorgesehen ist, und eine zweite koaxial zur Antriebswelle gelagerte, verdrehbare Schieberplatte vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Druckanschluss vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemaßen Ausgestaltung dieser Rotorpumpe können der Sauganschluss und der Druckanschluss dadurch verstellt werden, dass deren Schieberplatte verdreht wird. Hierdurch kann gezielt auf den Saugbeginn und/oder auf das Saugende sowie auf den Offnungsbeginn als auch das Offnungsende zum Druckanschluss Einfluss genommen werden. Auf diese Weise kann die Rotorpumpe so angesteuert werden, dass ein früher Saugbeginn auch ein frühes Saugende bewirkt, wodurch der Volumenstrom reduziert wird. Die Verbindung des Forderraumes mit dem Druckanschluss wird so gewählt, dass im Forderraum gerade kein Unterdruck mehr herrscht, so dass aus dem Druckanschluss kein Fluid angesaugt wird. Da über den Druckanschluss kein Fluid angesaugt wird, muss auch lediglich das im Forderraum vorhandene Fluid und nicht zusatzlich zuvor über den Druckanschluss angesaugtes Fluid ausgestoßen werden. Daher wird lediglich das Drehmoment benotigt, das erforderlich ist, um das über den Sauganschluss angesaugte Fluid aufzunehmen und über den Druckanschluss aus dem Forderraum auszustoßen.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Schieberplatte gegensinnig verstellbar sind. Dies bedeutet, dass dann, wenn der Sauganschluss in Umfangsrichtung gesehen, vorverlegt wird, der Druckanschluss nach hinten verschoben wird und dass der Druckanschluss dann nach vorne verschoben wird, wenn der Sauganschluss spater schließt. Hierdurch wird vermieden, dass bereits gefordertes Fluid aus dem Druckanschluss in den Forderraum angesaugt wird, sobald der Forderraum mit dem Druckanschluss verbunden wird, sofern im Forderraum noch ein Unterdruck herrscht. Durch Zuruckverlegung des Druckanschlusses kann dieses unerwünschte Ansaugen von Fluid vermieden werden. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass durch die Verstellung des Sauganschlusses das Fordervolumen bestimmt wird und die Position des Druckanschlusses so gelegt wird, dass der Förderraum sich genau dann in den Druckanschluss öffnet, wenn im Förderraum weder ein Unterdruck noch ein Überdruck herrscht .
Um zu vermeiden, dass ein Überdruck im Kompressionsraum aufgebaut wird, kann dieser bereits dann in den Druckanschluss öffnen, wenn noch ein kleiner Unterdruck herrscht. Da das Fluid zu träge ist, um in den Förderraum angesaugt zu werden, besteht keine Gefahr, dass Fluid angesaugt wird, welches anschließend gleich wieder ausgestoßen werden muss.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schieberplatten um den gleichen Winkelbetrag gegenseitig verstellbar sind. Wird also der Sauganschluss zum Beispiel um 10° nach vorne verlegt, das heißt der Förderraum schließt um 10° früher, dann öffnet der Förderraum auch um 10° später in den Druckanschluss, wodurch sichergestellt wird, dass der Unterdruck im Förderraum abgebaut wurde.
Vorteilhaft sind die erste und die zweite Schieberplatte gleichzeitig verstellbar. Auf diese Weise wirken sich also Verstellbewegungen im Bereich des Sauganschlusses zur gleichen Zeit auf Verstellbewegungen im Bereich des Druckanschlusses aus, so dass automatisch ein früheres Schließen des Sauganschlusses ein späteres Öffnen des Druckanschlusses bewirkt.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Schieberplatte auf der einen Seite des Außenrotors und die zweite Schieberplatte auf der anderen Seite des Außenrotors angeordnet. Durch diese Position der Schieberplatten wird eine einfache Weise die Möglichkeit geschaffen, die Position des Sauganschlusses unabhängig von der Position des Druckanschlusses zu verändern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schieberplatten an einem Abschnitt ihrer Umfangsfläche eine Kegelradverzahnung aufweisen und zwischen den Kegelradverzahnungen ein mit diesen kämmendes Antriebskegelrad vorgesehen ist. Mittels des Antriebskegelrades können bei dieser Ausgestaltung beide Schieberplatten gleichzeitig verstellt werden, wobei die eine Schieberplatte in die eine und die andere Schieberplatte in die andere Richtung gedreht wird, das heißt die Schieberplatten werden in entgegengesetzte Richtungen gedreht, d.h. gegensinnig verdreht. Ein derartiger Antrieb ist relativ einfach im Aufbau und zuverlässig im Betrieb.
Die Antriebsvorrichtung für das Antriebskegelrad kann problemlos an diesem befestigt werden, da gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung das Antriebskegelrad eine zur Antriebswelle des Rotors orthogonale Antriebsachse aufweist. Die Antriebsvorrichtung, zum Beispiel ein Stellmotor oder dergleichen, kann also seitlich an der Rotorpumpe anmontiert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schieberplatten einen radialen oder axialen Fortsatz aufweisen, und dass an diesem Fortsatz in tangentialer Richtung Antriebsmittel angreifen. Die Antriebsmittel können in Form von Zug- und/oder Druckmittel an diesem Fortsatz angreifen. Als Antriebsmittel sind eine Kugelumlaufstrecke, ein Seilzug oder aber auch hydraulische oder magnetische Elemente denkbar. Vorteilhaft greifen die Antriebsmittel beidseits des Fortsatzes an, so dass die Schieberplatten zwangsgeführt sind. Es ist auch denkbar, die Schieberplatten mittels einer Kulissensteuerung zu verstellen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht zweier Schieberplatten mit einem gemeinsamen, als Antriebskegelrad angebildeten Antrieb;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht zweier Schieberplatten, einen Außenrotor und einen Innenrotor zwischen sich aufnehmend, wobei die Schieberplatten über eine Kugelumlaufstrecke getrieben werden;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher die Schieberplatten mittels eines Antriebskegelrads angetrieben sind;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Schieberplatten mittels eines Rädergetriebes angetrieben sind;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei die Schieberplatten mittels einer Kugelumlaufstrecke angetrieben sind;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, wobei die Schieberplatten mittels eines Seilzuges angetrieben sind; und
Figur 7 eine Explosionsdarstellung einer Rotorpumpe gemäß dem Stand der Technik.
Zunächst wird auf die Figur 7 Bezug genommen, in welcher eine insgesamt mit 10 bezeichnete Rotorpumpe gemäß dem Stand der Technik der DE 103 05 585 B3 dargestellt ist. Diese Rotorpumpe 10 weist einen Stellring 22 auf, der auf einer Antriebswelle 26 verdrehbar und feststellbar gelagert ist. Im Stellring 22 ist ein mit einem Innenrotor 28 kämmender Außenrotor 30 verdrehbar und exzentrisch gelagert. Zwischen zwei Zähnen des Innenrotors 28 und der zwischen zwei Zähnen gelagerten Innenumfangsflache des Außenrotors 30 wird ein Förderraum gebildet, in welchem das über einen Sauganschluss 44 angesaugte Fluid gefördert und mit Druck beaufschlagt wird. Sobald eine Verbindung zwischen dem Förderraum und einem Druckanschluss 46 hergestellt ist, wird das im Fόrderraum sich befindende Fluid in den Druckanschluss 46 verdrängt .
Aus der Figur 7 ist noch deutlich erkennbar, dass der Sauganschluss 44 und der Druckanschluss 46 in eine teilkreisförmige Nut 50 münden, die sich in einer Schieberplatte 16 befindet, die beidseits der Rotoren 28 und 30 angeordnet sind. In der Nut 50 ist ein Schieber 58 in Richtung des Nutverlaufs verschieblich geführt. Der Schieber 58 trennt den Druckanschluss 46 vom Sauganschluss 44 und bestimmt zudem deren Größe. Wird der Schieber 58 in Richtung des Uhrzeigersinns in der Nut 50 verschoben, dann verkleinert sich der Druckanschluss 46, wohingegen sich der Sauganschluss 44 vergrößert. Mit dem Bezugszeichen 66 ist eine Verbindung des Schiebers 58 mit dem Stellring 22 angedeutet. Über diese Verbindung 66 wird bei einer Verdrehung des Stellrings 22 in dem Stellring umgebenden Gehäuse (nicht dargestellt) der Schieber 58 um den gleichen Winkelbetrag verdreht. Hierdurch wird zum Beispiel der Druckanschluss 46 verkleinert, wohingegen der Sauganschluss 44 vergrößert wird.
Eine Verstellung des Stellrings 22 erfolgt durch Druckbeaufschlagung von Flachkolben 12, wodurch der Stellring 22 im Rotorring 70 verdreht wird. Die Nut 50 erstreckt sich zwischen einem äußeren Kreisring 74 und einem inneren, die Antriebswelle 26 umgebenden Kreisring 76. In die Nut 50 greift außerdem ein Trennstuck 78 ein, welches an einem die Schieberplatte 16 aufnehmenden Deckel 80 vorgesehen ist. In der Zeichnung ist die Dicke der Schieberplatte 16 übertrieben dargestellt. Sie betragt lediglich 0,5 mm bis 2 mm und hat die Aufgabe, den Schieber 58 am gewünschten Ort zu halten. Entsprechend dick ist somit auch das Trennstuck 78 ausgeführt. Die beiden Deckel 80 sind mit dem Rotorring 70 über in Durchgangslocher 84 angeordnete Bolzen miteinander verbunden.
Da die Schieberplatte 16 über in den Lochern 72 angeordnete Stifte, Bolzen oder dergleichen mit dem Stellring 22 drehverbunden ist, wird die Schieberplatte 16 gleichfalls in Richtung des Doppelpfeils 82 verstellt, wenn der Stellring 22 in Richtung des Doppelpfeils 14 gedreht wird. Hierdurch wird zum Beispiel der Sauganschluss 44 früher geschlossen, wodurch das angesaugte Volumen verringert wird, wobei gleichzeitig der Druckanschluss 46 früher geöffnet wird, was zur Folge hat, dass der im Forderraum sich gebildete Unterdruck noch nicht vollständig abgebaut wird, so dass Fluid aus dem Druckanschluss 46 in den Forderraum angesaugt wird, bis der Unterdruck abgebaut ist. Anschließend wird das nunmehr im Forderraum sich befindende Fluid, nämlich das über den Sauganschluss angesaugte Fluid und das über den Druckanschluss angesaugt Fluid vollständig in den Druckanschluss ausgestoßen. Dieser Vorgang hat zwar den Vorteil, dass das Fordervolumen durch Verstellen des Sauganschlusses verringert wird, besitzt jedoch auch den Nachteil, dass ein erhöhtes Drehmoment erforderlich ist, da durch Ansaugen von Fluid aus dem Druckanschluss der Unterdruck im Förderraum abgebaut wird.
Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei lediglich die Teile dargestellt sind, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Der Deckel 80 ist als Platte wiedergegeben, in welchem die Schieberplatte 16 drehbar gelagert ist. Dieser Schieberplatte 16 steht eine zweite Schieberplatte 16 gegenüber, wobei zwischen den beiden Schieberplatten 16 die beiden Rotoren 28 und 30 (nicht dargestellt) vorgesehen sind, wobei der Innenrotor 28 von der Antriebswelle 26 angetrieben wird. Diese Antriebswelle 26 besitzt ihrerseits ein Antriebszahnrad 24, welches mit einem geeigneten Antrieb verbunden ist.
Die beiden Schieberplatten 16 sind mit jeweils einer Kegelradverzahnung 15 versehen, welche in Figur 3 deutlicher erkennbar ist. Die Kegelradverzahnung 15 erstreckt sich über einen Teil der Umfangsfläche 18 einer jeden Schieberplatte 16. Zwischen den beiden Kegelradverzahnungen 15 befindet sich ein Antriebskegelrad 20 mit einer zur Antriebswelle 26 orthogonal stehender Antriebsachse 32. Das Antriebskegelrad 20 kämmt mit den beiden Kegelradverzahnungen 15 derart, dass eine Verdrehung des Antriebskegelrades 20 eine gegensinnige Verdrehung der beiden Schieberplatten 16 bewirkt. Hierdurch wird erreicht, dass der Sauganschluss 44 zum Beispiel nach vorne und der Druckanschluss 46 nach hinten verlagert wird. Wird also durch Vorverlagerung des Sauganschlusses 44 der Förderraum frühzeitig geschlossen, wodurch das Fördervolumen verringert wird, dann baut sich ein höherer Unterdruck in diesem Förderraum auf, der jedoch wieder abgebaut werden kann, da der Druckanschluss 46 nach hinten verlagert ist, das heißt der Förderraum später mit dem Druckanschluss verbunden wird. Die Verbindung von Förderraum und Druckanschluss 46 erfolgt erst dann, wenn der Unterdruck im Förderraum vollständig abgebaut ist. Entsprechend verhält es sich, wenn das Fördervolumen vergrößert wird, wobei dann der Sauganschluss 44 nach hinten verlagert wird, so dass der Förderraum mehr Fluid aufnehmen kann. Der Förderraum wird dann relativ früh mit dem Druckanschluss 46 verbunden, was dadurch ermöglicht wird, dass der Druckanschluss 46 vorverlagert wird.
In der Figur 1 ist noch erkennbar, dass die beiden Schieberplatten 16 mit axial abragenden Fortsätzen 34 versehen sind, welche Flachkolben darstellen. Diese Flachkolben sind in teilkreisförmigen Nuten 36 in den beiden Deckeln 80 geführt. Demnach können die beiden Schieberplatten 16 auch durch Druckbeaufschlagung dieser beiden Fortsätze 34 bewegt werden. Wird zum Beispiel der Fortsatz 34 der in der Figur 1 unteren Schieberplatte 16 auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit Druck beaufschlagt, dann bewegt sich die Schieberplatte 16 in Richtung des Uhrzeigersinns. Diese Drehbewegung wird über das Antriebskegelrad 20 derart auf die obere Schieberplatte 16 übertragen, dass diese sich entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns bewegt. Eine Verstellung in die andere Richtung erfolgt dadurch, dass der Fortsatz 34 der oberen Schieberplatte 16 an der dem Betrachter zugewandten Seite mit Druck beaufschlagt wird, so dass die obere Schieberplatte 16 in Richtung des Uhrzeigersinns verdreht wird. Diese Verstellung wird ebenfalls über das Antriebskegelrad 20 derart übertragen, dass die untere Schieberplatte 16 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns verdreht wird. Die Antriebsachse 32 des Antriebskegelrades 20 kann bei dieser Variante des Antriebs entweder weggelassen werden oder an die Antriebsachse 32 kann ein Sensor montiert werden, der die Verstellbewegungen beziehungsweise die aktuellen Positionen der Schieberplatten 16 erfasst. Die Figur 2 zeigt einen alternativen Antrieb für die beiden Schieberplatten 16, wobei dieser Antrieb von einer Kugelumlaufstrecke 38 gebildet wird. Hierfür weisen die beiden Schieberplatten 16 jeweils einen axialen Fortsatz 40 auf, an welchem die Endkugeln 42 jeweils einer Kugelkette 48 (gepunktet dargestellt) anliegen. Die Kugeln der Kugelkette 48 laufen in geeigneten Nuten beziehungsweise Fuhrungsbahnen und werden aus der Ebene der einen Schieberplatte 16 in die Ebene der anderen Schieberplatte 16 mittels einer Umlenkbahn 52 überfuhrt. Im Übrigen weisen die beiden Schieberplatten 16 noch die Fortsatze 34 auf, über welche sie, wie oben erlautet, in Drehbewegung versetzt werden. Diese Drehbewegung wird von der einen Schieberplatte 16 auf die andere Schieberplatte 16 mittels der Kugelumlaufstrecke 38 übertragen. In der Figur 5 ist die Umlenkbahn 52 sowie die Kugelkette 48 erkennbar.
Beim Ausfuhrungsbeispiel der Figur 4 sind die Umfangsflachen 18 der beiden Schieberplatten 16 mit einer Verzahnung 54 versehen, die mit jeweils einem Zahnrad 56 kämmt. Außerdem stehen die beiden Zahnrader 56 miteinander in Eingriff. Bei dieser Variante kann die Achse einer der Zahnrader 56 nach außen gefuhrt sein, so dass dieses Zahnrad 56 von einem externen Antrieb angetrieben werden kann. Die Schieberplatten 16 können aber auch, wie oben beschrieben, mit Fortsätzen 34 versehen sein, so dass sie mittels eines Druckmediums angetrieben werden. Das aus der Verzahnung 54 und den Zahnradern 56 gebildete Radergetriebe 60 dient also als Antrieb oder lediglich der Übertragung der Stellbewegung von der einen Schieberplatte 16 auf die andere Schieberplatte 16.
In der Figur 6 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei bei diesem Ausfuhrungsbeispiel die beiden Schieberplatten 16 über einen Seilzug 62 miteinander verbunden sind. Die Enden des Seilzuges 62 sind an Fortsätzen 40 der beiden Schieberplatten 16 befestigt, und der Seilzug 62 umschlingt eine Umlenkung 64, um von der Ebene der einen Schieberplatte 16 in die Ebene der anderen Schieberplatte 16 zu gelangen. Der Antrieb der beiden Schieberplatten 16 erfolgt ebenfalls über Fortsätze 34, die als Flachkolben ausgebildet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Volumenstromvariable Rotorpumpe (10) mit einem einen Sauganschluss (44) und einen Druckanschluss (46) aufweisenden Pumpengehäuse, einem im Pumpeninnern drehbar gelagerten, innenverzahnten Außenrotor (30) und einem in diesem gelagerten, außenverzahnten Innenrotor (28), der von einer im Pumpengehäuse achsparallel zum Außenrotor (30) gelagerten Antriebswelle (26) angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste, koaxial zur Antriebswelle (26) gelagerte, verdrehbare Schieberplatte (16) vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Sauganschluss (44) vorgesehen ist, und eine zweite, koaxial zur Antriebswelle (26) gelagerte, verdrehbare Schieberplatte (16) vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Druckanschluss (46) vorgesehen ist.
2. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schieberplatte (16) gegensinnig verstellbar sind.
3. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatten (16) um den gleichen Winkelbetrag gegensinnig verstellbar sind.
4. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schieberplatte (16) gleichzeitig verstellbar sind.
5. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schieberplatte (16) auf der einen Seite des Außenrotors (30) und die zweite Schieberplatte (16) auf der anderen Seite des Außenrotors (30) angeordnet ist.
6. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatten (16) an einem Abschnitt ihrer Umfangsfläche (18) eine Kegelradverzahnung (15) aufweisen und zwischen den Kegelradverzahnungen (15) ein mit diesen kämmendes Antriebskegelrad (20) vorgesehen ist .
7. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebskegelrad (20) eine zur Antriebswelle (26) orthogonale Antriebsachse (32) aufweist .
8. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatten (16) einen radialen oder axialen Fortsatz (40) aufweisen, und dass an diesem Fortsatz (40) in tangentialer Richtung Antriebsmittel angreifen.
9. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits des Fortsatzes (40) ein Antriebsmittel angreift.
10. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel eine Kugelumlaufstrecke (38) ist.
11. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 8 oder 9, das Antriebsmittel ein Seilzug (62) ist.
12. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel ein Rädergetriebe (60) ist.
13. Volumenstromvariable Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatten (16) mit radialen Fortsätzen (34) versehen sind, wobei die Fortsätze (34) als Flachkolben ausgebildet sind, über welche die Schieberplatten (16) in Drehbewegung versetzt werden.
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