DE1807392A1

DE1807392A1 - Drehkolbenpumpe fuer zaehfluessige Medien

Info

Publication number: DE1807392A1
Application number: DE19681807392
Authority: DE
Inventors: Rudi Philipp
Original assignee: Eisenwerke Kaiserslautern GmbH
Current assignee: Eisenwerke Kaiserslautern GmbH
Priority date: 1968-11-07
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1970-06-11
Also published as: GB1248804A; US3558246A; DE1807392C3; CH502522A; FR96392E; DE1807392B2

Description

Dr.Fng.Han$ Licht« _i0ft70QO

Paf«ntonwa!t | 8 Q 7 3 9 2

75 Karlsruhe-Durlach
Gfötdngeritr.Äl, .'ort f. 43

k. November I968 I571/67

Eisenwerke Kaiserslautern GmbH., 675o Kai«eralautern,

Barbaroeaaatr. 30

Drehkolbenpumpe für zähflüssige Medien Zuaatz zu Patent (P 15 53 03I.I)

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe au» Fördern zähflüssiger, gegebenenfalls inhomogener, korrosiver und «braeiver Medien, mit zwei zwangsläufig in entgegengesetzt em Drehsinn in einem oralen Gehtfuae mit Saug- und Druckstutzen von zwei parallel angeordneten Wellen angetriebenen Drehkolben.

Das Patent (P 15 53 03I.I) betrifft «ine solch·

Drehkolbenpumpe und beschäftigt sich insbesondere BtLt de« Problem, eine solche Pumpe zu schaffen, die den korrosiven Eigenschaften des geförderten Mediums durch eine weitgehend kostansparende Auebildung Rechnung trägt.

Dieses Problem wird aus dem Patent ... (P I5 53 03I.I) dadurch gelöst, daß das Pumpengehäuse auf seiner Innenseite

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mit einer Emailschicht versehen ist, und auf den «,1* KoI-benherzen der Drehkolben dienenden Antriebswellen je «in Verdrängerflügel aus korrosionsfesten und abri.«t>festesi Kunststoff drehfest gelagert ist, und daß d±· Arbeitsflanken der im Querschnitt annähernd halbkreisförmigen Verdrängerflügel als im Querschnitt S-förmige Almalskurven ausgebildet sind, die mit einer stetigen Karre in die nußere Mantelfläche übergehen, beispielsweise tangential in das Kolbenherz einmünden.

Die Erfahrung hat nun gelehrt, daß die hierfür inabesondere verwendeten Kunststoffe auf d«r Basic von Polytetrafluorethylen keine ausreichend· Kriechfestig" keit besitzen. Dies führt dazu, daß es zu Funktionsstörungen kommen kann.

Hier nun wirksam Abhilfe zu schaff·» und die Drehkolbenpumpe nach Patent.( P 15 53 OJi.1$ Insbesondere in funktionstechnischer Hinsicht weiterzueistwickeXn, ist das mit der Erfindung verfolgte Ziel.

Diese Aufgabe wird erfindungegeotäß dadurch gelöst, daß die Drehkolben zumindest an ihren siit der Genau»»- Innenwand und mit den Fußflanken des Jeweiligen Gegenkolbens zusammenwirkenden Kopfflanken aus einest korro» sions- und abriebfesten Kunststoff bestehen.

Auf diese Weise wird der Anteil des Kunststoffes beträchtlich vermindert, so dafl dessen Kriechen praktisch keinen betriebsstörenden Einfluß mehr ausüben kann.

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Auf diese Weise wird weiterhin die Möglichkeit eröffnet, daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, die Drehkolben au· einem außenseitig emaillierten Metall und ihre Kopfflanken aus eingesetzten Kunststoffielsten bestehen. Damit kann als Grundwerkstoff für den Drehkol» ben ein vergleichsweise billiges Material verwendet werden, das durch dl« Emailschicht, wie auch da· Gehäuse, wirksam gegen Korrosion geschützt ist. Zm übrigen wird der Kunststoff anteil verringert, was insbesondere dann kostenmäßig günstig ins Gewicht fällt, wenn es sich um das vergleichsweise teure Polytetrafluorethylen handelt·

Xn bevorzugter Ausführungeform dieses Grundgedankens der Erfindung sind die Dichtleisten mit einem Fußteil in ein· entsprechende Führung am Drehkolben von dessen Stirnseiten her eingesetst. Einerseits wird dadurch die Fertigung des einzelnen Drehkolbens stark vereinfacht, andererseits lassen sich die Dichtleisten, sofern sie schadhaft geworden sind, ohne weiteres austauschen, ohne daß die Verdrängerflügel oder gar der gesamte Drehkolben ausgetauscht werden müssen. Es ergibt sich also eine außerordentlich preisgünstige Auewechselbarkelt.

Dem gleichen Zweck, nämlich die Möglichkeit des Feetklemmens des Kolbens weitgehend zu verhindern, dient die weitere Maßnahme gemäß der Erfindung, daß die Kopfflanken und gegebenenfalls die Fußflanken der Drehkolben teilkreisförmig ausgebildet sind. Damit ergibt sich eine besondere günstige Dichtwirkung am Spalt zwischen Drehkolben und Gehäuse innenwand, wie auch eine günstige Abwälzung der Drehkolben aneinander.

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Durch die geschilderte Ausbildung der Drehkolben wird die Möglichkeit eröffnet, daß diese nicht nur zwei, sondern auch mehr Flügel mit jeweils entsprechenden Kopfflanken aufweisen können.

In einer besondere zweckmäßigen Ausführungsfor« weisen die Drehkolben zwei in Bezug auf das Kolbenherz diametral angeordnete Flügel auf, deren FuAf lenken geradlinig ausgebildet sind* Die Form der Kopfflanken wird durch Abwälzkurven gebildet.

Um das Festsetzen von Festteilchen des geförderten Mediums an der Gehäuseinnenwand zu verhindern, weisen dl· Drehkolben an ihren Kopfflanken Abstreifkanten auf· Diese Abst reifkanten können bespieleweise an den Kunststoff» dichtleisten vorgesehen sein.

Um die Drehkolben an ihren emaillierten Stirnselten, wie auch das Gehäuse an seinen Stirnseiten vor starken Belastungen durch im Dichtungsspalt vorhandene Festteilchen zu verhindern, sind die inneren Stirnseiten, des Pumpengehäuses mit einem nachgiebigen Material, z.B. Kunststoff belegt, in dan diese Festteilchen gegebenenfalls ein» dringen können. Die gleiche Aufgabe können auch an den Stirnseiten dee PutnpengehKusea angebrachte Dichtleisten «us nachgiebigem Material erfüllen.

Werden die Stirnseiten der Kolben mit Scheiben aus einen ^w$4$2eiion^lÄtcrial' ^Ζ·^Β· Tetrafluoräthylen oder Hartgummi,/To kann eine seitliche Berührung zwischen Kolben und Stirnwand nicht stattfinden. Man verhindert dadurch

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a) eine Zerstörung der Emailschicht an Kolben und Gehau s strand}

b) ein Festfressen der Kolben.

Ferner kann mit erheblich kleineren Toleranzen zwischen Kolben und Stirnwand gearbeitet werden·. Daraus folgt eine Wirkungsgradverbesserung, und durch die erzielte Abstreifwirkung wird ein Produktanaatz an den Stirnwanden vermieden. Festteilchen können gegebenenfalls in die weichen Stirnplatten eindringen. Um das achsparallele Ausweichen der eingeschobenen« die Kopfflanken bildenden Dichtleisten asu verhindern, sind diese zweckmäßigerweise mit stirnseitigen Scheiben aus weichest Material verechraubt oder verstiftet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung i,st die aus Stahl bestehende Welle zumindest ist Bereich .des Pumpenraums mit einer korrosionsfesten Schutshülse überzogen. Damit kann auch die Antriebswelle aus vergleichsweise preisgünstigem Werkstoff hergestellt werden, da nur noch die Schutzhülse aus dem korrosionsfest·» Werkstoff, beispielsweise aus einem außenseitig emaillierten Werkstoff bestehen muß. Vorzugsweise ist die Schutz» hülse unmittelbar an den Stirnseiten des Drehkolbens angeformt oder angeschraubt und ragt mindestens bis zur Abdichtung und Lagerung der Welle aus dem Gehäuse heraus. Bei einer Stopfbuchsausführung kommt ein säurebeständiger Stahl bei einer Gleitringeinheit die billigere emaillierte Ausführung für die Schutzhülse in Frage·

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tot far* #4* r j«* »/5

Weitare Merkmal«, Einzelheiten und Vorteil« der Erfindung ergeben eich aus der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Aueführungeformen sowie anhand der Zeichnung« Hierbei zeigen:

eine sdi*»tfiA'st&* #4>s/r4/
Fig. 1 einen Qweaf ohnitt dwrch e*»e dr.iflüglig·^

Ausfiihrungsforn des Drehkolbens j Fig. 2 einen k«. II -*t

Flg. 3 einen Querschnitt durch einen Drehkolben anderer Aueführungsform;

Figuren £ bis 9 weitere Aus führung cforwea dear. Drehkolben

in schematiceher Ansicht»

Die in der Zeichnung wiedergegebene DrebJcol&esipustp« besteht aus einen ovalen Gehäuse 1, in welch«« swejL auf parallelen Antriebswellen 2 angeordnete Brehk&l&«& 3 In entgegengesetzter Richtung umlaufen. Das Csei&Mus« weist, wie aus den Figuren 4 bis 9 entnehmbar ist, eist·» Saag«· stutzen kO und einen Druckstutzen 50 auf*

In den Figuren 1 und 2 ist ein Drehkolben 3 wiedergegeben, der drei um jeweils 120° versetzte Verdrängex*- flügel k aufweist. Die Kopfflanken 5 dieser Verdraragerflügel arbeiten mit der Innenwand 6 des Gehäuses zusammen, dio rait einer Bmailschicht 7 versehen ist. Wie aus Figur 1 erkennbar, sind dio Kopfflanken 5 jedes Drehkol- bena aus einem korrosion«- und abriebfesten Kunststoff gefertigt. Damit ergibt sich eine funktionsgerecht· Merkstoff«

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Paarung Baal1-Kunststoff, dl· sowohl hinsichtlich d«s Verwendungsswecks der Drehkolbenpumpe als auch hinsichtlich d«r«r Punktion besonders günstig ist. Als vorteilhaft hat sich dabei «in Kunststoff auf der Basis von Polytetrafluo*'« äthylen erwiesen.

Die Kopf flanken 5« die bei den wiedergegebenen Aus« fUhrungsbelspulen als Dicktleisten β ausgebildet sind, können auf verschiedene Welse an den Drehkolben 3 angebracht werden. Bei dam im Figur 1 dargestellten Ausftthrungsbeisplel weist 4L·· Dichtleiste 8 einen teil*Ylin~ drlsehen Querschnitt um* am Ihrer ebenen Unterseite ein rußteil 9 auf. Dieses Fußteil ist nach Art einer Schwalbenschwansfünrung ausgebildet, die alt einest entsprechen· den Schwalbenschwanz 10 an den Verdrängerflügel 4 des Drehkolben· 3 in* Eingriff steht.

Die Dichtleiste 8 1st ferner ist Breich der Kopfflanke 5 alt Abstrelfkanten veree, die bei der ge se Igt en Aus« ftthrungsforsi durch dl· Einschnitt· 11 gebildet weden. Bei einer anderen Ausfuhrwngsfom, die in Figur 3 geseift ist, ist die Dichtleiste In sMhrere Elnseleleaiente aufgelöst. Medes Einselalesient 18 weist dabei ein^etwa dreivlertelsylindrischea Fufitell 13 auf, mit desi 01 in einer entspreche]

den hohlsyllndri*clft*sjfcFiihrunjc 1% des Verdrängerfluge le k gelagert ist. . ' + '

An das Fufitell 12 schllefit sich nach außen das eigentliche DlchtelesMnt 15 em, das in einer entsprechenden Aus« nehsMng l6 des VerdrXngerflttgels 4 liegt.

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Die Abatreifkanten werden beim Aueführungebeispiel nach Figur 3 durch die Kanten 17 dor Dichtelemente 15 gebildet.

Bei beiden Aus führung· formen, nach Figur 1 bzw. 3 können die Dichtleiste 8 bzw. die Einzelelemente 12 von der Stirnseite des Drehkolbens her in ihre Führung 10 bzw. l4 eingeschoben werden. Demzufolge läßt sich «Mg«·» kehrt in einfacher Weise eine schadhafte Dichtleiste mn»--* tauschen.

Wie aus der Zeichnung erkennbar, sind die Fußflenken (Fig. 1) den Drehkolbens .kreisähnlich ausgebildet· Darüberhinaus können auch die Kopfflanken 5 kreisförmig ausgebildet sein, wobei die Fußflanken dann von der Kreisform Abweichen.

Der Drehkolben kann aus einem üblichen Metall beistehen, doch muß zumindest auf seiner Außenseite» dafür <■?-.* Sorge getragen werden, daß er korrosiven Medien, standhält. Zu diesem Zwemf ist d«r Kolbenkern auf seiner Außenseite verzugsweise emailliert.

In Figur 4 sind dreiflüglige Drehkolben 20 wiederge- ; * ) geben, die teilkreisförmige Fußflanken aufweisen. Bei« Aua-r'' '! führungsbeispiel nach Figur 5 sind diametral zum Kolben- ■ ^; herz 21 zwei Verdrängerflügel 22 vorgesehen, die Kopfflanken 23 sowie teilkreisförmige Fußflanken 24 aufweisen·

In Figur 6 sind wiederum zwei zweiflüglige Orehkolben 25 gezeigt, die tei!kreisförmige Kopfflanken 26 und gerad«

linige Fußflanken Zf aufVoisen. · .f

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0ADORiGtHAi.

Zn Figur 7 i*t ein« Aueführungaform des Drehkolben· mit annähernd elliptischem Querschnitt dargestellt. Dabei gehen die Kopfflanken 28 in kreisförmige Fußflankan 29 gleicher Krümmungsrichtung über.

In der in den Figuren 8 und 9 wie der gegebenen Abwand lung setst sich Jede Fußflanke aus zwei Teilkreisen 30 gleicher und einen Teilkreis 31 ungleicher Krümmungsrichtung zusammen. Die Kopfflanke 32 ist wiederum bis su den Abstreifkanten kreisförmig ausgebildet. Der andere Teil der Kopfflanke wird aus Hüllkurven gebildet. Di«*· Kopfflanke 32 überragt beim Ausführungsb«ispi«l nach Figur 9 um «in geringes Maß den Verdrängerflügel 33 des Drehkolben·, mo daß ein« Abstreifkante 3% gebildet wird.

In Figur 2 ist «in axialer Längsschnitt durch Pumpe in abgebrochener Darstellung wi«d«rg«gebem. Di« beiden Stirnseiten der Drehkolben, die emaillier* s«i* können, sind entweder mit Platten 36 aus nachgiebig·« Ha- ' terial, beispielsweise aus Kunststoff belegt od«r fJ^yj^jttnr mit einzelnen, nicht gezeigten Dichtleisten aus/Werkstoff versehen. Diese Platten bzw. Leisten können auch am ά·η Stirnseiten 35 des Gehäuses befestigt sein«

Ferner weist die Antriebswelle, wie aus Figur 2 «rsichtlich, im Bereich des Pumpraumas «in« Schutzhülse, 37 amf, so daß die Welle selbst aus einem vergleichsweise billigen Werk» «toff bestehen kann, während die Schutzhülse 37 aus einem gegen Korrosion beständigen Werkstoff hergestellt ist» Vorteilhafterwelse ist diese Schutzhülse unmittelbar am den Drehkolben 3 angeformt oder angeschraubt, so daß si« au« dem

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BAOOf)IQiNAl;

gleichen Material wie dieser besteht, wobei ei* dann gleichfalls wie dieser auf ihrer Außenseite 38 mal 11,1 art «ein
kann. Statt der Enaillierunf kossft natürlich spell Jeder wirkungsslelche Schutsübersuf infrage. Die VellenschutBhttlse
kann auch aus einesi in sich korrosionsfesten Stanl bestehen.

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Claims

Patentansprüche

1. Drehkolbenpumpe sun Fördern stthflUsaiger, gegebenenfalla inhomogener, korrosiver Medien, Mit swei swangalMufig in entgegengeaetstem Orehainc in eine* ovalen Gehäuse mit Saug- und Druckatut«en von zwei parallel angeordneten Wellen angetriebenen Drehkolben,

wobei daa Genau·· nach Patent (P 15 53 OJl.l) mit

einer Emailschicht reraehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (3) zumindest an ihren mit der GehMuaeinnenwand (6) zua «mbi ■ nwi rkenden Kopf flanken (5) au« eineai korroaiona- und abriebfesten Kunststoff bestehen.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenamelehnet, daß die Drehkolben (3) aua einem außenaeitig emaillierten Metall und ihre Kopfflanken (5) au* eingesetzten Kunetstoffleisten (8, 12) bestehen.

3* Drehkolbenpumpe nach Anapruch 2, dadmrch galrenn »eichnet, daß die Dichtleiaten (8, 12) mit eineai Fußteil (9, 13) in eine ent apre chende Führung (10, l4). am Drehkolben (3) von dessen Stirnseiten her eingeaetst aind»

4. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bia 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Fußflanken (5) oder gegebenenfalls die Kopfflanken <l8) der Drehkolben (3) kreisförmig ausgebildet aind.

5. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis %, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (3,20) xwei oder mehr Flügel (%₍ 22) aufweisen.

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η.

6. Drehkolbenpumpe nach einen der Ansprüche 1 bis 5 t dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (25) drei in Be» zus ^aui* das Kolbenhers diametral angeordnete Flügel auf» weisen, deren Kopf flanken (26) als Abwalzkurven, deren Fußflankon (27) geradlinig ausgebildet sind.

7· Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (3) an ihren Kopfflanken (5) Abstreifkanten (11, 17) aufweisen.

8. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkanten (H₁ 17) an den Dichtleisten vorgesehen sind.

9. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Stirnseiten (35) des PumpengehKuses (1) mit einem nachgiebigen Material, z.B. Polytetrafluorethylen belegt situ*.

10. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9« dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (3>) der Drehkolben (6) Anlauf scheiben aus nachgiebigem Material auf=» weisen.

11. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stahl bestehende Welle (2) zumindest im Bereich des Pumpenraums mit einer korrosionsfesten Schutzhülse (37) überzogen ist.

12. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (37) aus einem außenseitig

(38) emaillierten Werkstoff besteht.

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13· Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bi·

12, dadurch gekenn«ei*nne*, _daß J₁. Schutzhülse (37) an den Drehkolbcn (3) angeformt, engeflanscht oder angeschraubt ist·

lh. Drehkolbenpumpe nach einest der Ansprüche 1 bis ;

13, dadurch gekennxeichnet, dafl die Drehkolben, nach der der Vellenabdichtunx secenüberliegenden Seite rerschiebbar auf der Welle angeordnet sind, so daß die Drehkolben ohne. Lösen einer Wellenmutter oder eines ähnlichen Elementes von der Welle abgesogen werden können.

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