CH683552A5 - Displacement pump. - Google Patents

Description

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CH 683 552 A5 CH 683 552 A5

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Beschreibung description

Gebiet der Erfindung Field of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Verdrängungspumpe für inkompressible Medien, mit mindestens einem durch spiralförmige, sich von einer Seitenwand eines feststehenden Gehäuses senkrecht erstreckende Umfangswände begrenzten Förderraum, der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass zu einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass führt, und mit einem, auf einer Scheibe angeordneten, in den Förderraum ragenden, spiralförmigen Verdrängungskörper, der einen Umschlingungswin-kel von 360° umfasst und der in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung gelagert ist und dessen Zentrum gegenüber dem Zentrum der Umfangswände exzentrisch so versetzt ist, dass der Verdrängungskörper stets sowohl die aussenliegende als auch die innenliegende Umfangswand des Förderraumes an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie nahezu berührt. The invention relates to a positive displacement pump for incompressible media, with at least one delivery space delimited by spiral peripheral walls extending perpendicularly from a side wall of a fixed housing, which leads from an inlet lying outside the spiral to an outlet lying inside the spiral, and with one a disk arranged, protruding into the conveying space, spiral-shaped displacement body, which comprises a wrap angle of 360 ° and which is mounted in relation to the conveying space for a circular, torsion-free movement and whose center is so eccentrically offset from the center of the peripheral walls, that the displacement body almost always touches both the outer and the inner peripheral wall of the delivery chamber on at least one advancing sealing line.

Stand der Technik State of the art

Eine derartige Maschine, deren Prinzip beispielsweise aus der US 2 841 089 bekannt ist, eignet sich für die Förderung von Flüssigkeiten. Während des Betriebes einer derartigen Maschine werden entlang des Förderraumes zwischen dem Verdränger und den beiden Umfangswänden des Förderraumes sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich vom Einlass durch den Förderraum hindurch zum Auslass hin bewegen. Solche Spiralmaschinen mit einem Umschlingungswinkel von 360° fördern lediglich, da sie ohne innere Verdichtung arbeiten. Mit zunehmender Anzahl Kreisbewegungen pro Zeiteinheit steigt auch das Fördervolumen. Der Druck im Auslass ist unabhängig vom Ansaugdruck im Einlass und wird vom Verbraucher vorgegeben. Mit zunehmendem Druck im Auslass steigt selbstverständlich auch der Leistungsbedarf. Such a machine, the principle of which is known, for example, from US Pat. No. 2,841,089, is suitable for conveying liquids. During the operation of such a machine, crescent-shaped work spaces are trapped along the conveying space between the displacer and the two peripheral walls of the conveying space and move from the inlet through the conveying space to the outlet. Such spiral machines with a wrap angle of 360 ° convey only because they work without internal compression. With an increasing number of circular movements per unit of time, the funding volume also increases. The pressure in the outlet is independent of the suction pressure in the inlet and is specified by the consumer. With increasing pressure in the outlet, the power requirement naturally also increases.

Soll eine derartige Verdrängungspumpe beispielsweise zur Förderung des Schmiermittels bei Verbrennungsmotoren angewendet werden und wird die Pumpe auf einfachste Weise vom Verbrennungsmotor direkt angetrieben, so sind folgende Probleme zu beachten: Der Drehzahlbereich und somit die Anzahl Kreisbewegungen des Verdrängungskörpers ändert sich um einen Faktor 10 unter der Voraussetzung, dass der Motor zwischen Leerlaufdrehzahl und Vollastdrehzahl ordentlich mit Schmiermittel versorgt ist. Hieraus ergibt sich, dass die Verdrängungspumpe für die minimale Verbrauchsmenge von beispielsweise 10 Liter pro Minute ausgelegt werden muss. Nach obigem würde die Pumpe bei Vollast somit die selbstverständlich nicht benötigte 10-fache Menge fördern. Ein weiteres Problem ergibt sich bezüglich der Schmiermitteltemperaturen, die z.B. im Falle von Schmieröl ohne weiteres zwischen -20°C und 120°C variieren können. Dieser Temperaturunterschied von 140°C führt zu stark variierender Viskosität des Öls, welche ihrerseits den Wirkungsgrad der Verdrängungspumpe beinflusst. Die Konsequenz hieraus ist, dass die Pumpe für die grössten auftretenden Temperaturen auszulegen ist. Ein dritter Problemkreis ergibt sich vom Verbraucher her: Fertigungstoleranzen sowie Abnützung im Verbrennungsmotor führen zu unterschiedlichem Widerstand und somit zu unterschiedlichen Drücken im Auslass der Verdrängungspumpe. Diese muss demnach von vorne herein für die grösstmögliche Abnützung des Motors ausgelegt werden. If such a displacement pump is to be used, for example, to convey the lubricant in internal combustion engines and the pump is driven directly by the internal combustion engine in the simplest way, the following problems must be taken into account: The speed range and thus the number of circular movements of the displacement body change by a factor of 10 under the condition that the engine is properly supplied with lubricant between idle speed and full load speed. This means that the displacement pump must be designed for the minimum consumption of 10 liters per minute, for example. According to the above, the pump would deliver the 10 times the amount that is of course not required at full load. Another problem arises with the lubricant temperatures, e.g. in the case of lubricating oil can easily vary between -20 ° C and 120 ° C. This temperature difference of 140 ° C leads to strongly varying viscosity of the oil, which in turn affects the efficiency of the positive displacement pump. The consequence of this is that the pump has to be designed for the highest occurring temperatures. A third problem arises from the consumer: Manufacturing tolerances and wear in the combustion engine lead to different resistance and thus to different pressures in the outlet of the displacement pump. Accordingly, this must be designed from the outset for the greatest possible wear on the engine.

Die Auslegung und Dimensionierung der Verdrängungspumpe erfolgt somit nach den extremsten Bedingungen. Anlässlich des Betriebes bei nichtextremen Bedingungen, was der Regelfall ist, muss als Gegenmassnahme die Anpassung mit Hilfe eines Abblasventils erfolgen. Dies führt, abgesehen von der für den Regelfall überdimensionierten Maschine, zu folgenden Nachteilen: Die unnötig aufgewandte Energie wird anschliessend durch das erforderliche Abblasen nicht nur ungenutzt, sondern direkt falsch genutzt, indem das rezirkulierende Öl aufgeheizt wird. Zudem führt das Abblasen des Öls über ein Überdruckventil zur Schaumbildung, was die Schmiereigenschaften erheblich beeinträchtigt. The displacement pump is therefore designed and dimensioned according to the most extreme conditions. On the occasion of operation in non-extreme conditions, which is the rule, the adaptation must be carried out with a blow-off valve as a countermeasure. Apart from the machine, which is usually overdimensioned, this leads to the following disadvantages: The unnecessarily expended energy is then not only used unused due to the necessary blowing off, but is also directly misused by heating the recirculating oil. In addition, blowing off the oil via a pressure relief valve leads to foam formation, which significantly affects the lubricating properties.

Aus der FR 2 195 270 ist es bekannt, bei Spiralmaschinen federunterstützte Entlastungsventile in den nichtkreisenden Förderräumen anzubringen. Bei dieser bekannten Maschine umschliesst die Förderspirale einen Winkel von 720°. Es handelt sich demnach aufgrund der gegebenen inneren Verdichtung um einen eigentlichen Spiralverdichter für kompressible Medien. Bei den federunterstützten Entlastungsventilen handelt es sich jedoch nicht um eine Massnahme zur Begrenzung des Förderdruk-kes oder der Fördermenge, sondern es ist beabsichtigt, das Rückströmen aus einer innenliegenden Förderkammer in eine benachbarte weiter aussenliegende Förderkammer zu vermeiden. Hätte die Spirale dieser Maschine nur einen Umschlingungswinkel von 360°, wie dies zur Förderung von inkom-pressiblen Mitteln zwingend ist, so würden die Entlastungsventile nicht benötigt. From FR 2 195 270 it is known to mount spring-assisted relief valves in the non-circular conveying spaces in spiral machines. In this known machine, the conveyor spiral encloses an angle of 720 °. Due to the given internal compression, it is an actual scroll compressor for compressible media. However, the spring-assisted relief valves are not a measure to limit the delivery pressure or the delivery rate, but the intention is to prevent the backflow from an inside delivery chamber into an adjacent, further outside delivery chamber. If the spiral of this machine had only a wrap angle of 360 °, which is essential for the promotion of incompressible means, the relief valves would not be required.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

All die im Zusammenhang mit Verdrängungspumpen für Flüssigkeiten genannten Nachteile will die Erfindung verhindern. Ihr liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängungspumpe der eingangs genannten Art als druckkonstante, selbstregulierende Pumpe auszubilden. The invention aims to prevent all of the disadvantages mentioned in connection with displacement pumps for liquids. It is therefore based on the task of designing a positive displacement pump of the type mentioned at the beginning as a pressure-constant, self-regulating pump.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die orbitierende Scheibe mit dem Verdrängungskörper axial verschiebbar mit einer das Gehäuse durchdringenden und darin gelagerten Antriebswelle verbunden ist und dass unmittelbar auf die Rückseite der Scheibe wirkende Federmittel, welche sich im Innern des Gehäuses abstützen, die Scheibe mit dem Verdrängungskörper gegen die Seitenwand presst und dichtet, und dass die Federmittel so ausgelegt sind, dass beim Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsmitteldruckes im Auslass die Scheibe mit dem Verdrängungskörper aus ihrer Dichtstellung so weit ausrückt, dass der Arbeitsmitteldruck konstant bleibt, unabhängig von der zeitli- According to the invention, this is achieved in that the orbiting disk with the displacement body is axially displaceably connected to a drive shaft which penetrates the housing and is mounted therein, and in that spring means which act directly on the rear side of the disk and which are supported in the interior of the housing, the disk with the displacement body presses and seals against the side wall, and that the spring means are designed so that when a predetermined working fluid pressure in the outlet is reached, the disk with the displacement body disengages from its sealing position to such an extent that the working fluid pressure remains constant, regardless of the time

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chen Anzahl Kreisbewegungen und unabhängig vom Fördervolumen. number of circular movements and regardless of the delivery volume.

Zwar ist es aus der eingangs erwähnten US 2 841 089 bereits bekannt, die Scheibe mit dem Verdrängungskörper über Federmittel gegen die kooperierenden Förderraumwandungen anzupressen, um die erwünschte Dichtwirkung im Förderraum zu erzielen. Jedoch sind diese Federmittel in erster Linie dazu vorgesehen, um eine mitorbitierende Dichtanordnung gegen das Gehäuse zu pressen, um so den Lagerraum gegen den Förderraum abzudichten. Ein Ausrücken der Scheibe ist dort infolge permanenten Anpressens über konstruktive Mittel wie Lagerringe und Wellenbunde nicht möglich. It is already known from US Pat. No. 2,841,089 mentioned at the beginning to press the disk with the displacement body against the cooperating walls of the delivery chamber via spring means in order to achieve the desired sealing effect in the delivery room. However, these spring means are primarily intended to press a co-absorbing sealing arrangement against the housing so as to seal the storage space against the delivery space. It is not possible to disengage the disc there due to permanent pressing using structural means such as bearing rings and shaft collars.

Kurze Beschreibung der Zeichnung in der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING In the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically. It shows:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Verdrängungspumpe nach Linie l-l in Fig. 2; 1 shows a cross section through a first displacement pump according to line l-l in Fig. 2.

Fig. 2 einen Längschnitt durch die Verdrängungspumpe nach Linie II-II in Fig. 1 2 shows a longitudinal section through the displacement pump according to line II-II in FIG. 1st

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsvariante der Verdrängungspumpe nach Linie III-III in Fig. 4; 3 shows a cross section through an embodiment variant of the displacement pump according to line III-III in FIG. 4;

Fig. 4 einen Längschnitt durch eine Ausführungsvariante der Verdrängungspumpe nach Linie IV—IV in Fig. 3 4 shows a longitudinal section through an embodiment variant of the displacement pump according to line IV — IV in FIG. 3

In der Zeichnung sind alle für das Verständnis der Erfindung unwesentlichen Teile wie beispielsweise der Antrieb, die Fixierung der Gehäuseteile untereinander und am Verbraucher usw. fortgelassen. Teile der zwei Ausführungsvarianten mit der gleichen Bezeichnung sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums ist mit Pfeilen bezeichnet. In the drawing, all parts which are not essential for understanding the invention, such as the drive, the fixing of the housing parts to one another and to the consumer, etc., have been omitted. Parts of the two design variants with the same designation are provided with the same reference symbols in the figures. The direction of flow of the working medium is indicated by arrows.

Weg zur Ausführung der Erfindung Way of carrying out the invention

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Pumpe ist mit zwei ineinandergeschachtelten Förderräumen 6 und darin einliegenden Verdrängungskörpern 5 ausgerüstet. Es versteht sich, dass in der gleichen Ebene ein ganzes System von derartig angeordneten Spiralen vorgesehen sein kann. Alle diese Spiralen können vorteilhafter von einem eigenen Einlass 2 in einen gemeinsamen Auslass 3 fördern. The pump shown in FIGS. 1 and 2 is equipped with two nested conveying spaces 6 and displacement bodies 5 lying therein. It goes without saying that an entire system of spirals arranged in this way can be provided in the same plane. All of these spirals can convey more advantageously from their own inlet 2 into a common outlet 3.

Zur Erläuterung der Funktionsweise der Pumpe, welche eine Anwendung als Schmierölpumpe für Verbrennungsmotoren finden könnte, wird auf den eingangs genannten Stand der Technik verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis der Erfindung notwendige Pumpenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben. To explain the functioning of the pump, which could be used as a lubricating oil pump for internal combustion engines, reference is made to the prior art mentioned at the beginning. Only the pump structure and process sequence necessary for understanding the invention is briefly described below.

Mit 1 ist der scheibenförmige Läufer insgesamt bezeichnet. An einer Seite der Scheibe 4 sind die spiralförmig verlaufenden Verdrängungskörper 5 angeordnet. Ihre Spiralen erstrecken sich über einen Umschlingungswinkel von 360°. Sie greifen in einen Förderraum 6 des feststehenden Gehäuses 7. Sie sind in ihrer axialen Erstreckung so bemessen, dass sie mit ihren schmalen Stirnseiten sowohl im Stillstand als auch während des Betriebes den Nutengrund der Förderräume, d.h. die Scheibenseite 20 nahezu berühren. Der Förderraum 6 ist nach Art eines spiralförmigen Schlitzes in das Gehäuse 7 eingearbeitet. Er verläuft von einem am äusseren Umfang der Spirale im Gehäuse angeordneten Einlass 2 zu einem im Gehäuseinneren angeordneten Auslass 3. Er weist im wesentlichen parallele, im gleichbleibenden Abstand zueinander angeordnete Umfangswände 8, 9 auf, die hier - wie der Verdrängungskörper - eine Spirale von 360° umfassen. Zwischen diesen Umfangswänden 8, 9 wird der Verdrängungskörper 5 geführt. Dessen Krümmung ist so bemessen, dass er die inneren und äusseren Umfangswände gleichzeitig nahezu berührt. Hierzu ist das Zentrum 10 des Verdrängungskörpers 5 gegenüber dem Zentrum 11 des Förderraumes 6 exzentrisch versetzt. Die Spiralform von Förderraum und Verdrängungskörper setzt sich aus je zwei Halbkreisbögen zusammen. Selbstverständlich sind auch andere Spiralformen möglich. The disk-shaped rotor is designated as a whole by 1. The spiral-shaped displacement bodies 5 are arranged on one side of the disk 4. Their spirals extend over a wrap angle of 360 °. They engage in a delivery chamber 6 of the fixed housing 7. They are dimensioned in their axial extent so that with their narrow end faces, they stand at the bottom of the delivery chamber, both at standstill and during operation, i.e. almost touch the disc side 20. The delivery chamber 6 is incorporated into the housing 7 in the manner of a spiral slot. It extends from an inlet 2 arranged on the outer circumference of the spiral in the housing to an outlet 3 arranged inside the housing. It has essentially parallel circumferential walls 8, 9 which are arranged at a constant distance from one another and which, like the displacement body, have a spiral of 360 here ° include. The displacement body 5 is guided between these peripheral walls 8, 9. Its curvature is such that it almost touches the inner and outer peripheral walls at the same time. For this purpose, the center 10 of the displacement body 5 is offset eccentrically with respect to the center 11 of the delivery chamber 6. The spiral shape of the delivery chamber and displacement body is made up of two semicircular arches. Of course, other spiral shapes are also possible.

Während des Betriebes der Pumpe stellt sich durch den exzentrischen Antrieb des scheibenförmigen, die Verdrängungskörper 5 tragenden Läufers 1 eine Kreisbewegung jedes der Punkte der Verdrängungskörper ein, wobei diese Kreisbewegung durch die Umfangswände der Förderräume begrenzt ist. Infolge der mehrfachen, abwechselnden Annäherung der Verdrängungskörper an die inneren und äusseren Umfangswände ergeben sich an den Innen- und Aussenseiten der Verdrängungskörper abwechselnd sichelförmige, das Arbeitsmedium ein-schliessende Arbeitsräume 12. Anlässlich der Kreisbewegung der Verdrängungskörper werden diese Arbeitsräume durch die Förderräume in Richtung auf den gemeinsamen Auslass vorgeschoben. During the operation of the pump, the eccentric drive of the disk-shaped rotor 1 carrying the displacement bodies 5 results in a circular movement of each of the points of the displacement bodies, this circular movement being limited by the peripheral walls of the delivery spaces. As a result of the multiple, alternating approach of the displacement bodies to the inner and outer circumferential walls, alternating crescent-shaped work spaces, which include the working medium, result on the inside and outside of the displacement bodies common outlet advanced.

Beim in Fig. 1 gezeigten Fall sind zwei Endstellung der Verdrängungskörper 5 dargestellt. Der Aussendurchmesser der in diesem Schnitt nicht erkennbaren Scheibe 4 ist gestrichelt eingezeichnet. Die Spirale 5b liegt sowohl an ihrem eintrittsseitigen Ende als auch an ihren austrittsseitigen Ende mit ihrer Innenseite an der inneren Umfangswand 8 des Förderraumes 6 an. Einerseits schliesst sie somit mit ihrer Innenseite den sichelförmigen Arbeitsraum 12 ein. Andererseits ist die Spirale an ihrer Aussenseite sowohl gegen den Einlass 2 als auch gegen den Auslass 3 geöffnet, d.h. gleichzeitig saugt sie dort an und stösst dort aus, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet. Die Spirale 5a hingegen steht in der zweiten Endstellung. Sie schliesst mit ihrer Aussenseite den Arbeitsraum 12 ein, und ist mit ihren Innenseite gegen den Einlass 2 und den Auslass 3 geöffnet. Pro Kreisbewegung ergeben sich durch diese versetzten Spiralstellungen zwei Ausstösse, was eine pulsationsarme Förderung ergibt. In the case shown in FIG. 1, two end positions of the displacement bodies 5 are shown. The outside diameter of the disc 4, which cannot be seen in this section, is shown in dashed lines. The spiral 5b rests with its inside against the inner peripheral wall 8 of the delivery chamber 6 both at its entry-side end and at its exit-side end. On the one hand, it thus encloses the crescent-shaped work space 12 with its inside. On the other hand, the spiral is open on its outside against both inlet 2 and outlet 3, i.e. at the same time, it sucks in and discharges there, as indicated by the corresponding arrows. The spiral 5a, however, is in the second end position. It encloses the working space 12 with its outside and is opened with its inside against the inlet 2 and the outlet 3. These offset spiral positions result in two outputs per circular movement, which results in low-pulsation conveyance.

Der besseren Übersicht wegen ist beim Längsschnitt in Fig. 2 das System der Verdrängungskörper 5 um 90° gegenüber der Darstellung in Fig. 1 gedreht. Dies, um in der Schnittebene die Exzentri-tät e zwischen Antrieb und Läufer sowie zwischen Verdrängungskörper und Förderräumen besser zei5 For the sake of clarity, in the longitudinal section in FIG. 2, the system of the displacement bodies 5 is rotated by 90 ° in relation to the illustration in FIG. 1. This in order to better show the eccentricity between the drive and the rotor and between the displacement body and the delivery chambers in the cutting plane

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gen zu können. Nicht dargestellt ist die äussere An-speisung der beiden Einlasse 2, die auf beliebige Art erfolgen kann. to be able to. The external feed of the two inlets 2, which can be done in any manner, is not shown.

Die beiden Gehäusehälften 7 und 7' sind über in Fig. 1 lediglich angedeutete Verschraubungen 29 miteinander verbunden. Die Antriebswelle 14, welche das Gehäuse 7' durchdringt, ist koaxial zu den Förderräumen 6 angeordnet. Die Zentren der Förderräume verlaufen ihrerseits in der Mitte des kreisrunden Gehäuseteiles 7. Die Wellenlagerung 18 befindet sich innerhalb einer mit der Gehäusehälfte T integrierten Büchse 24. Innerhalb eines Wellenbundes ist eine um die Exzentrizität e versetzte Sackbohrung 26 vorgesehen, über welche die Verbindung zum axial verschiebbaren Läufer 1 erfolgt. Diese Verbindung geschieht in Form eines aus der Scheibe 4 herausragenden Zapfens 15. Über die Zapfenlagerung 17 greift dieser Zapfen in das Sackloch 26 ein. Die Schmierung der Zapfenlagerung 17 und der Wellenlagerung 18 erfolgt über das von den Spiralen geförderte Arbeitsmittel. Hierzu sind die Scheibe 4 und der Zapfen 15 mit einer Längsbohrung 16 versehen, welche mit dem Auslass 3 kommuniziert. Über Querbohrungen 19 im Zapfen und 21 im Wellenbund wird das unter Druck stehende Schmiermittel den jeweiligen Lagerstellen zugeführt. Das aus den Lagerstellen austretende Schmiermittel wird über eine Querbohrung 22 im Wellenbund und über eine Bohrung 23 in der Gehäusebüchse 24 in den mit den Einlässen 2 in Verbindung stehenden Innenraum der Gehäusehälfte T geleitet. The two housing halves 7 and 7 'are connected to one another via screw connections 29, which are only indicated in FIG. 1. The drive shaft 14, which penetrates the housing 7 ′, is arranged coaxially with the delivery spaces 6. The centers of the delivery spaces in turn run in the middle of the circular housing part 7. The shaft bearing 18 is located within a bushing 24 integrated with the housing half T. Within a shaft collar a blind bore 26 is provided, offset by the eccentricity e, via which the connection to the axially displaceable Runner 1 takes place. This connection takes place in the form of a pin 15 protruding from the disk 4. This pin engages in the blind hole 26 via the pin bearing 17. The journal bearing 17 and the shaft bearing 18 are lubricated by means of the working medium conveyed by the spirals. For this purpose, the disc 4 and the pin 15 are provided with a longitudinal bore 16 which communicates with the outlet 3. The lubricant under pressure is supplied to the respective bearing points via transverse bores 19 in the journal and 21 in the shaft collar. The lubricant emerging from the bearing points is conducted via a transverse bore 22 in the shaft collar and via a bore 23 in the housing bush 24 into the interior of the housing half T which is connected to the inlets 2.

In diesem Innenraum befinden sich auch die Federmittel 13, welche gewährleisten, dass der Druck im Auslass 3 ein vorbestimmtes Mass nicht überschreitet. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Schraubenfeder, welche die Büchse 24 umgibt. Mit einem Ende stützt sich diese Feder an der Innenwand der Gehäusehälfte 7' ab. Mit ihrem andern Ende wirkt sie unmittelbar auf die nicht mit Verdrängungskörpern versehene Rückseite der Scheibe 4. Da diese Scheibe während des Betriebes orbitiert, bedarf die anliegende Feder einer Führung. Die Scheibe ist deshalb am entsprechenden Durchmesser mit einem ringförmigen Ansatz 25 versehen. An dessen freier Stirnseite ist eine Nut angebracht, in der die Feder einliegt. The spring means 13 are also located in this interior, which ensure that the pressure in the outlet 3 does not exceed a predetermined level. In the present case, it is a helical spring which surrounds the bush 24. This spring is supported at one end on the inner wall of the housing half 7 '. With its other end, it acts directly on the rear side of the disc 4, which is not provided with displacement bodies. Since this disc orbits during operation, the adjacent spring requires a guide. The disc is therefore provided with an annular extension 25 on the corresponding diameter. On the free end face there is a groove in which the tongue lies.

Die Federmittel sind nunmehr mit einer bestimmten Stärke und gemäss einer bestimmten Charakteristik ausgebildet. Und zwar so, dass bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Auslass 3 die auf die innere Kreisfläche der Scheibe 4 sowie auf die daran angrenzenden gegen den Auslass offenen Sichelflächen der Förderräume wirkende Kraft ausreicht, um die Scheibe mit den Verdrängungskörper aus ihrer normalen Dichtstellung leicht abzuheben. Hierbei fährt der Zapfen 15 etwas tiefer in die Sackbohrung 26 ein. Die Axialbewegung des Läufers 1 ist minimal. Durch die dabei entstehenden Undichtheiten an den Stirnflächen der Verdrängungskörper und den stirnseitigen Wandungen der Förderräume gelangt unter Druck stehendes Arbeitsmittel aus den innenseitigen Arbeitsräumen in die aussenseitigen Arbeitsräume und umgekehrt, je nach Stellung der Verdrängungskörper. The spring means are now designed with a certain strength and according to a certain characteristic. In such a way that when a predetermined pressure in the outlet 3 is exceeded, the force acting on the inner circular surface of the disk 4 and on the adjacent sickle surfaces of the delivery spaces that are open against the outlet is sufficient to slightly lift the disk with the displacement body out of its normal sealing position. Here, the pin 15 moves a little deeper into the blind bore 26. The axial movement of the rotor 1 is minimal. Due to the resulting leaks on the end faces of the displacement bodies and the end walls of the delivery spaces, pressurized working fluid flows from the inside working spaces into the outside working spaces and vice versa, depending on the position of the displacement bodies.

Dadurch sinkt der Druck im Auslass so weit, bis die Federkraft ausreicht, um den Läufer wiederum gegen das Gehäuse in Dichtstellung anzupressen. This reduces the pressure in the outlet until the spring force is sufficient to press the rotor against the housing in the sealing position.

Hieraus ergibt sich, dass die Pumpe - unabhängig von der Antriebsdrehzahl und unabhängig vom Gegendruck - immer nur jenes Volumen fördert, das vom Verbraucher gefordert wird. Würde in einem Beispielsfall die Zuleitung zum Verbraucher aus irgendeinem Grund geschlossen sein, d.h. die Fördermenge wäre null, so würde infolge des entstehenden Druckstaus im Auslass 3 der Läufer sofort aus der Dichtstellung abheben und zwar in einem solchen Ausmass, dass das ganze von einem Arbeitsraum geförderte Fluid über die Stirnseiten der Spiralen in den jeweils radial gegenüberliegenden Arbeitsraum überströmt. Die Pumpe läuft demnach leer, sie fördert nicht und der Leistungsbedarf sinkt. Damit unterscheidet sich diese selbstregulierende Pumpe wesentlich von den herkömmlichen Bypassmethoden, wobei sie sich noch dadurch auszeichnet, dass anlässlich der internen Pumpenrezir-kulation eine Schäumung des Schmiermittels nicht stattfinden kann. This means that - regardless of the drive speed and the back pressure - the pump only delivers the volume that is required by the consumer. In one example, would the supply line to the consumer be closed for any reason, i.e. the delivery rate would be zero, so that due to the pressure build-up in outlet 3, the rotor would immediately lift out of the sealing position to such an extent that all of the fluid conveyed from a work space flows over the end faces of the spirals into the radially opposite work space. The pump therefore runs empty, it does not deliver and the power requirement drops. This means that this self-regulating pump differs significantly from the conventional bypass methods, whereby it is also characterized in that the lubricant cannot foam due to the internal pump recirculation.

Die Verdrängungspumpe gemäss den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich hinsichtlich der Förderteile dadurch, dass drei gleichmässig über dem Umfang verteilte Verdrängungskörper 5 auf der Scheibe 4 angeordnet sind. Die entsprechenden zugehörigen drei Förderräume 6 werden aus einem gemeinsamen Einlass 2 angespiesen. Obschon also die Spiralen von aussen nach innen fördern, erfolgt die Versorgung der Spiralen mit Arbeitsmittel auf direktestem Wege von der Mitte des Gehäuses aus. Aus den drei Auslässen 3 gelangt das Arbeitsmittel in eine gemeinsame Ringkammer 27, von wo es einem nicht dargestellten Verbraucher zugeführt wird. The displacement pump according to FIGS. 3 and 4 differs with regard to the conveying parts in that three displacement bodies 5, which are distributed uniformly over the circumference, are arranged on the disk 4. The corresponding associated three delivery rooms 6 are fed from a common inlet 2. So even though the spirals convey from the outside in, the supply of the spirals with work equipment takes place in the most direct way from the center of the housing. From the three outlets 3, the working fluid reaches a common annular chamber 27, from where it is fed to a consumer (not shown).

Beim in Fig. 3 gezeigten Fall sind drei Stellungen der Verdrängungskörper 5 dargestellt. Auch hier ist der Aussendurchmesser der in diesem Schnitt nicht erkennbaren Scheibe 4 gestrichelt eingezeichnet. In the case shown in FIG. 3, three positions of the displacement bodies 5 are shown. Here, too, the outside diameter of the disc 4, which cannot be seen in this section, is shown in dashed lines.

- Die Spirale 5a liegt sowohl an ihrem eintrittsseiti-gen Ende als auch an ihren austrittsseitigen Ende mit ihrer Aussenseite an der äusseren Umfangs-wand 9 des Förderraumes 6 an. Einerseits schliesst sie somit mit ihrer Aussenseite den sichelförmigen Arbeitsraum 12 ein. Andererseits ist die Spirale an ihrer Innenseite sowohl gegen den Einlass 2 als auch gegen den Auslass 3 geöffnet, d.h. gleichzeitig saugt sie dort an und stösst dort aus. - The spiral 5a lies both at its entry-side end and at its exit-side end with its outside against the outer peripheral wall 9 of the delivery chamber 6. On the one hand, it thus encloses the crescent-shaped work space 12 with its outside. On the other hand, the inside of the spiral is open against both inlet 2 and outlet 3, i.e. at the same time, it sucks in and discharges there.

- Die Spirale 5b hingegen steht in einer zweiten, um 120° verschobenen Stellung. Sie liegt mit ihrer Aussenseite und mit ihren Innenseite nur in je einem Punkt an den entsprechenden Umfangswän-den des Förderraumes an. Sie schliesst somit keinen geschlossenen Arbeitsraum 12 ein. Die Aussenseite des Verdrängungskörpers ist gegen den Einlass 2 geöffnet; der entsprechende Arbeitsraum ist schon weitgehend gefüllt. Die Innenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Auslass 3 geöffnet; der Austossvorgang geschieht in vollem Umfang. - The spiral 5b, however, is in a second position shifted by 120 °. It lies with its outside and with its inside only at one point on the corresponding circumferential walls of the delivery area. It therefore does not include a closed work space 12. The outside of the displacement body is opened against the inlet 2; the corresponding work area is already largely filled. The inside of the displacement body is opened against the outlet 3; the ejection process takes place in full.

- Die Spirale 5c schliesslich steht in der dritten, ge5 - The spiral 5c is finally in the third, ge5

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genüber der ersten Spirale um 240° verschobenen Stellung. Sie liegt wie die Spirale 5b ebenfalls mit ihrer Aussenseite und mit ihren Innenseite nur in je einem Punkt an den entsprechenden Umfangswän-den des Förderraumes an und schliesst somit keinen geschlossenen Arbeitsraum ein. Die Innenseite ihres Verdrängungskörpers ist noch gerade gegen den Einlass 2 geöffnet und ist dabei, den Ansaugvorgang zu beenden. Die Aussenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Auslass 3 geöffnet und ist dabei, den Austossvorgang zu beenden. position shifted by 240 ° with respect to the first spiral. Like the spiral 5b, it also lies with its outside and with its inside only at one point on the corresponding circumferential walls of the conveying space and thus does not include a closed working space. The inside of her displacement body is just open against the inlet 2 and is about to end the suction process. The outside of the displacement body is open against the outlet 3 and is about to end the ejection process.

Pro Kreisbewegung ergeben sich durch diese versetzten Spiralstellungen drei Ausstösse, was eine noch pulsationsärmere Förderung ergibt. These offset spiral positions result in three outputs per circular movement, which results in an even lower pulsation delivery.

Der Antrieb und die Lagerung der drehenden und kreisenden Teile erfolgt wie bei der Ausführung nach Fig. 2. Zur Schmierung der Lagerungen hingegen wird hier druckloses Arbeitsmittel aus dem Innenraum des Gehäuses verwendet. Es wird über die Bohrungen 23 in der Büchse 24 und 21 im Wellenbund 14 den jeweiligen Lagerstellen zugeführt. The rotating and rotating parts are driven and supported as in the embodiment according to FIG. 2. On the other hand, pressureless working fluid from the interior of the housing is used to lubricate the bearings. It is fed to the respective bearing points via the bores 23 in the bushing 24 and 21 in the shaft collar 14.

Bei den hier verwendeten Federmitteln 13 handelt es sich um eine Anzahl gleichmässig über dem Umfang angeordneter Schraubenfedern. Mit einem Ende stützen sich diese Federn über Kugelgelenke 28 in entsprechenden Pfannen an der Innenwand der Gehäusehälfte T ab. Mit ihrem andern Ende wirken sie ebenfalls über Kugelgelenke unmittelbar auf die nicht mit Verdrängungskörpern versehene Rückseite der Scheibe 4, welche hierzu ebenfalls am entsprechenden Durchmesser mit Kugelpfannen ausgerüstet ist. The spring means 13 used here are a number of helical springs arranged uniformly over the circumference. At one end, these springs are supported on ball joints 28 in corresponding pans on the inner wall of the housing half T. With their other end they also act via ball joints directly on the rear side of the disc 4, which is not provided with displacement bodies and which is also equipped with ball sockets on the corresponding diameter for this purpose.

Bezugzeichensliste Reference list

1 Läufer 1 runner

2 Einlass 2 inlet

3 Auslass 3 outlet

4 Scheibe 4 disc

5a, 5b, 5c Verdrängungskörper 5a, 5b, 5c displacement body

6 Förderraum 6 funding room

7 T Gehäuse 7 T housing

8 innere Umfangswand von 6 8 inner peripheral wall of 6

9 äussere Umfangswand von 6 9 outer peripheral wall of 6

10 Zentrum der Verdrängungskörper-Spiralen 10 Center of the sinker spirals

11 Zentrum der Förderraum-Spiralen 11 Center of the delivery space spirals

12 Arbeitsraum 12 work space

13 Federmittel 13 spring means

14 Antriebswelle 14 drive shaft

15 Zapfen 15 cones

16 Bohrung in 15 16 hole in 15

17 Zapfenlagerung 17 Pin bearing

18 Wellenlagerung 18 shaft bearing

19 Querbohrung in 15 19 cross hole in 15

20 Seitenwand 20 side wall

21 Querbohrung in 14 21 cross hole in 14

22 Querbohrung in 14 22 cross hole in 14

23 Bohrung in 24 23 hole in 24

24 Büchse in 7' 24 rifle in 7 '

25 Ansatz auf 4 25 Approach to 4

26 Sackbohrung in 14 26 blind hole in 14

27 Ringkammer 27 ring chamber

28 Kugelgelenk 28 ball joint

29 Verschraubung e Exzentrizität 29 screw connection e eccentricity

Claims (5)

PatentansprücheClaims 1. Verdrängungspumpe für inkompressible Medien, mit mindestens einem durch spiralförmige, sich von einer Seitenwand (20) eines feststehenden Gehäuses (7, 7') senkrecht erstreckende Umfangswände (8, 9) begrenzten Förderraum (6), der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass (2) und einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass (3) führt, und mit einem, auf einer Scheibe (4) angeordneten, in den Förderraum (6) ragenden, spiralförmigen Verdrängungskörper (5), der einen Um-schlingungswinkel von 360° umfasst und der in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden Bewegung gelagert ist und dessen Zentrum (10) gegenüber dem Zentrum (11) der Umfangswände (8, 9) exzentrisch so versetzt ist, dass der Verdrängungskörper (5) stets sowohl die aussenlie-gende als auch die innenliegende Umfangswand (9 resp. 8) des Förderraums (6) an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie nahezu berührt, dadurch gekennzeichnet, dass die orbitierende Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) axial verschiebbar mit einer das Gehäuse (7') durchdringenden und darin gelagerten Antriebswelle (14) verbunden ist und dass unmittelbar auf die Rückseite der Scheibe (4) wirkende Federmittel (13), welche sich im Innern des Gehäuses (7') abstützen, die Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) gegen die Seitenwand (20) presst und dichtet, und dass die Federmittel (13) so ausgelegt sind, dass beim Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsmitteldruckes im Auslass (3) die Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) aus ihrer Dichtstellung so weit ausrückt, dass der Arbeitsmitteldruck konstant bleibt, unabhängig von der zeitlichen Anzahl Kreisbewegungen und unabhängig vom Fördervolumen.1. displacement pump for incompressible media, with at least one by means of spiral, from a side wall (20) of a fixed housing (7, 7 ') vertically extending circumferential walls (8, 9) limited delivery space (6), which is located outside of the spiral Inlet (2) and an outlet (3) lying within the spiral leads, and with a spiral-shaped displacement body (5), which is arranged on a disc (4) and projects into the conveying space (6) and which has a wrap angle of 360 ° and which is mounted in relation to the conveying space for executing a circular movement and whose center (10) is offset eccentrically from the center (11) of the peripheral walls (8, 9) such that the displacement body (5) always has both the external The same as the inner peripheral wall (9 or 8) of the delivery chamber (6) almost touches at least one progressive sealing line, characterized in that the orbiting disc (4) with the Displacement body (5) is axially displaceably connected to a drive shaft (14) penetrating the housing (7 ') and mounted therein and that spring means (13) acting directly on the rear side of the disc (4), which are located in the interior of the housing (7' ), the disc (4) with the displacement body (5) presses and seals against the side wall (20), and that the spring means (13) are designed so that when a predetermined working fluid pressure in the outlet (3) is reached, the disc (4 ) with the displacement body (5) from its sealing position so far that the working fluid pressure remains constant, regardless of the number of circular movements over time and regardless of the delivery volume. 2. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Scheibe (4) mit der Antriebswelle (14) über einen Zapfen (15) erfolgt, welcher exzentrisch in einer Sackbohrung (26) der Welle (14) gelagert ist.2. Displacement pump according to claim 1, characterized in that the connection of the disc (4) with the drive shaft (14) via a pin (15) which is eccentrically mounted in a blind bore (26) of the shaft (14). 3. Verdrängungspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Auslasses (3) die Scheibe (4) und der Zapfen (15) der Antriebswelle mit einer Bohrung (16) versehen sind, über die das von den Spiralen geförderte Medium der Zapfenlagerung (17) und der Wellenlagerung (18) zuführbar sind.3. Displacement pump according to claim 2, characterized in that in the region of the outlet (3) the disc (4) and the pin (15) of the drive shaft are provided with a bore (16) through which the medium of the pin bearing conveyed by the spirals (17) and the shaft bearing (18) can be fed. 4. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei um 180° gegeneinander verdrehte Verdrängungskörper (5) ineinandergeschachtelt auf der Scheibe (4) angeordnet sind, und dass die entsprechend ineinandergeschachtelten zugehörigen zwei Förderräume (6) in einen gemeinsamen Auslass (3) münden.4. displacement pump according to claim 1, characterized in that two rotated by 180 ° against each other displacement body (5) are arranged nested on the disc (4), and that the corresponding nested corresponding two delivery spaces (6) open into a common outlet (3) . 5. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei gleichmässig über dem Umfang verteilte Verdrängungskörper (5) auf der Scheibe (4) angeordnet sind, und dass die entsprechend angeordneten zugehörigen mindestens drei Förderräume (6) in einen gemeinsamen Einlass (2) münden.5. Displacement pump according to claim 1, characterized in that at least three evenly distributed over the circumference displacement body (5) on the disc (4) are arranged, and that the correspondingly arranged at least three delivery chambers (6) in a common inlet (2) flow out. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 55