WO2007042134A1 - Rotorpumpe und flügel für eine rotorpumpe - Google Patents

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Willi Schneider
Martin Thoma
Hans-Peter Ott
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Joma-Hydromechanic Gmbh
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    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
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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
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    • F04C27/001—Radial sealings for working fluid
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2220/00—Application
    • F04C2220/10—Vacuum

Definitions

  • the invention relates to a wing for a rotor pump with a pump housing and a rotor rotatably mounted therein, wherein the wing is slidably mounted in the rotor and rests with its protruding from the rotor, provided on a wing body wing tip on an inner peripheral surface of the pump housing, wherein the wing tip a is separate component.
  • the invention also relates to a rotor pump with such a wing.
  • a rotor pump which has a pump housing in which a rotor is arranged.
  • a wing is mounted, which rests against the inner peripheral side of the housing.
  • the wing is constructed in two parts, so that it can take different lengths. This ensures that the rotor always rests against the inner peripheral surface and the pump chamber is divided into a pressure chamber and a suction chamber.
  • the wing tips are provided with inserts, which consist of a hard material. It has been shown that over time, the wingtips wear out and the Wing or possibly even the entire rotor pump must be replaced.
  • the invention has for its object to provide a wing and / or a rotor pump, in which or at which minimal costs inmpedolit in case of maintenance occur.
  • This inventive design of a wing has the significant advantage that the wing body and the wing tip can be mounted relatively easily, which can also be done automatically.
  • the wing body can be paired with the respective suitable wing tips, so that from a tribological point of view, the optimal material pairing of wing tip and peripheral wall can be selected.
  • the wing body is preserved and can be used again.
  • the fixation of the wing tip on the wing body is effected by the positive connection and rear grip, seen in particular in the longitudinal direction of the wing body prevails.
  • the positive connection is a material deformation.
  • the material deformation can be a crimping. In this crimping, the material of the wing body or the material of the wing tip is locally deformed such that a rear grip is generated with the respective other component.
  • the wing tip or the wing body has a receiving pocket for a portion of the other component, ie the wing body or the wing tip.
  • This receiving pocket has the task of receiving the wing tip or the free end of the wing body, so that the wing tip is stored defined on the wing body and is guided without play on the inner peripheral wall of the housing.
  • the receiving pocket is flanked by a pocket wall, which has a plastically deformable area. This area usually has a small wall thickness, so that the deformation can be carried out without affecting the material lying around this deformable area.
  • the deformation takes place, for example, by means of a crimping tool or press ram, which acts on the pocket wall from the outside and pushes it in regions in the direction of the receiving pocket.
  • the component lying against the deformable region that is to say the wing tip or the wing body, has a recess into which the region can be deformed.
  • the plastically deformed area is therefore not only on the surface of the other component, but forms with this a positive connection and preferably also a frictional connection, so that the wing tip is fixed clearance and defined on the wing body.
  • the recess is filled with an elastically deformable material, so that when molding the material of the plastically deformable portion of the other component of this elastically deformable material is displaced and thereby any play between the wing tip and the wing body is compensated.
  • This game comes for example from an unfavorable component pairing, different thermal expansions in different materials or by a memory effect, due to which the plastically deformed area slightly deformed back and thereby possibly loosens the wing tip on the wing body. Since the elastically deformable material compensates for this game, an optimal fixation of the wing tip in the wing body is ensured over a long life and over a wide temperature range.
  • the wing body has two wing tips when the wing body is integrally formed. Than are both wing tips as mentioned above, attached to the wing body.
  • the invention also relates to a rotor pump, which is equipped with a wing, as described above.
  • the rotor pump may preferably be a vacuum pump.
  • Figure 1 is a perspective, partially broken view of a rotor pump
  • Figure 2 is a perspective view of a preferred embodiment of the wing according to the invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the left end of the wing with wing tip spaced from the wing body.
  • 1 shows a generally designated 2 rotor pump, in a known manner, a pump housing 10, a rotatably mounted in the example teil Vietnamesezylindrischen pump chamber 12 eccentrically rotatably mounted rotor 16 which is rotatably connected to a drive shaft 14, and a radially displaceably mounted in this wing 18th , which at its free ends 20 each have a wing tip 22.
  • a rotor pump 2 is known, for example, from EP 1 471 255 A1.
  • the rotor 18 has a hollow cylindrical rotor shell 24, in which the wing 18 is received radially displaceable.
  • the pump chamber 12 is, which is not shown for simplicity, sealed at both ends, wherein the drive shaft 14 which penetrates a housing end wall liquid-tight.
  • an inflow and an outflow line are connected to the pump chamber 12 in order to be able to supply a fluid to be pumped from the rotor pump 2 and to be able to discharge it again.
  • FIG. 2 shows the wing 18, which has a wing body 26, at the two free ends 20 of which the wing tips 22 are provided, which are inserted into receiving pockets 28.
  • the receiving pockets 28 take the wing tips 22 preferably free of play.
  • the receiving pockets 28 are so executed that they do not form an undercut with the wing tip 22 seen in the longitudinal direction 30.
  • the wing tip 22 which is shown in an enlarged view in Figure 3, has a recess 32 which is opposite to a pocket wall 34.
  • the pocket wall 34 has a plastically deformable region 36, shown in broken lines in FIG. 2, which is perpendicular to the longitudinal direction 30, ie in the thickness direction of the wing 18, aligned with the receiving pocket 28.
  • This region 36 is deformable in the receiving pocket 28 by means of a suitable crimping or pressing tool which can be deformed in the direction 38, that is to say in the thickness direction of the wing 18. In this case, material of the region 36 is displaced into the depression 32.
  • a rear grip is created both in the direction of the longitudinal axis 30 and in the width direction 40 of the wing 18, which prevents the wing tip 22 of the receiving pocket 28 of the wing body 26 can be removed.
  • the wing tip 22 is thus fixed to the wing body 26.
  • the depression 32 may be filled with an elastic material, for example a plastic material, which is displaced as soon as material from the region 36 is molded into the depression 32 by the wing body 26.
  • an elastic material for example a plastic material, which is displaced as soon as material from the region 36 is molded into the depression 32 by the wing body 26.
  • Such areas 36 are advantageously provided on both pocket walls 34, and correspondingly, the wing tip 22 has two depressions 32 opposite these areas 36.
  • the wing tip 22 When worn wing tip 22, for example in case of repair, the wing tip 22 is either pulled out of the receiving pocket 28 in the longitudinal direction 30 or pushed out in the width direction 40 by means of a suitable tool. The positive connection between the wing body 26 and wing tip 22 is canceled. After inserting a new wing tip 22 material is displaced from the pocket wall 34 in the region 36 again in the recess 32. As a result, a simple way for the restoration of a worn wing 18 is created. In addition, the wing tip 22 is held in a simple but safe manner on the wing body 26.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flügel (18) für eine Rotorpumpe (2) mit einem Pumpengehäuse und. einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel (18) verschieblich im Rotor gelagert ist und mit seiner aus dem Rotor herausragenden, an einem Flügelkörper (26) vorgesehenen Flügelspitze (22) an einer Innenumf angsf lache des Pumpengehäuses anliegt, wobei die Flügelspitze ein separates Bauteil ist und die Flügelspitze und der Flügelkörper, insbesondere in Längsrichtung des Flügelkörpers gesehen, formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft außerdem eine Rotorpumpe mit einem derartigen Flügel.

Description

Titel : Rotorpumpe und Flügel für eine Rotorpumpe
Besehreibung
Die Erfindung betrifft einen Flügel für eine Rotorpumpe mit einem Pumpengehäuse und einem darin drehbar gelagerten Rotor, wobei der Flügel verschieblich im Rotor gelagert ist und mit seiner aus dem Rotor herausragenden, an einem Flügelkörper vorgesehenen Flügelspitze an einer Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses anliegt, wobei die Flügelspitze ein separates Bauteil ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Rotorpumpe mit einem derartigen Flügel.
Aus der EP-A-I 471 255 ist eine Rotorpumpe bekannt, welche ein Pumpengehäuse aufweist, in welchem ein Rotor angeordnet ist. In diesem Rotor ist ein Flügel gelagert, welcher an der Innenumfangsseite des Gehäuses anliegt. Der Flügel ist zweiteilig aufgebaut, so dass er unterschiedliche Längen annehmen kann. Dadurch ist gewährleistet, dass der Rotor stets an der Innenumfangsfläche anliegt und der Pumpenraum in einen Druckraum und in einen Saugraum aufgeteilt wird. Außerdem sind die Flügelspitzen mit Einlagen versehen, welche aus einem harten Material bestehen. Es hat sich gezeigt, dass im Laufe der Zeit die Flügelspitzen verschleißen und der Flügel oder eventuell sogar die gesamte Rotorpumpe ausgetauscht werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flügel und/oder eine Rotorpumpe bereitzustellen, bei welchem beziehungsweise bei welcher minimale Kosten im Reparaturbeziehungsweise im Wartungsfall auftreten.
Diese Aufgabe wird mit einem Flügel der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Flügelspitze und der Flügelkörper in Längsrichtung des Flügelkörpers gesehen formschlüssig miteinander verbunden sind.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Flügels besitzt den wesentlichen Vorteil, dass der Flügelkörper und die Flügelspitze relativ einfach montiert werden können, was auch automatisch erfolgen kann. Außerdem kann der Flügelkörper mit den jeweils geeigneten Flügelspitzen gepaart werden, so dass aus tribologischer Sicht die optimale Materialpaarung von Flügelspitze und Umfangswand gewählt werden kann. Im Verschleißfalle muss lediglich die Flügelspitze getauscht werden, wobei der Flügelkörper erhalten bleibt und wieder verwendet werden kann. Die Fixierung der Flügelspitze am Flügelkörper erfolgt durch den formschlüssigen Verbund und Hintergriff, der insbesondere in Längsrichtung des Flügelkörpers gesehen, vorherrscht. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Formschluss eine Materialverformung ist. Dies bedeutet, dass der Formschluss erst dann erzeugt wird, wenn das Material des Flügelkörpers und/oder das Material der Flügelspitze verformt wird. Dabei kann erfindungsgemäß die Materialverformung eine Verkrimpung sein. Bei dieser Verkrimpung wird das Material des Flügelkörpers oder das Material der Flügelspitze lokal derart verformt, dass ein Hintergriff mit dem jeweils anderen Bauteil erzeugt wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Flügelspitze oder der Flügelkörper eine Aufnahmetasche für einen Abschnitt des jeweils anderen Bauteils, also des Flügelkörpers oder der Flügelspitze aufweist. Diese Aufnahmetasche besitzt die Aufgabe, die Flügelspitze oder das freie Ende des Flügelkörpers aufzunehmen, so dass die Flügelspitze definiert am Flügelkörper gelagert ist und spielfrei an der Innenumfangswand des Gehäuses geführt wird. Dabei ist die Aufnahmetasche von einer Taschenwand flankiert, die einen plastisch verformbaren Bereich aufweist. Dieser Bereich besitzt in der Regel eine geringe Wandstärke, so dass die Verformung ohne Beeinträchtigung des um diesen verformbaren Bereich herumliegenden Materials durchgeführt werden kann. Die Verformung erfolgt zum Beispiel mittels eines Krimpwerkzeugs oder Pressstempels, der von außen an der Taschenwand angreift und diese bereichsweise nach innen in Richtung der Aufnahmetasche drückt. Vorzugsweise weist das am verformbaren Bereich anliegende Bauteil, also die Flügelspitze oder der Flügelkörper eine Einsenkung auf, in welche der Bereich hineinverformbar ist. Der plastisch verformte Bereich liegt also nicht nur an der Oberfläche des anderen Bauteils an, sondern bildet mit diesem einen Formschluss und vorzugsweise auch einen Kraftschluss, so dass die Flügelspitze spielfrei und definiert am Flügelkörper befestigt ist.
Vorzugsweise ist die Einsenkung mit einem elastisch verformbaren Material angefüllt, so dass beim Einformen des Materials des plastisch verformbaren Bereichs des anderen Bauteils dieses elastisch verformbare Material verdrängt wird und dadurch jegliches Spiel zwischen der Flügelspitze und dem Flügelkörper ausgeglichen wird. Dieses Spiel kommt zum Beispiel von einer ungünstigen Bauteilpaarung, unterschiedlichen Wärmedehnungen bei unterschiedlichen Materialien oder durch einen Memoryeffekt, aufgrund dessen sich der plastisch verformte Bereich geringfügig zurückverformt und sich dadurch die Flügelspitze eventuell am Flügelkörper lockert. Da das elastisch verformbare Material dieses Spiel ausgleicht, ist über eine lange Lebensdauer und auch über einen großen Temperaturbereich eine optimale Fixierung der Flügelspitze im Flügelkörper gewährleistet.
Vorzugsweise besitzt der Flügelkörper zwei Flügelspitzen, wenn der Flügelkörper einteilig ausgebildet ist. Dann sind beide Flügelspitzen wie oben erwähnt, am Flügelkörper befestigt.
Die Erfindung betrifft auch eine Rotorpumpe, welche mit einem Flügel ausgestattet ist, wie er oben beschrieben ist. Dabei kann die Rotorpumpe vorzugsweise eine Vakuumpumpe sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Darstellung einer Rotorpumpe
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flügels; und
Figur 3 eine vergrößerte Wiedergabe des linken Endes des Flügels mit vom Flügelkörper beabstandeter Flügelspitze . Die Figur 1 zeigt eine insgesamt mit 2 bezeichnete Rotorpumpe, die in bekannter Weise ein Pumpengehäuse 10, einen in dessen z.B. teilkreiszylindrischen Pumpenraum 12 exzentrisch drehbar gelagerten Rotor 16, der mit einer Antriebswelle 14 drehfest verbunden ist, sowie einen in diesem radial verschieblich gelagerten Flügel 18, der an seinen freien Enden 20 jeweils eine Flügelspitze 22 aufweist. Eine derartige Rotorpumpe 2 ist z.B. aus der EP 1 471 255 Al bekannt .
Der Rotor 18 weist einen hohlzylindrischen Rotormantel 24 auf, in dem der Flügel 18 radial verschieblich aufgenommen ist. Der Pumpenraum 12 ist, was einfachheitshalber nicht gezeigt ist, an beiden Stirnseiten dicht verschlossen, wobei die Antriebswelle 14 die eine Gehäusestirnwand flüssigkeitsdicht durchsetzt. Am Pumpenraum 12 sind außerdem eine Zufluss- und eine Abflussleitung angeschlossen, um ein zu förderndes Strömungsmittel der Rotorpumpe 2 zu- und aus dieser wieder abführen zu können.
Die Figur 2 zeigt den Flügel 18, der einen Flügelkörper 26 aufweist, an dessen beiden freien Enden 20 die Flügelspitzen 22 vorgesehen sind, die in Aufnahmetaschen 28 eingesetzt sind. Dabei nehmen die Aufnahmetaschen 28 die Flügelspitzen 22 vorzugsweise spielfrei auf. Die Aufnahmetaschen 28 sind so ausgeführt, dass sie in Längsrichtung 30 gesehen keine Hinterschneidung mit der Flügelspitze 22 bilden.
Die Flügelspitze 22, die in Figur 3 in vergrößerter Darstellung wiedergegeben ist, besitzt eine Einsenkung 32, die einer Taschenwand 34 gegenüberliegt. Dabei besitzt die Taschenwand 34 einen in der Figur 2 gestrichelt dargestellten plastisch verformbaren Bereich 36, der senkrecht zur Längsrichtung 30 gesehen, das heißt in Dickenrichtung des Flügels 18, mit der Aufnahmetasche 28 fluchtet. Dieser Bereich 36 ist mittels eines geeigneten Krimp- oder Presswerkzeugs, welches in Richtung 38, das heißt in Dickenrichtung des Flügels 18, in die Aufnahmetasche 28 verformbar. Dabei wird Material des Bereichs 36 in die Einsenkung 32 verdrängt. Hierdurch wird sowohl in Richtung der Längsachse 30 als auch in Breitenrichtung 40 des Flügels 18 ein Hintergriff geschaffen, der verhindert, dass die Flügelspitze 22 der Aufnahmetasche 28 des Flügelkörpers 26 entnommen werden kann. Die Flügelspitze 22 ist also am Flügelkörper 26 fixiert.
Dabei kann die Einsenkung 32 mit einem elastischen Material, zum Beispiel einem Kunststoffmaterial angefüllt sein, welches verdrängt wird, sobald vom Flügelkörper 26 Material aus dem Bereich 36 in die Einsenkung 32 eingeformt wird. Vorteilhaft sind an beiden Taschenwänden 34 derartige Bereiche 36 vorgesehen und entsprechend weist die Flügelspitze 22 zwei diesen Bereichen 36 gegenüberliegende Einsenkungen 32 auf.
Bei verschlissener Flügelspitze 22, zum Beispiel im Reparaturfall, wird die Flügelspitze 22 mittels eines geeigneten Werkzeugs entweder in Längsrichtung 30 aus der Aufnahmetasche 28 herausgezogen oder in Breitenrichtung 40 herausgedrückt. Der Formschluss zwischen Flügelkörper 26 und Flügelspitze 22 wird dabei aufgehoben. Nach dem Einsetzen einer neuer Flügelspitze 22 wird Material aus der Taschenwand 34 im Bereich 36 erneut in die Einsenkung 32 verdrängt. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit für die Wiederherstellung eines verschlissenen Flügels 18 geschaffen. Außerdem wird die Flügelspitze 22 auf einfache aber sichere Weise am Flügelkörper 26 gehalten.

Claims

Patentansprüche
1. Flügel (18) für eine Rotorpumpe (2) mit einem Pumpengehäuse (10) und einem darin drehbar gelagerten Rotor (16), wobei der Flügel (18) verschieblich im Rotor
(16) gelagert ist und mit seiner aus dem Rotor (16) herausragenden, an einem Flügelkörper (26) vorgesehenen Flügelspitze (22) an einer Innenumfangsflache des Pumpengehäuses (10) anliegt, wobei die Flügelspitze (22) ein separates Bauteil ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelspitze (22) und der Flügelkörper (26), insbesondere in Längsrichtung (30) des Flügelkörpers
(26) gesehen, formschlüssig miteinander verbunden sind.
2. Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss eine Materialverformung ist.
3. Flügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialverformung eine Verkrimpung ist.
4. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelspitze (22) oder der Flügelkörper (26) eine Aufnahmetasche (28) für einen Abschnitt des Flügelkörpers (26) oder der Flügelspitze
(22) aufweist.
5. Flügel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmetasche (28) von einer Taschenwand (34) flankiert ist.
6. Flügel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschenwand (34) einen plastisch verformbaren Bereich (36) aufweist.
7. Flügel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der plastisch verformbare Bereich (36) in Richtung der Aufnahmetasche (34) verformbar ist.
8. Flügel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das am plastisch verformbaren Bereich (36) anliegende Bauteil eine Einsenkung (32) aufweist, in welche der Bereich (36) hineinverformbar ist.
9. Flügel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsenkung (32) mit einem elastisch verformbaren Material angefüllt ist.
10. Flügel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügelkörper (26) zwei Flügelspitzen (22) aufweist.
11. Rotorpumpe (2) mit einem Flügel (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
12. Rotorpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vakuumpumpe ist.
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