CH525393A - Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger Medien - Google Patents

Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger Medien

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Publication number
CH525393A
CH525393A CH1619271A CH1619271A CH525393A CH 525393 A CH525393 A CH 525393A CH 1619271 A CH1619271 A CH 1619271A CH 1619271 A CH1619271 A CH 1619271A CH 525393 A CH525393 A CH 525393A
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CH
Switzerland
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rotary lobe
lobe pump
rotary
steel core
piston
Prior art date
Application number
CH1619271A
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English (en)
Inventor
Philipp Rudi
Original Assignee
Goeppner Kaiserslautern Eisen
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Publication of CH525393A publication Critical patent/CH525393A/de

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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
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
    • F05C2225/04PTFE [PolyTetraFluorEthylene]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description


  Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger Medien    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe  zum Fördern zähflüssiger Medien.  



  Drehkolbenpumpen dieses Aufbaus sind in einer Vielzahl  von Ausführungsformen bekannt, wobei die konstruktiven  Details stets auf den Verwendungszweck abgestimmt sind. Bei  allen Pumpen kommt dabei dem Problem der Abdichtung  besondere Bedeutung zu, zu dessen Lösung bereits verschie  dene Wege beschritten worden sind. So sind unter anderem  Drehkolbenpumpen bekannt, die ganz oder teilweise mit  einem Kunststoff od. dgl. elastischem Material bekleidet sind,  um eine möglichst gute Abdichtung zu erzielen. Auch hierbei  sind jedoch dem Einsatz solcher Pumpen Grenzen gesetzt, die  vom Fördermedium bzw. vom verwendeten Werkstoff  bestimmt sind.  



  Um ein weitestmögliches Anwendungsgebiet zu erfassen,  insbesondere auch mechanisch und chemisch aggressive  Medien, beispielsweise säurehaltige, dickflüssige und Feststoff  teilchen, wie Kristalle od. dgl. enthaltende Medien fördern zu  können, sind Drehkolbenpumpen aus Gusseisen, Rotguss,  Bronze oder Edelstahl bekannt geworden. Dennoch sind selbst  bei Verwendung von sehr hochwertigen Werkstoffen die  Anwendungsmöglichkeiten begrenzt. Hinzu kommt hierbei der  beträchtliche Kostenaufwand in werkstoff- und fertigungstech  nischer Hinsicht.  



  Einem älteren Patent 463 964 liegt die Erkenntnis  zugrunde, dass Email als derjenige Werkstoff mit der besten  Resistenz gegen jegliche chemischen Angriffe, selbst bei höhe  ren Temperaturen zu gelten hat, weshalb beispielsweise chemi  sche Reaktionsgefässe vielfach emailliert werden. Email hat  nun aber die unangenehme Eigenschaft einer geringen mecha  nischen Druckfestigkeit, d. h. es müssen grössere Flächenpres  sungen unbedingt vermieden werden, so dass Email bisher dort  nie angewendet worden ist, wo solche Flächenpressungen  auftreten können. Aus diesen Gründen würde sich die Ver  wendung von emaillierten Stahlteilen, die dichtend aneinander  gleiten, an sich verbieten, da bei Eindringen von Feststoffteil  chen unweigerlich ein Abplatzen des Emails zu befürchten ist.

    Bei dem Vorschlag nach genanntem Patent ist diese Schwierig  keit dadurch zu umgehen versucht worden, dass bei einer  Drehkolbenpumpe nur das Gehäuse, das aus normalem, also    billigem Stahl bestehen kann, innenseitig emailliert ist, wäh  rend die Drehkolben aus einem korrosions- und abriebfesten  Kunststoff, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen bestehen und  darüberhinaus eine bestimmte Formgebung aufweisen.  



  Die Werkstoffpaarung Email-Polytetrafluoräthylen hat sich  hinsichtlich der Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten  bewährt. Als Nachteil hat sich die Tatsache erwiesen, dass  Polytetrafluoräthylen, insbesondere bei erhöhten Temperatu  ren, wie fast jeder Kunststoff zum Kriechen neigt. Da die  Kriechneigung sich umso nachteiliger auswirkt, je grösser das  Werkstoffvolumen ist, ist mit dem Hauptpatent 502 522 eine  Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger Medien mit zwei  in einem ovalen Gehäuse mit Ansaug- und Druckstutzen ange  ordneten, von zwei parallel und im Abstand voneinander ange  ordneten Antriebswellen zwangsläufig in entgegengesetztem  Drehsinn angetriebenen Drehkolben, deren die Innenwand des  Gehäuses unter Flächenberührung bestreichende Verdränger  flügel so zueinander angeordnet sind,

   dass jeweils der Verdrän  gerflügel des einen Drehkolbens als Dichtflügel für den ande  ren Drehkolben wirksam wird, wobei das Gehäuse auf seiner       Innenseite    mit einer Emailschicht versehen ist und auf den  Antriebswellen der Drehkolben je ein Verdrängerflügel gela  gert ist, vorgeschlagen worden, bei welcher die Drehkolben  zumindest an ihrem mit der Gehäuseinnenwand zusammenwir  kenden Kopfflanken aus einem     korrosions-    und abriebfesten  Kunststoff bestehen.  



  Die Praxis hat gezeigt, dass die dem Hauptpatent zugrunde  liegenden Ausführungsformen zwar in normalen Temperatur  bereichen zufriedenstellend arbeiten, bei erhöhten Temperatu  ren jedoch an den Verbindungsstellen zwischen     Kunststoff-          Kopfflanken    und Kolbenherz Schwierigkeiten infolge des  Kriechverhaltens des Kunststoffes auftreten.  



  Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine       Drehkolbenpumpe    des eingangs geschilderten Aufbaus so  auszubilden, dass die Auswirkungen der Kriechneigung des  verwendeten Kunststoffes, z. B.     Polytetrafluoräthylen,    weiter  vermindert werden, insbesondere keine nachteiligen Auswir  kungen auf die Funktion der Pumpe bzw. auf die Funktionssi  cherheit der Verbindung der Kunststoff -Kopfflanken mit dem  Kolbenherz auftreten.      Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss     dadurch    gelöst, dass  die Kopfflanken aus korrosions- und abriebfestem Kunststoff  eine Ummantelung bildend als Segmente ausgebildet sind     und     einen Stahlkern aufweisen.  



  Praktische Versuche haben gezeigt, dass die Kriechneigung  des Kunststoffs, beispielsweise Polytetrafluoräthylen oder  Polyamid durch diese Ausbildung beträchtlich vermindert  werden kann. Die Ursache dürfte darin zu suchen sein, dass die  Ummantelung vergleichsweise dünn ausgebildet sein kann, so  dass grössere Werkstoffanhäufungen nicht vorhanden sind. Es  kommt deshalb weder zu Funktionsbeeinträchtigungen der  Pumpe, noch der Verbindungsstellen zwischen Kopfflanken  und Kolbenherz.  



  Gemäss einem     Ausführungsbeispiel    der Erfindung ist der  Stahlkern in eine vorgeformte Kunststoffummantelung einge  schoben. Dabei ist diese Ummantelung so vorgeformt, dass sie  den Kern unter einer gewissen Spannung     umgibt,    um ein Ein  dringen von Feststoffen zwischen Kern und Ummantelung zu  verhindern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ummante  lung an mindestens einer Seite zum Einschieben des Stahlkerns  offen. Der Stahlkern selbst ist deshalb wie das Kolbenherz  emailliert.  



  Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Stahlkern in  eine allseits geschlossene Ummantelung eingesintert. Dieses in  neuerer Zeit verwendete Aufsintern von Kunststoff auf Metall  teile hat sich hier als besonders vorteilhaft erwiesen. Wenn  gleich bei dieser Ausführungsform eine Emaillierung des Stahl  kerns nicht zwingend notwendig ist, so ist sie doch auch hier zu  empfehlen.     Im    übrigen kann jedoch der Stahlkern wie beim  zuvor geschilderten     Ausführungsbeispiel    aus einem normalen  billigen Stahl bestehen.  



  Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind  die Segmente mittels von der Wellenbohrung her durch das  Drehkolbenherz greifender Schrauben, die in einem Sackloch  des Stahlkerns der Kopfflanken enden, am Kolbenherz befe  stigt. Auf diese Weise ergibt sich eine Ausbildung, bei der die  Ummantelung von aussen praktisch geschlossen bleibt und nur  im Bereich zwischen dem Stahlkern und dem Kolbenherz mit  den Schrauben angepassten Öffnungen versehen ist. Da die  Anlagefläche zwischen Segment und Kolbenherz vergleichs  weise gross ist, führt die beim Anziehen der Schrauben auftre  tende Flächenpressung zu keiner nennenswerten     Fliessverfor-          mung    des Kunststoffes.  



  Um zu verhindern, dass das geförderte, gegebenenfalls  chemisch und mechanisch aggressive Medium an die Schrauben  bzw. die Gewindebohrungen im Stahlkern gelangt, ist mit Vor  teil zwischen jedem Segment und dem Kolbenherz eine den  Zutritt des Mediums hindernde Dichtung, beispielsweise ein  O-Ring eingelegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass  der O-Ring den einander zugekehrten emaillierten Flächen des  Stahlkerns bzw. des Drehkolbens anliegt. Die bei emaillierten  Flächen bekannten     Ungleichmässigkeiten    werden durch diese  Dichtung ausgeglichen.  



  Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben  sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Aus  führungsform sowie anhand der Zeichnung.     Hierbei    zeigen:  Figur 1 einen abgebrochenen Querschnitt durch ein Pum  pengehäuse unter Darstellung nur eines Drehkolbens;  Figur 2 einen Schnitt II/II gemäss Fig. 1;  Figur 3 einen der Figur 2 ähnlichen Axialschnitt durch  einen Drehkolben anderer     Ausführung.     



  In dem oval ausgebildeten Gehäuse 1 laufen zwei parallel  angeordnete Drehkolben     um,    von denen ein Drehkolben 2 in  Figur 1 erkennbar ist. Das Gehäuse 1 ist innenseitig mit einer  Emailschicht 3 versehen. Der Drehkolben 2 besteht aus einem  Kolbenherz 4 und daran befestigten Kopfflanken 5. Das Kol  benherz 4 ist, wie das Gehäuse aussenseitig mit einer Email  schicht 6 versehen.    Die Kopfflanken bestehen aus einem gleichfalls emaillierten  Stahlkern 7, der     umfangsseitig    mit einer Ummantelung 8,     zum     Beispiel aus Polytetrafluoräthylen versehen ist.  



  In Figur 2, die einen Axialschnitt darstellt, ist die Befesti  gung der aus Stahlkern 7 und Kunststoffummantelung 8 beste  henden Kopfflanken 5 am Kolbenherz 2 wiedergegeben. Bei  der dargestellten Ausführungsform ist die Kunststoffummante  lung 8 schlauchartig ausgebildet, in welche der Stahlkern 7 von  der Stirnseite her eingeschoben wird. Der Stahlkern 7 selbst  weist zwei     Sacklöcher    9 mit Gewinde auf, die von der dem  Drehkolbenherz anliegenden Fläche her gebohrt sind. Ferner  weist das Drehkolbenherz 2 Durchgangslöcher 10 auf, durch  welche von der Wellenbohrung her Schrauben 11 in die Sack  löcher 9 eingeschraubt werden können, so dass die Kopfflan-,  ken 5 am Drehkolbenherz 2 mittels der Schrauben 11 festge  legt werden können.  



       In    Figur 2 ist ferner erkennbar, dass das Gehäuse 1 aus  einem Umfangsteil 12, einer vorderen Stirnplatte 13 und einer  hinteren     Stirnplatte    14 besteht. Alle drei Gehäuseteile sind  innenseitig emailliert. Zwischen dem Umfangsteil 12 und den  beiden Stirnseitenteilen 13, 14 ist je eine Scheibe 15 aus dem  gleichen Kunststoff wie die Ummantelung angeordnet,     um     einen unmittelbaren Kontakt zwischen den     Emailflächen    zu  vermeiden.  



  Der Drehkolben 2 ist auf der Antriebswelle 16 so montiert,  dass er sich     axial    verschieben kann.     Aufgrund    der grösseren  Fläche an der vorderen Stirnseite 13 wird sich der Kolben       aufgrund    des     Druckunterschiedes    bei Umlauf stets zur hinteren  Stirnseite 14 hin verschieben. Das Spiel des Kolbens kann  durch Justierschrauben an der Stirnseite der Antriebswelle  begrenzt werden.     Hierdurch    wird einerseits eine gute Abdich  tung erzielt, andererseits die Möglichkeit eröffnet, den Dreh  kolben 2 zusammen mit der Wellenschutzhülse 17 von der  Welle 16 abzuziehen, ohne dass es hierzu umfangreicher  Demontagearbeit bedarf.

   Die Kopfflanken, die einem erhöhten  Verschleiss unterworfen sind, können nach einfachem Ausbau  der Drehkolben leichterdings ausgewechselt werden. Beim  wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist der Drehkolben 2  mittels einer Stirnplatte 19 mit Gewindeansatz 20 mit der  Wellenschutzhülse 17 verspannt. Die Spannplatte 19 kann aus  Edelstahl oder dergleichen bestehen. Um die Antriebswelle 16  vor Zutritt des Fördermediums zu schützen, sie somit aus  vergleichsweise billigem Stahl fertigen zu können, ist zwischen  der Spannplatte 19 und dem Drehkolbenherz sowie zwischen  diesem und einem hinteren Absatz der Wellenschutzhülse 17  je ein O-Ring 21 eingelegt.  



  Auf diese Weise kann bei der     erfindungsgemäss    ausgebilde  ten Drehkolbenpumpe das Drehkolbenherz, die Kerne der  Kopfflanken, das Gehäuse und die Antriebswelle aus ver  gleichsweise billigem Stahl gefertigt sein. Der Schutz der ein  zelnen Teile gegen aggressive Medien erfolgt     beim    Gehäuse  und     Drehkolbenherz    durch deren     Emaillierung,    bei den Kopf  flanken bzw.     ihrem    Stahlkern durch     Emaillierung    und Kunst  stoffummantelung und bei der Antriebswelle durch die mit  dem emaillierten     Drehkolbenherz    verspannte Wellenschutz  hülse.  



  In Figur 3 ist ein     Axialschnitt    durch eine andere     Ausfüh-          rungsform    wiedergegeben.     Hierbei    ist auf die Darstellung der  in Figur 2 wiedergegebenen Details verzichtet worden. Es ist  demzufolge ausser dem Drehkolben lediglich die Wellen  schutzhülse 17 und die Spannplatte 19 erkennbar. Zur Abdich  tung der nicht wiedergegebenen Welle gegenüber dem     Förder-          raum    dienen die mit 21 bezeichneten O-Ringe.  



  Der Drehkolben 2 weist auch bei diesem Ausführungsbei  spiel ein Kolbenherz 5 aus Stahl auf, welches mit einer Email  schicht 6 versehen ist.     Mit    dem Drehkolben 2 sind die Kopf  flanken 5 verbunden, die aus einem Stahlkern 7 und einer bei  dieser Ausführungsform     aufgesinterten    Kunststoffummante-      Jung 8 bestehen. Durch das Aufsintern entsteht eine praktisch  porenlose Verbindungsfläche zwischen dem Stahlkern 7 und  der Kunststoff-Ummantelung B. Die Ummantelung 8 ist ledig  lich an ihrer dem Drehkolbenherz 5 zugekehrten Seite mit zwei  Ausnehmungen versehen, durch welche die Befestigungs  schrauben 11 greifen. Zur Abdichtung der Schraubenbolzen  bzw. des nicht emaillierten Innengewindes dienen auch hier  wieder O-Ringe 18.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger Medien nach Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfflanken aus korrosions- und abriebfestem Kunst stoff eine Ummantelung (8) bildend als Segmente (5) ausgebil det sind und einen Stahlkern (7) aufweisen. UNTERANSPRÜCHE 1. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlkern (7) in die vorgeformte Kunststoff-Ummantelung (8) eingeschoben ist. 2. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Stahlkern (7) die Kunststoffum mantelung (8) allseitig geschlossen aufgesintert ist. 3. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) mittels von der Wellen bohrung her durch den Drehkolbenkörper (4) greifender Schrauben (11) am Kolbenkörper befestigt sind.
    4. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch und Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Segment (5) und Kolbenkörper (4) eine den Zutritt des Mediums zur Schraube (11) hindernde Dichtung (18) eingelegt ist.
CH1619271A 1968-11-07 1971-11-08 Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger Medien CH525393A (de)

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DE1807392A DE1807392C3 (de) 1968-11-07 1968-11-07 Verdrängerflügel für eine Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger, gegebenenfalls inhomogener, korrosiver Medien
DE19702056661 DE2056661C3 (de) 1970-11-18 1970-11-18 Verdrängerflügel für eine Drehkolbenpumpe zum Fördern zähflüssiger, gegebenenfalls inhomogener, korrosiver Medien

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