DE1903888A1 - Fluessigkeitsringpumpe - Google Patents

Description

.19113.888

THE NASH ENGINEERING COMPANY, Wilson Avenue, South Norwalk, Connecticut, U.S.A.

Flüssigkeitsringpumpe

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsringpumpe mit einer an einem Ende offenen Einheit aus Auflager- und Pumpengehäuse und einer verlängerten an einen gesonderten Antrieb ankuppelbaren Antriebswelle.

Die Erfindung ist anwendbar·auf alle möglichen Arten von Pumpen wie Vakuumpumpen, Verdichter, oder andere Typen von Drehkolbenpumpen, bei denen die Exzentrizität des rotierenden Elements bezüglich des stationären Elements oder umgekehrt innere sich radial oder axial erstreckende Hohlräume bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe mit einer Einheit aus Auflager- und Pumpengehäuse zu schaffen, welche zu ihrer Herstellung einen geringeren Aufwand ale be-

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kannte Pumpen erfordert und diese in ihrer Leistung übertrifft und bei deren Zusammenbau die Geschicklichkeit des Monteurs für die Einhaltung der Toleranzen keine entscheidende Rolle mehr spielt.

Die Erfindung löst die Aufgabe an einer Plüssigkeitsringpumpe der eingangs erwähnten Art dadurch, daß das Pumpenrad mit einem Ende der Antriebswelle zentral verbunden ist und das dem Rotor gegenüberliegende Ende der Welle im Auflagergehäuse gefaßt ist, wobei die Gehäuseeinheit aus Pumpengehäuse und Auflagergehäuse eine einzige Verbindungsstelle zum Befestigen der im Inneren der Gehäuseeinheit angeordneten Teile und einen bezüglich der Verbindungsstelle passenden Deckel aufweist, wobei alle inneren bearbeiteten Oberflächen der Gehäuseeinheit bezüglich des Pumpenrads und des Deckels bei einer Einspannung vom offenen Ende her herstellbar sind. ___

Die erfindungsgemäße Plüssigkeitsringpumpe besitzt also nur eine Verbindungsstelle zwischen den stationären Tei-

und die Hohlräume genannten

len, durch welche die Exzentrizität/zwischen den/stationären Teilen und den rotierenden Teilen festgelegt sind.

Mittels der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Konstruktion kann ein Gerät mit minimaler Exzentrizität und minimaler Abweichung der Winkelbeziehungen auf einfache Weise hergestellt werden. Deshalb lassen sich besonders gute Pumpenleistungen bei Anwendung üblicher Herstellungstoleranzen und unabhängig von den Fähigkeiten des Monteurs erzielen.

Bislang wurden die Teile des Auflagers und die Pumpenteile separat voneinander hergestellt und die Teile danach zu

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einer Pumpe mit separatem Antrieb zusammengebaut. Dabei hängt die Genauigkeit des Zusammenbaus des Auflagers und der Pumpenteile von der Fähigkeit des Monteurs ab. Es konnte also bislang nur dann eine gute Pumpenleistung erzielt werden, wenn die Teile mit normalen Toleranzen besonders sorgfältig und fachkundig montiert wurden. Eine solche Montage läßt sich wirtschaftlich nicht durchführen. Andererseits, wenn besonders hohe Anforderungen an die Toleranzen gestellt wurden, dann treten Schwierigkeiten dadurch auf, daß diese Teile durch verhältnismäßig unkundige Arbeitskräfte zusammengebaut werden müssen. Dieses Verfahren ist aber schon allein aus dem Grund ungeeignet, da die hohen Anforderungen an die Toleranzen sehr hohe Kosten zur Folge haben. Demgegenüber hat die Erfindung eine Konstruktion aufgezeigt, die ein schnelles und genaues Zusammensetzen der Pumpenteile unabhängig von der Fähigkeit des Monteurs ermöglicht.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, nämlich ein Querschnitt durch eine Flüssigkeitsringpumpe mit einer Einheit aus Auflager- und Pumpengehäuse, wobei die Pumpeneinheit gesondert antreibbar ist.

Die Zeichnung zeigt eine horizontale Vakuumpumpe des Typs der Flüssigkeitsringpumpe wie sie allgemein, z. B. aus der US-Patentschrift Nr. 2 195 375, bekannt ist. Die vorliegende Erfindung läßt sich allerdings noch auf andere Typen von Pumpen oder Kompressoren anwenden.

Die Einheit aus Auflager- und Pumpengehäuse 1 besteht aus einem Auflagerteil 11 und dem eigentlichen Pumpenge-

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häuse 13. Die Antriebswelle 10 trägt an ihrem rechten Ende das Pumpenrad 12. An ihrem linken Ende ist die Welle 10 im Auflagerteil 11 in bekannter Weise abgestützt, während das rechte Ende der Welle 10 zusammen mit dem daran befestigten Pumpenrad 12 im Pumpengehäuse 13 gelagert ist. Im Pumpengehäuse 13 ist ein Ringraum 20, der das Pumpenrad 12 umgibt, vorgesehen.

Es wird betont, daß der Ringraum 20 zweckmäßig aus einem Material hergestellt ist, welches sich von dem Material der Gehäuseteile unterscheidet. Der Ringraum 20 bildet darüberhinaus zusammen mit dem Pumpengehäuse eine Doppelwandkonstruktion, was sich günstig auf die Reduzierung der Geräuschbildung auswirkt. Selbstverständlich liegt es innerhalb des Rahmens der Erfindung, daß das Pumpengehäuse ohne gesondert ausgebildeten Ringraum ausgeführt ist.

Das Pumpenrad weist radiale Flügel 14 auf, die eich in bekannter Weise zwischen den Endringen 16 und 18 erstrecken. Die Abstände zwischen den Rotorflügeln 14 an den inneren der Achse der Welle 10 benachbarten Enden bilden sowohl die Einlasse als auch die Auslässe für das Gas während des Ansaugena und der Verdichtung desselben, wobei der Flüssigkeitsring im Ringraum 20 umläuft und eich radial nach außen und dann nach innen bewegt. Der Endring 16 ist unmittelbar am rechten Ende der Welle 10, mit dieser mittels der Keil-Nut-Verbindung drehfest verbunden.. Der Keil erstreckt sich in entsprechend angeordneten Keilnuten In der Bohrung der Nabe des Endrings 16 und in der Welle 10.

Das Diβtanzetück 60 kann zur axialen Einstellung des Pumpenrads 12 bezüglich der Welle 10, der Gehäueebaueinheit 1

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und speziell des Deckels 38 vorgesehen sein. Eine alternative Möglichkeit zum Bewirken dieser Einstellung kann darin bestehen, ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Zwischenstück an der Stirnfläche 56 des Deckels 36 anliegend, anzubringen.

Die Zeichnung zeigt ferner einen Federring 26 und eine Verschlußmutter 28 zum Festlegen der axialen lage des Pumpenrads 12 auf der Welle 10. Die in radialer Richtung inneren Oberflächenteile der Endringe 16 und 18 sind an .den Konus 40 des Deckels 38 angepaßt. Der Ringraum 20 umgibt das Pumpenrad 12, wie in der Zeichnung dargestellt, und dieser Ringraum 20 hat eine Rückwand 32, die die Welle 10 in Abstand umgibt und den feststehenden Teil 34 der FedermitteJ/trägt. Der drehbare Teil 36 der Federmittel läßt sich zusammendrücken und auseinanderziehen und hat eine am Teil 34 gleitende Oberfläche, wobei die Federmittel das Pumpenrad 12 von der Rückwand 32 abdrücken. Die Federmittel 30 und deren drehbarer Teil 36 bilden an ihrem rechten Ende eine mechanische Wellendichtung. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besitzt der Gehäuseteil 13 einen daran befestigten Deckel 38, der den Einlaß und Auslaß der Pumpe in an sich bekannter Weise enthält. Der Aufbau des Deckels 38 wird noch weiter unten genauer beschrieben werden. Der Deckel 38 ist mit einem nach innen weisenden Teil 40 mit konischer Oberfläche versehen, die mit den konischen Innenoberflächen der Endringe 16 und 18 und der radialen Flügel 14 in ihren Abmessungen abgestimmt ist, wobei die zusammenwirkenden Oberflächen komplementär zu einander sind und einen präzisen Drehsitz

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zwischen dem stationären konischen Pumpenkörper 40 und den drehbaren konischen Teilen 16, 18 und 14 bilden. Der Ringraum 20 ist von der Einheit aus Auflager- und Pumpengehäuse 1, welche die Form eines länglichen Hohlkörpers aufweist, umgeben, der die Bohrungen 50, 52 und 54 aufweist, die zueinander konzentrisch sind und deren Achsen auf den Flächen 56 und 58 der Stirnseite 55 und der Fläche 60 des Lagerteile senkrecht stehen. Diese Bohrungen und Flächen werden vorteilhaft alle mit derselben Einspannung hergestellt. Der Abstand zwischen den Flächen 56 und 60 wird durch direktes Messen bei derselben Einspannung eingestellt. Es sei noch bemerkt, daß die Bohrungen in der Gehäuseeinheit mit zunehmender Entfernung von der GehäuseÖffnung von Bohrung zu Bohrung kleiner werdenden Durchmesser aufweisen.

Der Ringraum 20 befindet sich im Inneren der Gehäusebaueinheit 1 und besitzt die Stirnfläche 66, die senkrecht zu den Achsen der konzentrischen Bohrungen 68, 70 und 72 steht, da der Ringraum so ausgebildet ist, daß er, wie oben beschrieben, ebenfalls bei einer Einspannung von einem Ende her bearbeitet werden kann.

Das Pumpenrad 12 paßt in den Ringraum 20 und hat Bohrungen 74 und 76 die, wie auch der Außendurchmesser 78 des Pumpenrads 12,zu den Flächen 80 und 82 konzentrisch sind und deren Achsen auf diesen Flächen senkrecht stehen, da der Rotor in der oben beschriebenen Weise von einem Ende her bei derselben Einspannung bearbeitet wird.

Der Deckel 38 besitzt eine konische Form und weist Ringflächen 84, 86 und eine konische Fläche 88 auf, die zu-

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einander konzentrisch sind und deren Achsen auf den Flächen 90 und 92 senkrecht stehen, da auch der Deckel, wie oben bereits zu anderen Teilen beschrieben, so ausgebildet ist, daß er von einer Seite her und bei einer Einspannung hergestellt werden kann.

Es sei noch bemerkt, daß die oben genannten Bohrungen und Flächen sehr genau ausgeführt und aufeinander abgestimmt sind, was dadurch möglich ist, daß sie alle jeweils bei derselben Einspannung und vom offenen Ende der Gehäueeeinheit her gefertigt Bind. Sie !Toleranzen bezuglieh der Abmessungen (Längen), Konzentrizität und Rechtwinkeligkeit sind also sehr eng. Sarüberhinaus ermöglicht die zusammengefügte Konstruktion mit einer Verbindungastelle ein einfaches und genaues Zentrieren des Pumpenrads, ohne von der Geschicklichkeit des Monteurs abhängig zu sein.

-Patentansprüche-

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Flüssigkeitsringpumpe mit einer an einem Ende offenen Einheit aus Auflager- und Pumpengehäuse und einer verlängerten an einen gesonderten Antrieb ankuppelbaren Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (12) mit einem Ende der Antriebswelle (10) zentral verbunden ist und das dem Rotor gegenüberliegende Ende der Welle (10) im Auflagergehäuse (13) gefaßt ist, wobei die Gehäuseeinheit (1) aus Pumpengehäuse (13) und Auflagergehäuse (11) eine einzige Verbindungsstelle (55) zum Befestigen der im Inneren der Gehäuseeinheit angeordneten Teile und einen bezüglich der Verbindungsstelle passenden Deckel (38) aufweist, wobei alle inneren bearbeiteten Oberflächen der"Gehäuseeinheit (1 bzw. 11, 13) bezüglich des Pumpenrads (12) und des Deckels (38) bei einer Einspannung vom offenen Ende her herstellbar sind.

   2. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zwischen dem Pumpengehäuse (13) und dem Pumpenrad (12) angeordneten gesonderten Ringraum (20) aufweist, dessen Stirnflächen senkrecht zu den Achsen der konzentrisch angepaßten Ringflächen bzw. Bohrungen des Pumpenrads (12) sind, ohne daß eine Verbindung zwischen der Gehäuseeinheit (1) und dem Deckel (38) vorgesehen ist.

   3. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (12) mindestens zwei Bohrungen (74) und (76) aufweist, deren Achsen, ebenso wie diejenige der Umfangsflächen (78) auf den Flächen (80) und (82) an einem Ende der Antriebswelle (10) senkrecht stehen und die zu diesen Flächen konzentrisch sind.

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   4. Flüssigkeitsringpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseeinheit (1) röhrenförmig ausgebildet ist und 'daß vom offenen Ende her gesehen die im Inneren des Gehäuses bearbeiteten Bohrungen und Flächen mit zunehmender Entfernung von Bohrung zu Bohrung abnehmen.

   5. Pumpengehäuse für eine unabhängig antreibbare Pumpeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ringraum (20) bildende Wand mindestens im Bereich des Pumpenrads (12) etwa parallel zur Wand des Pumpengehäuses (13) angeordnet ist.

   6. Verfahren zum Herstellen einer hohlen Gehäuseeinheit aus Auflager- und Pumpengehäuse für eine Flüssigkeitsringpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Inneren der Gehäuseeinheit (1) zu bearbeitenden Bohrungen und Flächen vom offenen Ende des Gehäuses her bearbeitet werden, wobei die Größe bzw. die Radien der Bohrungsdurchmesser und der Flächenabmessungen mit zunehmender Entfernung von der öffnung abnehmen und wobei zum Erzeugen enger Fertigungstoleranzen dieselbe Maschineneinstellung verwendet wird.

   24.1.1969/Gr/Pe

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