WO2016139230A1 - Rotary piston pump - Google Patents

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WO2016139230A1
WO2016139230A1 PCT/EP2016/054392 EP2016054392W WO2016139230A1 WO 2016139230 A1 WO2016139230 A1 WO 2016139230A1 EP 2016054392 W EP2016054392 W EP 2016054392W WO 2016139230 A1 WO2016139230 A1 WO 2016139230A1
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WO
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rotor
rotary piston
piston pump
wings
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/054392
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jan Körbelin
Original Assignee
Jan Körbelin
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 Jan Körbelin filed Critical Jan Körbelin
Publication of WO2016139230A1 publication Critical patent/WO2016139230A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/123Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially or approximately radially from the rotor body extending tooth-like elements, co-operating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C13/00Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/001Pumps for particular liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/802Liners

Definitions

  • the present invention relates to a rotary piston pump for conveying media, comprising a housing, wherein the housing has an inlet opening and an outlet opening, with a first rotor and a second rotor, wherein the first rotor and the second rotor are each rotatably mounted in the housing the first rotor and the second rotor each have an at least largely circular base body, the first rotor and the second rotor each having at least two wings, which protrude from the respective circular base body of the first rotor and the second rotor.
  • Rotary piston pumps also referred to as rotary lobe pumps, rotary lobe pumps or Roots blowers, have, due to their comparatively simple, robust and cost-effective design for numerous fürsf llle, from the compression of air to increase the performance of
  • a rotary piston pump for air supply of internal combustion engines wherein a first rotor and a second rotor of the rotary piston pump suck in air and push out the compressed air in the direction of the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the first rotor and the second rotor have a bone shape similar to the mathematical figure eight.
  • rotati- onskolbenpumpen known whose rotors are formed three leaves.
  • From DE 1 902 634 U numerous other forms for the rotors of a rotary piston pump are also known.
  • a disadvantage of the known from the prior art solutions is that there is either between the rotors or between one of the rotors and the housing has a relatively long contact area, so that the rotor is sensitive to jamming by a particle entry or the flow rate the rotors is low.
  • Object of the present invention is to develop a rotary piston pump such that the known from the prior art disadvantages are overcome, and the rotary piston pump at a high flow rate is insensitive to contamination and can be made compact.
  • a rotary piston pump according to the invention with the features of claim 1. Characterized in that on the circular base body at least two recesses, which have the shape of cycloid arches, are formed and which at equal intervals on the circumference of the circular
  • Base body are formed, wherein one of the blades of the first rotor with one of the recesses on the second rotor or one of the blades of the second rotor is engaged with one of the recesses of the first rotor, it is possible, the delivery capacity with the same space compared to those from the state
  • the art known rotary piston pumps to increase by the wings can continue to protrude beyond the circular base body and immersion of the wings is made possible in the recess of the other rotor. It is through the contour of the recess ensures that there is no jamming at a contact surface between the wing of one rotor and the recess of the other rotor.
  • a recess in the form of a Zykloid impliess not only a mathematical exact Zykloidbogen is to be understood, but also a largely semicircular recess, in particular in the form of a Kardioidbogen or two mutually offset by a certain angle Kardioidraumbögen.
  • the circular basic shape of the basic body offers the advantage that the basic body can be produced particularly simply, for example in a simple turning process.
  • a largely circular basic body is to be understood as meaning that the basic body can have certain production-related deviations from an ideal circular shape.
  • deviations may be present, which originate from the recesses and possibly further recesses, in particular grooves, for receiving or fastening the wings in the case of a multi-part design and possibly existing transition regions on the recesses.
  • the shape of the wing can be designed freely, as long as the wing has a tip and the distance of the tip of the circular base body is the same, the tip when rolling in the recess of the other rotor describes a Kardioidbogen, and the contact only at the top of the wing.
  • the rotary piston pump can be adapted to special properties of the pumped media. Regardless of how the vanes are formed, the same performance is always achieved with incompressible media since an increase in the volume of the vane simultaneously reduces the volume returned by an equal volume.
  • a wing of maximum volume as shown for example in FIG. 3 or FIG. 7, is particularly suitable for conveying compressible media, in particular gases, since only a very small amount is conveyed back here and the compressibility of the media does not lead to increased backflow.
  • a shark fins or plate form such as shown in Fig. 4 or Fig.
  • a rotor geometry is advantageous, for example, for conveying soup with pieces of meat, yoghurt with nuts, in medical technology for conveying liquids with cells or antibodies, or for conveying highly viscous media such as concrete or products with a high fiber content.
  • the total mass of a rotor of the rotary piston pump according to the invention can be reduced in comparison to the rotors known from the prior art, whereby the rotor on the one hand is easier and on the other hand requires less material and thus can be produced more cheaply.
  • the pump can be adapted to the appropriate medium to be conveyed and the rotors can be installed in principle mixed. This reduces the number of variants and thus lowers the costs in trade and sales.
  • the wings each have a tip, wherein between the Spit- ze and an inner contour of the housing or between the tip and one of the recesses in the form of a cycloidal arc results in an approximately rectangular contact.
  • This prevents pinching and grinding of foreign bodies, which can occur in the case of a contact surface between the rolling bone-shaped rotors known from the prior art.
  • the wear on the housing, on the wings and on the recesses of the circular base body can be reduced.
  • Under an approximately linear contact surface should be understood in this context that, although theoretically between a finely thin tip and the inner contour of the housing results in a linear contact, but the wings have certain material thicknesses and the tip is not ideally shaped, so that real Contact surface results.
  • the tip may have direct contact with the inner contour of the housing or there may be a small gap between the tip and the housing.
  • the wings each have a contact arc, wherein the contact arc has an arc length of 5 ° to 20 ° relative to a contact surface of the contact arc with an inner contour of the housing.
  • the contact arc has an arc length of 5 ° to 20 ° relative to a contact surface of the contact arc with an inner contour of the housing.
  • the contact surface of the contact arc with an inner contour of the housing has an arc length of 8 ° to 12 °, since such a contact sheet a represent a particularly advantageous compromise between sealing along the contact sheet and a low risk of jamming.
  • the contact arc may be in direct contact with the inner contour of the housing, or there may be a small gap between the contact arc and the housing.
  • the pump is insensitive and robust against particle entry and overall
  • unrolling of the circular basic bodies of the rotors can be completely avoided, so that pinching at this point is ruled out
  • filters reduces the costs for the rotary piston pump, but on the other hand has other advantages, such as increased availability of the pump, since downtimes for filter cleaning are avoided derstand when flowing through an inlet-side filter is eliminated.
  • it may be advantageous to dispense with a filter since a filter often provides ideal conditions for the accumulation and proliferation of bacteria and the proposed rotary piston pump offers significantly better hygiene.
  • a further advantageous development is that a distance between a center axis of the first rotor and a center axis of the second rotor is smaller than the 1,333- is a length from the central axis of the first rotor to the tip or to the contact arc. Due to the recesses in the circular basic bodies, the two rotors can have longer wings for the same size, so that with similarly sized housings a significantly higher delivery rate can be achieved. It is particularly advantageous if the distance is less than 1.2 times, as can be realized in this way particularly compact rotary piston pumps. Thus, in comparison to the known rotary piston pumps, the same delivery rate can be displayed at a lower weight or smaller size, or at the same weight or the same size of the rotary piston pump, a higher delivery rate can be achieved.
  • the tip or the contact arc have a sealing lip.
  • a sealing lip By a sealing lip, the losses can be reduced and the efficiency of the rotary piston pump can be increased.
  • the sealing lip has direct contact with the inner contour of the housing, so that a possibly existing gap is closed.
  • the sealing lip can be configured, for example, as a rubber sealing lip, but alternatively also other sealing forms, in particular brush seals, are conceivable.
  • a preferred embodiment has in the recesses of the circular base body insert elements which have a higher hardness than the circular base body and the wings.
  • insert elements which have a higher hardness than the circular base body and the wings.
  • the Insertion elements are also designed as particularly soft and especially interchangeable insert elements, so that the wear occurs defined on the insert elements, which then indicates in a revision either the replacement of the rotors or the replacement of the insert elements.
  • first rotor and / or the second rotor are designed in several parts, wherein a non-destructive separation between one of the circular base body and one of the associated wings is provided. This allows the wings to be replaced, making a revision of the rotary piston pump very easy. In addition, the wings can also be replaced to adapt the rotary piston pump to different media.
  • the wings are made of a softer material than the circular base body. As a result, wear occurs preferably on the wings, which can then be replaced in a revision of the rotary piston pump.
  • the wings should also be softer than the inner contour of the housing, so that a wear preferably occurs on the wings here.
  • a further advantageous development is that at least on one of the circular base body, a groove for receiving one of the wings is formed. As a result, a particularly simple, stable and accurate recording of the wings on the circular base body is possible. Alternatively, a bulge can be provided on the circular base body, via which a wing can be centered on the base body.
  • the wings are formed as a hollow body. As a result, the weight of the wings can be reduced and the mass of the rotors are concentrated in the circular base body. This ensures that the rotor is less sensitive to production-related or assembly-related imbalances and rotates particularly uniformly. It is particularly advantageous if the wings are made as deep-drawn or injection-molded parts made of plastic. Thus can be produced particularly easily and inexpensively interchangeable wings, which also can be designed so soft that they rest against the inner contour of the housing or on the recesses of the circular body and thus achieve a high sealing effect.
  • the wings are designed in the form of a plate protruding radially from the circular base body.
  • the radially emerging from the circular body plates require very little space and fill a very small volume in a ' limited by the inner contour of the housing working space.
  • a comparatively large volume per revolution can be promoted. Due to the small volumes of plates as wings, moreover, a very uniform delivery of a fluid with a very low pressure pulsation can be achieved. In addition, thus can be easily achieved the already described positive configuration of a wing with a tip.
  • the wings have approximately the shape of a parabola or a shark fin.
  • an approximately parabolic or shark fin shape can also be represented a wing which has a peak.
  • no mathematical exact parabola is shown, but two intersecting epicycloid arcs, wherein the
  • an approximately parabolic or shark-fin-shaped wing can be made substantially more rigid, which can be advantageous in particular when conveying highly viscous fluids.
  • the wings have a blade shape.
  • a blade shape offers the possibility of forming a wing with comparatively little use of material. It is particularly advantageous if the wings are designed in the manner of a spring plate, so that the paddle-shaped spring element is pressed with a slight bias against the inner contour of the housing. As a result, a seal between the blade and the housing can be realized in a simple manner.
  • the blade shape has further advantages.
  • the blades can carry particles or impurities particularly well on the inner contour of the housing and feed them to a point on the blade base, so that the wear is reduced. In one direction of rotation, as shown in FIG.
  • an overload function can be integrated into the rotary piston pump by the spring biasing of the blade, so that the blade springs back on exceeding a defined pressure on the outlet side and thus enables a pressure reduction, so that no further fluid is conveyed in the direction of the outlet side.
  • the first rotor and the second rotor are designed as dreierie- lige rotors, each having three recesses and three wings.
  • all embodiments of the rotary piston pump shown in the exemplary embodiments of the invention may each be formed with rotors having two, three or more vanes.
  • a three-bladed rotor has the advantage over a two-bladed rotor that the unrolling areas are smaller at the surfaces of the circular base bodies meeting one another, thereby also reducing the risk of jamming by particles or contaminants in the contact area of the circular base bodies.
  • the wings can also be designed so that a rolling of the circular base body is completely avoided each other, so that deadlocks can not occur.
  • the blades have at least one trough in the direction of rotation, wherein the trough base is set back relative to the edge regions of the wing.
  • impurities in the pumped medium can be concentrated in the trough. This reduces the risk of jamming of contaminants, in particular of stones or other solid particles.
  • impurities can be removed particularly well by the centrifugal forces, when an output of the rotary piston pump is arranged in a radial extension to this trough.
  • the wings are formed axially symmetrical, with a point on the axis of symmetry with respect to the axiomatic axis. is set back al outside edge regions of the wing.
  • a symmetrical wing with a recessed center opposite the center a centering of the medium to be conveyed is ensured.
  • the bearing of the rotors can be improved so that mass forces cancel in such an embodiment of the wings substantially.
  • the wings self-center, since in each case at least one wing is engaged with a recess on the circular base body and thus is given a continuous guidance of the rotor. This also improves the runflat performance if the drive for one of the rotors fails and the second rotor is then "dragged" by the flowing medium and the remaining rotor and the overlap angle is increased, thereby reducing the production losses.
  • the outer edge regions of the wing in the form of a bow line, in particular a circular arc line, are interconnected or have an arrow shape.
  • a curved line or an arrow shape results from the respective axially outer edge regions of the wings a continuously increasing overlap, whereby the pressure oscillations are reduced in the rotary piston pump and a more uniform delivery and a more uniform pressure build-up are possible.
  • the symmetry axis or the depression bottom is set back relative to the outer edge regions in the direction of rotation of the rotor by 5 ° to 30 ° rotation angle.
  • Particularly preferred is a range of 10 ° to 20 °, in particular 15 ° rotation angle.
  • With a smaller offset than 5 ° rotation angle the advantages of self-centering and the removal of impurities can only be be realized.
  • With an offset of more than 30 ° rotation angle between the edge regions and the trough base or the axis of symmetry very long wing tips, which can lead to a reduction in mechanical strength and thus to damage the wings.
  • the housing has a substantially elliptical basic shape, wherein the housing at the major apexes of the ellipse each have a deviating from the substantially elliptical basic shape part circular shape, wherein the pitch circle section over an angular range of more than 120 ° extends.
  • the wings each have a distance of 120 ° to each other.
  • At least one wing of the rotor always bears against the inner contour of the housing. Due to the trough in the wing, the pitch circle section must be greater than 120 °, in order to prevent leakage through a gap in the radial extension of the trough and thus to allow complete sealing of the chamber.
  • Fig. 1 is a known from the prior art first embodiment of a rotary piston pump
  • Fig. 2 shows another embodiment of already from the
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention.
  • FIG. 8 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention.
  • FIG. 9 shows an embodiment of a three-winged rotor of a rotary piston pump according to the invention.
  • Fig. 10 shows another embodiment of a dreierieligen
  • Fig. 11 shows another embodiment of a dreierieligen
  • Rotor of a rotary piston pump according to the invention shows a further embodiment of a three-bladed rotor of a rotary piston pump according to the invention
  • FIG. 13 shows an embodiment of a rotary piston pump according to the invention with two double-bladed rotors
  • FIG. 14 shows an embodiment of a rotary piston pump according to the invention with two three-bladed rotors
  • FIG. 15 shows an exemplary embodiment of a three-winged, self-centering rotor
  • Fig. 16 shows a second embodiment of a three-bladed, self-centering rotor
  • Fig. 17 two self-centering rotors in mutual engagement
  • Fig. 20 shows an embodiment of a rotary piston pump according to the invention with arranged in the housing, self-centering rotors.
  • a known from the prior art rotary piston pump 10 is shown in the manner of a Roots compressor.
  • the rotary piston pump 10 has a housing 50 into which an inlet opening 60 and an outlet opening 70 are introduced.
  • the housing 50 has an inner contour 51, which limits a working space 52 of the rotary piston pump 10.
  • a first rotor 20 and a second rotor 30 are each rotatably mounted. A fluid flowing from the inlet opening 60 into the working space 52 of the rotary piston pump 10 is compressed by the rotational movement of the rotors 20, 30 and conveyed through the outlet opening 70.
  • FIG. 2 shows further known embodiments of rotary piston pumps 10, in which the rotors 20, 30 are star-shaped as in FIG. 2a or oval-shaped as in FIG. 2c.
  • a rotary piston pump 10 is known, which has a first rotor 20 and a second rotor 30, wherein the first rotor 20 and the second rotor 30 each have a largely circular basic shape 21, 31, and wherein on the first rotor 20 and the second rotor 30 are each two wings 25, 26, 35, 36 are formed, wherein on the respective circular base bodies 21, 31 of the rotors 20, 30 V-shaped recesses 17 are provided.
  • FIG. 3 a first embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention is shown.
  • the first rotor 20 has a circular main body 21, in which two recesses 22, 23 offset by 180 ° to each other are introduced. Further, two offset by 180 ° to each other arranged wings 25, 26 are formed on the circular base body 21, which are arranged rotated by 90 ° to the recesses 22, 23 are.
  • the wings 25, 26 have approximately the shape of a parabola 42 or two intersecting Epizykloidbogen, wherein the intersection of the Epizykloidbogen a tip 45 of the wings 25, 26 forms.
  • the first rotor 20 is rotatably supported about a central axis 29 in the housing 50.
  • the epicycloid arc runs in such a way that only the tip 45 of the epicycloidal arc is in contact with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 22, 23 of the second rotor 30, thereby forming an approximately linear contact surface 53.
  • FIG. 4 a further embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention is shown.
  • the shark fin shape 43 results from the intersection of a straight line, which is turned radially through 90 ° to the recesses, through the central axis 29 of the circular main body 21, which intersects with an epicycloidal arc.
  • the intersection of the straight line with the epicyclic arc forms the tip 45.
  • the epicycloid arc runs in such a way that only the tip 45 of the epicycloid arc is in contact with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 22, 23 of the second rotor 30, thereby forming an approximately linear contact surface 53.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the rotor 20 has wings 25, 26 in the form of radially out of the circular main body 21. passing plates 41, which are fixed in grooves 28 of the circular base body 21.
  • the grooves 28, as shown at one of the circular base body 21 facing the end of the blade 26, be formed in the simplest case as a straight grooves 28 in the circular base 21 introduced grooves 28, wherein the wing 26 is clamped in the groove 28.
  • a T-shaped configuration of the groove 28 is possible, whereby a positive and particularly stable connection between the circular base body 21 and the wing 25 is possible.
  • other connection forms between the wings 25, 26 and the circular base 21 are possible.
  • an insert element 47 is provided, which has a greater hardness than the circular base body 21, 31 or the wings 25, 26. This wears out on contact of the tip
  • insert elements 47 are not limited to the embodiment of FIG. 5, but may be provided in all rotors 20, 30 of the rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the wing 26 has a sealing lip at its tip 45
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the wings 25, 26 each have the shape of two Epizykloidbogen, which, however, do not intersect, but are connected by a contact arc 48, which has largely the same radius as the inner contour 51 of the housing 50.
  • the length of the contact arc is approximately 10 ° relative to a contact surface 53 of the contact arc 48 with the inner contour 51 of the housing.
  • the epicycloid arc runs in such a way that only the contact arc 48 or the tips 45 of the epicycloid arc are in contact with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 22, 23 of the second rotor 30, thereby forming the contact surface 53.
  • the wings 25, 26 may be designed to reduce the masses as a hollow body 49, for example as a plastic deep-drawn part or as a plastic injection-molded part.
  • a nondestructive separation between the wings 25, 26 and the circular base body 21 is provided, so that the wings 25, 26 can be replaced.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the epicyclic arc of the wings 25, 26 have a slightly larger radius, so that between the two circular base bodies 21, 31 of the two rotors 20, 30 no more rolling surfaces are more and the contact exclusively between the contact sheets 48 and the respective recesses 22, 23, 32, 33 takes place.
  • Main body 21 are centered.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the wings 25, 26 are formed largely plate-shaped, wherein at the respective, the circular base body 21 opposite ends of the wings 25, 26 contact sheets 48 are formed.
  • the length of the contact arches 48 and the geometry of the recesses 22, 23 are the same in the two embodiments according to FIG. 7 and FIG. 8, so that a mixed installation of these embodiments of the rotors 20, 30 is conceivable without conversion.
  • FIG. 9 shows an exemplary embodiment of a three-winged rotor which can be used as first and second rotor 20, 30 in a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the three-bladed rotor 20, 30 has a circular
  • the three-bladed rotor 20, 30 further comprises three wings 25, 26, 27, 35, 36, 37, which also offset by 120 ° to each other, on the circumference of the circular base body 21, 31 and offset by 60 ° to the recesses 22nd , 23, 24, 32, 33, 34 are arranged.
  • the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 are formed as plates 41, wherein also other of the previously illustrated embodiments of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 according to FIGS. 3 to 8 are conceivable ,
  • the plates 41 have tips 45 which are in contact with the Inner contour 51 of the housing 50 can occur.
  • the rotor 20, 30 according to FIG. 9 can be realized both in one piece and in several parts, in particular according to the embodiment in FIG. 5, wherein a separation between the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 and the circular main body 21 , 31 is provided.
  • FIG. 10 shows a further exemplary embodiment of a three-flighted rotor 20, which can be used as the first rotor 20 and the second rotor 30 in a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the wings 25, 26, 27 are formed in shark fin form 43 in this embodiment. As a result, a higher rigidity is achieved than in the case of wings 25, 26, 27 in the form of a plate 41, which is advantageous in particular when conveying highly viscous media.
  • FIGS. 11 and 12 show a further exemplary embodiment of a rotor 20.
  • the embodiments in FIGS. 11 and 12 differ only in the direction of rotation of the rotor 20.
  • Three recesses 22, 23, 24 are formed on the circular base body 21 , which are each offset by 120 ° to each other.
  • wings 25, 26, 27 are arranged in the form of spring plates on the circular base body 21, wherein the tip of the spring plate is rotated in about 60 ° to the closest to the central axis 29 point on the recess 22, 23, 24 is arranged.
  • the spring plate acts either as a kind of blades, which is pressed against the inner contour 51 of the housing 50, or as a kind of leaf spring, wherein the wing 25 springs from a defined pressure at the outlet opening 70 of the rotary piston pump 10 and the inner contour 51st of the housing 50 lifts off, so that an overload function can be integrated into the rotary piston pump 10.
  • FIG. 13 shows a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the rotary piston pump 10 has a housing 50 with an inlet opening 60 and an outlet opening 70.
  • the first rotor 20 and the second rotor 30 are each rotatably supported.
  • the first rotor 20 and the second rotor 30 each have an at least largely circular base body 21, 31, wherein the first rotor 20 and the second rotor 30 each have two wings 25, 26, 35, 36, which from the respective circular base body 21st , 31 of the rotors 20, 30 protrude.
  • Two recesses 22, 23, 32, 33 are formed on the circular base bodies 21, 31, which are formed at equal intervals on the circumference of the circular base body 21, 31, ie offset by 180 ° relative to one another.
  • the wing 35 of the second rotor 30 is in engagement with the recess 23 of the first rotor 20.
  • the tip of the wing 25, 26, 35, 26 has approximately a linear contact surface 53 with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 23 of the first Rotor 20.
  • a distance between the central axis 29 of the first rotor 20 and the central axis 39 of the second rotor 30 can be kept small.
  • the distance A shown is approximately 1.15 times the length L between the central axis 39 of the second rotor 30 and the recess 23 facing the tip 45 of the wing 35 of the second rotor 30.
  • FIG. 14 shows a further exemplary embodiment of a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the rotary piston pump 10 is designed with two three-bladed rotors 20, 30, whereby a direction of rotation of the rotors 20, 30 is represented by the arrows in FIG. 14.
  • the rotary piston pump 10 has a housing 50 with an inlet opening 60 and an outlet opening 70. In the housing 50, the first rotor 20 and the second rotor 30 are each rotatably supported.
  • the first rotor 20 and the second rotor 30 each have an at least largely circular base body 21, 31, wherein the first rotor 20 and the second rotor 30 each have three wings 25, 26, 27, 35, 36, 37, which from the respective circular base body 21, 31 of the rotors 20, 30 protrude.
  • Three recesses 22, 23, 24, 32, 33, 34 are formed on the circular base bodies 21, 31, which are formed at equal intervals on the circumference of the circular base body, ie offset by 120 ° from each other.
  • the wing 27 of the first rotor 20 is in engagement with the recess 32 of the second rotor 30.
  • the tip 45 of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 has approximately a linear contact surface 53 with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 32 of the second rotor 30.
  • a distance between the central axis 29 of the first rotor 20 and the central axis 39 of the second rotor 30 can be kept small.
  • FIG. 15 shows a first exemplary embodiment of a self-centering rotor 20 for a rotary piston pump 10 according to the invention.
  • the rotor 20 has a circular base body 21 with three recesses 22, 23 and 24 and three wings 25, 26 and 27.
  • a depression 86 is formed, which in the direction of rotation with respect to the outer lying edge regions of the wing 26 is set back.
  • a trough bottom 87 of the trough 86 forms the point which is recessed furthest opposite the axially outer edge regions 82 and 83 of the wing 26.
  • the edge regions 82 and 83 convey the medium in the rotary piston pump 10 away from the edge regions 82, 83 in the direction of the depression 86, so that a volumetric flow of the conveyed medium is also provided is centered.
  • impurities can be concentrated in the medium and selectively discharged. As a result, the risk of jamming of impurities and hard particles, which can otherwise lead to premature wear or in the worst case to failure of the rotary piston pump 10, reduced.
  • an end line of the wing 26 in the form of a circular arc line 84 so that the edge regions 82 and 83 in front of the center of the wing 26 with the housing 50 or a recess on a further rotor 30 engage.
  • the circular arc line starting from the respective axially outer edge regions 82 and 83 of the blade 26, a continuously increasing overlap results, whereby pressure oscillations in the rotary piston pump 10 are reduced and a uniform pressure build-up or uniform delivery of the medium is achieved.
  • the other wings 25 and 27 of the rotor 20 are constructed in the same shape.
  • the contour of the recesses 22, 23, 24 is adapted to the contour of the wings 25, 26, 27, wherein the edge regions of the recesses 22, 23, 24 have a shape corresponding to the wings and also in the form of a curved line or in an arrow shape are.
  • FIG. 16 shows a further exemplary embodiment of a self-centering rotor 20.
  • the front line on the wings 25, 26 and 27 in arrow shape 85 is formed axially symmetrical to a central axis 81 of the respective wings 25, 26 and 27.
  • the trough base 87 of the trough 86 lies on the axis of symmetry 81 of the wings 25, 26 and 27.
  • the trough base 87 is set back in the direction of rotation about 15 ° with respect to an engagement point of the outer edge regions 82 and 83 of the wings. This results in a slowly increasing overlap between the vanes 25, 26 and 27 and the housing 50 or between the vanes 25, 26 and 27 and a recess 32, 33, 34 of the other rotor 30 shown in FIG.
  • Fig. 17 two self-centering rotors 20 and 30, each with two wings 25, 26, 35, 36 and two recesses 22, 23, 32, 33 are shown.
  • the wing 36 of the second rotor 30 engages in the recess 23 of the first rotor 20.
  • the curved shape of the wings 25, 26, 35, 36 can be seen particularly well on the wing 25 in this illustration.
  • the trough 86 of the wing 25 is set back in the direction of rotation with respect to the edge regions 82 and 83 of the wing 25, so that upon further rotation of the rotors 20, 30 first the edge regions 82 and 83 engage in the recess 33 of the second rotor 30 and the trough 86th only with an offset of about 10 to 15 degrees follows.
  • rotors 20, 30 which are each formed as dreierielige rotors and each having three recesses 22, 23, 24, 32, 33, 34 and three wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 have.
  • the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 have the shape described in Fig. 15 with a front line in the form of a circular arc line 84 and a trough 86 which is set back relative to the edge regions 82 and 83
  • Fig. 19 another embodiment of two mutually engaging rotors 20, 30 is shown.
  • the vanes 25, 26, 27, 35, 36, 37 each have two troughs 86a, 86b
  • the vanes 25, 26, 27, 35, 36, 37 in FIG the center, ie on its axis of symmetry 81 have a survey which rises approximately to the level of the outer edge regions 82 and 83 of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37.
  • several volume flows of the medium can be centered on multiple outputs of the rotary piston pump 10, whereby an efficient delivery of media containing solids and / or solids is possible.
  • FIG. 20 shows the arrangement of two self-centering rotors 20, 30 in a housing 50.
  • the housing 50 has a substantially elliptical basic shape 56 with two main peaks 57 and 58. In the areas of the main vertex 57 and 58, the housing 50 has a shape deviating from the ellipse 56, wherein the housing 50 is formed in each case on the main vertex 57, 58 in the form of a partial circle section 59.
  • the partial circle sections 59 each have an angle ⁇ , ⁇ of more than 120 °, preferably 135 °.
  • a chamber 55 is formed in each case in the region of the main vertex 57, 58, which is delimited by the pitch circle section 59 and the wings 37 and 36, whereby the vane 36 only releases from the pitch circle section 59 when the vane 37 is already engaged with the pitch circle portion 59 has entered.
  • at least one vane 35, 36, 37 of the second rotor 30 abuts on the pitch circle section 59b and at least one vane 25, 26, 27 of the first rotor 20 adjusts on the pitch circle section 59a of the housing 50.
  • Tip of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 is thus achieved in conjunction with the pitch circle portion 59, a continuous opening and closing of the chamber 55, whereby a very uniform delivery of the medium is achieved and a pressure pulsation in the rotary piston pump 10 is avoided ,

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Abstract

The invention relates to a rotary piston pump (10) for conveying media, comprising a housing (50), wherein the housing (50) has an inlet opening (60) and an outlet opening (70), and a first rotor (20) and a second rotor (30), wherein the first rotor (20) and the second rotor (30) are each rotatably supported in the housing (50). The first rotor (20) and the second rotor (30) each have an at least largely circular main body (21, 31). The first rotor (20) and the second rotor (30) each also have at least two blades (25, 26, 35, 36), which protrude from the respective circular main bodies (21, 31) of the first rotor (20) and of the second rotor (30). At least two cut-outs in the form of a cycloid arc (22, 23, 32, 33) are formed on the circular main body (21, 31), which cut-outs in the form of a cycloid arc are formed at equal distances on the circumference of the circular main body (21, 31), wherein one of the blades (25, 26) of the first rotor (20) engages with one of the cut-outs in the form of a cycloid arc (32, 33) on the second rotor or one of the blades (35, 36) of the second rotor (30) engages with one of the cut-outs in the form of a cycloid arc (22, 23) of the first rotor (20).

Description

Rotationskolbenpumpe  Rotary piston pump
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe zum Fördern von Medien, mit einem Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist, mit einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor jeweils drehbar im Gehäuse gelagert sind, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor jeweils einen zumindest weitestgehend kreisförmigen Grundkörper aufweisen, wobei der erste Rotor und der zweite Rotor jeweils mindestens zwei Flügel aufweisen, welche aus dem jeweiligen kreisförmigen Grundkörper des ersten Rotors und des zweiten Rotors hervorstehen . The present invention relates to a rotary piston pump for conveying media, comprising a housing, wherein the housing has an inlet opening and an outlet opening, with a first rotor and a second rotor, wherein the first rotor and the second rotor are each rotatably mounted in the housing the first rotor and the second rotor each have an at least largely circular base body, the first rotor and the second rotor each having at least two wings, which protrude from the respective circular base body of the first rotor and the second rotor.
Zum Verdichten und Fördern von Fluiden sind zahlreiche Formen von Pumpen bekannt. Rotationskolbenpumpen, auch als Drehkolbenpumpen, Kreiskolbenpumpen oder Roots-Gebläse bezeichnet, haben sich aufgrund ihres vergleichsweise einfachen, robusten und kostengünstigen Aufbaus für zahlreiche Anwendungsf lle, von der Verdichtung von Luft zur Leistungssteigerung von For compressing and conveying fluids, numerous forms of pumps are known. Rotary piston pumps, also referred to as rotary lobe pumps, rotary lobe pumps or Roots blowers, have, due to their comparatively simple, robust and cost-effective design for numerous Anwendungsf llle, from the compression of air to increase the performance of
Brennkraftmaschinen, zum Pumpen von Flüssigkeiten oder für den Einsatz in der Produktion von Nahrungsmitteln durchgesetzt. Internal combustion engines, for pumping liquids or for use in the production of food.
Aus der DE 307777 A ist eine Kreiskolbenpumpe zur Luftversorgung von Brennkraftmaschinen bekannt, wobei ein erster Rotor und ein zweiter Rotor der Kreiskolbenpumpe Luft ansaugen und die verdichtete Luft in Richtung der Brennräume der Brennkraftmaschine ausschieben. Dabei weisen der erste Rotor und der zweite Rotor eine Knochenform ähnlich der mathematischen Ziffer Acht auf. Ferner sind aus dem Stand der Technik Rotati- onskolbenpumpen bekannt, deren Rotoren dreiflügelig ausgebildet sind. Aus der DE 1 902 634 U sind darüber hinaus zahlreiche weitere Formen für die Rotoren einer Kreiskolbenpumpe bekannt . From DE 307777 A a rotary piston pump for air supply of internal combustion engines is known, wherein a first rotor and a second rotor of the rotary piston pump suck in air and push out the compressed air in the direction of the combustion chambers of the internal combustion engine. In this case, the first rotor and the second rotor have a bone shape similar to the mathematical figure eight. Furthermore, from the prior art rotati- onskolbenpumpen known whose rotors are formed three leaves. From DE 1 902 634 U numerous other forms for the rotors of a rotary piston pump are also known.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist jedoch, dass es entweder zwischen den Rotoren bzw. zwischen einem der Rotoren und dem Gehäuse einen relativ langen Kontaktbereich gibt, so dass der Rotor empfindlich für ein Verklemmen durch einen Partikeleintrag ist oder das die Förderleistung der Rotoren gering ist . A disadvantage of the known from the prior art solutions, however, is that there is either between the rotors or between one of the rotors and the housing has a relatively long contact area, so that the rotor is sensitive to jamming by a particle entry or the flow rate the rotors is low.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rotationskolbenpumpe derart weiterzubilden, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden, und die Rotationskolbenpumpe bei einer hohen Förderleistung unempfindlich gegen Verschmutzungen ist und dazu kompakt ausgeführt werden kann . Object of the present invention is to develop a rotary piston pump such that the known from the prior art disadvantages are overcome, and the rotary piston pump at a high flow rate is insensitive to contamination and can be made compact.
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass an dem kreisförmigen Grundkörper mindestens zwei Ausnehmungen, welche die Form von Zykloidbögen haben, ausgebildet sind und welche in gleichen Abständen am Umfang des kreisförmigen The object is achieved by a rotary piston pump according to the invention with the features of claim 1. Characterized in that on the circular base body at least two recesses, which have the shape of cycloid arches, are formed and which at equal intervals on the circumference of the circular
Grundkörpers ausgebildet sind, wobei einer der Flügel des ersten Rotors mit einer der Ausnehmungen am zweiten Rotor oder einer der Flügel des zweiten Rotors mit einer der Ausnehmungen des ersten Rotors in Eingriff steht, ist es möglich, die Förderleistung bei gleichem Bauraum gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Rotationskolbenpumpen zu erhöhen, indem die Flügel weiter über den kreisförmigen Grundkörper hinausstehen können und ein Eintauchen der Flügel in die Ausnehmung des jeweils anderen Rotors ermöglicht wird. Dabei ist durch die Kontur der Ausnehmung gewährleistet, dass es an einer Kontaktfläche zwischen dem Flügel des einen Rotors und der Ausnehmung des jeweils anderen Rotors nicht zu einem Verklemmen kommt. Unter einer Ausnehmung in Form eines Zykloidbodens ist nicht nur ein mathematische exakter Zykloidbogen zu verstehen, sondern auch eine weitestgehend halbkreisförmige Ausnehmung, insbesondere in Form eines Kardioidbogen oder zweier zueinander um einen bestimmten Winkel versetzte Kardioidhalbbögen . Die kreisförmige Grundform des Grundkörpers bietet den Vorteil, dass der Grundkörper besonders einfach, beispielsweise in einem einfachen Drehprozess, hergestellt werden kann. Unter einem weitestgehend kreisförmigen Grundkörper ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass der Grundkörper gewisse fertigungsbedingte Abweichungen von einer idealen Kreisform aufweisen kann. Dazu dürfen Abweichungen vorliegen, welche durch die Ausnehmungen und gegebenenfalls weitere Ausnehmungen, insbesondere Muten, zur Aufnahme bzw. Befestigung der Flügel bei einer mehrteiligen Ausführung und eventuell vorhandenen Übergangsbereiche an den Ausnehmungen stammen. Die Form des Flügels kann dabei frei gestaltet werden, solange der Flügel eine Spitze aufweist und der Abstand der Spitze vom kreisförmigen Grundkörper gleich ist, wobei die Spitze beim Abrollen in der Ausnehmung des jeweils anderen Rotors einen Kardioidbogen beschreibt, und der Kontakt nur an der Spitze des Flügels erfolgt . Base body are formed, wherein one of the blades of the first rotor with one of the recesses on the second rotor or one of the blades of the second rotor is engaged with one of the recesses of the first rotor, it is possible, the delivery capacity with the same space compared to those from the state The art known rotary piston pumps to increase by the wings can continue to protrude beyond the circular base body and immersion of the wings is made possible in the recess of the other rotor. It is through the contour of the recess ensures that there is no jamming at a contact surface between the wing of one rotor and the recess of the other rotor. Under a recess in the form of a Zykloidbodens not only a mathematical exact Zykloidbogen is to be understood, but also a largely semicircular recess, in particular in the form of a Kardioidbogen or two mutually offset by a certain angle Kardioidhalbbögen. The circular basic shape of the basic body offers the advantage that the basic body can be produced particularly simply, for example in a simple turning process. In this context, a largely circular basic body is to be understood as meaning that the basic body can have certain production-related deviations from an ideal circular shape. For this purpose, deviations may be present, which originate from the recesses and possibly further recesses, in particular grooves, for receiving or fastening the wings in the case of a multi-part design and possibly existing transition regions on the recesses. The shape of the wing can be designed freely, as long as the wing has a tip and the distance of the tip of the circular base body is the same, the tip when rolling in the recess of the other rotor describes a Kardioidbogen, and the contact only at the top of the wing.
Da die Flügel innerhalb der oben genannten Grenzen frei gestaltbar sind, kann die Rotationskolbenpumpe an spezielle Eigenschaften der Fördermedien angepasst werden. Unabhängig davon, wie die Flügel ausgeformt sind, wird so bei inkompressib- len Medien stets eine gleiche Förderleistung erreicht, da ein Volumenzuwachs des Flügels gleichzeitig die rückgeförderte Menge um ein gleiches Volumen reduziert. Insbesondere bieten sich drei Formen von Flügeln an: Ein Flügel mit maximalem Volumen, wie beispielsweise in Fig. 3 oder Fig. 7 dargestellt eignet sich besonders zur Förderung von kompressiblen Medien, insbesondere Gasen, da hier nur eine sehr geringe Menge zurückgefördert wird und die Kompressibilität der Medien nicht zu einem erhöhten Rückströmen führt. Eine Haifischflossenoder Plattenform, wie beispielsweise in Fig. 4 oder Fig. 5 dargestellt, weist stets eine rechtwinklige Berührungsfläche mit näherungsweise Linienkontakt auf und eignet sich daher besonders gut für verunreinigte flüssige Medien, oder eine Ausführungsform des Flügels wie in Fig. 8 oder Fig. 11 dargestellt, welche stets einen stumpfen Winkel aufweist, und somit besonders gut für stark verunreinigte Flüssigkeiten, oder halbflüssige Medien, wie sie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie auftauchen. Eine solche Rotorgeometrie ist beispielsweise zum Fördern von Suppe mit Fleischstücken, Joghurt mit Nüssen, in der Medizintechnik beim Fördern von Flüssigkeiten mit Zellen oder Antikörpern oder zum Fördern von hochviskosen Medien wie Beton oder Produkten mit hohem Faseranteil vorteilhaft . Since the blades can be freely designed within the limits specified above, the rotary piston pump can be adapted to special properties of the pumped media. Regardless of how the vanes are formed, the same performance is always achieved with incompressible media since an increase in the volume of the vane simultaneously reduces the volume returned by an equal volume. In particular, offer For example, a wing of maximum volume, as shown for example in FIG. 3 or FIG. 7, is particularly suitable for conveying compressible media, in particular gases, since only a very small amount is conveyed back here and the compressibility of the media does not lead to increased backflow. A shark fins or plate form such as shown in Fig. 4 or Fig. 5 always has a rectangular contact surface with approximately line contact and is therefore particularly well suited for contaminated liquid media, or an embodiment of the blade as in Fig. 8 or Fig. 11 represented, which always has an obtuse angle, and thus particularly well for heavily contaminated liquids, or semi-liquid media, such as those appear in the food industry. Such a rotor geometry is advantageous, for example, for conveying soup with pieces of meat, yoghurt with nuts, in medical technology for conveying liquids with cells or antibodies, or for conveying highly viscous media such as concrete or products with a high fiber content.
Durch die Formgebung mit einem kreisförmigen Grundkörper und radial aus dem Grundkörper hervortretenden Flügel kann ein Großteil der Rotormasse, insbesondere in Bezug auf einen aus dem Stand der Technik bekannten knochenförmigen Rotor, im Zentrum des Rotors angeordnet werden, so dass die erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe weniger empfindlich gegen fertigungsbedingte oder montagebedingte Unwuchten ist und eine gleichmäßigere Förderleistung gewährleistet ist. As a result of the shaping with a circular base body and wings protruding radially from the main body, a large part of the rotor mass, in particular with respect to a bone-shaped rotor known from the prior art, can be arranged in the center of the rotor, so that the rotary piston pump according to the invention is less sensitive to production-related or assembly-related imbalances and a more uniform flow rate is guaranteed.
Zudem kann die Gesamtmasse eines Rotors der erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Rotoren reduziert werden, wodurch der Rotor zum einen leichter wird und zum anderen weniger Material erfordert und somit kostengünstiger hergestellt werden kann. In addition, the total mass of a rotor of the rotary piston pump according to the invention can be reduced in comparison to the rotors known from the prior art, whereby the rotor on the one hand is easier and on the other hand requires less material and thus can be produced more cheaply.
Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass der Rotor bei gleicher Baugröße weniger Volumen in einem durch das Gehäuse begrenzten Arbeitsraum einnimmt und die Flügel so pro Umdrehung mehr Volumen fördern können als die aus dem Stand der Technik bekannten Rotoren. Somit erreicht die erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe bei gleicher Baugröße eine höhere Förderleistung als die aus dem Stand der Technik bekannten Rotationskolbenpumpen . In addition, there is the advantage that the rotor of the same size takes up less volume in a working space bounded by the housing and the wings can thus promote more volume per revolution than the rotors known from the prior art. Thus, the rotary piston pump according to the invention with the same size achieves a higher flow rate than the known from the prior art rotary piston pumps.
Weiterhin ist von Vorteil, dass bei gleichem Fördervolumen wie aus dem Stand der Technik bekannten Rotationskolbenpumpen die Mittelpunkte der Rotoren näher aneinander rücken. Durch den engeren Achsabstand können die zum Antrieb der Rotoren notwendigen Zahnräder kleiner ausfallen, was die Herstellungskosten weiter reduziert. It is also advantageous that with the same delivery volume as known from the prior art rotary piston pumps move the centers of the rotors closer to each other. Due to the closer center distance necessary for driving the rotors gears can turn out smaller, which further reduces the manufacturing cost.
Vorteilhaft ist außerdem, dass bei gleichem Pumpengehäuse durch die Auswahl der Rotoren die Pumpe an das entsprechende zu fördernde Medium angepasst werden kann und die Rotoren prinzipiell auch gemischt verbaut werden können. Dadurch sinkt die Variantenanzahl und senkt somit die Kosten in Handel und Vertrieb . It is also advantageous that with the same pump housing by selecting the rotors, the pump can be adapted to the appropriate medium to be conveyed and the rotors can be installed in principle mixed. This reduces the number of variants and thus lowers the costs in trade and sales.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Rotationskolbenpumpe möglich. By the measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim specified rotary piston pump are possible.
Eine erste vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Flügel jeweils eine Spitze aufweisen, wobei zwischen der Spit- ze und einer Innenkontur des Gehäuses oder zwischen der Spitze und einer der Ausnehmungen in Form eines Zykloidbogens sich ein näherungsweise rechtwinkliger Kontakt ergibt. Dadurch ist ein Einklemmen und Zermahlen von Fremdkörpern verhindert, was bei einer Kontaktfläche zwischen den aus dem Stand der Technik bekannten abrollenden knochenförmigen Rotoren auftreten kann. Dadurch kann der Verschleiß am Gehäuse, an den Flügeln sowie an den Ausnehmungen des kreisförmigen Grundkörpers reduziert werden. Unter einer näherungsweise linienförmigen Kontaktfläche soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass sich zwar theoretisch zwischen einer unendlich dünnen Spitze und der Innenkontur des Gehäuses eine linienförmige Berührung ergibt, die Flügel jedoch gewisse Materialstärken aufweisen und die Spitze nicht ideal ausgeformt ist, so dass sich real eine Kontaktfläche ergibt. Je nach Ausgestaltung kann die Spitze direkten Kontakt mit der Innenkontur des Gehäuses haben oder ein kleiner Spalt zwischen Spitze und Gehäuse vorhanden sein . A first advantageous development is that the wings each have a tip, wherein between the Spit- ze and an inner contour of the housing or between the tip and one of the recesses in the form of a cycloidal arc results in an approximately rectangular contact. This prevents pinching and grinding of foreign bodies, which can occur in the case of a contact surface between the rolling bone-shaped rotors known from the prior art. As a result, the wear on the housing, on the wings and on the recesses of the circular base body can be reduced. Under an approximately linear contact surface should be understood in this context that, although theoretically between a finely thin tip and the inner contour of the housing results in a linear contact, but the wings have certain material thicknesses and the tip is not ideally shaped, so that real Contact surface results. Depending on the configuration, the tip may have direct contact with the inner contour of the housing or there may be a small gap between the tip and the housing.
Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Flügel jeweils einen Kontaktbogen aufweisen, wobei der Kontaktbogen eine Bogenlänge von 5° bis 20° bezogen auf eine Kontaktfläche des Kontaktbogens mit einer Innenkontur des Gehäuses aufweist. Als Kontaktbogen soll in diesem Zusammenhang das dem Gehäuse zugewandte Ende eines Flügels verstanden werden, welches näherungsweise den gleichen Radius wie die Innenkontur des Gehäuses aufweist. Bei einem Kontaktbogen mit einer Bogenlänge von 5° bis 20° können die aufeinander abrollenden Flächen derart klein gehalten werden, dass die Gefahr eines Verklemmens und der damit verbundene Verscheiß gering gehalten werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Kontaktfläche des Kontaktbogens mit einer Innenkontur des Gehäuses eine Bogenlänge von 8° bis 12° aufweist, da ein solcher Kontaktbogen einen be- sonders vorteilhaften Kompromiss zwischen Abdichtung entlang des Kontaktbogens und eine geringe Gefahr eines Verklemmens darstellen. Je nach Ausgestaltung kann der Kontaktbogen in direktem Kontakt mit der Innenkontur des Gehäuses stehen, oder ein kleiner Spalt zwischen Kontaktbogen und dem Gehäuse vorhanden sein. Alternatively, it is advantageously provided that the wings each have a contact arc, wherein the contact arc has an arc length of 5 ° to 20 ° relative to a contact surface of the contact arc with an inner contour of the housing. As a contact arc to be understood in this context, the housing facing the end of a wing, which has approximately the same radius as the inner contour of the housing. In a contact arc with an arc length of 5 ° to 20 °, the rolling surfaces can be kept so small that the risk of jamming and the associated Verschscheiß are kept low. It is particularly advantageous if the contact surface of the contact arc with an inner contour of the housing has an arc length of 8 ° to 12 °, since such a contact sheet a represent a particularly advantageous compromise between sealing along the contact sheet and a low risk of jamming. Depending on the configuration, the contact arc may be in direct contact with the inner contour of the housing, or there may be a small gap between the contact arc and the housing.
Durch die weitestgehend „quetschfreie" Förderung, also durch eine Ausgestaltung, bei der kurze Quetschspalte zwischen den kreisförmigen Grundkörpern des ersten Rotors und des zweiten Rotors sowie zwischen den Flügeln und der Innenkontur des Gehäuses ausgebildet sind, ist die Pumpe insgesamt unempfindlich und robust gegen Partikeleintrag und Verunreinigungen. Dabei kann insbesondere bei einem dreiflügeligen Rotor und/oder durch entsprechende Formgebung der Flügel ein Abrollen der kreisförmigen Grundkörper der Rotoren aufeinander vollständig vermieden werden, so dass eine Quetschung an dieser Stelle ausgeschlossen wird. Daher sind keine oder nur sehr grobe Filter notwendig. Ein Entfall von Filtern senkt zum einen die Kosten für die Rotationskolbenpumpe, hat zum anderen aber noch weitere Vorteile, wie beispielsweise eine erhöhte Verfügbarkeit der Pumpe, da Ausfallzeiten zur Filterreinigung vermieden werden. Des Weiteren ergibt sich eine Energieersparnis, da der Strömungswiderstand beim Durchströmen eines einlassseitigen Filters entfällt. Zusätzlich kann es für viele Anwendungsfälle von Vorteil sein, auf einen Filter zu verzichten, da ein Filter oft ideale Bedingungen für das Ansammeln und Vermehren von Bakterien bietet und die vorgeschlagene Rotationskolbenpumpe eine deutlich bessere Hygiene bietet. Due to the largely "squeeze-free" promotion, so by an embodiment in which short crimp between the circular bodies of the first rotor and the second rotor and between the wings and the inner contour of the housing are formed, the pump is insensitive and robust against particle entry and overall In this case, in particular in the case of a three-bladed rotor and / or by appropriate shaping of the blades, unrolling of the circular basic bodies of the rotors can be completely avoided, so that pinching at this point is ruled out The elimination of filters, on the one hand, reduces the costs for the rotary piston pump, but on the other hand has other advantages, such as increased availability of the pump, since downtimes for filter cleaning are avoided derstand when flowing through an inlet-side filter is eliminated. In addition, for many applications it may be advantageous to dispense with a filter, since a filter often provides ideal conditions for the accumulation and proliferation of bacteria and the proposed rotary piston pump offers significantly better hygiene.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass ein Abstand zwischen einer Mittelachse des ersten Rotors und einer Mittelachse des zweiten Rotors kleiner als das 1,333- fache einer Länge von der Mittelachse des ersten Rotors bis zu der Spitze oder bis zu dem Kontaktbogen ist. Durch die Ausnehmungen in den kreisförmigen Grundkörpern können die beiden Rotoren bei gleicher Größe längere Flügel aufweisen, so dass bei ähnlich großen Gehäusen eine deutlich höhere Förderleistung erzielt werden kann. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Abstand kleiner als das 1,2-fache ist, da sich auf diese Art besonders kompakte Rotationskolbenpumpen realisieren lassen. Somit lässt sich im Vergleich zu den bekannten Rotationskolbenpumpen die gleiche Förderleistung bei geringerem Gewicht oder geringerer Baugröße darstellen oder bei gleichem Gewicht oder gleicher Baugröße der Rotationskolbenpumpe eine höhere Förderleistung . A further advantageous development is that a distance between a center axis of the first rotor and a center axis of the second rotor is smaller than the 1,333- is a length from the central axis of the first rotor to the tip or to the contact arc. Due to the recesses in the circular basic bodies, the two rotors can have longer wings for the same size, so that with similarly sized housings a significantly higher delivery rate can be achieved. It is particularly advantageous if the distance is less than 1.2 times, as can be realized in this way particularly compact rotary piston pumps. Thus, in comparison to the known rotary piston pumps, the same delivery rate can be displayed at a lower weight or smaller size, or at the same weight or the same size of the rotary piston pump, a higher delivery rate can be achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Spitze oder der Kontaktbogen eine Dichtlippe aufweisen. Durch eine Dichtlippe können die Verluste reduziert und der Wirkungsgrad der Rotationskolbenpumpe erhöht werden. Dabei hat die Dichtlippe direkten Kontakt mit der Innenkontur des Gehäuses, so dass ein möglicherweise vorhandener Spalt geschlossen wird. Die Dichtlippe kann beispielsweise als Gummidichtlippe ausgestalten sein, alternativ sind jedoch auch andere Dichtformen, insbesondere Bürstendichtungen, denkbar. According to an advantageous embodiment, it is provided that the tip or the contact arc have a sealing lip. By a sealing lip, the losses can be reduced and the efficiency of the rotary piston pump can be increased. The sealing lip has direct contact with the inner contour of the housing, so that a possibly existing gap is closed. The sealing lip can be configured, for example, as a rubber sealing lip, but alternatively also other sealing forms, in particular brush seals, are conceivable.
Eine bevorzugte Ausführungsform weist in den Ausnehmungen der kreisförmigen Grundkörper Einlageelemente auf, welche eine höhere Härte als die kreisförmigen Grundkörper und die Flügel aufweisen. Dadurch kann ein definierter Verschleiß an den Spitzen bzw. den Kontaktbögen der Flügel erreicht werden, während der kreisförmige Grundkörper weitestgehend keinem Verschleiß unterliegt. Dadurch kann beispielsweise bei einer Revision der Rotationskolbenpumpe schnell erkannt werden, ob ein Austausch der Rotoren notwendig ist. Alternativ können die Einlageelemente auch als besonders weiche und insbesondere auswechselbare Einlageelemente ausgeführt werden, so dass der Verschleiß definiert an den Einlageelementen auftritt, welche dann bei einer Revision entweder den Austausch der Rotoren oder das Austauschen der Einlageelemente anzeigt. A preferred embodiment has in the recesses of the circular base body insert elements which have a higher hardness than the circular base body and the wings. As a result, a defined wear on the tips or the contact arcs of the wings can be achieved, while the circular base body is largely not subject to wear. As a result, it can be quickly detected, for example, in a revision of the rotary piston pump, if an exchange of the rotors is necessary. Alternatively, the Insertion elements are also designed as particularly soft and especially interchangeable insert elements, so that the wear occurs defined on the insert elements, which then indicates in a revision either the replacement of the rotors or the replacement of the insert elements.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass der erste Rotor und/oder der zweite Rotor mehrteilig ausgebildet sind, wobei eine zerstörungsfreie Trennung zwischen einem der kreisförmigen Grundkörper und einem der zugeordneten Flügel vorgesehen ist. Dadurch können die Flügel ausgewechselt werden, was eine Revision der Rotationskolbenpumpe besonders einfach macht . Zudem können die Flügel auch ausgewechselt werden, um die Rotationskolbenpumpe an unterschiedliche Fördermedien anzupassen. A further advantageous development is that the first rotor and / or the second rotor are designed in several parts, wherein a non-destructive separation between one of the circular base body and one of the associated wings is provided. This allows the wings to be replaced, making a revision of the rotary piston pump very easy. In addition, the wings can also be replaced to adapt the rotary piston pump to different media.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Flügel aus einem weicheren Werkstoff als die kreisförmigen Grundkörper hergestellt sind. Dadurch tritt ein Verschleiß bevorzugt an den Flügeln auf, welche dann bei einer Revision der Rotationskolbenpumpe ausgewechselt werden können. Zudem sollten die Flügel auch weicher als die Innenkontur des Gehäuses sein, so dass auch hier ein Verschleiß bevorzugt an den Flügeln auftritt. It is particularly advantageous if the wings are made of a softer material than the circular base body. As a result, wear occurs preferably on the wings, which can then be replaced in a revision of the rotary piston pump. In addition, the wings should also be softer than the inner contour of the housing, so that a wear preferably occurs on the wings here.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass zumindest an einem der kreisförmigen Grundkörper eine Nut zur Aufnahme einer der Flügel ausgebildet ist . Dadurch ist eine besonders einfache, stabile und genaue Aufnahme der Flügel am kreisförmigen Grundkörper möglich. Alternativ kann an dem kreisförmigen Grundkörper auch eine Ausbuchtung vorgesehen sein, über welche ein Flügel am Grundkörper zentriert werden kann . Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Flügel als Hohlkörper ausgebildet sind. Dadurch kann das Gewicht der Flügel reduziert werden und die Masse der Rotoren im kreisförmigen Grundkörper konzentriert werden. Somit wird erreicht, dass der Rotor weniger empfindlich gegen produktionstechnische oder montagebedingte Unwuchten ist und besonders gleichförmig rotiert. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Flügel als Tiefziehteile oder Spritzgussteile aus Kunststoff hergestellt sind. Somit lassen sich besonders einfach und kostengünstig auswechselbare Flügel herstellen, welche zudem so weich ausgestaltet werden können, dass sie an der Innenkontur des Gehäuses bzw. an den Ausnehmungen des kreisförmigen Grundkörpers anliegen und somit eine hohe Dichtwirkung erzielen . A further advantageous development is that at least on one of the circular base body, a groove for receiving one of the wings is formed. As a result, a particularly simple, stable and accurate recording of the wings on the circular base body is possible. Alternatively, a bulge can be provided on the circular base body, via which a wing can be centered on the base body. A further advantageous development is that the wings are formed as a hollow body. As a result, the weight of the wings can be reduced and the mass of the rotors are concentrated in the circular base body. This ensures that the rotor is less sensitive to production-related or assembly-related imbalances and rotates particularly uniformly. It is particularly advantageous if the wings are made as deep-drawn or injection-molded parts made of plastic. Thus can be produced particularly easily and inexpensively interchangeable wings, which also can be designed so soft that they rest against the inner contour of the housing or on the recesses of the circular body and thus achieve a high sealing effect.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Flügel in Form einer radial aus dem kreisförmigen Grundkörper vorstehenden Platte ausgebildet sind. Die radial aus dem kreisförmigen Grundkörper austretenden Platten benötigen sehr wenig Platz und füllen ein sehr geringes Volumen in einem' von der Innenkontur des Gehäuses begrenzten Arbeitsraum aus. Dadurch kann ein vergleichsweise großes Volumen pro Umdrehung gefördert werden. Durch die kleinen Volumina von Platten als Flügel kann zudem eine sehr gleichmäßige Förderung eines Fluids mit einer sehr geringen Druckpulsation erreicht werden. Zudem kann somit einfach die bereits beschriebene positive Ausgestaltung eines Flügels mit einer Spitze erreicht werden . According to a further advantageous development, it is provided that the wings are designed in the form of a plate protruding radially from the circular base body. The radially emerging from the circular body plates require very little space and fill a very small volume in a ' limited by the inner contour of the housing working space. As a result, a comparatively large volume per revolution can be promoted. Due to the small volumes of plates as wings, moreover, a very uniform delivery of a fluid with a very low pressure pulsation can be achieved. In addition, thus can be easily achieved the already described positive configuration of a wing with a tip.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Flügel näherungsweise die Form einer Parabel oder einer Haifischflosse aufweisen. Durch eine näherungsweise Parabeloder Haifischflossenform kann ebenfalls ein Flügel dargestellt werden, welcher eine Spitze aufweist. In den Ausführungsbei- spielen ist keine mathematische exakte Parabel dargestellt, sondern zwei sich schneidende Epizykloidbögen, wobei der According to an alternative development, it is provided that the wings have approximately the shape of a parabola or a shark fin. By an approximately parabolic or shark fin shape can also be represented a wing which has a peak. In the exemplary embodiments, no mathematical exact parabola is shown, but two intersecting epicycloid arcs, wherein the
Schnittpunkt der beiden Epizykloidbögen die Spitze ausbildet. Eine solche Ausführungsform soll vom Begriff näherungsweise parabelförmig mit umfasst sein. Gegenüber einer Platte kann ein näherungsweise parabelförmiger oder Haifischflossen- förmiger Flügel jedoch wesentlich biegesteifer ausgeführt werden, was insbesondere bei einer Förderung von hochviskosen Fluiden von Vorteil sein kann. Intersection of the two epicycloid arches forming the tip. Such an embodiment should be encompassed by the term approximately parabolic. Compared to a plate, however, an approximately parabolic or shark-fin-shaped wing can be made substantially more rigid, which can be advantageous in particular when conveying highly viscous fluids.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Flügel eine Schaufelform aufweisen. Eine Schaufelform bietet die Möglichkeit, einen Flügel mit vergleichsweise wenig Materialeinsatz auszubilden. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Flügel nach Art eines Federblechs ausgebildet sind, so dass das schaufelförmige Federelement mit einer leichten Vorspannung gegen die Innenkontur des Gehäuses gepresst wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Abdichtung zwischen Schaufel und Gehäuse realisiert werden. Je nach Drehrichtung hat die Schaufelform weitere Vorteile. So können die Schaufeln bei einer Drehrichtung, wie in Fig. 11 dargestellt, besonders gut Partikel oder Verunreinigungen an der Innenkontur des Gehäuses mitnehmen und einer unschädlichen Stelle am Schaufelgrund zuführen, so dass der Verschleiß gemindert wird. Bei einer Drehrichtung, wie in Fig. 12 dargestellt, kann auf diese Weise durch die Federvorspannung der Schaufel eine Überlastfunktion in die Rotationskolbenpumpe integriert werden, so dass die Schaufel bei Übersteigen eines definierten Drucks auf der Auslassseite zurückfedern und somit einen Druckabbau ermöglichen, so dass kein weiteres Fluid in Richtung der Auslassseite gefördert wird. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Rotor und der zweite Rotor als dreiflüge- lige Rotoren ausgebildet sind, welche je drei Ausnehmungen und je drei Flügel aufweisen. Prinzipiell können alle in den Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellten Ausführungsformen der Rotationskolbenpumpe jeweils mit Rotoren mit zwei, drei oder mehr Flügeln ausgebildet sein. Ein dreiflügeliger Rotor hat gegenüber einem zweiflügeligen Rotor den Vorteil, dass die Abrollbereiche an den aufeinandertreffenden Flächen der kreisförmigen Grundkörper kleiner sind, und dadurch ebenfalls die Gefahr eines Verklemmens durch Partikel oder Verunreinigungen im Kontaktbereich der kreisförmigen Grundkörper reduziert ist. Dabei können die Flügel auch so gestaltet werden, dass ein Abrollen der kreisförmigen Grundkörper aufeinander vollständig vermieden wird, so dass Verklemmungen nicht auftreten können. According to a further alternative embodiment it is provided that the wings have a blade shape. A blade shape offers the possibility of forming a wing with comparatively little use of material. It is particularly advantageous if the wings are designed in the manner of a spring plate, so that the paddle-shaped spring element is pressed with a slight bias against the inner contour of the housing. As a result, a seal between the blade and the housing can be realized in a simple manner. Depending on the direction of rotation, the blade shape has further advantages. Thus, in the case of a direction of rotation, as shown in FIG. 11, the blades can carry particles or impurities particularly well on the inner contour of the housing and feed them to a point on the blade base, so that the wear is reduced. In one direction of rotation, as shown in FIG. 12, an overload function can be integrated into the rotary piston pump by the spring biasing of the blade, so that the blade springs back on exceeding a defined pressure on the outlet side and thus enables a pressure reduction, so that no further fluid is conveyed in the direction of the outlet side. According to a further advantageous development, it is provided that the first rotor and the second rotor are designed as dreiflüge- lige rotors, each having three recesses and three wings. In principle, all embodiments of the rotary piston pump shown in the exemplary embodiments of the invention may each be formed with rotors having two, three or more vanes. A three-bladed rotor has the advantage over a two-bladed rotor that the unrolling areas are smaller at the surfaces of the circular base bodies meeting one another, thereby also reducing the risk of jamming by particles or contaminants in the contact area of the circular base bodies. The wings can also be designed so that a rolling of the circular base body is completely avoided each other, so that deadlocks can not occur.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Flügel in Rotationsrichtung mindestens eine Mulde aufweisen, wobei der Muldengrund gegenüber den Randbereichen des Flügels zurückversetzt ist. Durch die in Rotationsrichtung nachlaufende Mulde können Verunreinigungen im geförderten Medium in der Mulde konzentriert werden. Dadurch wird die Gefahr eines Verklemmens von Verunreinigungen, insbesondere von Steinen oder sonstigen festen Partikeln, reduziert . Zudem können solche Verunreinigungen durch die Fliehkräfte besonders gut abgeführt werden, wenn ein Ausgang der Rotationskolbenpumpe in radialer Verlängerung zu dieser Mulde angeordnet ist . In an advantageous further development of the invention, it is provided that the blades have at least one trough in the direction of rotation, wherein the trough base is set back relative to the edge regions of the wing. By trailing in the direction of rotation trough impurities in the pumped medium can be concentrated in the trough. This reduces the risk of jamming of contaminants, in particular of stones or other solid particles. In addition, such impurities can be removed particularly well by the centrifugal forces, when an output of the rotary piston pump is arranged in a radial extension to this trough.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Flügel achsensymmetrisch ausgebildet sind, wobei ein Punkt auf der Symmetrieachse gegenüber den jeweiligen axi- al außenliegenden Randbereichen des Flügels zurückversetzt ist. Durch einen symmetrischen Flügel mit einer gegenüber den Rändern zurückversetzten Mitte ist eine Zentrierung des zu fördernden Mediums gewährleistet . Zudem kann die Lagerung der Rotoren dadurch verbessert werden, dass sich Massenkräfte bei einer solchen Ausgestaltung der Flügel im Wesentlichen aufheben. Ferner wird erreicht, dass sich die Flügel selbstzentrieren, da jeweils mindestens ein Flügel im Eingriff mit einer Ausnehmung an dem kreisförmigen Grundkörper steht und somit stetig eine Führung des Rotors gegeben ist. Dies verbessert auch die Notlaufeigenschaften, falls der Antrieb für einen der Rotoren ausfallen sollte und der zweite Rotor dann durch das strömende Medium sowie den verbleibenden Rotor „mitgeschleppt" wird. Zudem vergrößert sich der Winkel der Überlappung, wodurch die Förderverluste reduziert werden. According to a further advantageous embodiment, it is provided that the wings are formed axially symmetrical, with a point on the axis of symmetry with respect to the axiomatic axis. is set back al outside edge regions of the wing. By a symmetrical wing with a recessed center opposite the center, a centering of the medium to be conveyed is ensured. In addition, the bearing of the rotors can be improved so that mass forces cancel in such an embodiment of the wings substantially. Furthermore, it is achieved that the wings self-center, since in each case at least one wing is engaged with a recess on the circular base body and thus is given a continuous guidance of the rotor. This also improves the runflat performance if the drive for one of the rotors fails and the second rotor is then "dragged" by the flowing medium and the remaining rotor and the overlap angle is increased, thereby reducing the production losses.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die außenliegenden Randbereiche des Flügels in Form einer Bogenli- nie, insbesondere einer Kreisbogenlinie, miteinander verbunden sind oder eine Pfeilform aufweisen. Durch eine Bogenlinie oder eine Pfeilform ergibt sich ausgehend von den jeweils axial außenliegenden Randbereichen der Flügel eine kontinuierlich zunehmende Überlappung, wodurch die Druckschwingungen in der Rotationskolbenpumpe reduziert werden und eine gleichmäßigere Förderung und ein gleichmäßigerer Druckaufbau möglich sind. In a preferred embodiment it is provided that the outer edge regions of the wing in the form of a bow line, in particular a circular arc line, are interconnected or have an arrow shape. By a curved line or an arrow shape results from the respective axially outer edge regions of the wings a continuously increasing overlap, whereby the pressure oscillations are reduced in the rotary piston pump and a more uniform delivery and a more uniform pressure build-up are possible.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Symmetrieachse bzw. der Muldengrund gegenüber den außenliegenden Randbereichen in Drehrichtung des Rotors um 5° bis 30° Drehwinkel zurückversetzt ist. Besonders bevorzugt ist dabei ein Bereich von 10° bis 20°, insbesondere 15° Drehwinkel. Bei einem geringeren Versatz als 5° Drehwinkel können die Vorteile der Selbstzentrierung und des Abtransports von Verunreinigungen nur be- grenzt realisiert werden. Bei einem Versatz von mehr als 30° Drehwinkel zwischen den Randbereichen und dem Muldengrund bzw. der Symmetrieachse ergeben sich sehr lange Flügelspitzen, welche zu einer Verringerung der mechanischen Festigkeit führen können und somit zu einer Beschädigung der Flügel . It is particularly advantageous if the symmetry axis or the depression bottom is set back relative to the outer edge regions in the direction of rotation of the rotor by 5 ° to 30 ° rotation angle. Particularly preferred is a range of 10 ° to 20 °, in particular 15 ° rotation angle. With a smaller offset than 5 ° rotation angle, the advantages of self-centering and the removal of impurities can only be be realized. With an offset of more than 30 ° rotation angle between the edge regions and the trough base or the axis of symmetry very long wing tips, which can lead to a reduction in mechanical strength and thus to damage the wings.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse eine im Wesentlichen elliptische Grundform aufweist, wobei das Gehäuse an den Hauptscheiteln der Ellipse jeweils eine von der im Wesentlichen elliptischen Grundform abweichende Teilkreisform aufweist, wobei sich der Teilkreisabschnitt über einen Winkelbereich von mehr als 120° erstreckt. Bei einer Ausführung des Rotors mit drei Flügeln weisen die Flügel jeweils einen Abstand von 120° zueinander auf. Durch Teilkreisabschnitte von mehr als 120° wird ein Abschnitt geschaffen, in dem die Kammern kontinuierlich geschlossen werden. Somit tritt die Flügelspitze des in Drehrichtung nachfolgenden Flügels bereits mit dem Teilkreisabschnitt in Kontakt, während der vorhergehende Flügel die von dem Teilkreisabschnitt und den beiden Flügeln begrenzte Kammer verlässt. Somit liegt mindestens ein Flügel des Rotors immer an der Innenkontur des Gehäuses an. Durch die Mulde in dem Flügel muss der Teilkreisabschnitt größer als 120° sein, um ein Ausströmen bzw. Einströmen durch einen Spalt in radialer Verlängerung der Mulde zu vermeiden und somit ein vollständiges Abdichten der Kammer zu ermöglichen. In a further advantageous development it is provided that the housing has a substantially elliptical basic shape, wherein the housing at the major apexes of the ellipse each have a deviating from the substantially elliptical basic shape part circular shape, wherein the pitch circle section over an angular range of more than 120 ° extends. In one embodiment of the rotor with three wings, the wings each have a distance of 120 ° to each other. By partial circle sections of more than 120 °, a section is created in which the chambers are closed continuously. Thus, the wing tip of the wing following in the direction of rotation already comes into contact with the pitch circle section, while the preceding wing leaves the chamber delimited by the pitch circle section and the two wings. Thus, at least one wing of the rotor always bears against the inner contour of the housing. Due to the trough in the wing, the pitch circle section must be greater than 120 °, in order to prevent leakage through a gap in the radial extension of the trough and thus to allow complete sealing of the chamber.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand verschiedener bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen: Fig. 1 ein aus dem Stand der Technik bekanntes erstes Ausführungsbeispiel einer Rotationskolbenpumpe; The invention will be explained below with reference to various preferred embodiments with reference to the accompanying figures. The same components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Show it: Fig. 1 is a known from the prior art first embodiment of a rotary piston pump;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel von bereits aus dem Fig. 2 shows another embodiment of already from the
Stand der Technik bekannten Rotoren für eine Rotationskolbenpumpe ;  Prior art known rotors for a rotary piston pump;
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe; 3 shows a first embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe; 4 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe ; 5 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe ; 6 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe ; 7 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe ; 8 shows a further embodiment of a rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe; 9 shows an embodiment of a three-winged rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen Fig. 10 shows another embodiment of a dreiflügeligen
Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe;  Rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen Fig. 11 shows another embodiment of a dreiflügeligen
Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe; Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen Rotors einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe; Rotor of a rotary piston pump according to the invention; 12 shows a further embodiment of a three-bladed rotor of a rotary piston pump according to the invention;
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe mit zwei zweiflügeligen Rotoren; 13 shows an embodiment of a rotary piston pump according to the invention with two double-bladed rotors;
Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe mit zwei dreiflügeligen Rotoren; 14 shows an embodiment of a rotary piston pump according to the invention with two three-bladed rotors;
Fig. 15 ein Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen, selbstzentrierenden Rotors; FIG. 15 shows an exemplary embodiment of a three-winged, self-centering rotor; FIG.
Fig. 16 ein zweites Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen, selbstzentrierenden Rotors Fig. 16 shows a second embodiment of a three-bladed, self-centering rotor
Fig. 17 zwei selbstzentrierende Rotoren im gegenseitigen Eingriff; Fig. 17 two self-centering rotors in mutual engagement;
Fig. 18 ein zweites Ausführungsbeispiel zweier selbstzentrierender Rotoren im gegenseitigen Eingriff; 18 shows a second embodiment of two self-centering rotors in mutual engagement.
Fig. 19 ein drittes Ausführungsbeispiel zweier selbstzentrierender Rotoren im gegenseitigen Eingriff; und 19 shows a third embodiment of two self-centering rotors in mutual engagement. and
Fig. 20 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe mit in dem Gehäuse angeordneten, selbstzentrierenden Rotoren. Fig. 20 shows an embodiment of a rotary piston pump according to the invention with arranged in the housing, self-centering rotors.
In Fig. 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Rotationskolbenpumpe 10 nach Art eines Roots-Kompressors dargestellt. Die Rotationskolbenpumpe 10 weist ein Gehäuse 50 auf, in welches eine Einlassöffnung 60 und eine Auslassöffnung 70 eingebracht sind. Das Gehäuse 50 weist eine Innenkontur 51 auf, welche einen Arbeitsraum 52 der Rotationskolbenpumpe 10 begrenzt. In dem Gehäuse 50 sind ein erster Rotor 20 und ein zweiter Rotor 30 jeweils drehbar gelagert. Ein von der Einlassöffnung 60 in den Arbeitsraum 52 der Rotationkolbenpumpe 10 strömendes Fluid wird durch die Drehbewegung der Rotoren 20, 30 verdichtet und durch die Auslassöffnung 70 gefördert. In Fig. 1, a known from the prior art rotary piston pump 10 is shown in the manner of a Roots compressor. The rotary piston pump 10 has a housing 50 into which an inlet opening 60 and an outlet opening 70 are introduced. The housing 50 has an inner contour 51, which limits a working space 52 of the rotary piston pump 10. In the housing 50, a first rotor 20 and a second rotor 30 are each rotatably mounted. A fluid flowing from the inlet opening 60 into the working space 52 of the rotary piston pump 10 is compressed by the rotational movement of the rotors 20, 30 and conveyed through the outlet opening 70.
In Fig. 2 sind weitere bekannte Ausführungsformen von Rotationskolbenpumpen 10 dargestellt, bei denen die Rotoren 20,30 wie in Fig. 2a sternförmig oder wie in Fig. 2c ovalförmig ausgebildet sind. Aus Fig. 2e ist eine Rotationskolbenpumpe 10 bekannt, welche einen ersten Rotor 20 und einen zweiten Rotor 30 aufweist, wobei der erste Rotor 20 und der zweite Rotor 30 jeweils eine weitestgehend kreisförmige Grundform 21, 31 aufweisen, und wobei an dem ersten Rotor 20 und dem zweiten Rotor 30 jeweils zwei Flügel 25, 26, 35, 36 ausgebildet sind, wobei an den jeweiligen kreisförmigen Grundkörpern 21, 31 der Rotoren 20, 30 V-förmige Ausnehmungen 17 vorgesehen sind. FIG. 2 shows further known embodiments of rotary piston pumps 10, in which the rotors 20, 30 are star-shaped as in FIG. 2a or oval-shaped as in FIG. 2c. From Fig. 2e, a rotary piston pump 10 is known, which has a first rotor 20 and a second rotor 30, wherein the first rotor 20 and the second rotor 30 each have a largely circular basic shape 21, 31, and wherein on the first rotor 20 and the second rotor 30 are each two wings 25, 26, 35, 36 are formed, wherein on the respective circular base bodies 21, 31 of the rotors 20, 30 V-shaped recesses 17 are provided.
In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Rotors 20, 30 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Fig. 3 bis Fig. 12 jeweils nur der erste Rotor 20 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Auf eine Darstellung eines geometrisch gleichen oder an einer Mittelachse 29 gespiegelten zweiten Rotors 30 wurde zugunsten der Übersichtlichkeit verzichtet. Der erste Rotor 20 weist einen kreisförmigen Grundkörper 21 auf, in den zwei um jeweils 180° zueinander versetzte Ausnehmungen 22, 23 eingebracht sind. Ferner sind an dem kreisförmigen Grundkörper 21 zwei um jeweils 180° zueinander versetzt angeordnete Flügel 25, 26 ausgebildet, welche um je 90° gedreht zu den Ausnehmungen 22, 23 angeordnet sind. Die Flügel 25, 26 weisen näherungsweise die Form einer Parabel 42 oder zweier sich schneidender Epizykloidbogen auf, wobei der Schnittpunkt der Epizykloidbogen eine Spitze 45 der Flügel 25, 26 ausbildet. Der erste Rotor 20 ist drehbar um eine Mittelachse 29 im Gehäuse 50 lagerbar. Der Epizykloidbogen verläuft dabei so, dass lediglich die Spitze 45 des Epizyk- loidbogens mit der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 oder der Ausnehmung 22, 23 des zweiten Rotors 30 in Kontakt steht und dabei eine näherungsweise linienförmige Kontaktfläche 53 ausbildet . In Fig. 3, a first embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention is shown. For reasons of clarity, only the first rotor 20 of a rotary piston pump 10 according to the invention is shown in FIGS. 3 to 12. In a representation of a geometrically identical or mirrored on a central axis 29 second rotor 30 has been omitted for the sake of clarity. The first rotor 20 has a circular main body 21, in which two recesses 22, 23 offset by 180 ° to each other are introduced. Further, two offset by 180 ° to each other arranged wings 25, 26 are formed on the circular base body 21, which are arranged rotated by 90 ° to the recesses 22, 23 are. The wings 25, 26 have approximately the shape of a parabola 42 or two intersecting Epizykloidbogen, wherein the intersection of the Epizykloidbogen a tip 45 of the wings 25, 26 forms. The first rotor 20 is rotatably supported about a central axis 29 in the housing 50. The epicycloid arc runs in such a way that only the tip 45 of the epicycloidal arc is in contact with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 22, 23 of the second rotor 30, thereby forming an approximately linear contact surface 53.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 20, 30 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau zu der Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist der Rotor 20 Flügel 25, 26 auf, welche Haifischflossen-förmig 43 ausgebildet sind. Die Haifischflossenform 43 ergibt sich durch den Schnittpunkt einer radial um 90° zu den Ausnehmungen gedreht verlaufenden Geraden durch die Mittelachse 29 des kreisförmigen Grundkörpers 21, welche sich mit einem Epizykloidbogen schneidet. Dabei bildet der Schnittpunkt der Geraden mit dem Epizykloidbogen die Spitze 45 aus. Der Epizykloidbogen verläuft dabei so, dass lediglich die Spitze 45 des Epizykloidbogens mit der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 oder der Ausnehmung 22, 23 des zweiten Rotors 30 in Kontakt steht und dabei eine näherungsweise linienförmige Kontaktfläche 53 ausbildet. 4, a further embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention is shown. In most of the same structure to the embodiment of FIG. 3, the rotor 20 wings 25, 26, which shark fin-shaped 43 are formed. The shark fin shape 43 results from the intersection of a straight line, which is turned radially through 90 ° to the recesses, through the central axis 29 of the circular main body 21, which intersects with an epicycloidal arc. At the same time the intersection of the straight line with the epicyclic arc forms the tip 45. The epicycloid arc runs in such a way that only the tip 45 of the epicycloid arc is in contact with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 22, 23 of the second rotor 30, thereby forming an approximately linear contact surface 53.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 20, 30 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in den Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Beispielen wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Der Rotor 20 weist Flügel 25, 26 in Form von radial aus dem kreisförmigen Grundkörper 21 aus- tretenden Platten 41 auf, welche in Nuten 28 des kreisförmigen Grundkörpers 21 fixiert sind. Dabei können die Nuten 28, wie an einem dem kreisförmigen Grundkörper 21 zugewandten Ende des Flügels 26 dargestellt, im einfachsten Fall als gerade Nuten 28 in den kreisförmigen Grundkörper 21 eingebrachte Nuten 28 ausgebildet sein, wobei der Flügel 26 in der Nut 28 eingeklemmt wird. Alternativ ist auch, wie an einem dem kreisförmigen Grundkörper 21 zugewandten Ende des Flügels 25 dargestellt, eine T-förmige Ausbildung der Nut 28 möglich, wodurch eine formschlüssige und besonders stabile Verbindung zwischen kreisförmigem Grundkörper 21 und dem Flügel 25 möglich ist. Alternativ sind auch noch andere Verbindungsformen zwischen den Flügeln 25, 26 und dem kreisförmige Grundkörper 21 möglich. FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention. In largely the same structure as in the examples shown in FIGS. 3 and 4, only the differences will be discussed below. The rotor 20 has wings 25, 26 in the form of radially out of the circular main body 21. passing plates 41, which are fixed in grooves 28 of the circular base body 21. In this case, the grooves 28, as shown at one of the circular base body 21 facing the end of the blade 26, be formed in the simplest case as a straight grooves 28 in the circular base 21 introduced grooves 28, wherein the wing 26 is clamped in the groove 28. Alternatively, as shown at one of the circular base body 21 facing the end of the blade 25, a T-shaped configuration of the groove 28 is possible, whereby a positive and particularly stable connection between the circular base body 21 and the wing 25 is possible. Alternatively, other connection forms between the wings 25, 26 and the circular base 21 are possible.
Ferner ist in zumindest einer der Ausnehmungen 22 am kreisförmigen Grundkörper 21, bevorzugt an allen Ausnehmungen 22, 23, ein Einlageelement 47 vorgesehen, welches eine größere Härte als die kreisförmigen Grundkörper 21, 31 oder die Flügel 25, 26 aufweist. Dadurch verschleißt bei einem Kontakt der SpitzeFurther, in at least one of the recesses 22 on the circular base body 21, preferably on all recesses 22, 23, an insert element 47 is provided, which has a greater hardness than the circular base body 21, 31 or the wings 25, 26. This wears out on contact of the tip
45 mit dem Einlageelement 47 die weichere Spitze 45, so dass Verschleiß nur an definierten Stellen wie der Spitze 45 auftritt und somit leichter kontrolliert werden kann. Solche Einlageelemente 47 sind nicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 beschränkt, sondern können bei allen Rotoren 20, 30 der erfindungsgemäßen Rotationkolbenpumpe 10 vorgesehen werden. Ferner weist der Flügel 26 an seiner Spitze 45 eine Dichtlippe45 with the insert member 47, the softer tip 45, so that wear occurs only at defined locations such as the tip 45 and thus can be easily controlled. Such insert elements 47 are not limited to the embodiment of FIG. 5, but may be provided in all rotors 20, 30 of the rotary piston pump 10 according to the invention. Furthermore, the wing 26 has a sealing lip at its tip 45
46 in Form einer Gummidichtlippe auf. Solche Dichtlippen 46 können zur Erhöhung der Förderleistung und zur Verringerung von Verlusten ebenfalls bei allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen werden. In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 20, 30 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Die Flügel 25, 26 weisen jeweils die Form von zwei Epizykloidbogen auf, welche sich jedoch nicht schneiden, sondern durch einen Kontaktbogen 48 verbunden sind, welcher weitestgehend den gleichen Radius wie die Innenkontur 51 des Gehäuses 50 aufweist. Dabei beträgt die Länge des Kontaktbogens ca. 10° bezogen auf eine Kontaktfläche 53 des Kontaktbogens 48 mit der Innenkontur 51 des Gehäuses. Der Epizykloidbogen verläuft dabei so, dass lediglich der Kontaktbogen 48 oder die Spitzen 45 des Epizykloidbogens mit der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 oder der Ausnehmung 22, 23 des zweiten Rotors 30 in Kontakt steht und dabei die Kontaktfläche 53 ausbildet. Die Flügel 25, 26 können zur Reduzierung der Massen als Hohlkörper 49 ausgebildet sein, beispielsweise als Kunststoff-Tiefziehteil oder als Kunststoff-Spritzgussteil . Zudem ist eine zerstörungsfreie Trennung zwischen den Flügeln 25, 26 und dem kreisförmigen Grundkörper 21 vorgesehen, so dass die Flügel 25, 26 ausgetauscht werden können. 46 in the form of a rubber seal lip. Such sealing lips 46 may also be provided in all embodiments shown here to increase the delivery rate and to reduce losses. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention. In largely the same structure as in the embodiment of FIG. 3 will be discussed below only the differences. The wings 25, 26 each have the shape of two Epizykloidbogen, which, however, do not intersect, but are connected by a contact arc 48, which has largely the same radius as the inner contour 51 of the housing 50. The length of the contact arc is approximately 10 ° relative to a contact surface 53 of the contact arc 48 with the inner contour 51 of the housing. The epicycloid arc runs in such a way that only the contact arc 48 or the tips 45 of the epicycloid arc are in contact with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 22, 23 of the second rotor 30, thereby forming the contact surface 53. The wings 25, 26 may be designed to reduce the masses as a hollow body 49, for example as a plastic deep-drawn part or as a plastic injection-molded part. In addition, a nondestructive separation between the wings 25, 26 and the circular base body 21 is provided, so that the wings 25, 26 can be replaced.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 20, 30 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Die Epizykloidbogen der Flügel 25, 26 haben einen etwas größeren Radius, so dass es zwischen den zwei kreisförmigen Grundkörpern 21, 31 der beiden Rotoren 20, 30 keine aufeinander abrollenden Flächen mehr gibt und der Kontakt ausschließlich zwischen den Kontaktbögen 48 und den jeweiligen Ausnehmungen 22, 23, 32, 33 erfolgt. Dies macht eine erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe 10 besonders unempfindlich gegen Partikel und Verunreinigungen. Gemäß dieser Ausfuhrungsform ist vorgesehen, dass an dem kreisförmigen Grundkörper 21 Auswölbungen vorgesehen sind, über welche die Flügel 25, 26 am kreisförmigen FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention. In the case of largely the same construction as in the embodiment according to FIG. 6, only the differences will be discussed below. The epicyclic arc of the wings 25, 26 have a slightly larger radius, so that between the two circular base bodies 21, 31 of the two rotors 20, 30 no more rolling surfaces are more and the contact exclusively between the contact sheets 48 and the respective recesses 22, 23, 32, 33 takes place. This makes a rotary piston pump 10 according to the invention particularly insensitive to particles and Impurities. According to this embodiment, it is provided that on the circular base body 21 bulges are provided, via which the wings 25, 26 at the circular
Grundkörper 21 zentriert werden. Main body 21 are centered.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 20, 30 einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Die Flügel 25, 26 sind weitestgehend plattenförmig ausgebildet, wobei an den jeweiligen, dem kreisförmigen Grundkörper 21 abgewandten Enden der Flügel 25, 26 Kontaktbögen 48 ausgebildet sind. Die Länge der Kontaktbögen 48 sowie die Geometrie der Ausnehmungen 22, 23 sind bei den zwei Ausführungsformen gemäß Fig. 7 und Fig. 8 gleich, so dass ohne Umstellungen auch ein gemischter Verbau dieser Ausführungsformen der Rotoren 20, 30 denkbar ist. FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of a rotor 20, 30 of a rotary piston pump 10 according to the invention. In the case of largely the same construction as in the embodiment according to FIG. 7, only the differences will be discussed below. The wings 25, 26 are formed largely plate-shaped, wherein at the respective, the circular base body 21 opposite ends of the wings 25, 26 contact sheets 48 are formed. The length of the contact arches 48 and the geometry of the recesses 22, 23 are the same in the two embodiments according to FIG. 7 and FIG. 8, so that a mixed installation of these embodiments of the rotors 20, 30 is conceivable without conversion.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines dreiflügeligen Rotors, der als erster und zweiter Rotor 20, 30 in einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 eingesetzt werden kann. Der dreiflügelige Rotor 20, 30 weist einen kreisförmigen 9 shows an exemplary embodiment of a three-winged rotor which can be used as first and second rotor 20, 30 in a rotary piston pump 10 according to the invention. The three-bladed rotor 20, 30 has a circular
Grundkörper 21, 31 auf, in welchem drei um jeweils 120° versetzt angeordnete, Ausnehmungen 22, 23, 24, 32, 33, 34 ausgebildet sind. Der dreiflügelige Rotor 20, 30 weist ferner drei Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 auf, welche ebenfalls um jeweils 120° versetzt zueinander, am Umfang des kreisförmigen Grundkörpers 21, 31 und um jeweils 60° versetzt zu den Ausnehmungen 22, 23, 24, 32, 33, 34 angeordnet sind. Die Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 sind als Platten 41 ausgebildet, wobei auch andere der vorher dargestellten Ausführungsformen der Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 gemäß den Fig. 3 bis Fig. 8 denkbar sind. Die Platten 41 weisen Spitzen 45 auf, welche in Kontakt mit der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 treten können. Der Rotor 20, 30 gemäß Fig. 9 kann sowohl einteilig als auch mehrteilig, insbesondere gemäß der Ausführung in Fig. 5, ausgeführt sein, wobei eine Trennung zwischen den Flügeln 25, 26, 27, 35, 36, 37 und dem kreisförmigen Grundkörper 21, 31 vorgesehen ist. Base 21, 31, in which three offset by 120 °, recesses 22, 23, 24, 32, 33, 34 are formed. The three-bladed rotor 20, 30 further comprises three wings 25, 26, 27, 35, 36, 37, which also offset by 120 ° to each other, on the circumference of the circular base body 21, 31 and offset by 60 ° to the recesses 22nd , 23, 24, 32, 33, 34 are arranged. The wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 are formed as plates 41, wherein also other of the previously illustrated embodiments of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 according to FIGS. 3 to 8 are conceivable , The plates 41 have tips 45 which are in contact with the Inner contour 51 of the housing 50 can occur. The rotor 20, 30 according to FIG. 9 can be realized both in one piece and in several parts, in particular according to the embodiment in FIG. 5, wherein a separation between the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 and the circular main body 21 , 31 is provided.
Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines dreiflü- geligen Rotors 20, der als erster Rotor 20 und zweiter Rotor 30 in einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 eingesetzt werden kann. Bei weitestgehend gleichem Aufbau zu der Ausführungsform gemäß Fig. 9 wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Die Flügel 25, 26, 27 sind in diesem Ausführungsbeispiel in Haifischflossenform 43 ausgebildet. Dadurch wird eine höhere Steifigkeit als bei Flügeln 25, 26, 27 in Form einer Platte 41 erreicht, was insbesondere bei der Förderung von hochviskosen Medien von Vorteil ist. 10 shows a further exemplary embodiment of a three-flighted rotor 20, which can be used as the first rotor 20 and the second rotor 30 in a rotary piston pump 10 according to the invention. In most of the same structure to the embodiment of FIG. 9 will be discussed below only the differences. The wings 25, 26, 27 are formed in shark fin form 43 in this embodiment. As a result, a higher rigidity is achieved than in the case of wings 25, 26, 27 in the form of a plate 41, which is advantageous in particular when conveying highly viscous media.
Fig. 11 und Fig. 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotors 20. Die Ausführungen in den Fig. 11 und Fig. 12 unterscheiden sich nur durch die Drehrichtung des Rotors 20. An dem kreisförmigen Grundkörper 21 sind drei Ausnehmungen 22, 23, 24 ausgebildet, welche jeweils 120° versetzt zueinander angeordnet sind. Ferner sind an dem kreisförmigen Grundkörper 21 Flügel 25, 26, 27 in Form von Federblechen angeordnet, wobei die Spitze des Federblechs in etwa 60° gedreht zum am dichtesten an der Mittelachse 29 liegenden Punkt auf der Ausnehmung 22, 23, 24 angeordnet ist. Je nach Drehrichtung wirkt das Federblech entweder als eine Art Schaufeln, welche gegen die Innenkontur 51 des Gehäuses 50 gedrückt wird, oder als eine Art Blattfeder, wobei der Flügel 25 ab einem definierten Druck an der Auslassöffnung 70 der Rotationskolbenpumpe 10 einfedert und von der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 abhebt, so dass eine Überlastfunktion in die Rotationskolbenpumpe 10 integriert werden kann. FIGS. 11 and 12 show a further exemplary embodiment of a rotor 20. The embodiments in FIGS. 11 and 12 differ only in the direction of rotation of the rotor 20. Three recesses 22, 23, 24 are formed on the circular base body 21 , which are each offset by 120 ° to each other. Further, wings 25, 26, 27 are arranged in the form of spring plates on the circular base body 21, wherein the tip of the spring plate is rotated in about 60 ° to the closest to the central axis 29 point on the recess 22, 23, 24 is arranged. Depending on the direction of rotation, the spring plate acts either as a kind of blades, which is pressed against the inner contour 51 of the housing 50, or as a kind of leaf spring, wherein the wing 25 springs from a defined pressure at the outlet opening 70 of the rotary piston pump 10 and the inner contour 51st of the housing 50 lifts off, so that an overload function can be integrated into the rotary piston pump 10.
In Fig. 13 ist eine erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Die Rotationskolbenpumpe 10 weist ein Gehäuse 50 mit einer Einlassöffnung 60 und einer Auslassöffnung 70 auf. In dem Gehäuse 50 sind der erster Rotor 20 und der zweite Rotor 30 jeweils drehbar gelagert. Der erster Rotor 20 und der zweite Rotor 30 weisen jeweils einen zumindest weitestgehend kreisförmigen Grundkörper 21, 31 auf, wobei der erste Rotor 20 und der zweite Rotor 30 jeweils zwei Flügel 25, 26, 35, 36 aufweisen, welche aus dem jeweiligen kreisförmigen Grundkörper 21, 31 der Rotoren 20, 30 hervorstehen. An den kreisförmigen Grundkörpern 21, 31 sind jeweils zwei Ausnehmungen 22, 23, 32, 33 ausgebildet, welche in gleichen Abständen am Umfang des kreisförmigen Grundkörpers 21, 31, also um jeweils 180° zueinander versetzt, ausgebildet sind. Dabei steht der Flügel 35 des zweiten Rotors 30 in Eingriff mit der Ausnehmung 23 des ersten Rotors 20. Die Spitze des Flügels 25, 26, 35, 26 hat näherungsweise eine linienförmige Kontaktfläche 53 mit der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 oder der Ausnehmung 23 des ersten Rotors 20. Durch die Ausnehmungen 22, 23, 32, 33 kann ein Abstand zwischen der Mittelachse 29 des ersten Rotors 20 und der Mittelachse 39 des zweiten Rotors 30 klein gehalten werden. So beträgt der dargestellte Abstand A ca. das 1,15-fache der Länge L zwischen der Mittelachse 39 des zweiten Rotors 30 und der der Ausnehmung 23 zugewandten Spitze 45 des Flügels 35 des zweiten Rotors 30. Im Vergleich dazu beträgt der Abstand bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Rotoren gemäß dem Aus- führungsbeispiel in Fig. 1 das 1,333 -fache. So kann die erfindungsgemäße Rotationskolbenpumpe 10 bei gleicher Förderleistung kompakter und leichter gebaut werden. In Fig. 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Die Rotationskolbenpumpe 10 ist mit zwei dreiflügeligen Rotoren 20, 30 ausgeführt, wobei durch die Pfeile in der Fig. 14 eine Drehrichtung der Rotoren 20, 30 dargestellt ist. Die Rotationskolbenpumpe 10 weist ein Gehäuse 50 mit einer Einlassöff ung 60 und einer Auslassöffnung 70 auf. In dem Gehäuse 50 sind der erster Rotor 20 und der zweite Rotor 30 jeweils drehbar gelagert. Der erster Rotor 20 und der zweite Rotor 30 weisen jeweils einen zumindest weitestgehend kreisförmigen Grundkörper 21, 31 auf, wobei der erste Rotor 20 und der zweite Rotor 30 jeweils drei Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 aufweisen, welche aus dem jeweiligen kreisförmigen Grundkörper 21, 31 der Rotoren 20, 30 hervorstehen. An den kreisförmigen Grundkörpern 21, 31 sind jeweils drei Ausnehmungen 22, 23, 24, 32, 33, 34 ausgebildet, welche in gleichen Abständen am Umfang des kreisförmigen Grundkörpers, also um jeweils 120° zueinander versetzt, ausgebildet sind. Dabei steht der Flügel 27 des ersten Rotors 20 in Eingriff mit der Ausnehmung 32 des zweiten Rotors 30. Die Spitze 45 der Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 hat näherungsweise eine linienförmige Kontaktfläche 53 mit der Innenkontur 51 des Gehäuses 50 oder der Ausnehmung 32 des zweiten Rotors 30. Durch die Ausnehmungen 22, 23, 24, 32, 33, 34 kann ein Abstand zwischen der Mittelachse 29 des ersten Rotors 20 und der Mittelachse 39 des zweiten Rotors 30 klein gehalten werden. FIG. 13 shows a rotary piston pump 10 according to the invention. The rotary piston pump 10 has a housing 50 with an inlet opening 60 and an outlet opening 70. In the housing 50, the first rotor 20 and the second rotor 30 are each rotatably supported. The first rotor 20 and the second rotor 30 each have an at least largely circular base body 21, 31, wherein the first rotor 20 and the second rotor 30 each have two wings 25, 26, 35, 36, which from the respective circular base body 21st , 31 of the rotors 20, 30 protrude. Two recesses 22, 23, 32, 33 are formed on the circular base bodies 21, 31, which are formed at equal intervals on the circumference of the circular base body 21, 31, ie offset by 180 ° relative to one another. In this case, the wing 35 of the second rotor 30 is in engagement with the recess 23 of the first rotor 20. The tip of the wing 25, 26, 35, 26 has approximately a linear contact surface 53 with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 23 of the first Rotor 20. Through the recesses 22, 23, 32, 33, a distance between the central axis 29 of the first rotor 20 and the central axis 39 of the second rotor 30 can be kept small. Thus, the distance A shown is approximately 1.15 times the length L between the central axis 39 of the second rotor 30 and the recess 23 facing the tip 45 of the wing 35 of the second rotor 30. In comparison, the distance is at the out According to the prior art rotors according to the exemplary embodiment in FIG. 1, the 1.333 times. Thus, the rotary piston pump 10 according to the invention can be built compact and lighter at the same capacity. FIG. 14 shows a further exemplary embodiment of a rotary piston pump 10 according to the invention. The rotary piston pump 10 is designed with two three-bladed rotors 20, 30, whereby a direction of rotation of the rotors 20, 30 is represented by the arrows in FIG. 14. The rotary piston pump 10 has a housing 50 with an inlet opening 60 and an outlet opening 70. In the housing 50, the first rotor 20 and the second rotor 30 are each rotatably supported. The first rotor 20 and the second rotor 30 each have an at least largely circular base body 21, 31, wherein the first rotor 20 and the second rotor 30 each have three wings 25, 26, 27, 35, 36, 37, which from the respective circular base body 21, 31 of the rotors 20, 30 protrude. Three recesses 22, 23, 24, 32, 33, 34 are formed on the circular base bodies 21, 31, which are formed at equal intervals on the circumference of the circular base body, ie offset by 120 ° from each other. In this case, the wing 27 of the first rotor 20 is in engagement with the recess 32 of the second rotor 30. The tip 45 of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 has approximately a linear contact surface 53 with the inner contour 51 of the housing 50 or the recess 32 of the second rotor 30. By the recesses 22, 23, 24, 32, 33, 34, a distance between the central axis 29 of the first rotor 20 and the central axis 39 of the second rotor 30 can be kept small.
In Fig. 15 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines selbstzentrierenden Rotors 20 für eine erfindungsgemäße Rotations- kolbenpumpe 10 dargestellt. Der Rotor 20 weist einen kreisförmigen Grundkörper 21 mit drei Ausnehmungen 22, 23 und 24 sowie drei Flügeln 25, 26 und 27 auf. Dabei ist zwischen den außenliegenden Randbereichen 82 und 83 des Flügels 26 eine Mulde 86 ausgebildet, welche in Rotationsrichtung gegenüber den außen- liegenden Randbereichen des Flügels 26 zurückversetzt ist. Dabei bildet ein Muldengrund 87 der Mulde 86 den am weitesten gegenüber den axial außenliegenden Randbereichen 82 und 83 des Flügels 26 zurückversetzten Punkt aus. Die Randbereiche 82 und 83 des Flügels 26 wirken dabei als Zentrierung des Rotors 20. Gleichzeitig fördern die Randbereiche 82 und 83 das Medium in der Rotationskolbenpumpe 10 von den Randbereichen 82, 83 weg in Richtung der Mulde 86, so dass auch ein Volumenstrom des geförderten Mediums zentriert wird. Durch die in Rotationsrichtung nachlaufende Mulde 86 können Verunreinigungen im Medium konzentriert und gezielt abgeführt werden. Dadurch wird die Gefahr eines Verklemmens von Verunreinigungen und harten Partikeln, welche ansonsten zu einem vorzeitigen Verschleiß oder im schlimmsten Fall zum Ausfall der Rotationskolbenpumpe 10 führen können, reduziert. Dabei verläuft eine Stirnlinie des Flügels 26 in Form einer Kreisbogenlinie 84, so dass die Randbereiche 82 und 83 vor der Mitte des Flügels 26 mit dem Gehäuse 50 oder einer Ausnehmung an einem weiteren Rotor 30 in Eingriff treten. Durch die Kreisbogenlinie ergibt sich ausgehend von den jeweils axial außenliegenden Randbereichen 82 und 83 des Flügels 26 eine kontinuierlich zunehmende Überlappung, wodurch Druckschwingungen in der Rotationskolbenpumpe 10 reduziert werden und ein gleichmäßiger Druckaufbau bzw. eine gleichmäßige Förderung des Mediums erreicht werden. Die weiteren Flügel 25 und 27 des Rotors 20 sind in gleicher Form aufgebaut. Die Kontur der Ausnehmungen 22, 23, 24 ist an die Kontur der Flügel 25, 26, 27 angepasst, wobei die Randbereiche der Ausnehmungen 22, 23, 24 eine zu den Flügeln korrespondierende Form aufweisen und ebenfalls in Form einer Bogenlinie oder in einer Pfeilform ausgebildet sind. FIG. 15 shows a first exemplary embodiment of a self-centering rotor 20 for a rotary piston pump 10 according to the invention. The rotor 20 has a circular base body 21 with three recesses 22, 23 and 24 and three wings 25, 26 and 27. In this case, between the outer edge regions 82 and 83 of the wing 26, a depression 86 is formed, which in the direction of rotation with respect to the outer lying edge regions of the wing 26 is set back. In this case, a trough bottom 87 of the trough 86 forms the point which is recessed furthest opposite the axially outer edge regions 82 and 83 of the wing 26. At the same time, the edge regions 82 and 83 convey the medium in the rotary piston pump 10 away from the edge regions 82, 83 in the direction of the depression 86, so that a volumetric flow of the conveyed medium is also provided is centered. By trailing in the direction of rotation trough 86 impurities can be concentrated in the medium and selectively discharged. As a result, the risk of jamming of impurities and hard particles, which can otherwise lead to premature wear or in the worst case to failure of the rotary piston pump 10, reduced. In this case, an end line of the wing 26 in the form of a circular arc line 84, so that the edge regions 82 and 83 in front of the center of the wing 26 with the housing 50 or a recess on a further rotor 30 engage. As a result of the circular arc line, starting from the respective axially outer edge regions 82 and 83 of the blade 26, a continuously increasing overlap results, whereby pressure oscillations in the rotary piston pump 10 are reduced and a uniform pressure build-up or uniform delivery of the medium is achieved. The other wings 25 and 27 of the rotor 20 are constructed in the same shape. The contour of the recesses 22, 23, 24 is adapted to the contour of the wings 25, 26, 27, wherein the edge regions of the recesses 22, 23, 24 have a shape corresponding to the wings and also in the form of a curved line or in an arrow shape are.
In Fig. 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines selbstzentrierenden Rotors 20 dargestellt. Bei im Wesentlichen glei- ehern Aufbau wie der Rotor 20 in Fig. 15 ist die Stirnlinie an den Flügeln 25, 26 und 27 in Pfeilform 85 achsensymmetrisch zu einer Mittelachse 81 der jeweiligen Flügel 25, 26 und 27 ausgebildet. Dabei liegt der Muldengrund 87 der Mulde 86 auf der Symmetrieachse 81 der Flügel 25, 26 und 27. Der Muldengrund 87 ist in Rotationsrichtung etwa 15° gegenüber einem Eingriffspunkt der außenliegenden Randbereiche 82 und 83 der Flügel zurückversetzt. Dadurch ergibt sich eine langsam steigende Überdeckung zwischen dem Flügel 25, 26 und 27 und dem Gehäuse 50 bzw. zwischen dem Flügel 25, 26 und 27 und einer Ausnehmung 32, 33, 34 des in Fig. 18 dargestellten anderen Rotors 30. FIG. 16 shows a further exemplary embodiment of a self-centering rotor 20. For essentially the same In the same way as the rotor 20 in FIG. 15, the front line on the wings 25, 26 and 27 in arrow shape 85 is formed axially symmetrical to a central axis 81 of the respective wings 25, 26 and 27. In this case, the trough base 87 of the trough 86 lies on the axis of symmetry 81 of the wings 25, 26 and 27. The trough base 87 is set back in the direction of rotation about 15 ° with respect to an engagement point of the outer edge regions 82 and 83 of the wings. This results in a slowly increasing overlap between the vanes 25, 26 and 27 and the housing 50 or between the vanes 25, 26 and 27 and a recess 32, 33, 34 of the other rotor 30 shown in FIG.
In Fig. 17 sind zwei selbstzentrierende Rotoren 20 und 30 mit jeweils zwei Flügeln 25, 26, 35, 36 und jeweils zwei Ausnehmungen 22, 23, 32, 33 dargestellt. Dabei greift der Flügel 36 des zweiten Rotors 30 in die Ausnehmung 23 des ersten Rotors 20. Die gebogene Form der Flügel 25, 26, 35, 36 ist in dieser Darstellung besonders gut an dem Flügel 25 zu erkennen. Die Mulde 86 des Flügels 25 ist dabei in Rotationsrichtung gegenüber den Randbereichen 82 und 83 des Flügels 25 zurückversetzt, so dass bei einem Weiterdrehen der Rotoren 20, 30 zunächst die Randbereiche 82 und 83 in die Ausnehmung 33 des zweiten Rotors 30 eingreifen und die Mulde 86 erst mit einem Versatz von ca. 10 bis 15 Grad folgt. In Fig. 17, two self-centering rotors 20 and 30, each with two wings 25, 26, 35, 36 and two recesses 22, 23, 32, 33 are shown. In this case, the wing 36 of the second rotor 30 engages in the recess 23 of the first rotor 20. The curved shape of the wings 25, 26, 35, 36 can be seen particularly well on the wing 25 in this illustration. The trough 86 of the wing 25 is set back in the direction of rotation with respect to the edge regions 82 and 83 of the wing 25, so that upon further rotation of the rotors 20, 30 first the edge regions 82 and 83 engage in the recess 33 of the second rotor 30 and the trough 86th only with an offset of about 10 to 15 degrees follows.
In Fig. 18 sind zwei Rotoren 20, 30 dargestellt, welche jeweils als dreiflügelige Rotoren ausgebildet sind und jeweils drei Ausnehmungen 22, 23, 24, 32, 33, 34 und drei Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 aufweisen. Die Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 weisen die in Fig. 15 beschriebene Form mit einer Stirnlinie in Form einer Kreisbogenlinie 84 und einer Mulde 86 auf, welche gegenüber den Randbereichen 82 und 83 zurückversetzt In Fig. 19 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zweier miteinander in Eingriff stehender Rotoren 20, 30 dargestellt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau zu den in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Rotoren weisen die Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 jeweils zwei Mulden 86a, 86b auf, wobei die Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 in der Mitte, also auf ihrer Symmetrieachse 81, eine Erhebung aufweisen, welche sich in etwa auf das Niveau der äußeren Randbereiche 82 und 83 der Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 erhebt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Rotationskolbenpumpe 10 mehrere Auslassöff ungen 70 aufweist, wobei die Auslassöffnungen bevorzugt jeweils in radialer Verlängerung der Mulden 86a, 86b angeordnet sind. Somit können mehrere Volumenströme des Mediums auf mehrere Ausgänge der Rotationskolbenpumpe 10 zentriert werden, wodurch eine effiziente Förderung von Medien möglich ist, welche Feststoffe und/oder Festkörper enthalten. In Fig. 18, two rotors 20, 30 are shown, which are each formed as dreiflügelige rotors and each having three recesses 22, 23, 24, 32, 33, 34 and three wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 have. The wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 have the shape described in Fig. 15 with a front line in the form of a circular arc line 84 and a trough 86 which is set back relative to the edge regions 82 and 83 In Fig. 19, another embodiment of two mutually engaging rotors 20, 30 is shown. With essentially the same structure as the rotors described in the preceding figures, the vanes 25, 26, 27, 35, 36, 37 each have two troughs 86a, 86b, the vanes 25, 26, 27, 35, 36, 37 in FIG the center, ie on its axis of symmetry 81, have a survey which rises approximately to the level of the outer edge regions 82 and 83 of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37. This is particularly advantageous when the rotary piston pump 10 has several Auslassöff openings 70, wherein the outlet openings are preferably each arranged in the radial extension of the wells 86a, 86b. Thus, several volume flows of the medium can be centered on multiple outputs of the rotary piston pump 10, whereby an efficient delivery of media containing solids and / or solids is possible.
In Fig. 20 ist die Anordnung von zwei selbstzentrierenden Rotoren 20, 30 in einem Gehäuse 50 dargestellt. Das Gehäuse 50 weist dabei eine im Wesentlichen elliptische Grundform 56 mit zwei Hauptscheiteln 57 und 58 auf. In den Bereichen der Hauptscheitel 57 und 58 weist das Gehäuse 50 eine von der Ellipse 56 abweichende Form auf, wobei das Gehäuse 50 jeweils an den Hauptscheiteln 57, 58 in Form eines Teilkreisabschnitts 59 ausgebildet ist. Die Teilkreisabschnitte 59 weisen jeweils einen Winkel α, ß von mehr als 120°, vorzugsweise 135°, auf. In Zusammenwirken mit den nachlaufenden Mulden 86 wird so jeweils in den Bereich der Hauptscheitel 57, 58 zumindest temporär eine Kammer 55 ausgebildet, welche durch den Teilkreisabschnitt 59 sowie die Flügel 37 und 36 begrenzt wird, wobei sich der Flügel 36 erst von dem Teilkreisabschnitt 59 löst, wenn der Flügel 37 bereits mit dem Teilkreisabschnitt 59 in Eingriff getreten ist. Dabei liegt zu jedem Zeitpunkt zumindest ein Flügel 35, 36, 37 des zweiten Rotors 30 an dem Teilkreisabschnitt 59b und zumindest ein Flügel 25, 26, 27 des ersten Rotors 20 an dem Teilkreisabschnitt 59a des Gehäuses 50 an. FIG. 20 shows the arrangement of two self-centering rotors 20, 30 in a housing 50. The housing 50 has a substantially elliptical basic shape 56 with two main peaks 57 and 58. In the areas of the main vertex 57 and 58, the housing 50 has a shape deviating from the ellipse 56, wherein the housing 50 is formed in each case on the main vertex 57, 58 in the form of a partial circle section 59. The partial circle sections 59 each have an angle α, β of more than 120 °, preferably 135 °. In cooperation with the trailing troughs 86, at least temporarily a chamber 55 is formed in each case in the region of the main vertex 57, 58, which is delimited by the pitch circle section 59 and the wings 37 and 36, whereby the vane 36 only releases from the pitch circle section 59 when the vane 37 is already engaged with the pitch circle portion 59 has entered. At any given time, at least one vane 35, 36, 37 of the second rotor 30 abuts on the pitch circle section 59b and at least one vane 25, 26, 27 of the first rotor 20 adjusts on the pitch circle section 59a of the housing 50.
Durch die Kreisbogenlinie 84 oder die Pfeilform 85 an derThrough the circular arc line 84 or the arrow 85 at the
Spitze der Flügel 25, 26, 27, 35, 36, 37 wird somit in Zusammenspiel mit dem Teilkreisabschnitt 59 ein kontinuierliches Öffnen und Schließen der Kammer 55 erreicht, wodurch eine sehr gleichmäßige Förderung des Mediums erreicht wird und eine Druckpulsation in der Rotationskolbenpumpe 10 vermieden wird. Tip of the wings 25, 26, 27, 35, 36, 37 is thus achieved in conjunction with the pitch circle portion 59, a continuous opening and closing of the chamber 55, whereby a very uniform delivery of the medium is achieved and a pressure pulsation in the rotary piston pump 10 is avoided ,

Claims

Ansprüche : Claims :
1. Rotationskolbenpumpe (10) zum Fördern von Medien, mit 1. rotary piston pump (10) for conveying media, with
-einem Gehäuse (50) , wobei das Gehäuse (50) eine Einlassöffnung (60) und eine Auslassöffnung (70) aufweist, und -einem ersten Rotor (20) und einem zweiten Rotor (30) , wobei der erste Rotor (20) und der zweite Rotor (30) jeweils drehbar im Gehäuse (50) gelagert sind, wobei  a housing (50), the housing (50) having an inlet opening (60) and an outlet opening (70), and a first rotor (20) and a second rotor (30), the first rotor (20) and the second rotor (30) are each rotatably mounted in the housing (50), wherein
-der erste Rotor (20) und der zweite Rotor (30) jeweils einen zumindest weitestgehend kreisförmigen Grundkörper (21, 31) aufweisen, wobei  the first rotor (20) and the second rotor (30) each have an at least largely circular base body (21, 31), wherein
-der erste Rotor (20) und der zweite Rotor (30) jeweils mindestens zwei Flügel (25, 26, 35, 36) aufweisen, welche aus dem jeweiligen kreisförmigen Grundkörper (21, 31) des ersten Rotors (20) und des zweiten Rotors (30) hervorstehen,  - The first rotor (20) and the second rotor (30) each have at least two vanes (25, 26, 35, 36), which from the respective circular base body (21, 31) of the first rotor (20) and the second rotor (30)
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
-an dem kreisförmigen Grundkörper (21, 31) mindestens zwei Ausnehmungen in Form eines Zykloidbogens (22, 23, 32, 33) ausgebildet sind, welche in gleichen Abständen am Umfang des kreisförmigen Grundkörpers (21, 31) ausgebildet sind, wobei  on the circular base body (21, 31) at least two recesses in the form of a Zykloidbogens (22, 23, 32, 33) are formed, which are formed at equal intervals on the circumference of the circular base body (21, 31), wherein
-einer der Flügel (25, 26) des ersten Rotors (20) mit einer der Ausnehmungen in Form eines Zykloidbogens (32, 33) am zweiten Rotor oder einer der Flügel (35, 36) des zweiten Rotors (30) mit einer Ausnehmungen in Form eines Zykloidbogens (22, 23) des ersten Rotors (20) in Eingriff steht .  one of the wings (25, 26) of the first rotor (20) with one of the recesses in the form of a cycloidal arc (32, 33) on the second rotor or one of the wings (35, 36) of the second rotor (30) with a recess in Form of a cycloidal arc (22, 23) of the first rotor (20) is engaged.
2. Rotationskolbenpumpe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (25, 26, 35, 36) jeweils eine Spitze (45) aufweisen, wobei zwischen der Spitze (45) und einer Innenkontur (51) des Gehäuses (50) oder zwischen der Spitze (45) und einer der Ausnehmungen in Form eines Zykloidbogens (21, 31) eine näherungsweise linienförmige Kontaktfläche (53) ausgebildet ist. 2. rotary piston pump (10) according to claim 1, characterized in that the wings (25, 26, 35, 36) each have a tip (45), wherein between the tip (45) and an inner contour (51) of the housing (50 ) or between the tip (45) and one of the recesses in the form of a cycloidal arc (21, 31) an approximately linear contact surface (53) is formed.
3. Rotationskolbenpumpe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Flügel (25, 26, 35, 36) jeweils einen Kontaktbogen (48) aufweisen, wobei der Kontaktbogen (48) eine Bogenlänge von 5° bis 20°, bevorzugt 8° bis 12°, bezogen auf eine Kontaktfläche (53) des Kontaktbogens (48) mit einer Innenkontur (51) des Gehäuses (50) aufweist. 3. rotary piston pump (10) according to claim 1, characterized in that the wings (25, 26, 35, 36) each have a contact arc (48), wherein the contact arc (48) has an arc length of 5 ° to 20 °, preferably 8 ° to 12 °, based on a contact surface (53) of the contact arc (48) having an inner contour (51) of the housing (50).
4. Rotationskolbenpumpe (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) zwischen einer Mittelachse (29) des ersten Rotors (20) und einer Mittelachs4. rotary piston pump (10) according to claim 2 or 3, characterized in that a distance (A) between a central axis (29) of the first rotor (20) and a central axis
(39) des zweiten Rotors (30) kleiner als das 1,333-fache, bevorzugt kleiner als das 1,2 -fache, einer Länge (L) von der Mittelachse (29) des ersten Rotors (30) bis zur Spitz(39) of the second rotor (30) is less than 1.333 times, preferably less than 1.2 times, a length (L) from the central axis (29) of the first rotor (30) to the point
(45) oder zum Kontaktbogen (48) ist. (45) or the contact sheet (48).
5. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze (45) oder der Kontaktbogen (48) eine Dichtlippe (46) , insbesondere eine Gummidichtlippe, aufweisen. 5. rotary piston pump (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the tip (45) or the contact arc (48) has a sealing lip (46), in particular a rubber sealing lip.
6. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Ausnehmungen (22, 23, 32, 33) der kreisförmigen Grundkörper (21, 31) Einlageelemente (47) vorgesehen sind, welche eine größere Härte als die kreisförmigen Grundkörper (21, 31) und die Flügel (25, 26, 35, 36) aufweisen. 6. rotary piston pump (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that in the recesses (22, 23, 32, 33) of the circular base body (21, 31) insert elements (47) are provided which have a greater hardness than the circular Base body (21, 31) and the wings (25, 26, 35, 36).
7. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rotor (20) und/oder der zweite Rotor (30) mehrteilig ausgebildet sind, wobei eine zerstörungsfreie Trennung zwischen einem der kreisförmigen Grundkörper (21, 31) und einem der zugeordneten Flügel (25, 26, 35, 36) vorgesehen ist. 7. rotary piston pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotor (20) and / or the second rotor (30) are formed in several parts, wherein a non-destructive separation between one of the circular base body (21, 31) and one of the associated vanes (25, 26, 35, 36) is provided.
8. Rotationskolbenpumpe (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (25, 26, 35, 36) aus einem weicheren Werkstoff als die kreisförmigen Grundkörper (21, 31) hergestellt sind. 8. rotary piston pump (10) according to claim 7, characterized in that the wings (25, 26, 35, 36) made of a softer material than the circular base body (21, 31) are made.
9. Rotationskolbenpumpe (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der kreisförmigen Grundkörper (21, 31) eine Nut (28) zur Aufnahme eines der Flügel (25, 26, 35, 36) ausgebildet ist. 9. rotary piston pump (10) according to claim 7 or 8, characterized in that on at least one of the circular base body (21, 31) has a groove (28) for receiving one of the wings (25, 26, 35, 36) is formed.
10. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 7 bis10. rotary piston pump (10) according to any one of claims 7 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (25, 26, 35, 36) als Hohlkörper (49) ausgebildet sind, wobei die Hohlkörper (49) insbesondere als Tiefziehteile oder Spritzgussteile aus Kunststoff hergestellt sind. 9, characterized in that the wings (25, 26, 35, 36) as a hollow body (49) are formed, wherein the hollow body (49) are made in particular as deep-drawn parts or injection molded parts made of plastic.
11. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis11. rotary piston pump (10) according to one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (25, 26, 35, 36) in Rotationsrichtung mindestens eine Mulde (86) aufweisen, wobei der Muldengrund (87) gegenüber den Randbereichen (82, 83) des Flügels (25, 26, 35, 36) zurückversetzt ist. 10, characterized in that the wings (25, 26, 35, 36) in the direction of rotation at least one trough (86), wherein the trough base (87) opposite the edge regions (82, 83) of the wing (25, 26, 35, 36) is set back.
12. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis12. rotary piston pump (10) according to one of claims 1 to
11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (25, 26, 35, 36) achsensymmetrisch ausgebildet sind, wobei ein Punkt auf der Symmetrieachse (81) gegenüber den jeweiligen axial außenliegenden Randbereichen (82, 83) des Flügels (25, 26, 35, 36) zurückversetzt ist. 11, characterized in that the wings (25, 26, 35, 36) are formed axially symmetrical, wherein a point on the axis of symmetry (81) relative to the respective axially outer edge regions (82, 83) of the wing (25, 26, 35, 36) is set back.
13. Rotationskolbenpumpe (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die außenliegenden Randbereiche (82, 83) des Flügels (25, 26, 35, 36) in Form einer Bogenlinie (84) miteinander verbunden sind oder eine Pfeilform (85) aufweisen. 13. rotary piston pump (10) according to claim 11 or 12, characterized in that the outer edge regions (82, 83) of the wing (25, 26, 35, 36) in the form of a curved line (84) are interconnected or an arrow shape (85 ) exhibit.
14. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 11 bis14. rotary piston pump (10) according to any one of claims 11 to
13, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse (81) des Flügels (25, 26, 35, 36) oder der Muldengrund (87) gegenüber den außenliegenden Randbereichen (82, 83) in Drehrichtung des Rotors (20, 30) um 5° bis 30° Drehwinkel zurückversetzt ist. 13, characterized in that the axis of symmetry (81) of the wing (25, 26, 35, 36) or the trough base (87) relative to the outer edge regions (82, 83) in the direction of rotation of the rotor (20, 30) by 5 ° to 30 ° rotation angle is set back.
15. Rotationskolbenpumpe (10) nach einem der Ansprüche 11 bis15. Rotary piston pump (10) according to one of claims 11 to
14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (50) eine im Wesentlichen elliptische Grundform aufweist, wobei das Gehäuse (50) an den Hauptscheiteln (57, 58) der Ellipse14, characterized in that the housing (50) has a substantially elliptical basic shape, wherein the housing (50) at the main vertices (57, 58) of the ellipse
(56) jeweils eine von der im Wesentlichen elliptischen Grundform abweichende Teilkreisform aufweisen, wobei sich der Teilkreisabschnitt (59) über einen Winkelbereich von mehr als 120° erstreckt. (56) each have a deviating from the substantially elliptical basic shape part circle shape, wherein the pitch circle section (59) extends over an angular range of more than 120 °.
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