DE2555172A1 - Rationskolbenpumpe - Google Patents
RationskolbenpumpeInfo
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- DE2555172A1 DE2555172A1 DE19752555172 DE2555172A DE2555172A1 DE 2555172 A1 DE2555172 A1 DE 2555172A1 DE 19752555172 DE19752555172 DE 19752555172 DE 2555172 A DE2555172 A DE 2555172A DE 2555172 A1 DE2555172 A1 DE 2555172A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C3/00—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type
- F04C3/02—Rotary-piston machines or pumps, with non-parallel axes of movement of co-operating members, e.g. of screw type the axes being arranged at an angle of 90 degrees
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Description
PATENTANWALT DIPL.-ING. GERD UTERMANN 71 HEILBRONN, POSTFACH 3525, CABLE: PATU, TEL. (07131) 82828
Deutsche Bank Hellbronn: 364364 Handelsbank Hellbronn: 23080 5 Kreissparkasse Heilbronn: 7001 6 Postscheck Stuttgart: 43016-704
Patent- un,d Gebrauchsmuster-Hilfs-Anmeldung Sl. 32 D 11 -,
5." Dezember 1975/Ü
Zusatz zu Patentanmeldung P 21 60 162.7
Anmelder: Herr
Manfred S ο m m e r
D-7101 Untergruppenbach,
Talstraße
Bezeichnung; ■ Rotationskolbenpumpe .
Anwendungsgebiet: .
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenpumpe mit
den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.
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Stand der Technik und Hauptanmeldung:
Die Konstruktion nach der Hauptanmeldung und weitere vom
Erfinder vorgeschlagene Konstruktionen zeigen verschiedene Möglichkeiten für die Ausführung der Steuerung der Flügel
derartiger Pumpen mit Hilfe von Kurvenbahnen. Die Steuerung der Flügel wirft neben der Abdichtung die schwierigsten
Probleme bei derartigen Pumpen auf, insbesondere was eine praktisch verwertbare und wirtschaftlich auszuführende
Gestaltung betrifft, die für den jeweils in Betracht kommenden Einsatzfall geeignet ist. Der Erfinder hat vorgeschlagen,
zwischen zwei Kurvenbahnen Federelemente anzuordnen,, die sich im ganzen mitbewegen und mit Hilfe zusätzlicher
Rollen auf den Kurvenrollen abstützen. Diese Anordnung ist an sich vom Energiebedarf her günstig und
für viele Anwendungsfälle sehr gut geeignet. Werden jedoch
höhere Drehzahlen erforderlich, so können die Geschwindigkeiten an den Rollen der Federelemente bei den praktisch
nur möglichen kleinen Abmessungen völlig ungeeignete Werte erreichen, beispielsweise 5000 bis 6000 U/min bei ca.
1000 U/min des Läufers, auch können die sich ständig verschiebenden Federelemente zu unangenehmen Schwingungen
führen. Im ganzen gefedert abgestützte Kurvenbahnteile mit
einer zweiten Pührungsflanke bergen die Gefahr in sieh,
daß alle Flügel sich unerwünscht verdrehen, wenn nur ein Flügel ausweichen müsste, weil grobe Bestandteile in der
Pumpe zwischen Flügel und Känalwand gelangt sind.
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Zweck/Aufgäbe:
Durch die Erfindung sollen vor allem die vorerwähnten Nachteile vermieden, die Vorteile bereits vorgeschlagener
oder bekannter Lösungen möglichst erhalten und miteinander vereinigt sowie insbesondere die unten aufgeführten Vorteile
erzielt werden. Die bekannten bzw. vorgeschlagenen Konstruktionen des Erfinders, insbesondere nach der Hauptanmeldung,
sollen verbessert und weitergebildet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine im Aufbau und in der Arbeitsweise möglichst einfache Pumpe
mit hoher Förderleistung bei kleiner Bauweise und hoher Ansaugleistung, welche eine schonende und leise Pumpweise besitzt,
und die gegen Fremdkörper und grobe Bestandteile im Fördermedium unempfindlich und trotzdem laufruhig ist,
eine Federungsanordnung vorzuschlagen, die bei hohen Umdrehungszahlen
des Pumpenläufers nur geringe Geschwindigkeiten an gleitenden oder bewegten. Teilen in der Steuerung
ermöglicht.
Lösung;
Erfindungsgemäß sind die im Kennzeichen des Anspruches 1
aufgeführten Merkmale vorgesehen. Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen sind in den anderen Ansprüchen
aufgeführt.
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Vorteile:
Die gefederte Andrückung der Verstellzapfen mit den auf ihnen gelagerten Kurvenrollen gestattet ein Ausweichen der
Flügel, wenn grobe Bestandteile in.die Pumpe gelangen. Da eine gehäusefeste Führungsflanke vorgesehen ist, er-,
folgt auch eine exakte Steuerung der Flügel. Da die Feder einseitig nabenfest abgestützt ist und an der anderen Seite
auf ein von der Kurvenrolle unabhäniges Federelement einwirkt, neigt sie wenig zu unerwünschten Schwingungen und
Geräuschen vor allem aber tritt nur eine ganz geringfügige Bewegung zwischen Verstellzapfen und Federangriffspunkt auf,
weil nur der geringe Schwenkweg des Verstellzapfens, der sich aus Hub und Exzentrizität ergibt, auszugleichen ist.
So ist die gefederte Anordnung für große Umlaufgeschwindigkeiten des Läufers "gut geeignet. Das Federangriffselement
kann beispielsweise in Form eines Pleuels oder auch eines einfachen Reibelementes vorgesehen werden. Besonders eignet
sich jedoch eine weitere unabhängige Kurvenrolle, auf der die Feder abgestützt wird. Diese kann gleichartig ausgebildet
und angebracht sein wie die auf der Kurvenbahnflanke
abrollende Kurvenrolle. Es ergibt sich dann auch bezüglich der Federlingsanordnung nur eine rollende Reibung^ und zwar
mit ausserordentlich geringen Wegen, weil die Federkurvenrolle
nur eine kleine Schwenkbewegung auf dem Verstellzapfen aus führt.
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Die Anordnung von Federn in Federstößeln gewährt eine störungsarme
Unterbringung auch bei Bruch und eine einfache Führung sowie Herstellung und Montage. Bei entsprechender Ausbildung und:
I Anordnung der am. Verstellzapfen die Federkraft aufnehmenden · ·
Fläche kann'die insbesondere herstellungstechnisch einfache
Form des Zylinders für Federstößel und Bohrungen gewählt werden. Um die Abstützfläche mögliehst klein zu halten, den Lauf der benachbarten
Kurvenrolle nicht zu beeinträchtigen und trotzdem eine große weiche, jedoch mit ausreichender Kraft und
guter Sicherheit arbeitende Feder unterbringen zu können, setzt man die Federrollenanlagefläche zweckmässig gegenüber
der übrigen Stirnfläche des Federstößels ab.
Anschläge können unnötig große Federbewegungen bei ggf. auftretenden Schwingungen vermeiden, insbesondere dann
wenn die Anschläge etwas elastisch sind. Sie lassen sich einfach von dem Federstößelende und dem Bohrungsboden oder
einem eingesetzten Kunststoffstück bilden. Die Eintauchtiefe kann dann geringfügig größer sein als der maximale
Hub, wenn mit dem Federstößel nicht ein unerwünschtes Herumschwenken der Flügel begrenzt werden soll. Bei ausreichend
großer Anzahl der Flügel ist dieses unerwünschte Herumschwenken wegen der. engen Bauart der Flügel' und der
Kurvenrollen ohnehin nicht zu befürchten. Wenn die mögliche · Eintauchtiefe etwas größer ist als der Hub, so werden Anstoßgeräusche
beim Normalbetrieb vermieden. An sich können verschiedene Federn verwendet werden. Schraubendruckfedern
sind einfach, preiswert und lassen sich besondre gut dem
jeweiligen Verwendungszweck anpaesen und. stehen mit. geringem
Fertigung- und Lagerhaltungsaufwand für verschiedene Pumpen-
typen preiswert zur Verfügung. '
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Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus dem nachfolgenden Beschreibungsteil. Ein Ausführungsbeispxel
der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. -
Es zeigen;
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Pumpe längs der Linie 1-1 in
Fig. 2, wobei die Schnittlinie nicht gerade, sondern wegen der versetzten Schwenkachsen zum Teil etwas versetzt
ist zur besseren Darstellung der Flügel und Lagerzapfen und
Fig. 2 einen Schnitt durch die Pumpe nach Fig. 1, wobei
die Schnittlinie längs der Linie 2-2 verläuft,
die, wie in Fig. 1 angegeben, bis zur Mitte Drehachse DA - in der Umlauf- und Teilebene E verläuft,
dann nach links verlegt ist, um die Federn zu zeigen, und im unteren Bereich der Pumpe wieder
in die Hauptumlauf- und Teilebene E springt.
Das Ausführungsbeispxel zeigt eine Pumpe 920 !%
mit einem Pumpengehäuse 421, welches aus den beiden Gehäuseteilen
422 und 423 gebildet ist. Diese sind in der Teilebene
und Hauptumlaufebene E geteilt und unter Beilage der
Dichtung 24 abgedichtet zusammengefügt, wozu Spannschrauben
dienen, die sich durch die Augen 227 erstrecken.
In dem Pumpengehäuse 421 ist ein ringförmiger Kanal 30 gebildet, der, wie Fig. 1. veranschaulicht, Kreisquerschnitt
mit dem Radius r2 aufweist. In den Kanal 30 münden tangential
die beiden Anschlüsse 31 und 32, die mit Anschluß- · '
flanschen 33 für die Leitungen versehen sind. Obwohl die Pumpe für Rechts- und Linkslauf eingerichtet ist, soll
zur Vereinfachung der Anschluß 31 als Einlaß- oder Sauganschluß und der Anschluß 32 als Auslaß oder Druckan-
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'. .
Schluß bezeichnet werden. Sie arbeiten in dieser Weise, wenn die Pumpe gemäß dem Pfeil 34 in Fig. 2 rechtsherum
' läuft. ! ' - '- "
In dem ringförmigen Kanal 30 laufen kreisscheibenförmige
Flügel 435 um. Es sind vier Flügel vorgesehen, die im '-gleichmäßigen
Abstand von 90° zueinander angeordnet sind.
Die Flügel 435 sitzen-auf Haltezapfen 236, die sich von
den Lagerzapfen 37 in die eigentlichen Flügel 435 hinein
erstrecken und auf denen die Flügel 435 mit Hilfe der
Schrauben 238 befestigt sind. Die Lagerzapfen 37 sind "in
Nadellagern 239 drehbar geführt. Sie haben die Schwenkachsen SA, die in der Teilebene und Hauptumlaufebene E
liegen und etwa radial zur Drehachse DA der Pumpe verlaufen. Die Lager 239 sitzen in Bohrungen in einem Nabenkörper 240,
der flansehartig an einer.Antriebsmuffe 241 angeformt ist
und einen Steuerungshohlraum 242 frei läßt. Die Antriebsmuffe 241 ist mittels einer Feder 24la mit der Antriebs-,
welle 24lb drehfest verbunden. Der Nabenkörper 240 ist"" mit Hilfe von. Wellendichtungen 45 im Pumpengehäuse 421
abgedichtet. Die Lagerung für den Nabenkörper ist im ; einzelnen nicht dargestellt. Sie kann im Innern des Ge-*
häuses liegen oder in Form eines außerhalb"liegenden
Lagerstuhles vorgesehen werden,· damit die Lager nicht . mit eventuell einsickerndem Fördermedium in Berührung kommen.
Während der ringförmige Kanal in seinem Förderbereich, dem Förderkanalteil 54, also unterhalb der Anschlüsse 31,32
vollkommen frei ist und damit Kreisquerschnitt bis auf Teil aufweista_in welchem die Lagerzapfen 37 und die
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Haltezapfen 236 in "ihn eintreten, ist er im oberen Abdichtkanalteil
55 auf die Dicke d der Flügel 435 reduziert.
' Zu diesem Zweck sind die Gehäuseteile 421 und 422 wie aus
den Zeichnungen ersichtlich geformt und im Bereich des Abdichtkanalteiles 55. entsprechend eingezogen. Im Innern
ergeben sich dann leicht ansteigende Endflächen 259 des
Abdichtkanalteiles, so daß der Förderkanalteil trichterartig in den Abdichtkanalteil übergeht. Im Abdichtkanalteil
sind ebene, parallel zueinander stehende Abdichtflächen
60 gebildet, die von der Ebene E den Abstand der halben Dicke d/2 haben. Die Flügel 435 haben ebenfalls ebene
parallele Druckflächen, die genau durch den Abdichtkanalteil 55 passen und in diesem abdichten.
Die Länge des dichtenden Teiles des Abdichtkanalteiles 55 zwischen den Anschlüssen 31 und 32 ist auf den
O *
Flügelabstand - beim Ausführungsbexspiel 90 - genau
derart abgestimmt, daß der eintretende Flügel gerade vollkommen abgedichtet ist, wenn der vorauslaufende
Flügel den Abdichtkanalteil verläßt. Es wird jeweils zwischen den Flügeln ein Volumenanteil eingeschlossen
und vom Druckanschluß zum Sauganschluß befördert. Diesbezüglich hat die Pumpe einen entsprechenden Verlust,
der jedoch im Hinblick auf die sonst günstigen Eigenschaften und die Vermeidung von Verdrängungskörpern in
• diesem Bereich in Kauf genommen werden kann.
Wie aus den Fig. 1 -und 2 hervorgeht, sind die Umfangsflächen
462 der Flügel 435 entsprechend dem Radius rl gewölbt. Sie haben also Teilkugelgestalt, um in allen Stellungen
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eine gute Abdichtung und/oder Bewegung zu ermöglichen bzw. einen Ausgleich eines-leichten Versatzes zuzulassen. In .-' ;
diese Umfangsflächen 462 sind Nuten 470 eingelassen, in denen
Dichtungsringe 471 angeordnet sind, die weiter unten
näher erläutert werden. Die Dichtungsringe bestehen aus einem Kunststoff oder Gummi mit guten, dem jaweiligen Medium entsprechenden
Dichtungs-, Gleit- und Verschleißeigenschaften. Sie können auch nach Art steifer Kolbenringe ggf. mit aufgesetztem
Gleit- und Dxchtungswerkstoff aus anderem Material, ggf. aus elastischem Material, gestaltet sein. Die Flügel 435*
welche in der Regel Austauschteiie sein werden,, können je . "
nach dem verwendeten Medium aus Stahl, vor allem rostfreiem Edelstahl,
bestehen; insbesondere wird man sie jedoch aus\
Polyamid oder einem ähnlichen Kunststoff herstellen, vor allem dann, wenn die Pumpe für Medien mit besonders ungünstigen -Betandteilen
eingesetzt wird.
Für die Steuerung, welche im Gegensatz zu manchen Äuafüh*
rungsbeispielen des Hauptpatentes völlig außerhalb des
eigentlichen Pumpenraumes^angeordnet ist» ragen die Lager- -- -^
zapfen 37 in den S teuerungs hohlraum 242. Sie sind' mit.· Anlaufringen
275 und Sicherungsringen 276 gegen radiales Hinausdrücken gesichert. Sie tragen an ihren inneren Enden Iferstellzapfen
265, die exzentrisch zu den SchwenkaciiiSfcn S^ 4er
Flügel 435 angeordnet sind. Dabei, ist die relative Lage des
exzentrischen Verstellzapfens 265 zu dem Flügel 435 so ge*· .
wählt, daß die Verbindungsebene der Schwenkachse SÄ und der Rollenachse RA unter .einem Winkel yon 45° zu der Flügelmittelebene geneigt ist, und zwar derart, daß sie in der
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"Stellung des Flügels 435, in welcher dieser quer zur
Umlauf richtung 31J dichtend im Förderkanalteil 54 läuft,
in Richtung auf die Haupt führungs flanke 311 der Kurven-* bahn geneigt* ist. Die Schwenkachsen SA sind in der Umlaufebene
E zu den durch die Drehachse DA gezogenen, ebenfalls in der Umlaufebene E liegenden Radien RU geringfügig
parallel versetzt, und zwar so, daß die Kurvenrollenachsen RA in den beiden Endlagen der Flügelschwenkung
etwa in den durch die Drehachse DA verlaufenden Radialebenen liegen.
Auf den Verstellzapfen 265 sind mit nicht dargestellten
Gleitlagern oder vorzugsweise mit Nadellagern zwei gleich große Kurvenrollen 283 und 284 hintereinander und unabhängig
voneinander drehbar gelagert.
Für die Verschwenkung der Flügel. 435 ist ein ', Kurvenbahnteil·
485 vorgesehen. Es ist auf" einer Achse befestigt, und zwar mit Hilfe einer Passfeder oder eines
Keiles 488. Das Kurvenbahnteil 285 ist mit Hilfe der nur der Montage dienenden Mutter 290 festgespannt. Sie liegt in
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einer Ausnehmung in dem Innenring bildenden Teil des Kurvenbahnteiles 485 eines Wälzlagers 292, mit dem das Kurvenbahnteil 485 in der Muffe 241 drehbar geführt, ist. Die Achse 4 , ist mit einer.die Drehung verhindernden Feder 295 drehfest, j jedoch axial verschiebbar in einem gehäusefesten3 hut— j förmig gestalteten Deckel 296 befestigt. Dieser wird mit Hilfe von Schrauben auf einem Kragen 298 des Gehäuses festgeschraubt. Im Bereich des hutförmigen Deckels 296 ist
einer Ausnehmung in dem Innenring bildenden Teil des Kurvenbahnteiles 485 eines Wälzlagers 292, mit dem das Kurvenbahnteil 485 in der Muffe 241 drehbar geführt, ist. Die Achse 4 , ist mit einer.die Drehung verhindernden Feder 295 drehfest, j jedoch axial verschiebbar in einem gehäusefesten3 hut— j förmig gestalteten Deckel 296 befestigt. Dieser wird mit Hilfe von Schrauben auf einem Kragen 298 des Gehäuses festgeschraubt. Im Bereich des hutförmigen Deckels 296 ist
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eine Anordnung für eine axiale Verstellung der Achse 487 vorgesehen.
Die Achse trägt ein Gewinde 300, auf welches eine Einstellmutter 301 geschraubt ist. Diese hat einen inneren
Spannschlitz 302 und eine Peststellschraube 303. Eine äußere Dichtung 304 dichtet gegenüber einer Lagerkappe
405 ab. Die Einstellmutter 301 stützt sich auf dem Innenring 306 eines Wälzlagers ab, welches axial Schub
aufzunehmen vermag und beispielsweise ein Rillenkugellager ist, das jedoch verschiebbar mit ausreichendem Spiel
gegenüber der Achse 487 angeordnet ist. Der Außenring 307
ist mit Hilfe einer Wellensicherung 308 und eines Anschlagbundes 309 axial festgelegt. Durch Verdrehen der Einstellmutter
301 kann die axiale Lage der Achse 487 und damit
des Kurvenbahnteiles 485 relativ zu den Lagerzapfen 37 eingestellt werden. _
Auf der dem Pumpengehäuse 421 gegenüber yerdrehfest anger
ordneten, jedoch axial auf die Lage der Lagerzapfen 37 einstellbaren
Achse 487 ist das Kurvenbahnteil 485 mit Hilfe der Mutter 290 festgeschraubt. Das Kurvenbahnteil 485 ist
mit der Hauptführungsflanke 311 versehen und hat eine
gegen den Absatz 502 anliegende Sitzfläche 503.
Die Kurvenbahn besteht aus vier Abschnitten, und zwar einem fast drei Vierteln eines Umlaufes entsprechenden,
dem Förderkanalteil 55 zugeordneten
Abschnitt, welcher in einer zur Drehachse DA senkrechten Ebene liegt, einem zweiten, dazu parallel um den Hub der
Kurvenrolle 283 versetzten Abschnitt, der dem Abdicht-
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kanalteil 55 zugeordnet ist und etwa ein Viertel eines Umlaufes
einnimmt, sowie den beiden Übergangsabschnitten, auf denen die Kurvenrollen ansteigen bzw. abfallen und das
Verschwenken der Flügel aus der einen Endlage in die andere bewirken.
Der .t Führungsflanke 311 am Kurvenbahnteil 485 ist nur
die Kurvenrolle 283 zugeordnet. Damit die Kurvenrolle frei laufen kann, ist das Kurvenbahnteil 485 so gestaltet,
daß die Führungsflanke 312 nur die Breite der Kurvenrolle 283 besitzt. Innerhalb dieses Bereiches ist das Kurvenbahnteil
485 freigestochen.
Um die Kurvenrollen 283 auf die Führungsflanke 3II zu
drücken, ist für jeden Flügel ein Federmechanismus 925
vorgesehen. Dazu sind in einer mit dem Nabenkörper 241 drehfest verbundenen als Federelementhalteteil ausgebildeten
Lagerkappe 9O5 vier in Richtung der Pumpendrehachse DA
liegende, wie aus den Figuren ersichtlich,zylindrische Federausnehmungen 927» beispielsweise durch Bohren gebildet.
In ihnen sitzen axial verschiebbar, ebenfalls zylindrische Federstößel 928. Diese haben im Innern Sackbohrungen 929>
in denen Schraubendruckfedern .930 liegen, die sich einerseits am Boden der Bohrung 929 und, andererseits am die
Federabstützfläche bildenden Boden 931 abstützen. Der Außendurchmesser der Schraubendruckfedern 930 entspricht
dem Durchmesser der Bohrungen 929, so daE tlie Schrauben~
druckfedern93O, auch wenn die Federstößel 928 soweit wie
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möglich ausgetreten sind, einwandfrei geführt werden..An
den der zur Unterscheidung als Federkurvenrolle bezeichneten
Kurvenrolle: 284 zugewandten Stirnseite 932 jedes Stößels: ist abgesetzt ein Zapfen 933 gebildet., dessen Stirnseite ·
die Pederrollenanlageflache 934 bildet, welche auf dem . "
Außenumfang der Kurvenrolle 284 aufliegt.
In Fig. 1 sind die Endlagen der Kurvenrollen dargestellt..
Aus ihrem Unterschied ergibt sich der Hub für die Kurvenrollen bzw. die Federstößel 928. Wie ersichtlich, ist auch
in der in Fig. 1 oben dargestellten Position der Federstößel 928 nicht vollkommen in die Bohrung 927 eingetaucht,
sondern sein inneres Ende 935 liegt, im Abstand von der
Federabstützfläche 931* so daß beim·normalen Pumpenlauf
die Gefahr des Anschlagens ausgeschossen ist. Folglich ist
die mögliche Eintauchtiefe der Federstößel 928 größer als der maximale Hub der Kurvenrollen 283. und 284* Man kann
hier jedoch auch Anschläge einsetzen um bei evtl. auftretenden Schwingungen bei sehr hohen Drehzahlen die. Eintauchtiefe
zu begrenzen, wobei man für die Anschläge zweckmässig ein geringfügig elastisches Material wählt,
welches einerseits geräuschtechnisch günstig ist.andererseits jedoch eine einwandfreie Hubbegrenzung ermöglicht.
Auch kann man die Anschläge so legen, daß der sich aus der
Schwenkung der Flügel um 90 ergebende Hub durch, die Anschläge
begrenzt wird, damit die Flügel- nicht unerwünscht umschlagen. Da die Pumpen sehr oft mit mehr als vier Flügeln ·
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ausgestattet werden und somit konstruktiv andere Maßnahmen
ein unerwünschtes Umschlagen verhindern, braucht nicht in jedem Fall eine .solche Begrenzung vorgesehen zu werden.
Wie ersichtlich drücken die Pederrollenanlageflächen 934
nur auf die Kurvenrollen 284, während die Kurvenrollen frei neben ihnen drehbar sind. So drücken die Federn 930
über die Verstellzapfen 285 auch die Kurvenrollen 283 auf
die Führungsflanke 3Ha lassen jedoch ein freies Umlaufen
der Kurvenrollen 283 zu. Die Kurvenrollen 284 führen nur kleine Schwenkbewegungen aus. Die Federn930 können nach
der gewünschten Federcharakteristik ausgewählt und eingesetzt werden, wobei man für verschiedene Drehzahlen und
verschiedene Medien,die jeweils anders geartete grobe Bestandteile
enthalten,ohne Schwierigkeiten angepasste
Federn verwenden kann und die Konstruktion dann nicht zu ändern braucht. -
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.; Die Flügel 435 und der Pörderkanaltexl 54 unterscheiden
sich in- ihren Abmessungen geringfügig. Die Umfangsflächen
der Flügel 435 sind mit dem Radius.rl gefertigt, während
der Kanalquer schnitt einen geringfügig, "beispielsweise um
' 1 mm bis 3 mm größeren Radius r2 aufweist. Demgemäß ergibt
· · ■■
sich für den Förderkanalteil 54.ein äußerer Umlaufradius RU2.
Die geringfügige Differenz ist gewählt, um Flügeldichtungsringe
471 einwandfrei arbeiten zu lassen. Da die Pumpe für
Medien vorgesehen ist, die gröbere Bestandteile, und auch Verunreinigungen
enthalten, oder die Pumpe Beschädigungen" empfindlicher gröberer Bestandteile vermeiden soll, sind bewegliche
Dichtungen 471 nach Art von Kolbenringen vorgesehen.
Die Dichtungsringe 471 sind, _
im Querschnitt T-förmig gestaltet.. Der Steg ist sehr
schmal. Die Dichtungsringe 471 bestehen aus relativ festem,
jedoch geringfügig elastischem Kunststoff-, beispielsweise einem besonders hochwertigen Polyamid oder ähnlichem Werkstoff.
Sie können insbesondere auch aus Polytetrafluoräthylen gefertigt sein. In jedem Flügel. 435 ist eine entsprechende
T-Nut 47O eingearbeitet. Die Flügel 435 bestehen vorzugsweise
ebenfalls aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyamid und werden, nachdem sie auf die relativ breiten Haltezapfen
236 aufgesteckt sind, mit den Schrauben 238 befestigt.
Die T-Nut 47O ist so tief.vorgesehen, daß unter
jedem Dichtungsring 471 ein elastisches Element eingefügt
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werden kann. Dieses kann in vielerlei Weise gestaltet sein. Insbesondere verwendet man einen wesentlich
elastischeren Federungsstreifen 474, der beispielsweise eine Härte von 60 Shore C haben kann. Alle Flügel 435 sind
mit T-Nuten 470 a Dichtungsringen 471 und Federungsstreifen 474 ausgestattet. Diese werden von außen in die
Nuten 47O hineingedrückt. Das ist möglich, weil Flügel
und Dichtungsringe aus elastischem Material bestehen und die Stege 472 schmal sind. Die Federungsstreifen
drücken die Dichtungsringe 471 stets nach außen, so daß
diese einwandfrei dichtend an der Kanalwand anliegen.
Würde man einen auf diese Weise nach außen gedrückten
Dichtungsring 471 durch einen Abdichtkanalteil 55 mit
einem größten Umlaufradius RÜ2 laufen lassen, so ergäbe
sich ein beträchtlicher Spalt zu beiden Seiten des Dichtungsringes 471» der eine einwandfreie Abdichtung
zwischen Sauganschluß und Druckanschluß der Pumpe verhindern würde. Man könnte in diesem Teil in das Gehäuse
eine entsprechende Nut einarbeiten. Dabei bestünde jedoch
die Gefahr, daß die Dichtungsringe 471 sich an
ihren Ecken sehr stark abschleifen. Deshalb sieht dieses vorteilhafte Ausführungsbexspxel vor, daß der
größte Umlaufradius RUl im Abdichtkanalteil 55 um die
Differenz zwischen den Radien rl und r2 von Flügel und%
Förderkanalteilquerschnitt geringer ist als im Förder-
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kanalteil. Diese Differenz ist in Pig. 2 mit RTJd angegeben. Es ergibt sich im Bereich von Einlaß und Auslaß
jeweils ein Übergang 477 vom kleineren Radius RUl zum
größeren Radius RU2. Dadurch liegen die Umfangsflächen
der Flügel 435 jedoch genau an der äußeren Fläche des Abdichtkanalteiles 55 an. Es wird einerseits eine sehr gute
Abdichtung im Förderkanalteil 55 mit Hilfe eines nach Art eines Kolbenringes gebildeten Dichtungsringes erzielt
und andererseits im Abdichtkanalteil eine hervorragende Abdichtung zwischen Flügel und Gehäuse ermöglicht.
Weil hier nur der oberste Bereich der Flügelmanteliiäche
abdichtet und ein kleiner Keilraum gebildet ist j erhält man sehr günstige Abdichtverhältnisse bei.
einfachem konstruktivem Aufbau.
In Einlaß und Auslaß befinden sich jeweils zu beiden Seiten der Teilebene E schmale Stege 199» die sich durch die
Öffnungen erstrecken und zum Zurückhalten bzw; sinnvollen
Leiten gröberer Bestandteile dienen, damit diese nicht zwischen den Flügeln 435 und der Wand eingeklemmt werden.
Der Querschnitt dieser Stege ist in Fig. 2 in einer Schnittdarstellung angegeben.
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Wirkungsweise:
Wenn die Pumpe über die Welle 241 b angetrieben wird, nimmt der Nabenkörper 24l die Flügel 435 mit. Bei
Drehung in Richtung des Pfeiles 34 wird der aus dem Abdichtkanalteil 55 austretende Flügel verschwenkt,
weil die entsprechende Kurvenrolle 283 auf dem Übergangsabschnitt der Führungsflanke 311 auf ein niedrigeres
Niveau gelangen kann. Durch die Kraft der Feder wird diese Verschwenkung bewirkt. So gelangt der Flügel
im Bereich des Einlasses 31 in eine zur Umlaufebene E senkrechte Ebene. Er schließt somit den vor ihm liegenden
Volumenteil allmählich ab, bis der Dichtungsring 471
an die Wand des Förderkanalteiles gelangt. Der so eingeschlossene Volumenteil wird durch den Förderkanalteil
54 bewegt, bis der vorauseilende Flügel 435 sich im Bereich des Auslasses verschwenkt, weil die
ihm zugeordnete Kurvenrolle 283 auf den entsprechenden Übergangsabschnitt der Führungsflanke 311 gelangt
und dort auf ein höheres Niveau gehoben wird, so daß der exzentrische Verstellzapfen 265 eine
entsprechende Verschwenkung derart bewirkt, daß der Flügel 435 mit seiner Hauptfläche in die Umlaufebene E
geschwenkt wird und durch den Abdichtkanalteil 55 gelangen kann. Wenn er ganz eingetreten ist, dichtet
er völlig ab. In diesem Moment verlässt der vor-
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laufende Flügel 435 den Abdichtkanalteil 55 undes
beginnt der soeben' beschriebene Zyklus von neuem. Bei diesem Umlauf werden die Federn 930 jeweils
zusammengedrückt bzw. entspannt, wenn die zum Zwecke der Abdichtung erfolgenden Verschwenkungen der Flügel
eintreten.
Gelangen mit dem Fördermedium grobe Bestandteile in die Pumpe und behindern das freie Verschwenken eines Flügels, so kann der entsprechende
Flügel außerhalb des Abdichtkanalteiles" solchen Behinderungen dadurch frei nachgeben, daß sich die zugeordnete
Feder 930 zusammendrückt und nach Abgleiten des behindernden Teiles den Flügel wieder in die erwünschte
quer zur Umlaufebene E gestellte Lage drückt.
Durch die einzelne Abfederung der Flügel kann jeder Flügel unabhängig.vom anderen ausweichen. Da die Federn
nicht auf die auf der Führungsflanke umlaufenden Rollen
direkt einwirken, brauchen die ihnen zugeordneten Kurvenrollen 284 nur ganz kleine Schwenkwinkel auszuführen.
Durch die gefederte Abstützung werden auch kleinere Ungenauigkeiten am Übergang der einzelnen.Kurvenbahnabschnitte
selbsttätig ausgeglichen, so daß auch hier eine gute Laufruhe erzielt wird.
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5.12.75/lC
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Konstruktiv sind an den Pumpen zahlreiche Abwandlungen
möglich. Man kann die Federn auch an anderen Stellen
unabhängig von den umlaufenden Kurvenrollen auf die Verstellelemente drücken lassen, beispielsweise über Pleuel oder einfach ohne Zwischenschaltung einer Rolle auf
eine mit entsprechenden Gleiteigenschaften versehene
Reibfläche am Verstellzapfen 265 drücken lassen. Auch
könnte man die umlaufenden Kurvenrollen 283 umgreifende
Federabstützelemente^nach Art U-förmiger Bügel vorsehen, wenn man gezwungen ist, Platz im Innern in erhöhtem Maße zu sparen. Anstelle von Nadellagern und Stützscheiben
für die Lagerzapfen 37 können auch Axialkräfte aufnehmende Lager, beispielsweise Rillenkugellager eingebaut werden.
möglich. Man kann die Federn auch an anderen Stellen
unabhängig von den umlaufenden Kurvenrollen auf die Verstellelemente drücken lassen, beispielsweise über Pleuel oder einfach ohne Zwischenschaltung einer Rolle auf
eine mit entsprechenden Gleiteigenschaften versehene
Reibfläche am Verstellzapfen 265 drücken lassen. Auch
könnte man die umlaufenden Kurvenrollen 283 umgreifende
Federabstützelemente^nach Art U-förmiger Bügel vorsehen, wenn man gezwungen ist, Platz im Innern in erhöhtem Maße zu sparen. Anstelle von Nadellagern und Stützscheiben
für die Lagerzapfen 37 können auch Axialkräfte aufnehmende Lager, beispielsweise Rillenkugellager eingebaut werden.
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Claims (9)
- PATENTANWALT DIPL.-ING. GERD UTERMANN "71 HEILBRONN, POSTFACH 3525, CABLE: PATU, TEL. C07131) 82828MollkestraBe S (Haus der Deutschen Bank), Parken: Tiefgarage HarmonieDeutsche Bank Hellbronn: 364364 Handelsbank Heilbronn: 23080 5 Kreissparkasse Heilbronn: 7001 6 Postscheck Stuttgart: 43016-704
Patent- und Gebrauchsmuster-Hilfs-Anmeldung S 1. 32 D 11 - 5. Dezember 1975/1K Zusatz zu Patentanmeldung P 21 60 162-7 Anmelder: . Herr Manfred Sommer D-7101 Untergruppenbach TalstraßeBezeichnung: Rotationskolbenpumpe Schutzansprüch'eRotationskolbenpumpe mit einem Saug- und Druckanschluß aufweisenden, ringförmigen Kanal, dessen Förderkanalteil konstanten Kreisquerschnitt aufweist, und mit in dem Kanal umlaufenden, flachen, Kreisscheibenform aufweisenden Flügeln, die mit dem Antrieb verbunden sind und um in einer in Umlaufrichtung liegenden Ebene und etwa radial zur Drehachse liegende Schwenkachsen schwenkbar sind und im Förderkanalteil quer zur Umlaufrichtung stehen, und v mit einem im Kanal zwischen Sauganschluß und Druckanschluß gebildeten Abdichtkanalteil, der einen der Form der in die Umlaufrichtung geschwenkten Flügel entsprechenden Querschnitt aufweist, und wobei der Abstand zweier benachbarter, schwenkbarer Flügel und die Länge des gleichen Querschnitt aufweisenden Abdichtkanalteiles derart aufeinander abgestimmt sind, daß der nachfolgende Flügel gerade völlig abgedichtet ist, wenn der vorauslaufende Flügel aus dem dichtenden Teil des Kanals austritt und wobei die Flügel mit nach innen ragenden Lagerzapfen ausgestattet sind, die in einer im Gehäuse abgedichtet drehbar, geführten Nabe schwenkbar gelagert sind und exzentrisch angeordnete Verstellelemente tragen,70982.5/0030 . ;/2OBIGINM- INSPECTEDS 1. 32 D 11 5. Dez.75/lCdie mit der gewünschten Verschwenkung entsprechend geformten Kurvenbahnen zusammenwirken, nach Patent ... (Patentanmeldung P 21 60 162.7), dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Verstellzapfen (265) drehbar gelagerten Kurvenrollen (283) nur an der nur eine Führungsflanke (311) aufweisenden Kurvenbahn unmittelbar anliegen, mit Federkraft auf diese Kurvenbahnflanke (311) gedrückt werden und an jedem Verstellzapfen (265) ein von der Kurvenrolle (283) unabhängiges Federangriffselement (284) vorgesehen ist, auf welches je Verstellzapfen (265) eine unabhängige Feder (930) drückt, deren dem Federangriffselement (284) abgewandtes Ende unverschiebbar an einer nabenfesten Federabstützfläche (931) abgestützt ist. - 2. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federangriffselement eine weitere Kurvenrolle (Federkurvenrolle 284) ist. v
- 3· Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (930) in ver-schiebbar, geführten Federstößeln (928) angeordnet sind.
- 4. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 3? dadurch geke-nnzei chnet, daß die Federstößel 028) zylindrisch sind und in zylindrischen Federausnehmungen (927) geführt sind../3709825/00 30S 1. 32 D 11 5. Dez.75/lC
- 5. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 3 oder k3 dadurch gekennzeichnet, daß die Federstößel (928) an den Federkurvenrollen (284) anliegende, abgesetzte, ggf. gehärtete Federrollenanlageflächen (931O aufweisen.
- 6. Rotationskolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstößelbohrungen (927) in einer an der Nabe (2^0) befestigten Lagerkappe (905) angeordnet sind.
- 7. Rotationskolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe der Federstößel (928)" durch vorzugsweise geringfügig elastische Anschläge (931S 935) begrenzt ist".
- 8. Rotationskolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurc-h gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe der Federstößel (928) geringfügig größer ist als der maximale Hub der exzentrischen Verstellzapfen (265)·
- 9. Rotationskolbenpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz e Lehne t, daß die Federn (930) Schraubendruck-- federn sind..70 9.8 25/0030
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752555172 DE2555172A1 (de) | 1975-12-08 | 1975-12-08 | Rationskolbenpumpe |
US05/748,226 US4082485A (en) | 1975-12-08 | 1976-12-07 | Rotary vane-type pump |
FR7637040A FR2334848A1 (fr) | 1975-12-08 | 1976-12-08 | Pompe du type a pistons rotatifs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752555172 DE2555172A1 (de) | 1975-12-08 | 1975-12-08 | Rationskolbenpumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=5963810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752555172 Withdrawn DE2555172A1 (de) | 1975-12-08 | 1975-12-08 | Rationskolbenpumpe |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE2555172A1 (de) |
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US4464101A (en) * | 1981-03-14 | 1984-08-07 | T. Shibuya (Diesel Kiki Co., Ltd.) | Seizure-free, highly fluid tight and lightweight vane compressor |
NL8400246A (nl) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | Jeichienus Adriaan Van Der Wer | Torusmotor/pomp. |
US5156541A (en) * | 1991-05-07 | 1992-10-20 | Lew Hyok S | Revolving vane pump-motor-meter with a toroidal working chamber |
US20190040867A1 (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-07 | Poolstar Canada Limited | Hydraulic rotary drive |
Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
US415954A (en) * | 1889-11-26 | Rotary engine | ||
US120548A (en) * | 1871-10-31 | Improvement in hydraulic engines | ||
US375788A (en) * | 1888-01-03 | David williamson | ||
US754411A (en) * | 1902-02-25 | 1904-03-15 | Henrik Berglund | Rotary engine. |
US889426A (en) * | 1907-09-19 | 1908-06-02 | Axel Emil Arons | Rotary motor. |
US1560804A (en) * | 1923-07-12 | 1925-11-10 | Rosen Gustaf Fredrik Konrad | Rotary pump or motor |
US2557427A (en) * | 1946-09-13 | 1951-06-19 | Norman V Gibson | Rotary pump or hydraulic turbine |
CH545417A (de) * | 1971-12-03 | 1973-12-15 | Sommer Manfred | Rotationskolbenpumpe |
DE2360617A1 (de) * | 1973-12-05 | 1975-06-12 | Manfred Sommer | Rotationskolbenpumpe |
CH587418A5 (de) * | 1973-12-05 | 1977-04-29 | Sommer Manfred | |
DE2553192A1 (de) * | 1974-11-29 | 1976-08-12 | Wolf Helmut | Rotationskolbenpumpe |
-
1975
- 1975-12-08 DE DE19752555172 patent/DE2555172A1/de not_active Withdrawn
-
1976
- 1976-12-07 US US05/748,226 patent/US4082485A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-12-08 FR FR7637040A patent/FR2334848A1/fr active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2334848B1 (de) | 1980-10-10 |
FR2334848A1 (fr) | 1977-07-08 |
US4082485A (en) | 1978-04-04 |
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