DE2560128C2 - Rotationskolbenpumpe - Google Patents

Description

Beim Fördern von Flüssigkeiten werden Pumpen der verschiedensten Art verwendet, die in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden können: nämlich in die Gruppe

ίο der Kreiselpumpen und in die Gruppe der Verdrängerpumpen. Die Kreiselpumpen sind im allgemeinen nicht selbst ansaugend oder sie bedürfen dazu besonderer zusätzlicher Maßnahmen. Die bekannten Verdrängerpumpen sind zwar seibstansaugend, sie haben dafür

\5 aber meist andere bauartbedingte Nachteile. Die klassischen Kolbenpumpen mit Gleitkolben haben oszillierende Massen, weiche im Betrieb entsprechende Massenkräfte hervorrufen. Außerdem ist ihr Förderstrom stark pulsierend. Die Drehkolbenpumpen haben Schieber, die in ihren Schlitzen im Drehkolben ständig Gleitbewegungen ausführen und die deshalb genau geführt und gut geschmiert werden müssen und die verhältnismäßig teuer in der Fertigung sind. Die Kapselpumpen, nämlich Zahnradpumpen und Spindelpumpen sind

ebenso wie die anderen bekannten Verdrängerpumpen empfindlich gegen Fremdstoffe, insbesondere gegen feste Fremdkörper, ;-.nd ohne besondere Vorkehrungen für nicht schmierende Flüssigkeiten ungeeignet

Unter den Verdrängerpumpen ist eine Rotationskolbenpumpe mit einem endlosen um zwei Führungstrommeln umlaufenden Förderriemen mit Zähnen bekannt (US-PS 23 55 928), deren Zähne in Laufrichtung des Förderriemens biegeelastisch sind und die mit abdichtenden Teilen des Pumpengehäuses Arbeitskammern abgrenzen, die bei einer Änderung der Krümmung der Bewegungsbahn des Förderriemens ihr Volumen ändern. Die beiden Führungstrommeln haben einen unterschiedlichen Außendurchmesser. Die größere Führungstrommel dreht sich frei im S.TUgraum der Pumpe mit der Einlaßöffnung. Die kleinere Führungstrommel wird völlig von einem Leitglied eingeschlossen. Darin ist neben dem kreiszylindrischen Raum für die kleinere Führungstrommel noch ein Führungskanal für den Förderriemen ausgespart. Der Querschnitt dieses Führungskanals ist gleich dem lichten Umriß des Förderriemens. Der Führungskanal weist einen kreisbogenförmigen um die kleinere Führungstrommel herumführenden Abschnitt und je einen tangential daran anschließenden geraden Abschnitt auf, die beide frei im Saugraum der

so Pumpe münden. An der Übergangsstelle zwischen dem in Laufrichtung des Förderriemens geraden Abschnitt und dem gekrümmt verlaufenden Abschnitt des Führungskanals ist auf der Außenseite des Förderriemens und an seiner einen Schmalseite zusätzlich ein Druckraum mit einer Auslaßöffnung ausgespart. Diese Pumpenkonstruktion ist wegen der vielen erforderlichen Paßflächen und Führungs- oder Dichtflächen fertigungstechnisch sehr aufwendig.

In der Nähe der Ablaufstelle des Förderriemens von

b0 der größeren Führungstrommel tritt die zu fördernde Flüssigkeit durch die Einlaßöffnung in den großvolumigen Saugraum ein. Aus diesem Saugraum nehmen die von der Ablaufstelle an der Führungstrommel bis zum Eintritt in den Führungskanal frei durch den Saugraum

b5 laufenden Aussparungen des Förderriemens eine ihrem Volumen entsprechende Menge der Flüssigkeit auf und fördern sie in den Führungskanal hinein und in diesem zum Druckraum hin. An der Übergangsstelle von dem

geraden Abschnitt des Führungskanals in den um die kleinere Führungstrommel herumführenden Abschnitt verringert sich das Volumen der Aussparungen bis etwa auf Null, wodurch die Flüssigkeit seitlich aus ihnen heraus und in den Druckraum hineingedrückt wird. Infolge dessen, daß die Aussparungen das zu fördernde Medium nur durch freie Mitnahme aus dem großvolumigen Saugraum herausfördern, hat diese Pumpe als Luftpumpe einen sehr schlechten Liefergrad. Daher hat sie als Flüssigkeitspumpe praktisch keine Selbslansaugefähigkeit und selbst im gefüllten Zustand nur eine sehr geringe Saugböhe. Die mit ihr erreichbare Druckhöhe bleibt ebenso in bescheidenen Grenzen.

Die bekannte Pumpe hat ^och den weiteren Nachteil, daß sie sehr empfindlich gegen feste Fremdkörper ist, die von der zu fördernden Flüssigkeit mitgeführt werden. Weil bei dieser Pumpe die Aussparungen im Druckraun··, der Führungstrommel zugekehrt sind, also innenliegend sind, und daher in Richtung der Fliehkraftwirkung des um die Führungstrommel umlaufenden Förderriemens der geschlossene Rückenteil des Förderriemens liegt, und weil bei ihr die Flüssigkeit „lus den Aussparungen erst dann austritt, wenn die Aussparungen beim Auflaufen des Förderriemens auf die Führungstrommel sich verkleinern, besteht immer die Gefahr, daß die mitgeführten Fremdkörper zwischen den Zähnen des Förderriemens festgeklemmt werden und sich in diese eindrücken, so daß die Zähne des Förderriemens allmählich zerstört werden.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenpumpe zu schaffen, die eine gute Selbstansaugefähigkeit hat und die außerdem eine besonders große Druckhöhe liefert.

Dadurch, daß der Saugraum in demjenigen Bereich der Umlaufbahn des Förderriemens gelegen ist, in welchem diese von einem geraden Abschnitt in einen um eine Führungstrommel herumführenden gekrümmten Abschnitt übergeht, in welchem die Aussparungen zwischen den Zähnen des Förderriemens eine große Volumenänderung erfahren, tritt in dem kleinvolumigen Saugraum eine große Saugwirkung auf. Diese wird dadurch unterstützt, daß die Aussparungen in dem unmittelbar an den Saugraum anschließenden gekrümmten Abschnitt ihrer Bewegungsbahn durch das ihnen gegenüberliegende Gehäuse berührungsfrei abgedichtet werden, so daß Jas Fördermedium nicht .r. den Saugraum rückstrcmen kann. Das ergibt auf der Saugseite einen sehr guten Saugpumpenwirkungsgrad, so daß die Pumpe im Verein mit ihrer Schnelläufigkeit auch Luft mit einem sehr großen Mengerütrom aus der Ansaugleitung absaugen kann und sie somit als Flüssigkeitspumpe eine sehr gute Selbstansaugefähigkeit mit einer großen Saughöhe besitzt. Bei dem bestimmungsgemäßen Betrieb als Flüssigkeitspumpe wird durch die nach außen gerichteten Zahnanordnung in Verbindung mit der biegeelastischen Ausbildung der Zähne ein günstiger stufenweiser Druckaufbau zwischen dem Saugraum und dem Druckraum dadurch erreicht, daß die den Druckraum abschließenden Zähne sich über die Flüssigkeit in der jeweils benachbarten abgeschlossenen Arbeitskammer an den nächstfolgenden Zähnen abstützen, so daß die Zähne jeweils nur der Druckdifferenz zwischen der davorliegenden und der darunterliegenden Arbeitskammer ausgesetzt sind und daher nur verhältnismäßig wenig auf Biegung und a'if Abscheren belastet sind. Durch den Umlenkkörper, der als gehäusefester Teil in der Laufrichtung des Fördememens auf den üruckraum folgt und diesen abschließt, erhält die Bewegungsbahn des Förderriemens eine Krümmung, die entgegengesetzt ist zu derjenigen um die Führungstrommel herum. Dadurch erfahren die Aussparungen des Förderriemens im Orucki-aum zusätzlich zu der Volumenänderung an der Übergangsstelle zwischen dem um die Führungstronimel herumführenden gekrümmten Abschnitt und dem anschließenden geraden Abschnitt der Bewegungsbahn eine weitere gleichsinnig wirkende Volumenänderung, die beide zusammen eine sehr große Verdrängerwirkung ergeben, so daß die Pumpe Druckhöhen bis zu 12—15 bar zu erreichen vermag. Dabei ist zu beachten, daß im Ausschiebe- oder Verdrängerbereich derjenige Zahn der von der gekrümmten Bewegungsbahn in die gerade Bewegungsbahn übergeht und derjenige Zahn, der von der geraden Bewegungsbahn in die gekrümmte Bewegungsbahn übergeht, und dadurch die vor ihm liegende Arbeitskammer verkleinert, d. h. die eigentliche Verdrängerwirkung erzeugt, völlig druckentlastet ist. Hinzu kommt, daß die Einleitung sowohl der Druckenergie wie aucn der Förderenergie über einen größeren Längenabschnitt des Förderriemens vmeilt wird und damit auch auf einem größeren Zentriewinkelbereich von den angetriebenen Führungstrommeln auf den Förderriemen übertragen wird, so daß dieser auch in soweit örtlich verhältnismäßig wenig auf Zug und Scherung beansprucht wird. Unterstützt wird das durch die im Trägerteil des Förderriemens vorhandenen Verstärkungselemente, die außerdem dafür sorgen, daß der Förderriemen sich nicht längt, so daß wsder der Förderjo riemen von den Führungsirommeln abhebt and gegenüber diesen zurückbleibt noch die Zähne auf den Dichtungstrecken am Gehäuse anstreifen und beschädigt oder zerstört werden.

Durch die außenliegende Anordnung der Zähne und der dazwischenliegenden Aussparungen des Förderriemens tritt bereits in dem um die Führungstrommei herumführenden Abschnitt der Bewegungsbahn des Förderriemens eine erhebliche Fliehkraftwirkunp im geförderten Medium auf, so daß in einer Aussparung mitgeführte Fremdkörper beim Erreichen des Druckraums in diese: hinausgeschleudert werden. Außerdem wird durch die im Bereich des Druckraums auftretende Verdrängerwirkung eine zusätzliche radiale Spi'ilwirkung auf die Fremdkörper ausgeübt, so daß sie mit Sicherheit in den Druckraum hinein und von dort aus durch die Auslaßöffnung hinausgefördert werden.

Durch eine Ausgestaltung der Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 2 wird ein Umienkkörper mit sehr niedrigen Herstellungskosten geschaffen. Durch eine Weiterbildung nach Anspruch 3 kann der unmittelbar am Förderriemen anliegende Teil des Umlenkkörpers unabhängig von der Werkstoffwahl für das Pumpengehäuse n^.ch Gesichtspunkten ausgewählt werden, die eine geringstmögliche Verlustleistung und einen geringstmöglichen Verschl«:¹? der miteirr.nder zusammenwirkenden Teile ergibt. Durch eine Ausgestaltung der Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 4 wird ein Umlenkkörper geschaffen, der infolge seiner Beweglichkeit nur noch geringe Relai.vbewegungen des Förderriemens gegenüber dem Umlenkkörper verursacht, so daß an die Werkstoffwahl im Hinblick auf eine gute Gleitpearung und vor allem an die Schmierfähigkeit des zu fördernden Mediums nur noch geringe Anforderungen gestellt werden müssen. Bei der Ausbildung der Abdichtung b5 zwischen dem bewegbaren Uinlenkkörper und dem Gehäuse lassen sich diese Gesichtspunkte sehr viel leichter und einfacher berücksichtigen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den

Zeichnungen dargestellten Ausführiingsbeispielcn näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer Rotationskolbenpumpe gemäß der Erfindung bei abgenommenem vorderem Gehäusedeckel;

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Formänderung des Förderriemens der Rotationskolbenpumpe nach Fig. 1 bei der Umschlingung eines trommeiförmigen oder rollenförmigen Umlenkkörpers;

F i g. 3 eine schematische Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Rotationskolbenpumpe;

Fig. 4 bis 9 Längsschnitte bzw. Querschnitte abgewandelter Ausfrhrungsbeispiele der Rotationskolbenpumpe mit unterschiedlichen Abdichtungen derselben.

Das aus F i g. 1 ersichtliche Ausführungsbeispiel einer Rotationskolbenpumpe 60 weist als Hauptbauteile zwei Führungstrommeln 62 und 64, ein Pumpengehäuse 66 und einen Förderriemen 76 auf

Das im betriebsbereiten Zustand der Verdrängerpumpe geschlossene Gehäuse 66 weist einen Gehäusekörper 68 von zumindest annähernd zylinderförrniger Gestalt auf. Er hat zwei zueinander parallele ebene Stirnseiten und einen ebenfalls zumindest näherungsweise zylinderförmigen Innenraum. Die Zylindermantellinien der äußeren Zylinderform und des Innenraumes sind untereinander parallel und normal zu den beiden Stirnseiten des Gehäusekörpers 68 ausgerichtet.

Der Gehäusekörper 68 wird an den beiden Stirnseiten durch je einen Gehäusedeckel verschlossen, nämlich durch den in F i g. 1 abgenommenen und daher nicht dargestellten vorderen Gehäusedeckel 70 und durch den hinteren Gehäusedeckel 72. Im hinteren Gehäusedeckel 72 sind die beiden Führungstrommeln 62 und 64 fliegend gelagert. Sie haben eine kreiszylindrische Gestalt mit normal dazu ausgerichteten ebenen Stirnflächen. Ihre axiale Erstreckung ist zumindest annähernd gleich derjenigen des zylinderförmigen Gehäusekörpers 68.

Außerhalb des hinteren Gehäusedeckels 72 ist in Verlängerung der Führungstrommel 62 ein Wellenstummel 74 angedeutet mittels dessen diese Führungstrommel und damit die Verdrängerpumpe angetrieben wird.

Der Förderriemen 76 hat eine in einer Ebene ringförmig in sich geschlossene Gestalt. Die bei einer Umlaufbewegung von allen seinen Querschnitten erzeugte Hüllkurve ist ein Rechteck. Er ist aus gummielastischen Werkstoffen und aus federelastischen Werkstoffen hergestellt. Letztere sind in Form von die Längendehnung dauerhaft verhindernden, in Längsrichtung verlaufenden Metalldrähte- oder Metallseilen eingelegt, wie das bei Zahnriemen üblich ist. Er ist in der Ebene seiner Ringform elastisch verformbar. Aufgrund dieser Elastizität wird er im nicht eingebauten entspannten Zustand zumindest näherungsweise Kreisringform annehmen. Auf diese Grundform eines jeden Förderriemens beziehen sich im folgenden die weiteren Erläuterungen zum Aufbau und zur Wirkungsweise des Förderriemens 76.

Der Förderriemen 76 liegt mit seiner Innenseite auf einem Teil der Umfangfläche der beiden Führungstrommeln 62 und 64 auf. Die Rotationskolbenpumpe 60 weist im Innenraum ihres Gehäuses 66 einen Umlenkkörper für den Förderriemen 76 auf. Der Umlenkkörper ist als Umlenkrolle 78 ausgebildet, die im Gehäuse 66 parallel zu den ("ührungstrommcln 62 und 64 drehbar gelagert ist. Die Umlenkrolle 78 ist im Gehäuse 66 so angeordnet, daß sie in die ohne ihr Vorhandensein tangential zwischen den beiden Führungstrommeln 62 und 64 verlaufende Bewegungsbahn des einen Trumms des Förderriemens 76 hineinragt und dieses Trumm daher um eine bestimmte Strecke in Richtung auf das andere Trumm des Förderriemens 76 hin umlenkt. Die Bewegungsbahn ^rj des umgelenkten Trumms des Förderriemens 76 erhält dadurch einen um die Umlenkrolle 78 herum führenden, in Bezug auf die Außenseite des l'orderriemens konkav gekrümmten Streckenabschnitt. An diesen schließen beiderseits je ein gerader Streckenabschnitt an die an

ίο ihrem Ende jeweils in den um die Führungstrommel 62 bzw. 64 herum führenden, in Bezug auf die Außenseite des Förderriemens 76 konvex gekrümmten Streckenabschnitt übergehen. Die Bewegungsbahn des nicht umge lenkten Trumms des Förderriemens 76 verläuft zwi-

Ii sehenden beiden Führungstrommeln62und64gerade.

Der Förderriemen 76 weist einen Trägerteil 80 und

auf seiner Außenseite entlang seiner Längserstreckung hintereinander gelegene Verdrängerelemente 82 auf, die dcrn krci$rin^orförnii^a?n Förderriemen 76 dss Aussehen eines außenverzahntcn Zahnrades geben und die daher im folgenden kurz als Zähne 82 bezeichnet werden. Zwischen den Zähnen 82 befinden sich Aussparungen 84. Im Grundriß des in einer Ebene abgewickelten Förderriemens 76 sind die Zähne 82 und die Aussparungen 84 mit gleichmäßiger Teilung angeordnet und zueinander parallel ausgerichtet. In diesem Grundriß verlaufen die Zähne 82 und die Aussparungen 84 geradlinig und sch'^ßen mit der Längsmittellinie des Förderriemens 4 einen Winkel von 90° ein. In Richtung der Nor-

jo malen zur Ebene der Ringform des Förderriemens 76 gesehen, haben die Aussparunger 84 einen V-förmigen Querschnitt. Die Zähne 82 haben einen trapezförmigen Querschnitt. Wie in F i g. 1 und noch deutlicher in F i g. 2 erkennbar ist. ist der V-Winkel der Aussparungen 84 und damit der Neigungswinkel der seitlichen Begrenzungsstrecken der Querschnitte der Zähne 82 in Abhängigkeit vom Teilungsmaß der Aussparungen und der Zähne und vom Halbmesser der Umlenkrolle 78 so gewählt, daß die seillichen Begrenzungsflächen der Zähne 82 bei der Umschlingung der Umlenkrolle 78 gerade aneinander anliegen und die dazwischen liegenden Aussparungen das Volumen null haben. Bei der Umschlingung der beiden Führungstrommeln 62 und 64, bei der der Förderriemen 76 stärker als bei seiner Grundform gekrümmt ist, sind die Zähne 82 am weitesten auseinander gespreizt, so daß die Aussparungen 84, die die Förderräume des Förderriemens 76 bilden ihr größtes Volumen haben. Beim Auseinanderspreizen der Zähne 82 sowohl beim Übergang von der konkaven Umlaufbahn um die Umlenkrolle 78 in den anschließenden geraden Abschnitt und von diesem in die konvexe Umlau.aahn um die anschließende Führungstrommei füllen sich die Aussparungen 84 mit dem zu fördernden Medium und beim Zusammenschwenken der Zähne 82 wird das Fördermedium aus den Aussparungen 84 herausgedrückt. Bei einem Umlauf des Förderriemens 76 im Uhrzeigersinne wird daher der in F i g. 1 links von der Umlenkrolle 78 gelegene Raum zwischen dem Förderriemen 76 und dem Gehäuse 66 zum Druckraum und der rechts von

b0 der Umlenkrolle gelegene Raum zum Saugraum der Rotationskolbenpumpe 60. Um den Druckraum 86 und den Saugraum 88 voneinander zu trennen, ist der Gehäusekörper 68 mittels einer Gehäuserippe 90 bis an die Umlenkrolle 78 herangeführt und außerdem /wischen

hi der Gehauserippe 90 und der Umlenkrolle 78 eine Dichtung 92 vorhanden.

Die Dichtung 92 wird durch eine Dichtleiste 94 von rechteckigem Querschnitt gebildet, die in einer parallel

/ur Unilenkrolle 78 verlaufenden Nut 96 der Gehäuserippe 90 des Gehäusekörpers 68 sitzt. Die Miltelcbene der Nut 96 fluchtet mit der Drehachse der Umlenkrolle 78.

Bei der Dichtleiste 94 hängt die Weikstüffwahl außer von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des zu fördernden Mediums hauptsächlich vom Werkstoff de! ' ;mlenkrolle 78 ab. In vielen Fallen wird sie aus Kunststoff sein.

In der in Fig. 1 oben gelegenen Wand des Gehäusekörpers 68 befinden sich die Einlaßöffnung 9ä und die Auslaßöffnung 100. Über die Einlaßöffnung 98 strömt das zu fördernde Medium in den Saugraum 88 ein. Von dort fördern es die Aussparungen 84 des Förderriemens 76 bei ihrem Umlauf um die Führungstrommel 64 herum, zur Führungstrommel 62 hinüber und um diese herum in den Druckraum 86 hinein. Von dort wird es durch die Auslaßöffnung 100 aus der Pumpe herausgedrückt.

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Ua L»CI UI131I UllliaUtl/LnvgUMg UI.3 I WIU V. t I tK. 111 \. 113 I \J an der Übergangsstelle zwischen dem um die Führungstrommel 64 herumführenden gekrümmten Streckenabschnitt und dem anschließenden geraden Streckenabschnitt eine gewisse Verdrängerwirkung und weiter an der Übergangsstelle des geraden Streckenabschnitts in den um die Führungstromme! 62 herumführenden gekrümmten Streckenabschnitt eine gewisse Saugwirkung auftritt, ist im Gehäusekörper 68 ein zwischen diesen beiden Stellen sich erstreckender Rückstrom- oder Ausgleichskanal 102 vorhanden, der dem Volumenausgleich und dem Druckausgleich zwischen diesen beiden Stellen dient.

Der Förderriemen 76 ist in den um die Führungstrommeln 62 und 64 herumführenden gekrümmten Abschnitten seiner Bewegungsbahn gegenüber dem Pumpengehäuse 66 berührungsfrei abgedichtet. Das geschieht durch eine entsprechende Gestaltung des Gehäusekörpers 68 in dem Bereich zwischen der in Fig. ! unten gelegenen Auflaufstelle des Förderriemens 76 auf die Führungstrommel 62 bis hin zur diametral gelegenen Stelle an der Führungstrommcl 62 und zwischen der Ablaufstelle des Förderriemens 76 von der Führungstrommel 64 bis — rückwärts betrachtet — hin zur diametral gelegenen Stelle an der Führungstrommel 64. Bei den Gehäusedeckeln 70 und 72 geschieht das durch deren genaue Einstellung auf die axiale Abmessung des Förderriemens 76, sei es durch eine entsprechende Bemessung des axialen Abstandes der den Gehäusedekkeln als Anlageflächen dienenden Stirnflächen des Gehäusekörpers 68 oder sei es durch eine entsprechend ausgebildete und gegenüber den Stirnflächen des Gehäusekörpers 68 vorspringende oder rückspringende Dichtfläche auf der dem Förderriemen 76 zugekehrten Seite der Gehäusedeckel.

Der Förderriemen 76 hat auf der von den Zähnen 82 und den Aussparungen 84 abgekehrten Seite eine Oberflächenprofiiierung 104 nach Art der Zahnriemen, die sich über die gesamte Breite des Förderriemens 76 erstreckt. In F i g. 2 ist diese Oberflächenprofilierung der Einfachheit halber weggelassen worden. Die Führungstrommeln 62 und 64 haben eine an die Oberflächenprofilierung 104 des Förderriemens 76 angepaßte Oberflächenprofilierung nach Art der Zahnriemenscheiben oder -trommeln. Diese Oberflächenprofilierung der Führungstrommeln 62 und 64 ist in F i g. 1 lediglich durch eine Strichpunktlinie angedeutet

Die aus Fig.3 ersichtliche Rotationskolbenpumpe 218 ist in vieler Hinsicht gleich oder zumindest ähnlich wie die aus Fig. 1 ersichtliche Rotationskolbenpumpe 60 ausgebildet. Soweit im folgenden einzelne Bauteile oder Baugruppen nicht gesunden erläutert werden, wird auf die Beschreibung dieser Teile im Zusammenhang mit der Rotationskolbenpumpe 60 verwiesen.

Die Rotationskolbenpumpe 218 unterscheidet sich von der Rotationskolbenpumpe 60 hauptsachlich dadurch, daß eine zweite Umlenkrolle und je eine weitere Einlaß- und Aiislaßöffnung vorhanden sind und dadurch die Rotationskolbenpumpe 218 zweiflutig arbeitet.

ίο An dem in F i g. 3 nicht sichtbaren hinteren Gehäuscdeckel sind die beiden Führungstrommeln 222 und 224 sowie die beiden Umlenkrollen 226 und 228 fliegend gelagert. Der gleich dem Förderriemen 76 ausgebildete Förderriemen 236 ist um die beiden Führungstrommeln 222 und 224 außen herumgeschlungen. Dazwischen wird er jeweils von einer der beiden Umlenkrollen 226 bzw. 228 zum Inneren des Pumpengehäuses hin umgelenkt. Die Umlenkrollen 226 und 228 sind mittels je einer

per 242 abgedichtet.

Die wegen der zweiflutigen Arbeitsweise der Pumpe zweifach vorhandenen Einlaßöffnungen 244 und Auslaßöffnungen 246 sind im vorderen Gehäusedeckel angeordnet. Diese Anordnung hat vor allem bei schnelllaufenden Rotationskolbenpumpen beim Fördern von Flüssigkeiten den Vorteil, daß die Flüssigkeit von der Seite her mehr oder weniger parallel zu den Aussparungen in diese hinein einströmt. Dadurch kann die Rückstoßwirkung zumindest gemildert oder ganz vermieden

jo werden, die bei einer Anordnung der Einlaßöffnung in der Wand des Gehäusekörpers dadurch auftreten kann, daß die eintretende Flüssigkeit eine Bewegungskomponente hat, die der Umlaufbewegung der Zähne entgegengerichtet ist.

J5 Der Förderriemen 236 ist wie der Förderriemen 76 auf seiner Innenseite mit einer Oberflächenprofilierung nach An der Zahnriemen versehen. Deshalb weisen die Führungslrommel 222 und 224 eine dazu passende Oberflächenprofilierung wie Zahnriemenscheiben auf.

Die Führungstrommeln 222 und 224 sind mit ihren Wellen nicht einstückig ausgebildet, sondern durch eine Formschlußverbindung mit diesen verbunden, die in Fig. 3 als K-Profil beispielhaft angedeutet ist. Wenn diese Formschlußverbindung, die etwa auch als Vielnutprofil oder als Kerbzahnprofil ausgebildet sein kann, mit Schiebesitzpassung hergestellt ist, können die Führungstrommeln 222 und 224 nach dem Abnehmen des vorderen Gchäusedeckels leicht von ihren Wellen abgezogen und ebenso leicht später wieder aufgesteckt werden. Eine derartige Ausbildung der Rotationskolbenpumpe ist in den Fällen von Vorteil, in denen die Verdrängerpumpe beispielsweise in einem lebensmitteltechnischen Betrieb, etwa in einer Molkerei, eingesetzt wird wo die mit der zu fördernden Flüssigkeit in Berührung kommenden Teile der Pumpe in ihrer Leitung regelmäßig oder zumindest häufig gereinigt werden müssen.

Im folgenden werden anhand F i g. 4 bis 8 verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten des Umlenkkörpers

bo und dessen Abdichtung gegenüber dem Gehäuse erläutert. Die aus Fig.4 ersichtliche Gleitdichtung 360 wird durch eine Dichtleiste 362 gebildet. Diese hat einen rechteckförmigen Querschnitt und üitzt in einer parallel zu der Umlcnkrolle 364 verlaufenden Nut 366. die am

fei freistehenden Rand einer Rippe 368 des Gehäusekörpers 369 vorhanden ist. Die Begrenzungswände der Nut 366 sind zueinander parallel ausgerichtet. Die Mittelebene der Nut 366 fluchtet mit der Drehachse der Um-

lenkrolle 364. Falls die Dichtleiste 362 selbst fcderclastisch ist oder aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt ist, braucht die Dichtleiste nur mit einem gewissen Übermaß in der Richtung ihrer Mittelcbene ausgebildet zu sein, damit sie nach dem Einsetzen der ihr zugeordneten Umlenkrolle 364 mit der nötigen Vorspannung an dieser anliegt. Das war bei den bisher beschriebenen t- usführungsbeispielen der Rotationskolbenpumpe nach Fig. 1 und I" i g. 3 vorausgesetzt worden.

Bei der Dichtleiste 362 ist hingegen angenommen,
daß die aus einem Werkstoff wie beispielsweise Polyamid, Polytetrafluorethylen oder dergleichen hergestellt
ist, der mit der Umlenkrolle 364 eine gute Gleitpaarung
ergibt, der aber nicht elastisch genug ist, um mit der 15
vorerwähnten Vorspannung eingesetzt werden zu können. Daher sind der Abstand der Begrenzungswände
der Nut 366 und die Dicke der Dichtleiste 362 so aufeinander abgestimmt, daß die Dichtleiste 362 mit Schiebesitzpassung oder mit Gleitsitzpassung in der Nut 366 20 eingeschraubt ist. Am Ende der Schraube stützt sich die

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384 als Gleitkolben, auf dessen auf der Seite des Druckraumes gelegen.· Stirnfläche der im Druckraum herrschende Überdruck eine Druckkraft ausübt, die der Kraft der Federr. 396 entgegen gerichtet ist. Wenn diese Druckkraft die Kraft der Federn 3% übersteigt, wird der Dichtungskörpci" 384 mit seiner Dichtleiste 376 von der Umienkroilc 390 abgehoben. Durch den sich öffnenden Spalt zwischen der Dichtleiste 376 und der Umlenkrolle 390 erfolgt solange ein Druckausgleich, bis der Überdruck im Druckraum wieder auf den Grenzwert gefallen ist, bei dem der Dichtungskörper 384 abgehoben wird. Die Gleitdichtung 374 stellt somit zugleich auch ein Überdruckventil dar.

Mittels einer aus F i g. 6 ersichtlichen Einstellvorrichtung 402 kann bei einer Abdichtung nach Art der Gleitdichtung 374, deren Grenz- oder Auslösedruck verändert werden. Diese Einstellvorrichtung weist eine als Rändelschraube ausgebildete Einstellschraube 404 aul. die in ein Gewindeloch eines l^ehäiisefesten TfiU <lflfi

sitzt. Die Höhe der Dichtleiste 362 ist auf die Tiefe der Nut 366 so abgestimmt, daß deren Nutgrund frei bleibt. In der Nut 366 ist oberhalb der Dichtleiste 362 ein Profilstrangabschnitt 372 eingelegt, der auf einem gummielastischen Werkstoff ausreichend hoher Elastizität hergestellt ist. Der Querschnitt des Profilstrangabschnittes 372 ist so auf den von der Dichtleiste 362 nicht ausgefüllten Teil der Nut 366 abgestimmt, daß er nach dem Einsetzen der Dichtleiste 362 unter Vorspannung steht und dadurch auf die Dichtleiste 362 eine Kraft in Richtung jo auf die Umlenkrolle 364 hin ausübt. Gleichzeitig dient der Profilstrangabschnitt 372 aufgrund seiner hohen Elastizität und seiner Vorspannung als zusätzliche Dichtung, die verhindert, daß Flüssigkeit vom benachbarten

Mitte eines Ausgleichsbügels 408 ab, dessen Enden fedcrtellerartig ausgebildet sind und auf den Enden zweier Schraubenfedern 410 aufliegen. Das jeweils andere Ende dieser Schraubenfedern stützt sich an einem Dichtungskörper 412 ab. der gleich oder ähnlich dem Dichtungskörper 380 der Gleitdichtung 374 ausgebildet ist. Diese Einstellvorrichtung 402 wirkt aufgrund ihres nach Art eines Waagebalkens ausgebildeten Ausgleichbügels 408 zugleich auch als Kraftausgleichvorrichtung für die beiden Federn 410, so daß selbst bei unterschiedlichem Federungsverhaltcn derselben ein Verkanten des Dichtungskörpers 412 vermieden wird.

Die aus F i g. 7 ersichtliche Dichtung ist als Spaltdichtung 414 ausgebildet. An dem der Umlenkrolle 416 zu-Druckraum her in die Nut 366 eindringt und um die J5 gekehrten Ende einer Rippe 418 des Gehäusekörpers Dichtleiste 362 herum in den anschließenden Saugraum 420 ist ein Dichtungskörper 422 angeordnet, der sich übertritt. über die ganze Breite des Gehäusekörpers erstreckt.

Bei der aus Fig.5 ersichtlichen Ausführungsform Die der Umlenkrolle 416 zugekehrte Fläche 424 des weist die Gleitdichtung 374 ei.ie der Dichtleiste 362 glei- Dichtungskörpers 422 ist im Querschnitt kreisbogeniörche Dichtleiste 376 auf, die wie jene in einer Nut 378 40 mig konkav gekrümmt. Der Halbmesser des Kreisboeines gesonderten Dichtungskörpers 380 sitzt. In der gens ist gleich der Summe aus dem HalhTiesser der Nut hinter der Dichtlcrie 376 ist ebenfalls ein Profilstrangabschnitt 382 unter Vorspannung eingelegt. Der
Dichtungskörper 380 ist leistenförmig ausgebildet und
hat infolge der Nut 378 einen U-förmigen Querschnitt. 45
Der Dichtungskörper 380 ist in einer Führungsnut 384
verschiebbar geführt, die am freistehenden Rand einer
Rippe 386 des Gehäusekörpers 388 vorhanden ist. Die
Führungsnut 384 und der Dichtungskörper 380 erstrek-

ken sich über die ganze Breite des Gehäusekörpers 388. 50 pumpe ausreichende Abdichtung zwischen dem auf der Die Mittelebene der Führungsnut 384 fluchtet mit der einen Seite benachbarten Druckraum und dem auf der Drehachse der Umlenkrolle 390. In den Begrenzungs- anderen Seite benachbarten Saugraum erreicht. Begünwänden der Führungsnut 384 sind je eine parallel zum stigt wird die Dichtwirkung dieser Spaltdichtung da-Dichtungskörper 380 verlaufende Nut 392 vorhanden. durch, daß sie mit der konkaven Fläche 424 des Dichin die je ein Profilstrangabschnitt 394 eingelegt ist, die 55 tungskörpers 422 zusammenwirkende Umfangsfläche beide der Abdichtung des Dichtungskörpers 380 in sei- der Umlenkrolle 416 eine vom Saugraurn zum Druckner Führungsnut 384 dienen. Im Nutgrund der Füh- raum gerichtete Umlaufbewegung ausführt, die den im rungsnut 384 ist hinter dem Dichtungskörper 380 eine Dichtspalt vorhandenen Flüssigkeitsfilm nach dem Anzahl Federn 3% angeordnet. Die Federn 3% sind als Druckraum hin mitreißt. Dieser zum Druckgefälle ge-Schraubendruckfedern ausgebildet und erstrecken sich t>o genläufige Flüssigkeitsfilm behindert das Eindringen

Umlenkrolle 416 und der Dicke des Spaltes zwischen der Umlenkrolle 416 und dem Dichtungskörper 422. Dieser Spalt ist in Fig. 7 wegen seiner relativ geringen Abmessung nicht erkennbar. Durch den sehr engen und in Umfangsrichtung verhältnismäßig langen Spalt wird einerseits ein Schleifen des Dichtungskörpers 422 an der Umlenkrolle 416 vermieden und andererseits eine zumindest bei niedrigen Förderdrücken der Verdränger-

zum Teil über den Nutgrund hinaus in Bohrungen der Rippe 386 hinein. Der Nutgrund der Führungsnut 384 steht über eine Entlastungsbohrung 400 mit einem benachbarten Saugraum in Verbindung.

Der Dichtungskörper 380. der zusammen mit seiner Dichtleiste 376 den auf der einen Seite benachbarten Saugraum gegen den auf der anderen Seite benachbarten Drjckraum abdichtet, wirkt in seiner Führungsnut

der im Druckraum unter Überdruck stehenden Flüssigkeit in den Dichtspalt. Diese zusätzliche Dichtwirkung kann dadurch noch verbessert werden, daß die konkave Fläche 424 des Dichtungskörpers 422 entlang ihrem dem Saugraum zugekehrten Rand mit einer Art Einlaufschräge versehen wird, die im Flüssigkeitsfilm im Dichtspalt den Aufbau eines Gegendruckes begünstigt, wie das bei dem hydrodynamischen Schmierfilm eines Gleit-

lagers der Fall ist.

Für die Verbindung des Dichtungskörpers 422 r"it dem Gehäusekörper 420 weist dessen Rippe 418 an der dem Dichtungskörper zugekehrten Seite eine Nut 426 auf. deren anfangs parallel zueinander verlaufende Begrenzungswände nach dem Nutgrund zu in schwalbenschanzförmig schräg auseinanderlaufende Begrenzungswände 428 übergehen. Der Dichtungskörper 422 ist mit einer im Querschnitt entsprechend geformten Halteleiste 430 ausgerüstet. Einen festen Sitz dieser Halteleiste in der Nut 426 erreicht man dadurch, daß der Querschnitt der Haltelciste 430 in Richtung des Nutgrundes mil Untermaß und normal zu den schwalbenschwanzföimijen Flächen 428 mit Übermaß gegenüber dem Querschnitt der Nut 426 hergestellt und beim Einschieben der Leiste in die Nut elastisch verfornit und damit vorgespannt wird.

Die aus F i g. 8 ersichtliche Dichtung ist als Labyrinthdichtung 432 ausgebildet. An dem der Umlenkrollc 434 zugekehrten Ende einer Rippe 436 des Gehäusekörpers 438 ist ein Dichtungskcrper 440 angeordnet, der sich über die ganze Breite des Gehäusekörpers erstreckt. Die der Umlenkrolle 434 zugekehrte Fläche 442 des Dichtungskörpers 440 ist im Querschnitt kreisbogenförmig konkav gekrümmt. Der Halbmesser des Kreisbogens ist gleich der Summe aus dem Halbmesser der Umlenkrolle 434 und der Dicke des Spaltes zwischen der Umlenkrolle 434 und dem Dichtungskörper 440. Dieser Dichtungskörper weist innerhalb seiner Fläche 142 eine größere Anzahl schmaler Nuten 444 auf, die jo parallel zur Drehachse der Umlenkrolle 443 verlaufen und im Querschnitt radial zu dieser ausgerichtet sind. Diese Nuten 444 grenzen eine entsprechende Anzahl schmaler Stege 446 gegeneinander ab. Diese in der Umfangsrichtung der Fläche 442 einander abwechselnden Nuten 444 und Stege 446 bilden die Labyrinthdichtung 432 des Dichtungskörpers 440.

Für die Verbindung des Dichtungskörpers 440 mit dem Gehäusekörper 438 weist dessen Rippe 436 an der dem Dichtungskörper zugekehrten Seite eine Nut 448 mit ebenen parallelen Begrenzungswänden auf und ist der Dichtungskörper 440 mit einer dazu passenden Halteleiste 450 mit rechteckigem Querschnitt ausgerüstet. Ein fester Sitz der Halteleiste 450 in der Nut 448 wird dadurch erreicht, daß die Halteleiste 450 in Richtung der Normalen za ihren Seitenflächen mit Übermaß gegenüber der lichten Weite der Nut 448 hergestellt und unter elastischer Verformung in die Nut eingeschoben wird und/oder dadurch, daß die Halteleiste 450 in die Nut 448 eingeklebt wird.

Aus F i g. 9 ist ein feststehender Umlenkkörper 451 zu ersehen, der anstelle einer drehbar gelagerten Umlenkrolle in solchen Rotationskolbenpumpen eingebaut werden kann, die für das Fördern von Flüssigkeiten mit höherer Schmierfähigkeit eingesetzt werden oder die beim Fördern von Flüssigkeit geringerer Schmierfähigkeit im Dauerbetrieb laufen, so daß ständig ein hydrodynamischer Schmierfilm zwischem dem Umlenkkörper und dem Förderkörper 453 vorhanden ist Der Umlenkkörper 451 ist wie eine Rippe des Gehäusekörpers 455 gestaltet, mit dem er unter Zwischenfügen einer Flachdichtung 457 mittels Schrauben 459 fest verbunden ist. An seinem freien Rand ist er im Querschnitt bogenförmig abgerundet, wobei die Bogenform anders als bei einer Umlenkrolle so gewählt werden kann, daß die Ausbildung des hydrodynamischen Schmierfilms begünstigt wird. Zur genauen Anordnung und Ausrichtung des Umlenkkörpers 451 und zur Entlastung der Befest gungsschraubcn 459 ist am Gehäusekörper 455 eine flache Nut 461 vorhanden, in die der vom Förderkörper 453 abgekehrte Rand des Umlenkkörpers 451 hineinpasst.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenpumpe mit einem Pumpengehäuse mit Saug- und Druckraum, mit zwei im Pumpengehäuse parallel zueinander drehbar gelagerten Führungstrommeln, von denen zumindest eine antreibbar ist und mit einem endlosen um die Führungstrommeln umlaufenden Förderriemen mit Zähnen, die einen trapezförmigen Querschnitt haben, die in Laufrichtung des Förderriemens biegeeiastisch sind und die mit dem abdichtenden Pumpengehäuse Arbeitskammern abgrenzen, die bei einer Änderung der Krümmung der Bewegungsbahn des Förderriemens ihr Volumen ändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (82) am Förderriemen (76) nach außen gerichtet sind, daß in dem den Führungstrommeln (62; 64) zugekehrten Querschnittsbereich des Förderriemens (76) die Zugfestigkeit erhöhende und die Längendehnung dauerhaft verhindernde Verstärkungselemente vorhanden sind, daß der Saugraum (88) mit der Einlaßöffnung (98) in demjenigen Bereich der Bewegungsbahn des Förderriemens (76) gelegen ist, in dem diese von einem geraden Abschnitt in einen um eine Führungstromme! (64) herumführenden gekrümmten Abschnitt übergeht, daß der zugeordnete Druckraum (86) mit der Auslaßöffnung (100) in demjenigen Bereich der Bewegungsbahn des Förderriemens (76) gelegen ist, in dem diese von dem um die Führungstrommel (62) herumführenden gekrümmten Abschnitt in einen geraden Abschnitt übergeht, wobei der Förderriemen (76) in den; um die Führungstrommeln (62; 64) herumführenden gekrümmten Abschnitt gegenüber dem Pumpe .!gehäuse (68) berührungsfrei abgedichtet ist, daß zwischen diesem Druckraum (86) und dem nächstfolgenden Saugraum (88) für den Förderriemen (76) ein Umlenkkörper (78) vorhanden ist, von dem wenigstens die dem Förderriemen (76) zugekehrte und von diesem berührte Seite als Zylinderfläche ausgebildet ist, deren Manteilinien parallel zu der Drehachse der Führungstrommeln (62; 64) ausgerichtet sind, und daß der Umlenkkörper (78) in die ohne sein Vorhandensein tangential zwischen den beiden Führungstrommeln (62; 64) verlaufende Bewegungsbahn des Förderriemens (76) hineinragt.

2. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörper (451) als feststehendes, vorzugsweise rippenförmiges Teil ausgebildet ist, das mit dem Gehäuse (455) einstükkig hergestellt oder mit diesem fest verbunden ist.

3. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Umlenkkörper (451) zumindest der dem Förderriemen (453) zugekehrte und diesen berührende Teil aus einem Werkstoff, vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt ist, der zusammen mit dem ihn berührenden Teil des Förderriemens (453) günstige Reibungswerte ergibt.

4. Rotationskolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkörpcr (451) als Umlenkrolle (78; 416; 434) ausgebildet ist, die im Gehäuse (68 bzw. 420 bzw. 438) parallel zu den Führungstrommeln (62; 64) drehbar gelagert ist. und daß auf der vom Förderriemen (76) abgekehrten Seite der Umlenkrolle (78; 416; 434) zwischen dieser und dem benachbarten Gehäuseteil (90 bzw. 418 bzw. 436) eine Abdichtung in Form einer Glcitdichiung (94), einer Spaltdichtung (422), einer Labyrinthdichtung (444,446) oder dergleichen vorhanden ist.