DE2826071A1 - Fluessigkeitspumpe der spiral-bauart - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine !Flüssigkeitspumpe der Spiral-Bauart und enthält Ausführungsformen derartiger Flüssigkeitspumpen, die in die zu pumpende Flüssigkeit ein- bzw. untergetaucht werden.

Nach dem Stand der Technik kennt man eine Kategorie von Vorrichtungen, die im allgemeinen als "Spiral"-Pumpen, -Kompressoren und -Maschinen bezeichnet werden, bei denen zwei gegenseitig zusammenpassende spiralförmige oder Evolventen-Spiralelemente mit der gleichen Steigung auf getrennten Endplatten befestigt sind. Diese spiralförmigen Elemente sind winklig und radial versetzt, um sich gegeneinander entlang wenigstens einem Linienberührungspaar, beispielsweise zwischen spiralförmig gekrümmten Oberflächen, zu berühren. Ein Linienberührungspaar liegt näherungsweise auf einem einzigen Eadius, der aus dem Zentralbereich der Spiralglieder nach außen gezogen wird, um eine oder mehrere STuidvolumina oder Taschen auszubilden. Die winklige Lage dieser Taschen verändert sich mit dem relativen Bahnumlauf der Spiralförmigen Zentren; und alle Taschen behalten die gleiche relative winklige Lage bei. Während sich die Berührungslinien entlang der Spiralglieder-Oberflächen verschieben, erfahren die so ausgebildeten Taschen eine Veränderung im Volumen. Bei Kompressoren und Expansionsmaschinen sind auf diese Weise hervorgerufene Bereiche mit niedrigsten und höchsten Drücken vorhanden, die mit ELuidöffnungen verbunden sind. Bei JPlüssigkeitspumpen bleibt das Volumenverhältnis überall gleich. Die äußersten und innersten Taschen sind mit Flüssigkeitsöffnungen verbunden, und es kann die Flüssigkeitsströmung entweder von der innersten Tasche nach außen oder von der äußersten Tasche nach innen verlaufen.

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Obgleich bei einem Vergleich mit Expandiereinrichtungen und Kompressoren Flüssigkeitspumpen der Spiral-Bauart viele Vorteile bieten, einschließlich weniger ernsthafte Leck-Probleme und niedrigere Betriebstemperaturen, können diese Vorteile in der Praxis in Form von im Handel erhältlichen akzeptablen Vorrichtungen nicht verwirklicht werden, solange nicht derartige Spiralflüssigkeitspumpen mit vernünftigen Drehzahlen (beispielsweise wenigstens 1800 U/min) in einer im wesentlichen schwingungsfreien Weise betrieben werden können. Die Spiralflüssigkeitspumpen gemäß der Erfindung enthalten eine Einrichtung entweder zum Eliminieren von Druckimpulsen oder zum Reduzieren dieser Druckimpulse unter einen Pegel, wo diese Impulse den Betrieb und die Leistungsfähigkeit der Pumpen nicht nachteilig beeinflußt. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit einer Ausführungsform einer Pumpe der Spiral-Bauart gemäß Fig. 62-84 hervorgeht, bieten Spiralflüssigkeitspumpen die Möglichkeit einer Konstruktion, so daß sie in die zu pumpende Flüssigkeit ein- bzw. untergetaucht werden können und insbesondere in Treibstoff behälter selbstantreibender Fahrzeuge, z.B. Automobile.

Aufgabe der Erfindung ist demzufolge die Schaffung von stationären und bahnumlaufenden Spiralgliedern, die, sofern sie in einer Spiralflüssigkeitspumpe eingebaut sind, es ermöglichen, daß die Pumpe leise und mit vernünftig großer Drehzahl und einer maximalen Leistungsfähigkeit betrieben werden kann, um eine Flüssigkeitsströmung frei von Pulsationen oder Schwingungen zu fördern. Aufgabe ist ferner die Schaffung von Spiralflüssigkeitspumpen, die einfach und wirtschaftlich im Aufbau sind und teilweise aus Kunststoff, beispielsweise durch Formverfahren, gefertigt werden können.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spiralflüssigkeitspumpe der beschriebenen Art zu schaffen, die in einer ihrer Ausführungsformen für ein Ein- bzw. Untertauchen in die zu

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pumpende Flüssigkeit geeignet ist. Aufgabe ist auch die Schaffung einer Spiralflüssigkeitspumpe, die als eine Brennstoffpumpe für selbstantreibende Fahrzeuge verwendet werden kann, die die leichteren Brennstoffölschnitte oder -mischungen verwenden, wobei die Pumpe in den Treibstoffbehältern angeordnet werden kann und somit vor überhöhten Temperaturen isoliert iirird, die in Fahrzeugen auftreten, welche Emissionskontroll- bzw. -Steuerungsvorrichtungen aufweisen.

Aufgabe ist weiterhin die Schaffung einer Flüssigkeitstauchpumpe, die große Treibstoff-Förderdrücke erzeugen kann, eine Selbstansaugwirkung aufweist, im wesentlichen geräuschlos, vibrationsfrei und frei von Veränderungen der Ausgangsströmung betrieben werden kann, für einen Zeitabschnitt trocken laufen kann, keine Ventile erfordert sowie in der Lage ist,(Schmutz-)Teile ohne bleibende Beschädigung zu schlucken. Aufgabe ist auch die Schaffung einer Spiralflüssigkeitspump.e der eingangs beschriebenen Art, die eine selbsttätige Spiralabdichtung schafft, minimale Reibungsverluste erfährt, zuverlässig über längere Zeitabschnitte betrieben werden kann und niedrig in den Kosten ist.

Erfindungsgemäß sind zusammenpassende bzw. eingreifende Spiralglieder vorgesehen, die für einen Einbau in einer Spiralflüssigkeitspumpe geeignet sind, wobei die Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein stationäres Spiralglied vorgesehen ist, das eine zentrale Flüssigkeitsöffnung aufweist und besteht aus einer stationären Endplatte, einem stationären Evolventen-Einhüllglied mit eineinhalb Evolventenumdrehungen, das an die eine Oberfläche der stationären Endplatte befestigt ist, und einer stationären ausgesparten Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung, die in die eine Oberfläche der statio-

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nären Endplatte geschnitten ist und daß ein bahnumlaufendes Spiralglied so angeordnet ist, daß es bezüglich, des stationären Spiralglieds durch eine Antriebseinrichtung auf einer Bahn umläuft und besteht aus einer bahnumlaufenden Endplatte, einem bahnumlaufenden Evolventen-Einhüllglied mit eineinhalb Evolventenumdrehungen, das an die eine Oberfläche der bahnumlaufenden Endplatte befestigt ist, und aus einer bahnumlaufenden ausgesparten Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung, die in die eine Oberfläche der bahnumlaufenden Endplatte geschnitten ist, wobei die stationären und bahnumlaufenden ausgesparten Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtungen so angeordnet und gestaltet sind, daß sie sich im wesentlichen unmittelbar dann öffnen, nachdem das bahnumlaufende Evolventen-Einhüllglied jene Stelle in seinem Bahnumlaufzyklus erreicht hat, an der drei im wesentlichen abgedichtete Flüssigkeitstaschen definiert sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Pumpe zum positiven bzw. zwangsweisen Verschieben einer Flüssigkeit vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch die zusammenpassenden Spiralglieder gemäß der beschriebenen Erfindung, durch eine Axialkraft ausübende Einrichtung, die so angeordnet ist, daß sie die Spiralglieder in eine Axialberührung drängt, eine Verbindungseinrichtung, um die Spiralglieder in einer festen Winkelbeziehung zu halten, eine Flüssigkeitseinlaßeinrichtung und eine Flüssigkeitsablaßeinrichtung, und eine Antriebseinrichtung, um das bahnumlaufende Spiralglied auf einer Umlaufbahn zu bewegen, wodurch die Seitenflanken zusammen mit den Endplatten der Evolventen-Einhüllglieder sich bewegende Flüssigkeitstaschen mit veränderlichem Volumen, ein Umfangsvolumen um diese Taschen und eine Entleerungszone definieren.

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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Pumpe zum positiven bzw. zwangsweisenVerschieben einer Flüssigkeit gemäß der beschriebenen Art vorgesehen, die für ein Ein- oder Untertauchen in zu pumpende Flüssigkeit geeignet ist, die derart gestaltet ist, daß eine Gehäuseeinrichtung eine Kammer definiert, die die Spiralglieder darin enthält und die Flüssigkeitseinlaßeinrichtung an ihrem einen Ende und die Flüssigkeitsentleerungseinrichtung an ihrem anderen Ende aufweist, wobei die Antriebseinrichtung eine Motoreinrichtung enthält, die in der Kammer zwischen den Spiralgliedern und dem anderen Ende des Gehäuses angeordnet ist, wodurch Flüssigkeit, die radial nach außen durch die Spiralglieder und durch die Pumpe gepumpt wird, um die Antriebseinrichtung strömt und einen vorbestimmten Hydraulikdruck in der Kammer aufrechterhält, um eine Axialkraft ausübende Einrichtung hervorzurufen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 und 2 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten einer Ausführungsform eines stationären Spiralelements, das erfindungsgemäß aufgebaut ist und insbesondere für eine Verwendung in einer Spiralflüssigkeitspumpe geeignet ist, bei der die Flüssigkeit/nach innen gerichtet ist,

Fig. $ und 4· Drauf sichts- bzw. Querschnittsansichten eines bahnumlaufenden Spiralelements für eine Verwendung mit dem stationären Spiralelement der Fig. 1 und 2,

Fig. 5 "bis 20 alternierende Quer- und Längsschnitte der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente der Ausführungsform nach den Fig. 1-4·, aus denen die Funktionsweise der zentrisch angeordneten Entleerungsöffnung dieser Ausführungsform ersichtlich ist,

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Pig. 21 und 22 Draufsichts- Ta zw. Querschnittsansichten einer weiteren Ausführungsform eines stationären Spiralelementes gemäß der Erfindung, welches insbesondere für eine Verwendung in einer Spiralflüssigice it spumpe geeignet ist, bei der die Flüssigkeitsströmung nach außen gerichtet ist,

Pig. 23 und 24 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten eines bahnumlaufenden Spiralelements zur Verwendung mit dem stationären Spiralelement nach den Pig· 21 und 22,

Pig. 25 bis 40 alternierende Quer- bzw. Längsschnitte der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente der Ausführungsform nach den Pig. 21-24, aus denen die Punktionsweise der peripher angeordneten Entleerungsöffnung dieser Ausführungsform ersichtlich ist,

Pig. 41 und 42 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten einer anderen Ausführungsform eines stationären Spiralelements gemäß der Erfindung sowohl mit einer zentralen als auch einer peripheren Entleerungsöffnung, wobei die Flüssigkeitsströmung entweder nach innen oder nach außen gerichtet sein kann,

Pig. 43 und 44 Draufsichts- bzw. Querschnittsansichten eines bahnumlaufenden Spiralelements zur Verwendung mit einem stationären Spiralelement nach den Pig. 41 und 42,

Pig. 45 bis 60 alternierende Querschnitte und Längsquerschnitte der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente der Ausführungsform nach den Pig. 41-44, aus denen die Punktionsweise der Entleerungsöffnung dieser Ausführungsform ersichtlich ist, wenn die Flüssigkeitsströmung nach innen oder nach außen gerichtet ist,

Fig. 61 einen Längsquerschnitt einer Spiralflüssigkeitspumpe, die erfindungsgemäß aufgebaut ist,

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Fig. 62 einen vergrößerten Längsquerschnitt der Spiralflüssigkeitspumpe, die erfindungsgemäß aufgebaut ist und insbesondere als eine Treibstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug verwendet werden kann, bei der die Pumpe in den Brennstoff ein- bzw. untergetaucht ist,

Pig. 63 eine Draufsicht des Entleerungsendes der Pumpe nach Mg. 62,

Fig. 64 einen Tefflängssda.nitt einer anderen Ausführungsform der Pumpe nsch Eig. 62, in der eine andere Einrichtung einer elektrischen Verbindung mit dem Motor und einer Schaffung eines zweiten Gegengewichts veranschaulicht ist,

Fig. 65 eine Draufsicht auf das Entleerungsende der Pumpe nach Fig. 64,

Fig. 66 einen vergrößerten Längsquerschnitt des Einlaßendes der Spiralflüssigkeitspumpe der Erfindung, in der im einzelnen die Antriebs- und Verbindungseinrichtungen, die Spiralglieder, das Öffnungssystem und die Axiallast-Trägereinrichtung veranschaulicht sind,

Fig. 67 eine Querschnittsansicht der Pumpe nach Fig. 66 quer zur Maschinenachse durch die Ebene 67-67 der Fig.66,

Fig. 68 eine Querschnittsansicht der Pumpe nach Fig. 66 quer zur Maschinenachse durch die Ebene 68-68 der Fig.66,

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Fig. 69, 70 und 71 drei Ausführungsform/einer Axiallast-Trägereinrichtung der Pumpe nach Fig. 66 (zusätzlich zur Ausführungsform, die in dieser Figur veranschaulicht ist), die in Verbindung mit einem separaten Verbindungsglied verwendet wird,

Fig. 72 eine Ausführungsform einer Axiallast-Trägereinrichtung und eines Verbindungsglieds, die in einem einzigen Vorrichtungsbauteil kombiniert sind,

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Fig. 73 einen Querschnitt der Vorrichtung nach. Pig. 72 durch die Ebene 73-73 der Fig. 72, wobei die entsprechende Stellung der verwendeten Axialkugellager gezeigt ist,

Fig. 74 Einzelheiten in schematischen Drauf- und Querschnittsansichten von Faktoren, die bei Verwendung von Axialkugellagern nach den Fig. 73 und 7^· vorhanden sind,

Fig. 75 eine weitere Ausführungsform einer Axiallast-Trägereinrichtung und eines Verbindungsglieds, die in einem einzigen Vorrichtungsbauteil kombiniert sind,

Fig. 76 und 77 Drauf- bzw. Querschnittsansichten der Axiallast-Träger/Verbindungseinrichtung, die in Fig. 74 verwendet ist,

Fig. 78 eine weitere Ausführungsform einer kombinierten Axiallast-Träger/Verbindungseinrichtung, bei der kugelförmige Glieder eine Doppelfunktion einer LastabStützung und einer Verbindung erfüllen,

Fig. 79 und 80 Drauf- bzw. Querschnittsansichten der Axiallast-Träger/Verbindungseinrichtung nach Fig. 78,

Fig. 81 eine Abänderung der Axiallast-Träger/Verbindungseinrichtung nach Fig. 78, bei der Rollen bzw. Walzen eine Doppelfunktion einer Lastabstützung und einer Verbindung erfüllen,

Fig. 82 und 83 Drauf- bzw. Querschnittsansichten der Axiallast-Träger/Verbindungseinrichtung nach Fig. 81, und

Fig. 84 einen Querschnitt eines Behälters, der Flüssigkeit enthält, in die die Pumpe nach der Erfindung eingetaucht ist.

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Die abgedichtete HTuidtasche innerhalb der Spiraleinrichtung wird durch zwei parallele Ebenen, die durch Endplatten bestimmt sind, und durch zwei zylindrische Oberflächen begrenzt, die durch die Evolvente bzw. Abwicklungskurve eines Kreises oder einer anderen zweckmäßig gekrümmten Konfiguration bestimmt sind. Die Spiralglieder weisen parallele Achsen auf, da nur auf diese Weise eine durchgehende abdichtende Berührung zwischen der ebenen Oberfläche der Spiralglieder aufrechterhalten werden kann. Eine abgedichtete Tasche bewegt sich zwischen diesen parallelen Ebenen, während die beiden Berührungslinien zwischen den zylindrischen Oberflächen sich bewegen. Die Berührungslinien bewegen sich deshalb, weil das eine zylindrische Element, beispielsweise ein Spiralglied, in dem anderen auf einer Bahn umläuft. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß das eine Spiralglied fest bzw. befestigt gehalten und das andere Spiralglied auf einer Bahn umlaufend bewegt wird. Ein Pumpen wird durch diesen Mechanismus in der Pumpe nach der Erfindung erzielt, und demzufolge bezeichnet man diese Pumpe als Spiral-Flüssigkeitspumpe.

In der Beschreibung wird der Begriff "Spiralglied" zur Kennzeichnung desjenigen Basisbauteils verwendet, das aus einer Endplatte mit der neuartigen Öffnung gemäß der Erfindung und einem evolventenförmigen Bauteil besteht, das die Berührungsoberflächen bestimmt, die bewegliche Linienberührungen herstellen. Der Begriff "Einhüllglied" wird zur Kennzeichnung desjenigen Evolventen-Bauteils verwendet, das bewegliche Linienberührungen herstellt. Diese Einhüllglieder haben eine Konfiguration von beispielsweise einer Evolvente eines Kreises (Evolventen-Spirale), eines Kreisbogens, etc., und haben sowohl eine Höhen- als auch eine DickenerStreckung. Der Begriff "Spiralglied" wird schließlich bei dem stationären oder bahnumlaufenden Bauteil insgesamt verwendet, von dem das stationäre oder bahnumlaufende Spiralelement ein Teil ist.

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In dem Falle, in dem die Spiraleinrichtung als Kompressor •und als Expandiereinrichtung benützt wird, können die Einhüllglieder der Spiralglieder jede gewünschte Anzahl Windungen einer Evolvente aufweisen. Jedoch muß eine Spiral-Flüssigkeitspumpe so aufgebaut sein, daß jedes der Spiralglieder ein Einhüllglied mit eineinhalb Windungen bzw. Umdrehungen einer Evolvente hat. Dieses Erfordernis wird dadurch festgelegt, daß eine Spiraleinrichtung, die zum Pumpen einer !Flüssigkeit konzipiert ist, ein Kompressionsverhältnis von exakt eins haben muß. Weist die Spiraleinrichtung ein Kompressionsverhältnis auf, das größer als eins ist, würde diese versuchen, die eingeschlossene Flüssigkeit zu komprimieren. Da Flüssigkeiten im wesentlichen inkompressibel sind, würde jede Spiralpumpe, die mit einem Kompressionsverhältnis von größer als eins betrieben wird, klemmen und zu Störungen führen. Somit brauchen für ein Kompressionsverhältnis von eins bei einer Spiralpumpe die Glieder nicht mehr als eineinhalb Windungen einer Evolvente zu haben. Diese Länge eines Einhüllglieds liefert die gewünschte Kontinuität einer Abdichtung zwischen der Umfangszone und der inneren Zone, die zwischen den Spiralgliedern bestimmt wird, ohne jedwedes eingeschlossenes Fluid zu komprimieren.

Jedoch ist die Begrenzung der Einhüllglieder auf eineinhalb Evolventen-Umdrehungen nicht die Gesamtlösung einer Konstruktion einer leistungsfähigen praktischen Spiralflüssigkeitspumpe, da diese nicht das ernsthafte Problem der Druckschwingungen löst, die während eines Auslaufs der Flüssigkeit aus der Pumpe aufgebaut werden. Diese Druckschwingungen entstehen, da die Veränderungsrate des Volumens der Spiraltasche (sei diese zentrisch oder am Umfang angeordnet), die in einer "Verbindung mit der Entleerungsöffnung steht, größer ist als die Rate einer Veränderung des Entleerungsbereichs, der

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sich, für diese Tasche öffnet. Demzufolge komprimiert ein Antrieb des bahnumlaufenden Spiralglieds nach vorn die Flüssigkeit in der Entleerungstasche, drängt diese durch einen engen Entleerungsspalt und baut demzufolge einen intermittierenden Hochdruck-Impuls auf. Dieser Druck kann so groß sein, daß er die Hardware zerstören kann, die die Spiralglieder bilden.

Bei kleinen, relativ leistungsschwachen Pumpen, die bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit betrieben werden, kann es möglich sein, etwas Druckpulsation zu tolerieren; jedoch in den meisten Anwendungsfällen einer Flüssigkeitspumpe sollte diese eine relativ schwingungsfreie Zuführungsströmung aufweisen und bei vernünftigen Drehzahlen betrieben werden können, z.B. mit 1800 TJ/min oder größer.

Die Spiralpumpe gemäß der Erfindung bewirkt ein schwingungsfreies Flüssigkeitspumpen bei relativ großen Strömungsraten durch eine neuartige öffnungsanordnung. Diese Öffnung gibt den Druck in der Entleerungstasche frei, was Schwingungen verursacht, dadurch., daß ein wesentlich schnelleres Öffnen der Entleerungsöffnung geschaffen wird als wenn die Bewegung des bahnumlaufenden Spiralglied-Einhüllglieds auf sich allein angewiesen ist, um sie zu öffnen.

Da die Flüssigkeitsströmung durch eine Spiralpumpe von der Umfangszone nach innen zur zentralen Tasche oder von der zentralen Tasche nach außen zur Umfangszone verlaufen kann, kann die neuartige Öffnungsanordnung mit der zentralen Tasche, dem Umfangsvolumen oder mit beiden verbunden sein.

In den Fig. 1-4- sind stationäre und bahnumlaufende Spiralelemente veranschaulicht, die für einen Einbau in Spiralglieder geeignet sind, um eine Spiralpumpe auszubilden, in der die Flüssigkeitsströmung vom Umfangsvolumen nach innen

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zur mittigen Tasche verläuft. Das stationäre Spiralelement 10 der Pig. 1 besteht aus einer Endplatte 11 und einem Evolventen-Einhüllglied 12, welches integral bzw. einstückig mit einem separaten Element auf der inneren Oberfläche 13 der Endplatte 11 ausgebildet ist oder auf diesem separaten Element befestigt ist (vgl. beispielsweise US-Patent 3 994 635)· Das Evolventen-Einhüllglied 12 beginnt bei einer Berührungslinie 14-, die als Tangente zum Evolventen-Erzeugungsradius und durch die Berührungspunkte zwischen den Evolventen der festen und bahnumlaufenden Spiralgliedern gezogen ist, und endigt bei einer Berührungslinie 15» <üe ebenfalls als Tangente zum Evolventen-Erzeugungsradius gezogen ist. Somit wird dieses Einhüllglied mit eineinhalb Evolventen-Umdrehungen ausgebildet und weist eine äußere Flankenoberfläche 16, eine innere Plankenoberfläche 17 und eine Endoberfläche 18 auf.

Die Endplatte 11 weist ein zentrales Auge 20 auf, das sich von einer äußeren Oberfläche 21 erstreckt. Dieses Auge 20 hat eine ringförmige Aussparung 22, die so angeordnet ist, daß ein Abdichtungsring gehalten wird, wenn das stationäre Spiralelement in einem stationären Spiralelement in einer Flüssigkeitspumpe wie in Fig. 61 gezeigt eingebaut ist. Eine Flüssigkeitsöffnung 23 erstreckt sich durch die Endplatte 11 und das Auge 20, und es ist ein ausgesparter Übertragungsdurchgang 24 in eine Oberfläche 13 geschnitten, um eine Flüssigkeitsverbindung mit der Öffnung 23 auszubilden. Zusammen bilden die Öffnung 23 und der ausgesparte Übertragungsdurchgang 24 eine Leitungseinrichtung oder Entleerungszone. Wie in der Draufsicht der Fig. 1 gezeigt, weist der Übertragungsdurchgang 24 die eine Hauptbegrenzung 25 auf, die mit einer Linie zusammentrifft, die durch die Mitte 26 der Endplatte 11 verläuft und parallel .zu den Berührungslinien 14 und 15 und einer weiteren gekrümmten Hauptbegren-

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zung 27 ist, die in ihrer Gestalt der äußeren Oberfläche 3^ des Evolventen-Einhüllglieds 32 des bahnumlaufenden Spiralelements 30 (Pig. 3 und 4) entspricht, wenn die beiden Spiralelemente ausgerichtet sind, so daß ein Maximum von vier Berührungsstellen zwischen den Planken der Einhüllglieder erzielt wird, wie dies bei der Orientierung der Einhüllglieder in Pig. 5 gezeigt ist. Die auf diese Weise gekrümmte Begrenzung 27 kann als Teil-Spur oder -Zeichnung eines Evolventen-Einhüllgliedrandes der zusammenpassenden bzw. eingreifenden Spiralelemente definiert werden. Diese Hauptbegrenzungen werden durch ineinander übergehende Radien 28 verbunden. Obgleich der Übertragungsdurchgang 24 halbkreisförmig sein kann, und nicht mit einer Evolventenbegrenzung 27, wird die Evolventenkonfiguration gemäß Zeichnung für ein genaueres Öffnen bevorzugt. Da der ausgesparte Übertragungsdurchgang 24 im Evolventen-Einhüllglied angeordnet ist, kann dieser zweckmäßigerweise als "innerer Durchgang" bezeichnet werden.

Obgleich die Öffnung 23 in den Pig. 1 und 2 in einer Stellung gezeigt ist, daß die Begrenzung 25 des Übertragungsdurchgangs 24 geschnitten wird, kann die Öffnung 23 erfindungsgemäß an beliebiger Stelle innerhalb der innersten Tasche angeordnet sein, die durch die Einhüllglieder der Spiralelemente gebildet wird, sofern die Öffnung 23 in einer Verbindung mit dem Übertragungsdurchgang 24 steht und nicht die Integrität des Einhüllglieds 12 beeinträchtigt.

Wie aus den Pig. 3 und 4 ersichtlich, weist das bahnumlaufende Spiralelement 30 eine Gestalt ähnlich derjenigen des stationären Spiralelements 10 auf. Das bahnumlaufende Spiralelement 30 wird aus einer Endplatte 31 und einem Evolventen-Einhüllglied 32 gebildet, das an der inneren Oberfläche 33 der Endplatte 31 befestigt ist oder integral bzw« einstückig mit dieser inneren Oberfläche 33 ausgebildet ist. Das Einhüll-

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glied 32 weist eine äußere berührende Flankenoberfläche 34, eine innere Plankenoberfläche 35 und eine "berührende Endoberflache 36 auf. Das Evolventen-Einhüllglied 32 "beginnt hei einer Berührungslinie 37, die als Tangente zum Evolventenerzeugungsradius gezogen ist und durch die Berührungspunkte zwischen den Evolventen der stationären und ■bahnumlaufenden Spiralelemente verläuft und endigt hei einer Berührungslinie 38, die ebenfalls als Tangente zum Evolventenerzeugungsradius gezogen ist. Ein ausgesparter Übertragungsdurchgang 39 ist in die Oberfläche 33 der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralelements geschnitten, wobei dessen Anordnung und Gestalt die gleiche Beziehung zum stationären Spiralelement aufweist wie der Übertragungsdurchgang 24 des stationären Elements bezüglich des bahnumlaufenden Spiralelements. D.h., der Übertragungsdurchgang 39 wird durch eine geradlinige Hauptbegrenzung 40 bestimmt, die mit einer Linie zusammentrifft, die durch die Endplattenmitte 41 gezogen ist und parallel zu den Berührungslinien 37 und 38 verläuft, und eine weitere gekrümmte Hauptbegrenzung 42, die einer Teil-Zeichnung bzw. -Führung bzw. -JFadenkonstruktion des äußeren Oberflächenrands 16 des Einhüllglieds 12 des stationären Spiralelements entspricht, wenn die Spiralelemente so orientiert sind, daß das Maximum von vier Berührungspunkten wie in Fig. 5 gezeigt erzielt wird. Diese Hauptbegrenzungen sind in gleicher bzw. ähnlicher Weise über ineinander übergehende Radien 43 verbunden. In Verbindung umfassen diese ausgesparten Übertragungsdurchgänge 24 und 39 in den Endplatten der Spiralelemente eine Ausführungsform eines neuartigen Öffnungssystems der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Werden die Spiralelemente aus Metall wie einem rostfreien Stahl gefertigt, können die ausgesparten Übertragungsdurchgänge dadurch gebildet werden, daß diese (maschinell) ausgearbeitet werden; sind diese aus einem synthetischen Harz

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oder Kunststoff wie aus Polyimid ausgebildet, können die ausgesparten Übertragungsdurchgänge während des Formens der Elemente ausgebildet werden. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, diese ausgesparten Durchgänge so auszubilden, daß sie eine Tiefe aufweisen, die näherungsweise gleich der Breite des Evolventen-Einhüllglieds ist.

Die Weise, durch die das Öffnungssystem der Spiralelemente nach den S¹Ig. 1-4 ein im wesentlichen pulsationsfreies Flüssigkeitspumpen erzielt, kann im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 5-20 entnommen werden, die die Betriebsweise einer Spiralpumpe veranschaulichen, welche diese Spiralglieder verwendet und eine !Flüssigkeit pumpt, die radial innen strömt. In den Fig. 5-20 sind verschiedene Stellungen in Bahnumlaufabständen von einem Achtel der Spiralelemente während eines einzigen Pumpzyklus veranschaulicht, wobei die Figuren mit den ungeraden Zahlen Querschnitte der Einhüllglieder quer zur Mittellinie der Vorrichtung darstellen, während die Figuren mit den unmittelbar darauffolgenden geraden Zahlen entsprechende Längsquerschnitte durch die Einhüllglieder zeigen. In den Fig. 5-20 angegebene Bezugszeichen entsprechen den gleichen Bauteilen gemäß den Fig. 1-4. Obgleich es nicht normal wäre, die Kontur des ausgesparten Übertragungsdurchgangs des bahnumlaufenden Spiralelements in diesen Querschnittsfiguren quer zur Mittellinie zu sehen (z.B. Fig. 5,7, etc.), sind diese Konturen strichliert eingezeichnet, um die Stellung der Übertragungsdurchgänge in den entsprechenden Längsquerschnitten anzugeben (z.B. Fig. 6, 8, etc.). Das Auge 20 des stationären Spiralelements ist in den Längsquerschnitten der Fig. 6, 8, etc. aus Gründen einer vereinfachten Darstellung weggelassen.

Im Betrieb der Spiralpumpe wird das bahnumlaufende Spiralelement 30, welches in einem bahnumlaufenden Spiralelement befestigt ist, angetrieben, so daß (mittels einer Einrich-

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tung, die im einzelnen im Zusammenhang mit der Fig. 61 ■beschrieben wird) das stationäre ßpiralelement 10 auf einer Bahn umläuft, welches in einem stationären Spiralelement befestigt ist, wobei die Flankenoberflachen 16 und 17 und 34- und 35 der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente sich bewegende Linienberuhrungen herstellen. Wie im Zusammenhang mit der Beschreibung der Pig· 61 beschrieben wird, kann im tatsächlichen Betrieb ein sehr kleiner Zwischenraum, beispielsweise von ca. 0,0025 t>is ca. 0,0127 cm (0,001 bis 0,005 inch) zwischen den Flankenoberflächen der Evolventen sein. Die Endoberflächen 18 und 36 der stationären und bahnumlaufenden Spiralelemente bestimmen bei einer SHerstellung einer Berührung mit den inneren Oberflächen 33 und 13 der bahnumlaufenden und stationären opiralelemente in entsprechender Weise die sich bewegenden Taschen 50, 51 und 52, wobei die Volumina von diesen und die !Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen sich verändern, um die Bewegung der Flüssigkeit durch die Pumpe zu bewirken. Da Flüssigkeiten eine größere Viskosität als Gase aufweisen und da das Volumenverhältnis in der Flüssigkeitspumpe eins ist, und nicht größer als eins, ist das Erfordernis einer wirkungsvollen Radialabdichtung quer über die sich berührenden Endoberflächen 18 und 36 der Einhüllglieder von Tasche zu Tasche nicht so zwingend wie bei Kompressoren oder £brpandier einrichtungen. Es ist demzufolge nicht erforderlich, eine Radialabdichtung wie beispielsweise gemäß US-PS 3 944- 636 vorzusehen.

Der etwas vereinfachte Längsquerschnitt der Fig. 6 zeigt das stationäre Spiralelement 10, das in einem Spiralglied befestigt ist, welches eine Gehäuseplatte 53 mit einer ringförmigen Verlängerung 54 enthält, deren Endoberfläche ^ als Berührungsoberfläche dient, mit der die innere Oberfläche 56 des bahnumlaufenden Spiralglieds 57, von dem die

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bahnumlaufende Spiralendplatte 31 ein Teil ist, eine Bewegungsberührung herstellt, um ein Umfangsvolumen 58 zu "bestimmen, in das die gepumpte Flüssigkeit durch die Umfangsöffnung 59 eingeleitet wird. Die Pig. 61 veranschaulicht den Einbau der Spiralglieder in eine vollständige Spiralpumpe in größerer Einzelheit. In den verbleibenden geradzahligen Figuren 8, 10, .... 20 sind lediglich diejenigen Teile der Spiralelemente mit den Einhüllgliedern und der Öffnung veranschaulicht, wobei selbstverständlich jedes ein Umfangsvolumen aufweist.

Es sei angenommen, daß der nun beschriebene Zyklus mit dem Abdichten der zentrischen Tasche 52 beginnt, an einer Stelle, an der die Taschen 50 und 51 ebenfalls abgedichtet sind. Die Flüssigkeit wird durch die Entleerungsleitungseinrichtung mit der Öffnung 23 und dem Übertragungsdurchgang 24 entleert. In diesem Betriebszustand dient die zentrale Tasche 52 als eine Entleerungszone. Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, befinden sich die Taschen 50 und 51 bei ihren Maximalvolumen und werden im wesentlichen vollständig von der zentralen Tasche 52 abgedichtet, wobei jedwede kleinen Zwischenräume zwischen den Einhüllglieder-Flanken und zwischen den Einhüllglieder-Endoberflächen und Endplatten außer Betracht bleiben. Es sei zuerst angenommen, daß keiner von den ausgesparten Übertragung sdurchgängen 24 oder 39 in äie Endplatten eingeschnitten ist. Der Effekt hiervon kann den Fig. 7 und 8 entnommen werden, in denen die Einhüllglieder-Stellungen nach Beendigung des einen Achtels eines vollständigen Umlaufs des bahnumlaufenden Spiralglieds gezeigt sind, wobei die Bahnumlaufsrichtung von diesem durch den gestrichelten Pfeil veranschaulicht ist. Die Volumen der Taschen 50, 51 und 52 beginnen abzunehmen, und, da die Flüssigkeit in der Pumpe im wesentlichen nicht kompressibel ist, wird diese unter Druck aus den Taschen 50 und 51 in die zentrale Tasche 52 durch die relativ engen Durchgänge 60 und 61 gedrängt, die durch die

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Einhüllglied-Bewegung liervorgeriifen werden. Darüber hinaus sind die relativen Größen der zentralen Tasche 52 und der Entleerungsöffnung 23 dergestalt, daß dieser Effekt "betont wird. Das Ergebnis ist ein Aufbauen von Drücken im System, die eine ernsthafte nachteilige Wirkung auf die Spiral-Hardware und die Erzeugung von ernsthaften Druckimpulsen haben, was zu einem ineffizienten und lauten Betrieb führen kann.

Das Vorhandensein der inneren ausgesparten Übertragungsdurchgänge 24- und 39 ϊώ. den festen bzw. bahnumlaufenden Spiralgliedern eliminiert im wesentlichen diese unerwünschte Situation. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind diese Übertragungsdurchgänge so konturiert und angeordnet, daß diese im wesentlichen unverzüglich nach dem Schließen der Tasche 52 geöffnet werden. Somit werden diese Übertragungsdurchgänge 24· und 39» die vorher aufgrund der Stellung des Einhüllglieds blockiert waren, mit der fortgesetzten Bewegung des bahnumlaufenden Einhüllglieds geöffnet. Die Übertragungsdurchgänge 24- und 39 weisen eine Größe und eine Tiefe auf, daß die Durchgänge 60 und 61 in einem Umfang vergrößert werden, daß genügend Strömungskapazität vorhanden ist, um ein Aufbauen des Drucks in den Taschen zu verhindern und zu ermöglichen, daß keine pulsierende Flüssigkeitsströmung durch die Öffnung 23 entsteht (in der Zeichnung ist die Flüssigkeitsströmung durch ausgezogene Pfeile gekennzeichnet).

Wie in den Fig. 9-14- ersichtlich, bleiben die Übertragungsdurchgänge 24- und 39 offen, um eine im wesentlichen nichtpulsierende Flüssigkeitsströmung aus den Taschen 50 und 51 in die Tasche 52 zu ermöglichen; und dann, während die Taschen 50, 51 und 52 im Volumen abnehmen und tatsächlich eine einzige zentrale Tasche werden, fahren diese Durchgänge weiter fort, den sanften Ablaß durch die Ablaßöffnung 23 zu ermöglichen. Während das kombinierte Volumen der Taschen 50,

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und 52 abnimmt, beginnt Flüssigkeit aus dem Umfangsvolumen 58 in ein Heil einzutreten, das als "offene" Taschen 65 und 66 bezeichnet werden kann, die zwischen den Spiraleinhüllgliedern bestimmt werden. Diese Taschen 65 und 66 sind in dem Sinne offen, daß diese in einer direkten Verbindung mit dem TJmfangsvolumen 58 sind. Wie aus den Mg. 9 und 10 ersichtlich, werden, während die Bahnumlaufsbewegung über das erste Viertel voranschreitet, die Durchgänge 60 und 61, die durch die Einhüllglied-Bewegung gebildet werden, größer, und es werden die Übertragungsdurchgänge 24 und39 vollständig geöffnet, wodurch ermöglicht wird, daß die Flüssigkeit in die zentrale Tasche 52 und durch die Entleerungsleitungseinrichtung frei strömt. Die Durchgänge 60 und 61 fahren fort sich zu vergrößern, bis ein halber Bahnumlauf erreicht ist, wie in den Pig. 11-14 dargestellt. Obgleich die Übertragungsdurchgänge 24 und 39 weiter eine Verbindung unter den Taschen 50» 51» 52 schaffen, sind diese nicht mehr erforderlich, um eine nennenswerte Flüssigkeitsmenge zu leiten bzw. überzuführen, und diese werden allmählich durch die Bewegung des bahnumlaufenden Spiralglieds geschlossen. Wie aus den i"ig. 15-20 zu entnehmen ist, wird die Situation erhalten, bis die zentrale Tasche 52 als eine separate Tasche bei Beendigung von ca. drei Viertel des Bahnumlaufs angesehen werden kann, und es werden die "offenen" Taschen 65 und 66 genügend vom Umfangsvolumen 58 abgeschlossen, so daß neue äußere Taschen 50 und 51 ausgebildet werden, die zum Umfangsvolumen von den verringerten Durchgängen 67 bzw. 68 offen sind.

Beim Verschließen der Durchgänge 6? und 68 der geschlossenen Taschen einschließlich der zentralen Tasche 52 wird das Maximal-Flüssigkeitsvolumen erreicht, so daß sich die Situation gemäß Fig. 5 und 6 einstellt, und es beginnt ein Zyklus von vorne. Solange die Durchgänge 67 und 68 zum Umfangsvolumen offen sind, sind die Übertragungsdurchgänge 24 und 39 ge-

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schlossen; es wird jedoch., wie vorstehend erwähnt, im wesentlichen unmittelbar mit dem Abschließen der drei Taschen das Öffnungssystem gemäß der Erfindung wirksam.

In den Fig. 21-24 sind stationäre und bahnumlaufende Spiralelemente veranschaulicht, die das Öffnungssystem gemäß der Erfindung enthalten und für einen Einbau in eine Spiralpumpe geeignet sind, bei der die Flüssigkeitsströmung von der zentralen Tasche radial nach außen zum Umfangsvolumen verläuft. Das feste Spiralelement 70 der Fig. 21 umfaßt eine Endplatte 71 und ein Evolventen-Einhüllglied 72, welches integral bzw. einstückig mit der inneren Oberfläche 73 ausgebildet ist oder an dieser inneren Oberfläche befestigt ist. Das Einhüllglied 72, ähnlich dem Einhüllglied 12 der Fig. 1 und 2, beginnt bei einer Berührungslinie 74- und endigt bei einer Berührungslinie 75 und bildet eine Evolvente von eineinhalb Umdrehungen. Das Einhüllglied 72 weist eine äußere Flankenoberfläche 76, eine innere Flankenoberfläche 77 und eine Endoberfläche 78 auf. Die Endplatte 71 hat ein zentrales Auge 79 auf einer äußeren Oberfläche 80. Eine Flüssigkeitsöffnung 81 erstreckt sich durch die Endplatte 71 und das Auge 79.

Ein ausgesparter Übertragungsdurchgang 85 ist in die innere Oberfläche 73 der Endplatte 71 geschnitten. Wie in der Draufsicht gemäß Fig. 21 gezeigt, weist der Übertragungsdurchgang 85 eine innere Hauptbegrenzung 86 auf, die in der Gestalt der inneren Oberfläche 95 des Evolventen-Einhüllglieds 92 des bahnumlaufenden Spiralglieds 90 (Fig. 23 und 24) angepaßt ist, wenn die beiden Spiralglieder derart ausgerichtet sind, daß das Maximum von vier Berührungsstellen zwischen den Flanken der Einhüllglieder wie in Fig. 25 gezeigt erreicht ist. Die so gebildete Hauptbegrenzung 86 stellt, ähnlich der Begrenzung 27 des inneren Durchgangs 24 der Fig. 1, eine Teilzeichnung bzw. -spur eines Evolventen-Einhüllgliedrands des eingreifenden Spiralelements dar. Die zweite äußere oder Hauptbegrenzung 87 des Übertragungsdurchgangs 85 ist so

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eingeschnitten, daß sie dem Profil der Innenbegrenzung 86 folgt und ist von dort nach außen radial Dea"bstandet. Die Begrenzungen 86 und 87 sind über ineinander übergehende Eadien 88 verbunden. Der Abstand zwischen den Begrenzungen 86 und 87 beträgt vorteilhafterweise ca. zweimal die Dicke des Evolventen-Einhüllglieds des Spiralelements. Der "Übertragungsdurchgang 85 ist somit eine bogenförmige Aussparung angrenzend an das äußere Ende des Einhüllglieds 72 oder in einem geringen Abstand von diesem äußeren Ende beabstandet und erstreckt sich über einen Bogen im Bereich von ca. 4-5-90°. Da der Übertragungsdurchgang 85 bezüglich des Evolventen-Einhüllglieds außen angeordnet ist, kann dieser zweckmäßigerweise als ein "äußerer" Durchgang bezeichnet werden.

Das bahnumlaufende Spiralelement 90 gemäß Draufsicht und Querschnittsansicht nach den Fig. 23 bzw. 24 ist aus einer Endplatte 91 und einem Evolventen-Einhüllglied 92 ausgebildet, das integral bzw. einstückig mit der inneren Oberfläche 93 oder an dieser inneren Oberfläche befestigt ist. Das Einhüllglied 92 beginnt bei einer Berührungslinie 74- und endigt bei einer Berührungslinie 75» wobei eineinhalb Umdrehungen der Evolvente ausgebildet werden. Das Einhüllglied 92 hat eine äußere Berührungsflankenoberfläche 94·» eine innere Plankenoberfläche 95 und eine Endberührungsoberfläche 96. Ein ausgesparter Übertragungsdurchgang 97 ist entsprechend dem Übertragungsdurchgang 85 des stationären Spiralelements in die innere Oberfläche 93 einer Endplatte 91 geschnitten. Wie in der Draufsicht gemäß I¹Xg. veranschaulicht, hat der Übertragungsdurchgang 97 eine innere Hauptbegrenzung 98, die in der Gestalt einer Teilspur des inneren Oberflächenrands 77 des Evolventen-Einhüllglieds 71 des stationären Spiralelements 70 entspricht, wenn die beiden Spiralelemente derart ausgerichtet sind, daß das Maximum von vier Berührungspunkten zwischen den Planken der Einhüllglieder erreicht ist. Die äußere Hauptbegren-

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zung 99 cLes ifoertragungsdurchgangs 97 hat das gleiche Profil wie die innere Hauptbegrenzung 98, und es ist der Durchgang durch ineinander übergehende Radien 100 geschlossen. Er ist so gestaltet und dimensioniert, daß er dem bogenförmigen ausgesparten Übertragungsdurchgang 85 des stationären Spiralglieds entspricht.

Die Weise, in der das Öffnungssystem der Spiralelemente nach den Fig. 21-24 ein im wesentlichen pulsationsfreies Flüssigkeitspumpen bewirkt, kann im einzelnen im Zusammenhang mit
den Fig. 25-40 entnommen werden, wo die Spiralelemente beim Pumpen einer Flüssigkeit radial nach außen gezeigt sind. Wie im Fall der Fig. 5-20 zeigen die Fig. 25-²K) verschiedene
Stellungen der Spiralelemente während eines einzigen Pumpzyklus, wobei die ungeradzahligen Figuren Querschnitte der
Einhüllglieder quer zur Mittellinie der Vorrichtung und die geradzahligen Figuren, die den ersten folgen, entsprechende Längsquerschnitte durch die Einhüllglieder darstellen. Gemäß den Fig. 25-4-0 dreht sich die Längsebene durch die Spiralglieder um die Mittellinie von Figur zu Figur, um die ausgesparten Übertragungsdurchgänge 85 und 97 zu schneiden, um am besten das Öffnen und Schließen von diesen zu veranschaulichen.

Die Spiralelemente 70 und 90 sind in der Fig. 26 gezeigt,
wobei diese in einer Spiralpumpe in der gleichen Weise wie
in Fig. 6 veranschaulicht eingebaut sind. Somit ist das
stationäre Spiralelement 70 in einer Gehäuseplatte 105
befestigt, die ein ringförmiges Verlängerungsdrehglied 106
aufweist, welches eine Berührungsoberfläche 107 für die
innere Oberfläche 93 der Verlängerung 108 des bahnumlaufenden Spiralglieds schafft. Ein Umfangsflüssigkeitsvolumen 110 ist in dem eingeschlossenen Volumen festgelegt, das auf diese Weise hervorgerufen wird, und es ist eine Öffnung 109 (von denen mehr als eine vorhanden sein kann) durch die Ge-

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häuseplatte 105 geschnitten, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Umfangsvolumen 110 und einem Flüssigkeitsbehälter zu schaffen, der nicht dargestellt ist. Im Betrieb, der noch beschrieben wird, dient die Öffnung 109 als Flüssigkeitsabgabeleitung für die Umfangsabgäbezone, die auf diese Weise erzeugt wird, wobei die Flüssigkeit radial nach außen strömt. Die öffnung 81 im festen Spiralglied ist demzufolge die Einlaßleitung. In den Einhüllglieder-Stellungen gemäß Fig. 25 und 26 sind zwei geschlossene äußere Taschen 111 und 112 und eine zentrale Tasche 113 vorgesehen.

Die Betriebsweise des Öffnungssystems nach der Erfindung ist im einzelnen in den Fig. 25-40 veranschaulicht. Es wird angenommen, daß der Zyklus an der Stelle beginnt, wo jede der Taschen 111, 112 und 113 gerade von den anderen abgedichtet worden ist und ihr mini/males Volumen einnimmt, unmittelbar bevor es sich zu vergrößern beginnt. Wie im Fall des öffnungssystems gemäß den Figo 1-20 kann ein kleiner Zwischenraum, beispielsweise von ca. 0,00254 bis ca. 0,012? cm (0,001 bis 0,005 inch) zwischen den Einhüllglieder-Flanken fortwährend vorhanden sein, um einen Flankenverschleiß zu vermeiden. Es sei abermals vorab angenommen, daß keine bogenförmigen ausgesparten Übertragungsdurchgänge in den Endplatten 71 und 91 vorhanden sind, und es ist dann ersichtlich, daß die Flüssigkeit in den Taschen 111 und 112 einem konstant zunehmenden Druck unterworfen sein würde, während das bahnumlaufende Spiralglied in Richtung gemäß unterbrochener Pfeile nach den Fig. 25 und 26 angetrieben wird. Dies erfolgt aufgrund der Tatsache, daß die Öffnungen 115 und 116 (Fig. 27), die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Spiraleinhüllglieds 92 relativ zum stationären Spiraleinhüllglied 72 hervorgerufen werden, nicht genügend groß sind, um zu ermöglichen, daß die Flüssigkeit aus den Taschen 111 und 112 in die TJmfangszone 110 mit einer Rate strömt, so daß eine übermäßige Unterdrucksetzung der Flüssigkeit in den Taschen

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111 und 112 verhindert wird. Das Ergebnis ist der Aufbau von Druckschwingungen und schließlich, die Zerstörung der Spiral-Hardware.

Sind jedoch ausgesparte Übertragungsdurchgänge 85 und 97 vorhanden, werden im wesentlichen unmittelbar nach dem Verschließen der Taschen 111, 112 und 113 zusätzliche Flüssigkeitsströmungsdurchgänge geschaffen. Somit vergrößern die Übertragungsdurchgänge 85 und 97 die Durchgänge 115 und 116, die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Spiraleinhüllglieds relativ zum stationären Spiraleinhüllglied erzeugt werden, und eliminieren eine unzulässige Unterdrucksetzung der Flüssigkeit, was wiederum Druckschwingungen verursacht.

Wie aus den Fig. 27-32 zu entnehmen ist, sind die Übertragungsdurchgänge 85 und 97 während der Zeit geschlossen, in der das bahnumlaufende Spiralglied drei Achtel seines Umlaufs beendigt hat, denn während dieser Zeit benötigen sie nicht mehr eine Vergrößerung der Flüssigkeitsdurchgänge 115 und 116, die einen Stand in der Nähe des Maximums erreicht haben. Die zentrale Tasche 113 umschließt selbstverständlich immer mehr das Volumen, das vorher Teil der Taschen 111 und 112 war, eine Tatsache, die eine ausreichende Steuerung des Flüssigkeitsdrucks in der zentralen Tasche 113 bewirkt, während zusätzlich Flüssigkeit ein- bzw. aufgenommen wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden während eines Fortschreitens des Kreises die Taschen, wie sie in den Fig. 25 und 26 gekennzeichnet sind, immer weniger scharf bzw. genau definiert, wobei ein Teil einer jeden Tasche 111 und ununterscheidbar von der zentralen Tasche 113 wird. Es werden jedoch zwecks vereinfachter Darstellung die Bezugszeichen der Fig. 25 und 26 in den Fig. 27-40 und in der Beschreibung dieser Figuren verwendet.

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Die Durchgänge 115 und 116 zwischen den Einhüllgliedern 72 und 92 bleiben bei ihrer im wesentlichen maximalen Abmessung, während das Pumpen über drei Viertel des Kreises weiter fortfährt, wie dies in den Fig. 35 und 36 gezeigt ist. Dadurch wird ermöglicht, daß die Übertragungsdurchgänge 85 und 97 wirkungsvoll geschlossen, d.h. unwirksam bleiben. Schließlich wird durch das letzte Viertel des Kreises Q?ig. 37-40) das kleine Flüssigkeitsvolumen, das in den Taschen 111 und 112 bleibt, zum TJmfangsvolumen 110 übertragen, und am Ende des Zyklus werden die Durchgänge II5 und 116 geschlossen. Wie aus den Fig. 33-4-0 ersichtlich, bleiben die Übertragungsdurchgänge 85 und 97 geschlossen, da die Öffnung, die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Einhüllglieds relativ zum festen Einhüllglied erzielt wird, ausreichend ist, um eine schwingungsfreie Flüssigkeitsströmung und Entleerung zu erhalten. Bei Beendigung des Zyklus werden die Taschen 111, 112 und 113 abgedichtet bzw. geschlossen, wie dies in Fig. 25 dargestellt ist, um eine Stellung einzunehmen, so daß mit einem weiteren Zyklus begonnen werden kann.

Aus der vorgenannten Beschreibung der Arbeitsweise des Flüssigkeit soff nungs systems nach der Erfindung ist ersichtlich, daß die ausgesparten Flüssigkeitsubertragungsdurchgangseinrichtungen so angeordnet und gestaltet sind, daß sie im wesentlichen unmittelbar dann geöffnet werden, nachdem das bahnumlaufende Evolventen-Einhüllglied jene Stelle in seinem Bahnumlaufszyklus erreicht hat, an der drei im wesentlichen vollständig abgedichtete Flüssigkeitstaschen definiert sind und wenigstens offen bleiben, bis die Flüssigkeitsdurchgänge, die durch die Bewegung des bahnumlaufenden Einhüllglieds festgelegt werden und eine Flüssigkeitsverbindung in die Flüssigkeit sentleerungszone schaffen (zentral oder umfangsmäßig) ausreichend groß sind, so daß jedwede nennenswerte Druckschwingung in der Spiralpumpe verhindert wird.

Bei vielen Anwendungsfällen werden Plüssigkeitsspiralpumpen, die so konzipiert sind, daß sie mit einer radial nach, außen gerichteten Strömung "betrieben werden, gegenüber jenen bevorzugt, die für eine Strömung nach innen konzipiert sind. Bei nach außen strömenden Pumpen können die hydraulischen Drücke in der Pumpe ausgenützt werden, um die Spiralglieder zusammenzuhalten, und somit wird ein leistungsfähigerer Betrieb im allgemeinen erzielt. Darüber hinaus ist es möglich, eine größere Entleerungsöffnungseinrichtung zu haben, wobei viele Öffnungen verwendet werden, die um die Umfangszone wie gewünscht beabstandet sind. Diese Paktoren tragen weiter zu einer wirkungsvolleren Reduzierung oder Eliminierung der Strömungsschwingungen bei Verwendung des Öffnungssystems nach der Erfindung bei.

Es liegt auch im Bereich, der Erfindung, sowohl zentrale (innere) als auch periphere (äußere) ausgesparte Übertragungsdurchgänge in den Endplatten der Sp ir al elemente wie in den Pig. 41-44 gezeigt zu verwenden. Das stationäre Spiralelement 120 der Pig. 41 und 42 hat eine Endplatte 121 und ein Einhüllglied 122 mit eineinhalb Evolventen-Umdrehungen, wie dies bei den Spiralelementen nach den Pig. 1 und 2oder den Pig. 21 und 22 der Pail ist. Das Spiralelement 120 hat eine zentrale öffnung 123» einen zentrsch angeordneten ausgesparten ■Übertragungsdurchgang 124 der gleichen Konfiguration wie der Durchgang 24 der Pig. 1 und einen umfangsmäßig angeordneten ausgesparten Übertragungsdurchgang 125 der gleichen Konfiguration wie der Durchgang 85 der Pig. 21. In ähnlicher Weise hat das bahnumlaufende Spiralelement 130 nach den Pig. 43 und 44 eine Endplatte 131 und ein Einhüllglied 132 mit eineinhalb Evolventen-Umdrehungen, wie dies bei den Spiralelementen nach den Pig. 3 und 4 oder den Pig. 23 und 24 der Pail ist. Das Spiralelement 130 hat einen zentrisch angeordneten Übertragungsdurchgang 133 und einen umfangsmäßig angeordneten ausgesparten Übertragungsdurchgang 134 der gleichen Größe

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und Konfiguration wie in den Fig. 3 "bzw. 23 gezeigt.

Die Fig. 45-60 zeigen gleiche Querschnittsansichten wie die Fig. 25-40, wobei die Längsebenen, entlang derer die geradzahligen Figuren, z.B. 46, 48, etc. geschnitten sind, gedreht werden, um deutlich aufzuzeigen, welche Übertragungsdurchgänge offen sind. Eine Flüssigkeitsspiralpumpe mit den Spiralelementen der Fig. 41-44 kann dazu verwendet werden, Flüssigkeit radial nach innen vom Umfangsvolumen durch eine zentrale Entleerungszone oder radial nach außen von der zentralen lasche durch eine periphere Abgabezone zu pumpen. In den Fig. 45-60 sind aufeinanderfolgende Schritte gezeigt, die die erste von diesen Betriebsweisen, d.h. eine radial nach innen gerichtete Strömung, veranschaulichen. Es können jedoch auch die Fig. 45-60 in einer anderen Reihenfolge verwendet werden, um die Betriebsweise des Öffnungssystems zu veranschaulichen, wenn ein Pumpen in der zweiten oder radial nach außen gerichteten Betriebsart vorgenommen wird, wie dies nachfolgend beschrieben wird. Demzufolge wird zwecks Verwendung der Fig. 45-60 für eine Veranschaulichung dieser beiden Betriebsarten die Flüssigkeitsströmung in der ersten Art entsprechend einer nach innen gerichteten Strömung durch einen Pfeil gekennzeichnet, der in einem Kreis das Bezugszeichen und nachfolgend a, b ... h aufweist, wobei jeder Buchstabe die geordnete Folge des Pumpzyklus durch Zunahmen von einem Achtel Bahnumlauf angibt, wie in den vorherigen Figuren gezeigt· Die zweite Art entsprechend einer nach außen gerichteten Strömung wird durch einen Pfeil gekennzeichnet, der in einem Kreis das Bezugszeichen 2 und nachfolgend a, b ... h aufweist, wobei ebenfalls die Buchstaben dazu verwendet werden, die Folge des Pumpzyklus anzugeben. In diesem letzteren Fall müssen die Figuren außerhalb ihrer angegebenen Reihenfolge untersucht werden, wie dies noch beschrieben wird.

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Die Spiralglieder der Fig. 41-44 sind in Pig. 46 gezeigt, wobei diese in einer Flüssigkeitspumpe in der gleichen Weise wie bei Pig. 26 beschrieben eingesetzt sind, wie auch die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um entsprechende Elemente zu kennzeichnen. Wie in Pig. 45 veranschaulicht, sei angenommen, daß der Zyklus mit den äußeren Flüssigkeitstaschen 135 und 136 und der zentralen Tasche 137 beginnt, die gerade geschlossen worden sind. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die erste Betriebsart, d.h. auf eine radial nach innen gerichtete Flüssigkeitsströmung.

Es ist aus den Fig. 45-56 und bei einem Vergleich dieser Figuren mit den Fig. 5-16 ersichtlich, daß die Öffnungssysteme nach der Erfindung, bei denen sowohl zentrale als auch periphere ausgesparte Übertragungsdurchgänge 124, 133, 125 und 134- vorhanden sind, in der gleichen Weise betrieben werden wie das Öffnungssystem, bei dem lediglich die zentralen Übertragungsdurchgänge vorhanden sind. D.h., es dienen bei einer Flüssigkeitspumpe mit den stationären und bahnumlaufenden Spiralelementen der Fig. 41-44 bei einem Betrieb eines Pumpens mit einer radial nach innen strömenden Flüssigkeit die zentralen Übertragungsdurchgänge und 133 dazu, die zentralen Durchgänge 140 und 141 zu vergrößern, welche durch die Einhüllglied-Bewegung hervorgerufen werden, so daß eine schnelle und impulsfreie Flüssigkeitsströmung durch die Abgabeöffnung 123 erzielt wird. Die peripheren Übertragungsdurchgänge werden nicht gebraucht und bleiben während der ersten fünf Achtel des Pumpzyklus unwirksam, da die Umfangsdurchgänge 142 und 143, die durch die Einhüllglied-Bewegung hervorgerufen werden, ausreichen, Flüssigkeit in die Spiralelemente einzulassen. Während der Zeit jedoch, in der sich das bahnumlaufende Spiralglied zwischen fünf Achtel und drei Viertel seines Umlaufs bewegt (vgl. Fig. 55-58), hat sich das bahnumlaufende Spiral-

einhüllglied bewegt, um die peripheren Übertragungsdurchgänge 125 und 134 zu öffnen, so daß die Flüssigkeitsströmung durch, die Umfangsdurehgänge in die offenen Taschen 144 und 145 vergrößert wird, die die Vorläufer der Taschen 135 und 136 sind und sich in diese Taschen 135 und 136 entwickeln. Die Bewegung der zusätzlichen !flüssigkeit in die Taschen 144 und 145 hat die Erzielung einer glatteren Flüssigkeitsströmung in die Spiralelemente und demzufolge eine gleichmäßigere Flüssigkeit sströmung durch diese Spiralelemente zur Folge. Vie den Fig. 57-60 zu entnehmen ist, "bleiben diese Umfangsübertragungsdurchgänge 124 und 134 offen und wirksam, bis das Ende des Zyklus erreicht ist, wo die Taschen 135 und 136 verschlossen werden (Fig. 45 und 46).

Zwecks einer Beschreibung der Betriebsweise des Öffnungssystems der Erfindung entsprechend der zweiten Betriebsart, d.h. bei einem Pumpen der Flüssigkeit radial nach außen, ist es erforderlich, mit den Fig. 45 und 46 zu beginnen, worauf die Figuren in umgekehrter Paarordnung von den Fig. 59 und 60 zurück bis zu den Fig. 47 und 48 folgen. Die Umfangsübertragungsdurchgänge 125 und 134 vergrößern die peripheren Einhüllgliederdurchgänge 142 und 143 während eines spaten bzw. vorgerückten Flüssigkeitsentleerens (Fig. 59 und 60 und 57 und 58), wie dies bei den Fig. 27-30 der Fall war. Während dieser Zeitdauer des Kreises ist die zentrale Tasche 137 in ihrem Wesen eins mit den Taschen 135 und 136, so daß eine Verbindung unter diesen Taschen kein Problem darstellt. Die Flüssigkeitsströmung in die zentrale Tasche bewirkt allmählich die Unterscheidung dieser Taschen 135, 136, 137, und das Vorhandensein der zentrischen Übertragungsdurchgänge 124 und 133 sorgt für eine glatte Flüssigkeitsströmung in diese ausgebildeten Taschen und erhöht die Hydraulikkraft, die auf die Einhüllglieder wirkt, um gute Bewegungslinienberührungen zwischen den Flanken von diesen aufrechtzuer-

halten. Diese Situation wird fortgesetzt (Fig. 55 und 56 bis zu den Fig. 47 und 48), und während die zentrischen Einhüllgliederdurchgänge 140 und 141 weiter abnehmen, wird das Wesen der offenen zentrischen Übertragungsdurchgänge 124 und 133 bedeutungsvoller, nämlich eine Gewährleistung einer glatten nichtpulsierenden Flüssigkeitsströmung durch die Einlaßöffnung 123 und die zentrale Tasche 137 in cLie Taschen 135 und 136. Hit dem Yerschließen dieser Taschen gemäß den Fig. 45 und 46 sind die Spiraleinhüllglieder durch einen weiteren Zyklus gebracht bzw. bewegt worden und befinden sich in einer Stellung, um Flüssigkeit zum Umfangsvolumen 138 mit einem Viederöffnen der peripheren Übertragungsdurchgänge 125 und 134 abzuleiten.

Obgleich es möglich ist, die Spiralglieder der Fig. 1—4 und der Fig. 21-24 entweder in der radial nach innen gerichteten oder in der radial nach außen gerichteten Betriebsart in den meisten Anwendungsfällen zu betreiben, und insbesondere für größere Spiralvorrichtungen, die mit relativ großen Drehzahlen laufen, ist es vorteilhaft, die Spiralglieder der Fig. 41-44 zu verwenden, d.h. jene, die sowohl zentrale oder innere als auch periphere oder äußere ausgesparte Übertragungsdurchgänge besitzen.

In Fig. 61 ist ein Längsquerschnitt einer Spiralflüssigkeitspumpe gezeigt, die die Spiralelemente und das Öffnungssystem der Erfindung enthält. Die gezeigten Spiralglieder sind diejenigen, welche die Spiralelemente der Fig. 42-44 aufweisen, an einer Stelle ihres Pumpzyklus, wie er in den Fig. 51 und 52 gezeigt ist. Es werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um Bauteile der festen und bahnumlaufenden Spiralglieder zu kennzeichnen, und es werden die Taschen, die durch diese gemäß den Fig. 41-44, 51 und 52 definiert werden, in Fig. 61 verwendet.

Die Pumpe der Pig. 61 bestellt aus einem stationären Spiralglied 150, das aus einer stationären Platte 151 gebildet ist, in der das stationäre Spiralelement 120 steif befestigt ist, und aus einem bahnumlaufenden Spiralglied 152, das aus einer baimumlauf enden Platte 153 gebildet ist, in der das bannumlaufende Spiralelement 130 steif befestigt ist, einem Verbindungsglied 15^» einem Antriebsmechanismus 155» einer Kurbel -Wellen-Anordnungseinrichtung 156, einem Gehäuse 157 mit einem Ölsumpf 158, einem Kühlventilator 159 und aus einer Abdeckung 160.

Die stationäre Platte 151 des stationären Spiralglieds endigt in einem Umfangsring 165 und einem nach außen sich erstreckenden Flansch 166, wobei diese Teile der Platte 151 einen Teil des Torrichtungsgehäuses bilden. Die stationäre Platte 151 hat auch eine zentrale Stiftverlängerung 167, die einen Flüssigkeitsdurchgang 168 in einer direkten Verbindung mit der zentralen Öffnung 123 des stationären Spiralglieds bestimmt, wodurch insgesamt eine Flüssigkeitsleitungseinrichtung aufgebaut wird, die als ein Flüssigkeitseinlaß oder eine Entleerungsleitung dienen kann, was von der gewählten Betriebsart abhängt. Ein Auge 79 des stationären Spiralglieds 120 erstreckt sich in diese Verlängerung 167 und wird darin durch einen 0-Eing 169 abgedichtet. Die zentrale Stiftverlängerung 167 weist bei 170 ein Innengewinde für einen Eingriff mit einer Flüssigkeitsleitung auf (nicht dargestellt). Die stationäre Platte 151 hat auch eine oder mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Stiftverlängerungen 175, von denen jede einen Flüssigkeitseinlaß oder eine Entleerungsleitungseinrichtung 176 festlegt, der bzw. die in einer Verbindung mit der Umfangszone 138 steht und bei 177 für einen Eingriff mit einer Flüssigkeitsleitung (nicht dargestellt) mit einem Gewinde versehen ist. Der Durchmesser der bahnumlaufenden Platte 153 des bahnumlaufenden Spiralglieds ist genügend groß, so daß dieser sich immer über den Innenrand des Flan-

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sches 166 hinaus erstreckt, so daß auf diese Weise, sofern gewünscht, ermöglicht wird, daß ein Ölabdichtungsring 180 zwischen der Platte 153 und dem Flansch 166 angeordnet werden kann, um die Spiraltaschen vom Rest der Vorrichtung abzudichten. Dies gestattet wiederum, daß der Antriebsmechanismus und die Lager mit Öl geschmiert werden können, während das Arbeitsfluid im wesentlichen frei von jedweder Flüssigkeit gehalten wird. In den Anwendungsfällen, in denen die gepumpte Flüssigkeit selbst als Schmiermittel dienen kann, kann der Ölabdichtungsring 180 weggelassen werden.

Das im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 157 gekennzeichnete Gehäuse besteht aus einer Ringverlängerung 165 des stationären Spiralglieds, einem Flansch 166, einem Hauptgehäuseabschnitt 181, der bei 187 mit einem Flansch versehen ist und mit einem unteren Ölsumpfgehäuse 183 integral bzw. einstückig ausgebildet ist. Das Gehäuse ist an den Spiralgliedern über Flansche 166 und 182 durch eine Vielzahl von Schrauben 184 unter Verwendung einer O-Ringabdichtung 185 befestigt und gegenüber diesen Spiralgliedern abgedichtet.

Im Betrieb müssen die beiden Spiralglieder in einer festen winkligen Beziehung aufrechterhalten werden, und dies wird durch Verwendung eines Verbindungsglieds 154 bewerkstelligt. Das Verbindungsglied gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 61 ist im wesentlichen gleich in der Ausbildung wie das Verbindungsglied gemäß US-PS 3 994 633 (siehe Fig. 14 dieses Patents und zugehörige Beschreibungsteile). Somit umfaßt, wie in Fig. 61 ersichtlich, das Verbindungsglied einen Ring 190 mit entgegengesetzt angeordneten Federn 191 auf seiner einen Seite, die verschieblich in Federnuten 192 in der inneren Oberfläche des Gehäuseflansches 182 eingreifen. Ein zweites Federpaar (nicht dargestellt) ist auf der anderen Seite

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des Verbindimgsrings 68 entgegengesetzt angeordnet, -um mit Federnuten (nicht dargestellt) in der Platte 153 des bahnumlaufenden Spiralglieds verschieblich einzugreifen. Eine weitere Ausführungsform eines geeigneten Verbindungsglieds ist in der Anmeldung mit der Serial .Number 722 713 vom 13. September 1976 beschrieben.

Das bahnumlaufende Spiralglied 152 weist einen Wellenstummel 195 auf, der an der bahnumlaufenden Platte 153 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet ist. Das bahnumlaufende Spiralglied wird durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben, der sich außerhalb des Gehäuses befindet und in einem Eingriff mit der Kompressorwelle 196 bringbar ist, die sich in das Gehäuse durch eine Ölabdichtung 197 erstreckt und in einer Kurbelplatte 198 endigt, die an der Welle 196 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet sein kann. Die Welle 196 ist im Gehäuse über ein Wellenlager 199 und ein Kurbellager 200 befestigt.

Die Antriebseinrichtung der Spiralvorrichtung ist in der Anmeldung mit der Serial Uo. 761 889 (P 28 01 206.8) beschrieben und ist ein fester gekröpfter Kurbel (-antriebs-) Mechanismus. Das bahnumlaufende Spiralglied ist an der Antriebswelle 196 über die Lagerbefestigung 201 befestigt, in einer Gestalt, daß ein Gegengewicht 202 zwecks Ausgleich der Zentrifugalkraft des bahnumlaufenden Spiralglieds vorhanden ist. Die Lagerbefestigung 201 greift mit dem Wellenstummel 195 über das Nadellager 203 zusammen, das an seinem Ort durch einen Schnappring (nicht dargestellt) gehalten wird. Zwischen der Lagerbefestigung 201 und der äußeren Oberfläche der bahnumlaufenden Platte 153 des bahnumlaufenden Spiralglieds angeordnet ist ein Axialstirnlager 205, das als eine Axialkraft ausübende Einrichtung wirkt, um die Endplatten und die Einhüllgliederenden der beiden Spiralglieder zusammenzudrängen, so daß der gewünschte Grad eine Axialabdichtung verwirklicht wird. Das Axialstirnlager 205 überträgt

χ) DT-cs 27 37 6^4 809881/087%

die Last vom bahnumlaufenden Spiralglied 152 durch, das Kurbellager 200 und anschließend auf das Gehäuse.

Die Hauptwelle 196, die Kurbelplatte 198, die Lagerbefestigung 201 und das Gegengewicht 202 bilden insgesamt einen einstellbaren fest-gekröpften Antriebsmechanismus für die Spiralpumpe gemäß der Erfindung. Wie vorstehend erwähnt, macht es die Tatsache, daß bei Plüssigkeitspumpen die Flüssigkeit, die behandelt wird, eine größere Viskosität hat als ein Gas bei einem Kompressor oder einer Expandiereinrichtung und daß das Volumenverhältnis, das aufrechterhalten wird, gleich eins ist, möglich, daß im Betrieb ein kleiner Zwischenraum zwischen den Planken der Spiraleinhüllglieder vorhanden ist. Dies macht es möglich, eine feste gekröpfte Kurbel bei einem Antrieb des bahnumlaufenden Spiralglieds zu verwenden und einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen den Planken auszubilden. Somit wird bei einer Befestigung des bahnumlaufenden Spiralglieds an einer Kurbelplatte 198 eine Vorkehrung getroffen, die Stellung des Einhüllglieds des bahnumlaufenden Spiralglieds relativ zum Einhüllglied des stationären Spiralglieds einzustellen. Dies wird bewerkstelligt durch Einstellen der Position der Anordnung bestehend aus der Lagerbefestigung 201 und dem Gegengewicht 202 relativ zur Kurbelplatte 198 durch Verwendung eines Schwenkstifts 206 und Verriegelungsschrauben 207 (vorteilhafterweise vier), die sich durch Schlitze 208 in der Anordnung aus Lagerbefestigung 201 und Gegengewicht 202 in das Gewinde in der Kurbelplatte 198 erstrecken. Dieser Mechanismus ist im einzelnen in Pig. 7 der IJSSN 761 889 gezeigt (P 28 01 206.8). Bei dieser Ausführungsform, die in der dortigen Pig. 7 gezeigt und beschrieben ist, sind die Schlitze 208 so gestaltet, daß es ermöglicht ist, daß die Anordnung aus Lagerbefestigung 201 und Gegengewicht 202 über einen kleinen Bogen bewegt werden kann, bevor diese Anordnung an der Kurbelplatte 198 durch Schrauben 207 verriegelt wird.

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In Pig. 61 ist eine einstellbare fest-gekröpfte Kurbel gezeigt; es ist auch möglich, eine fest-gekröpfte Kurbel zu verwenden, die nicht einstellbar ist, d.h. eine, die derart konzipiert und aufgebaut ist, daß sie eine Anordnung aus Lagerbefestigung 201 und Gegengewicht 202 aufweist, die anfangs und bleibend an der Kurbelplatte 198 befestigt wird, so daß der gewünschte Zwischenraum zwischen den Einhüllgliedern der bahnumlaufenden und stationären Spiralgliedern festgelegt wird. Bei einer derartigen Anordnung kann die Anordnung aus Lagerbefestigung und Gegengewicht 202 an der Kurbelplatte 198 über zwei oder mehrere Schrauben befestigt werden, wie diese in Big. 8 der USSa 761 889 gezeigt ist (P 28 01 206.8).

Es wurde gefunden, daß aufgrund der Ausbildung eines Zwischenraums zwischen den Einhüllgliedern der Spiralglieder ein Abrieb der Einhüllglieder im wesentlichen reduziert oder sogar eliminiert werden kann, und daß eine besondere maschinelle Bearbeitung der Einhüllglieder entbehrlich wird. Im Betrieb ist es vorteilhaft, den Zwischenraum 100 zwischen den !Planken der Einhüllglieder der Spiralglieder in etwa zwischen 0,00254- und 0,012? cm (ca. 0,001 bis 0,005 inch) zu halten. Der Zwischenraum zwischen den Einhüllgliedern kann in einem oder mehreren Schritten hergestellt werden. B¹Ur einen Zusammenbau der Vorrichtung kann eine dünne Metallscheibe mit einer Dicke gleich dem Zwischenraum zwischen die Einhüllglieder eingesetzt und anschliessend dann wieder entfernt werden, wenn die Verriegelungsschrauben 207 festgezogen worden sind. In alternativer Weise kann der Bahnradius der Spiralglieder während einer Versuchsanordnung gemessen und der Bahnradius der Antriebskurbelanordnung auf diesen Wert abzüglich des gewünschten Flankenzwischenraumes eingestellt werden.

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Für jede gegebene Flüssigkeitspumpenkonzeption und -größe ist es im allgemeinen zweckmäßig, die Vorrichtung zu "betätigen, um festzulegen, welcher Umlaufbahnradius erwünscht ist (gleich dem Abstand zwischen der Maschinenachse 210 und der Achse 211 des bahnumlaufenden Spiralglieds); und es kann dann die Lagerbefestigung 201 mit einem Bahnradius eingestellt werden, der geringfügig kleiner ist als derjenige, bei dem Linienberührungen zwischen den Einhüllgliedern entstehen.

Die tatsächliche Größe des Zwischenraums, der schließlich zwischen den Einhüllgliedern vorhanden ist, hängt normalerweise, zumindest in etwa, von der Größe der Flüssigkeitspumpe und der "Viskosität der zu pumpenden Flüssigkeit ab. Je größer im allgemeinen die Pumpe und je viskoser die Flüssigkeit, desto größer ist der Zwischenraum.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschreibung der Vorrichtung gemäß Fig. 61 erwähnt, ist ein Ölsumpf 158 im unteren Abschnitt 183 des Vorrichtungsgehäuses vorgesehen. Das Schmieröl 212 wird vom Sumpf 158 zum Verbindungsglied 154 und zu den verschiedenen Wellen- und Antriebslagern im Gehäuse 157 durch einen oder mehrere Ölfinger 213 zugeführt, die am Verbindungsglied befestigt sind. Diese Ölfinger weisen eine derartige Länge auf, daß sie periodisch in das Öl 212 eingetaucht und anschließend hochgehoben werden, um das Öl nach oben im Gehäuse zwecks Zirkulation und Zurückführung in den ölsumpf zu schleudern. Ein Öldurchlaß 214 ist vorgesehen, um etwas öl, welches direkt in den Gehäusehohlraum 215 geschleudert wird, der die Kurbelplatte und die Lagerbefestigung umschließt, zum Wellenlager 199 zu leiten. In den Fällen, in denen die Pumpe verwendet wird, um Flüssigkeit zu pumpen, die selbst als Schmiermittel dienen kann, wobei der Öldichtring 180 nicht enthalten ist, ist es nicht erforderlich, daß Ölfinger 213 ausgebildet sind, da

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das gesamte Gehäuse normalerweise die Flüssigkeit insgesamt im wesentlichen in ihrem gesamten Volumen einschließt.

Unter diesen Betriebszuständen, beispielsweise bei einem Pumpen von Flüssigkeit mit einer erhöhten Temperatur, kann es wünschenswert sein, eine Einrichtung vorzusehen, um das Kompressorgehäuse mit Luft zu kühlen und längs des Gehäuses die Elemente der Pumpe und das zirkulierende Schmieröl zu kühlen. Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 61 dargestellt. Eine Luftleitung 216, die in einer Führungsabdeckung 217 endigt, ist um das Vorrichtungsgehäuse befestigt und auf dem Antriebsende einer Vielzahl von Gehäuserippengliedern 218 abgestützt. Kühlluft wird durch die Luftleitung 216 mittels eines Ventilators 159 umgewälzt, der eine Vielzahl von Ventilatorblättern 219 aufweist, die zwischen dem äußeren Riemen-Eingriffs-Rand 220 und dem inneren Welleneingriffsring 221 einer Rolle 222 befestigt sind. Die Laufrolle 222 ist an der Hauptwelle 196 durch eine Feder 223 befestigt, die in einen Eingriff mit einer Federnut 224 in der Welle 196 bringbar ist. Die Führungsabdeckung 217 ist an dem Spiralgliedende der Gehäuserippenglieder 228 befestigt und endigt kurz vor der Abdeckung des Spiralgliedendes, um eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 225 zurückzulassen, so daß Luft, die durch den Ventilator 159 eingezogen wird, über das Vorrichtungsgehäuse vom Antriebsende zum Spiralgliedende zirkuliert und durch die öffnungen 225 abgeleitet wird.

Eine Flüssigkeitspumpe weist einen Aufbau wie in Fig. 61 gezeigt auf, mit den stationären und bahnumlaufenden Spiralelementen der Fig. 1 bis 4. Ein Abdichtring 180, Ölfinger 213 und eine Gehäusekühleinrichtung sind hier weggelassen. Diese Pumpe wurde mit 900 U/min betrieben und es wurde gefunden, daß ein SAE 20-Hydrauliköl mit einem Wirkungsgrad gepumpt werden konnte, der in etwa gleich dem-

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wenigen einer Zahnradpumpe mit ca· der gleichen Kapazität ist. Die Pumpe wies einen ruhigen Lauf auf und war frei von Druckschwingungen.

Bei einigen Pumpvorgängen ist es wünschenswert, die Pumpe, die das Pumpen durchführt, in die !Flüssigkeit einzutauchen "bzw. unterzutauchen, welche gepumpt werden soll. Obgleich bislang kein großer Bedarf für derartige Pumpen bestand, hat sich nun ein echter Bedarf für eine kleine Pumpe eingestellt, die in dem Brennstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs oder eines anderen sich selbst antreibenden Fahrzeugs angeordnet werden kann, das einen relativ leichten Brennstoffschnitt bzw. eine Brennstoffmischung verwendet. Für einen wirkungsvollen Betrieb muß eine derartige Pumpe vollständig in den Brennstoff untergetaucht werden können, beispielsweise in Benzin oder Dieselkraftstoff, der zu pumpen ist. Der sich kürzlich einstellende Bedarf an einer Pumpe dieser Bauart entstand durch das Erfordernis eines Einbaus von Emissionskontrollvorrichtungen, deren Verwendung zur Entwicklung höherer Temperaturen unter der Haube führt, wo die Brennstoffpumpen bislang angeordnet worden sind. Diese höheren Temperaturen verursachen Dampfbildung, welche die Brennstoffpumpe blockiert, ein Problem, das höchst einfach dadurch gelöst wird, daß die Brennstoffpumpe in dem Brennstoffbehälter angeordnet wird, um eine Isolierung von der übermäßigen Temperatur zu schaffen, und dadurch, daß die Brennstoffpumpe mit der Maschine über eine unter Druck gesetzte Brennstoffleitung verbunden wird.

Da die Verwendung einer Pumpe, die im Brennstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, vernünftigerweise als zwingendes Erfordernis eine Flüssigkeits-Eintauch- bzw. -Untertauch-Pumpe mit sich bringt, wird die nachfolgende detaillierte Beschreibung der Pumpe der Erfindung anhand der Begriffe dieses Anwendungsfalls vorgenom-

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men. Es sei jedoch erwähnt, daß die Pumpe der Erfindung auch mit Flüssigkeiten anstelle von Brennstoff Öl verwendet werden kann, in einer Umgebung betrieben werden kann, die nicht die Flüssigkeit ist, die gepumpt wird, und eine beliebige zweckmäßige Größe aufweisen kann, beispielsweise viel größer als die, welche beispielsweise den starren Größeneinschränkungen genügt, die darauf durch ihre Anordnung in einem Kraftfahrzeug-Brennstoffbehälter angeordnet sind.

Darüber hinaus hat die Entwicklung von elektronisch gesteuerten Brennstoff-Meßsystemen, die die Maschinen-Betriebsleistungsfähigkeit vergrößern sollen, einen zusätzlichen Bedarf an der Brennstoffpumpe bewirkt. Derartige Systeme erfordern große Brennstoff-Speisedrücke, die nicht einfach durch eine einfache Zentrifugalpumpe erzeugt werden können, die bislang bei Innentank-Anwendungsfällen verwendet wurde.

Unter diesen Erfordernissen, denen eine Brennstoff-Behälterpumpe bei Verwendung in einem Personenkraftfahrzeug Rechnung tragen muß, befindet sich die Fähigkeit eines zuverlässigen und leistungsfähigen Betriebs ohne Wartung über größere Zeitabschnitte, beispielsweise 2000 Stunden, um 185 pounds oder ca. 31 gallons (84 kg oder ca. 120 1) an Brennstoff pro Stunde mit 12 psig (0,84 kg/cm ) zuzuführen, so daß ein Betrieb mit einem 12-Volt-Gleichstrommotor mit einem Maximalstrom von 6.3 amp und ein trockener Lauf in einem leeren Behälter für wenigstens 10 min ermöglicht wird. Darüber hinaus muß sie eine selbsttätige Ansaugwirkung aufweisen, mit einem minimalen Lärmpegel, mit minimalen Schwingungen und mit minimaler Ausgangsströmungsveränderung betrieben werden, muß ferner durch eine Kraftfahrzeug-Brennstoffbehälter-Zugangsöffnung passen, d.h. ihr Maximaldurchmesser darf nicht grosser als 1-7/8 inches (4,76 cm) aufweisen, und sie muß ferner

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mit niedrigen Kosten herstellbar sein. Es geht unmittelbar hervor, daß die üblicherweise verwendeten Pumpenarten - Zentrifugal- baw. Kreisel- oder bekannte Pumpen mit positiver Verschiebungswirkung - wahrscheinlich nicht allen diesen Erfordernissen entsprechen könnten. Es ist demzufolge erforderlich, einige andere Pumpenarten für diesen Zweck in Betracht zu ziehen. Es wurde nun gefunden, daß eine Flüssigkeitspumpe der Spiralbauart sämtliche vorgenannten Erfordernisse erfüllen kann und zusätzliche wesentliche Vorteile erzielbar sind.

Eine Ausführungsform der Spiralflüssigkeitspumpe der Erfindung, die für ein Eintauchen in den zu pumpenden Brennstoff geeignet ist, ist in Fig. 62 in einem Längsquerschnitt veranschaulicht. Die Pumpe umfaßt ein Hauptgehäuse 240, eine Flüssigkeitseinlaßeinrichtung 241, eine Flüssigkeitsablaßeinrichtung 242, eine Spiralpump einrichtung 24-3, eine Verbindungseinrichtung 244-, eine bahnumlaufende Spiralantriebseinrichtung 245, eine Motoreinrichtung 246 und eine Axiallast-Trägereinrichtung 247. In der folgenden Detailbeschreibung der Eintauchpumpe ist es zweckmäßig, zuerst die Motoreinrichtung und die Flüssigkeitsablaßeinrichtung zu beschreiben, da diese Bauteile der Pumpe mehr oder weniger bekannter Bauart sind. Die Motoreinrichtung 246 ist ein Elektromotor mit einer Armatur 248 und Statormagneten 249, die im Zentralgehäuseabschnitt 25ü zwischen dem Lagergehäuse 251 (nachfolgend beschrieben) und einem Kragen 252 eines Ablaßendblocks 253 angeordnet und gehalten sind. Die Armatur 248 ist auf einer Antriebswelle 254 befestigt, wie dies auch der Stirnkommutator 255 ist, der Kohlebürsten 256 berührt, mit denen ein elektrischer Kontakt über entgegengesetzt angeordnete Schraubanschlüsse 257 hergestellt ist, die sich außerhalb des Pumpengehäuses erstrecken (siehe auch Fig. 63).

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Die Flüssigkeitsablaßeinrichtung 242 umfaßt eine Entleerungsleitung 258 in einem Endblock 253 und hat ein Absperr- oder Rückschlagventil 259, um zu verhindern, daß Flüssigkeit durch die Pumpe in umgekehrter Richtung strömt, wenn die Pumpe nicht in Betrieb ist und wenn bei einem Start hochgefahren wird. Das Absperrventil 259 ist in Fig. 62 gezeigt und umfaßt eine Kugel 260, die in einem elastomeren Ring 261 sitzt, der auf einer ringförmigen RingabStützung 262 abgestützt wird, und die unter einer Axialkraft durch eine Feder 263 gehalten wird, welche in der Leitung 258 durch eine Platte 264 mit Öffnungen gehalten wird. Die Feder 263 wird selbstverständlich so gewählt, daß sich das Ventil 259 unter einem vorbestimmten Flüssigkeitsdruck, z.B. bei ca. einem psig (0,07 kg/cm ) bei einer Brennstoffpumpe in einem Kraftfahrzeug-Benzintank öffnen kann. Ein Druckfreigabeventil 265 ist ebenfalls vorgesehen. In Fig. 62 ist eine Konstruktion gezeigt, die ähnlich derjenigen des Abgabeventils 259 ist, mit einer Kugel 266, einem Dichtring 267, einer Ringabstützung 268, einer Feder 269 und einer Federhalteplatte 270 mit Öffnungen. Die Feder 269 weist geeignete Festigkeit auf, um das Freigabeventil 265 geschlossen zu halten, bis ein vorbestimmter Maximalflüssigkeitsdruck, beispielsweise ca. 12 psig (0,84 kg/cm ) im Gehäuse erreicht ist. Selbstverständlich liegt es auch im Bereich der Erfindung, jedwede zweckmäßig konfigurierte Ventileinrichtung für das Abgabe- und das Freigabeventil 259 bzw. 265 zu verwenden, da diese in Fig. 62 gezeigten Ventile nur illustrativ sind.

Die Antriebswelle 254 endigt in einem zentralen Bohrloch 271a im Ablaßendblock 253 und wird durch das Vellenlager 271 abgestützt und ausgerichtet. Ein erstes Gegengewicht 272 ist auf der Welle 254 befestigt, das den Kräften entgegenwirkt, welche quer zur Pumpachse infolge der Exzentrizität der bahnumlaufenden Glieder erzeugt werden. Es ist demzufolge erforderlich, eine zweite Gegengewichtseinrichtung vorzusehen, um ein vollständiges dynamisches Gleichgewicht durch Eliminieren des Momentes zu erzielen, welches durch das erste Gegengewicht 272

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hervorgerufen wird. Bei der in Fig. 62 veranschaulichten Ausführungsform kann dieses zweite Gegengewicht entweder durch einen Einbau zweckmäßig angeordneter Gewichte im StirnkomnLutator 255 oder durch Ausbildung einer zweckmäßigen Gewichtsverteilung in der Armatur 248 geschaffen werden.

In den Fig. 64 und 65 ist eine weitere Ausführungsform des Ablaßendblocks der Pumpe und der Einrichtung gezeigt, die elektrische Verbindungen mit dem Motor herstellt. Der Ablaßendblock 273 weist Stufenform auf und endigt innen in der Pumpe in einem abgesetzten Ring 274, der gegenüber dem zentralen Gehäuseabschnitt 250 über einen Dichtring 275 abgedichtet ist. Der Ring 274 dient zum Halten von Magneten 249 in der Pumpe. Die Kohlebürsten 276, die einen Eontakt mit dem Kommutator 277 herstellen, werden durch entgegengesetzt angeordnete Bürstenhalter 278 gehalten, die sich durch den Ablaßendblock 273 zwecks Verbindung mit den Anschlüssen 279 erstrecken. Die Antriebswelle 25²I- endigt in ein Bohrloch 280 und wird durch ein Lager 281 ausgerichtet und abgestützt.

In der Ausführungsform der Fig. 64 ist ein separates zweites Gegengewicht 282 auf der Welle 254 befestigt. Wie in der Draufsicht der Fig. 65 zu erkennen ist, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 65 eine ventilgesteuerte Ablaßleitung 283 und ein Druckfreigabeventil 284 vorgesehen, ähnlich im Aufbau denjenigen gemäß den Fig. 62 und 63.

Die Flüssigkeitsströmung durch die Pumpe ist durch Pfeile in Fig. 62 gezeigt. Die Flüssigkeit tritt in die Einlaßeinrichtung 241 ein, wird durch die Spiralpumpe 243 aus der Spiralpumpenkammer 285 in die Motorkammer 286 gepumpt, die im Volumen des Gehäuses 240 festgelegt ist, so daß diese um den Motor und heraus durch das Ventil 259 strömt. Die

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auf diese Weise gepumpte Flüssigkeit dient als Schmier- und als Kühlmittel für die Pumpenglieder.

Die Spiralpumpe, das Öffnungssystem, die Axiallast-!Trägereinrichtung, die Verbindungseinrichtung und der Antriebsmechanismus für die Spiralpumpe sind im einzelnen in den Fig. 67-77 veranschaulicht, in deiien für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.

Wie in Fig. 66 gezeigt, umfaßt die Spiralpumpe 243 ein stationäres Spiralglied 287 und ein bahnumlaufendes Spiralglied 288. Das stationäre Spiralglied 287 besteht aus einer Endplatte 289 und einem Evolventen-Einhüllglied 290, das auf der inneren oder hinweisenden Oberfläche 291 der Endplatte 289 (vgl. beispielsweise US-PS 3 994 635) einstückig bzw. integral ausgebildet oder auf einem separaten Glied auf dieser inneren Oberfläche 291 befestigt ist. Gleichmäßig beabstandete Federnuten 292 sind in den Umfang der Endplatte ausgespart, die mit Federn 293 zusammenwirken (Fig. 66), die an der Innenwand des Lagergehäuseabschnitts 251 befestigt sind und das stationäre Spiralglied fest in der Pumpe halten.

Die Endplatte 289 des stationären Spiralglieds dient als Einlaßende des Pumpengehäuses und hat ein zentrales Auge 294 (Fig. 66), das eine Einlaßleitung 295 in einer Flüssigkeitsverbindung, über eine zentrale öffnung 296 in der Endplatte 289j mit dem Zentralbereich der Spiralpumpe definiert. Wie der Fig, 67 entnehmbar ist, hat das stationäre Spiralelement 287 eine innere ausgesparte Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung 296 und eine äußere ausgesparte Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung 297» die in der Gestalt und in der Funktion vergleichbar sind den ausgesparten Durchgangseinrichtungen 124 bzw. 125 der Fig. 41. Bei dieser Ausführungsform sind die zentrale Öffnung und die innere ausgesparte

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Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung ein Teil, In alternativer Weise kann die zentrale Öffnung im bahnumlaufenden Spiralglied 287 in der Form kreisförmig sein, und es kann der innere ausgesparte Flüssigkeitsdurchgang so gestaltet sein, wie dies in Fig. 42 gezeigt ist.

Der Fig. 67 ist zu entnehmen, daß das bahnumlaufende Spiralglied 288 eine Gestalt ähnlich derjenigen des stationären Spiralglieds 287 aufweist. Das bahnumlaufende Spiralglied 288 ist aus einer Endplatte 298 und einem Evolventen-Einhüllglied 299 gebildet, das an der inneren Oberfläche 300 der Endplatte 298 befestigt oder integral bzw. einstückig mit dieser inneren Oberfläche 300 ausgebildet ist. Das Einhüllglied 299 hat eine äußere Flankenoberfläche 301, eine innere Flankenoberfljiche 302 und eine Endoberfläche 303. Wie der Fig. 67 entnehmbar ist, hat das bahnumlaufende Spiralelement 288 eine innere ausgesparte Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung 304 und eine äußere ausgesparte Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung 305, die in der Gestalt und in der Funktion vergleichbar den ausgesparten Durchgangseinrichtungen 133 bzw. 124 der Fig. 43 und 44 sind.

Die Funktionsweise der Spiralpumpe der Fig. 62 ist gleich derjenigen, die vorstehend beschrieben worden ist, und es bestimmt der Antrieb des bahnumlaufenden Spiralglieds 288 die sich bewegenden Taschen 306, 307 und 308 (Fig. 66), wobei die Volumen von diesen und die Flüssigkeitsverbindung zwischen diesen geändert werden, um die Bewegung der Flüssigkeit durch die Pumpe zu bewirken. Wie aus Fig. 66 ersichtlich, umschließt die periphere Ablaßzone 309 der Pumpe die Spiral-Evolvent en-Einhüllglie der und erstreckt sich um die Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes.

Da Flüssigkeiten eine viel größere Viskosität als Gase aufweisen und das Volumenverhältnis in der Pumpe eins anstelle

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von größer als eins ist, ist das Erfordernis für ein wirkungsvolles Radialabdichten quer über die Berührungsoberflächen 292 und 303 der Einhüllglieder von Tasche zu Tasche nicht besonders zwingend. Wie nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung des Pumpenbetriebs erläutert wird, genügt der Rückdruck der durch die Pumpe strömenden Flüssigkeit, um die Axialkräfte vorzusehen, die erforderlich sind, um die Einhüllglieder und Endplatten in eine Berührung zu drängen. Darüber hinaus bildet die äußere radiale Flüssigkeitsströmung durch die Pumpe hydraulische Drücke in der Pumpe, um die Flanken der Einhüllglieder der Spiralglieder in eine Abdichtungsanordnung zu drängen, während diese sich bewegende Linienberührungen herstellen. Die Erzielung eines schwingungsfreien Betriebs dieser Eintauchpumpe wird in der gleichen Weise erzielt, wie dies im Zusammenhang mit den Spiral element en der Fig. 4-1-60 beschrieben ist.

Die Antriebseinrichtung, die Trägereinrichtung für die Axialkompressionsbelastung und die Verbindungseinrichtung sind in den Fig. 66-68 erläutert. Bei der Ausführungsform gemäß dieser Figuren umfaßt die Trägereinrichtung für die Axialkompressionsbelastung ein Kugelaxiallager 312 und besteht aus einer Vielzahl von Kugellagern 313, die in einer gewünschten beabstandeten Beziehung durch zwei parallele Kugelhalteringe 314- und 315 Hiit einer Vielzahl von gleich beabstandeten Löchern 316 gehalten werden, die so ausgestaltet sind, daß darin die Kugeln 313 sitzen. Die Halteringe 314· und 315 werden in einer beabstandeten Beziehung durch eine Berührung mit der Oberfläche der Kugeln 313 gehalten, um dort dazwischen eine Vielzahl von radialen Flüssigkeitsdurchgängen 317 zu bestimmen, durch welche die Flüssigkeit aus der peripheren Pumpenablaßzone in die Spiralpumpenkammer 285 strömt. Die Hauptlast auf die Spiralglieder ist die Kompressionslast, die durch den Flüssigkeitsentleerungsdruck hervorgerufen wird, und diese wird

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durch das Kugelaxiallager 312 als Axialbelastungs-Irägereinrichtung getragen. Ein Verschleiß der Spiralglieder wird somit minimiert, wodurch, die Lebensdauer einer Pumpe verlängert wird. Infolge der Fähigkeit der Axialbelastungs-Trägereinrichtung, einen Verschleiß bei den Spiralgliedern auf einem Minimum zu halten, ist es möglich., die Pumpe nach, der Erfindung mit relativ großen Ablaßdrücken zu betreiben, eine Tatsache, die ihrerseits die Er ielung einer guten Spiralabdichtung mit einer großen Wirksamkeit und demzufolge einem minimalen Energieverbrauch, bewirkt.

Im Betrieb müssen die beiden Spiralglieder 287 und 288 in einer festen Winkelbeziehung zueinander gehalten werden, und dies wird durch die Verwendung des Verbindungsgliedes bewerkstelligt, das im allgemeinen in Pig. 66 durch, das Bezugszeichen 244 gekennzeichnet ist. Das Verbindungsglied gemäß den Pig. 66 und 68 ist im wesentlichen das gleiche wie das Verbindungsglied gemäß US-PS 3 994 633 (vgl. Fig. 14 dieses Patents und zugehörige Beschreibungsteile). Wie somit aus den Pig. 66 und 68 zu entnehmen ist, umfaßt das Verbindungsglied einen Ring 318 mit entgegengesetzt angeordneten Pedern 319 auf der einen Seite davon, die mit Pedernuten in der inneren Oberfläche des ringförmigen Abschnitts 321 des Lagergehäuses 251 in einem gleitenden Eingriff sind (der Längsquerschnitt der Pig. 66 ist durch, die abgewinkelte Ebene 66-66 der Pig. 68 gezogen, und somit ist nur eine der beiden einander entgegengesetzt angeordneten Pedern 319 und Pedernuten 320 veranschaulicht (Pig. 62)). Ein Paar von Pedern 322, die unter einem Winkel von 9°° zu den Pedern 319 gerichtet sind, sind entgegengesetzt auf der anderen Seite des Verbindungsrings 318 angeordnet, um mit Pedernuten 323 in der Endplatte 298 des bahnumlaufenden Spiralglieds 288 in einem gleitenden Eingriff zu stehen. Das Verbindungsglied dient somit als Peder zwecks Schaffung einer axialen Anfangsvorspannung auf das bahnumlaufende Spiralglied während des Hochfahrens der Pumpe.

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Vie im Zusammenhang mit den Fig. 72-77 beschrieben, ist es möglich, die Punktionen der Axialbelastungs-Trägereinrichtung und der Verbindungseinrichtung in einem einzigen Bauteil zu kombinieren.

Die Antriebseinrichtung für das bahnumlaufende Spiralglied ist im einzelnen in den Fig. 66 und 68 beschrieben. Wie aus der Fig. 66 zu entnehmen, ist die Antriebswelle 254- in einem Hauptwellenlager 324· abgestützt, die in einem Wellenlagergehäuse 325 gehalten ist, das seinerseits einstückig bzw. integral mit dem äußeren Hauptlagergehäuse 251 über einen äußeren ringförmigen Ringabschnitt 321, ein inneres Lagergehäuse 326 und einen inneren Eingabschnitt 327 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 254- endigt in einem flachen Wellenstummel 328, der in eine Federnut 329 (Fig. 68) im bahnumlaufenden Spiralantriebsjoch 330 eingreift. Diese Anordnung gestattet, daß sich das bahnumlaufende Spiralglied nach aussen bewegt, gedrängt durch die zentrifugalen und hydraulischen Kräfte, bis sich sein Evolventen-Einhüllglied in einer Berührung mit dem Evolventen-Einhüllglied des stationären Spiralglieds befindet. In dieser Stellung ist die Mitte 331 des Jochs 330 von der Mitte 332 der Antriebswelle 254- in einem Abstand beabstandet, der gleich dem Bahnradius des bahnumlaufenden Spiralglieds ist. Das Antriebsjoch 330 ist in einem Spiralantriebslager 333 befestigt, das in einem Spiralantriebslager-Abstützungsring 334- abgestützt ist, der integral bzw. einstückig mit der äußeren Oberfläche 335 des bahnumlaufenden Spiralglieds 288 ausgebildet ist.

Diese Spiralantriebseinrichtung schafft einen Ganz-Metallweg (Antriebsjoch 330, Wellenstummel 328 und Antriebswelle 254-) zum Übertragen der Wärme weg von dem Spiralantriebslager während derjenigen Zeitabschnitte, wo die Pumpe trocken läuft, d.h. dann, wenn die Flüssigkeit^ in die sie normalerweise ein- bzw. untergetaucht ist, ausgepumpt worden ist. Die Antriebs-

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einrichtung ist auch so konzipiert, daß minimale Reibungsverluste durch die Anordnung der Lager vorhanden sind, die das Kippmoment auf das bahnumlaufende Spiralglied und die Belastungen auf die Motorlager minimiert. Diese Anordnung vergrößert den Pumpenwirkungsgrad und die Lebensdauer der Pumpe sowie die Fähigkeit ihres Trockenlaufs.

Wie aus den Fig. 66 und 68 ersichtlich, hat ein äußerer ringförmiger Lagergehäusering 321 eine Anzahl von gleich beabstandeten Flüssigkeitsöffnungen 336, die es ermöglichen, daß die Flüssigkeit aus der peripheren Ablaßzone 309 durch die Spiralpumpenkammer 285 ifr cLie Motorkammer 286 strömt.

In den Fig. 69-72, die Teillängsquerschnitte des Einlaß/ Spiralpumpenendes der Pumpe darstellen, sind drei weitere Ausführungsformen der Axialbelastungs-Trägereinrichtung in Pumpen veranschaulicht, die separate Yerbindungseinrichtungen enthalten. In der Ausführungsform der Fig. 69 dienen die Spiralglieder 287 und 288 selbst als Axiallast-Trägereinrichtung mit den Berührungsenden 337 und 303 der stationären Spiralglieder- und bahnumlaufenden Spiralglieder-Einhüllglieder 290 bzw. 299j wobei die Belastungen aufgenommen werden, während diese eine Berührung mit den hinweisenden Oberflächen der Endplatten der eingreifenden Spiralglieder herstellen, d.h. der Oberfläche 300 der bahnumlaufenden Endplatte 298 und der Oberfläche 291 der stationären Endplatte 289. Die Ausführungsform nach Fig. 69 ist im allgemeinen besser geeignet für jene Pumpen, die mäßige Ablaßdrücke erfordern.

Die Axiallast-Trägereinrichtung gemäß Fig. 70 umfaßt ein. ringförmiges Axiallager 338 mit einer Vielzahl von Radialdurchgängen 339, die dort hindurch geschnitten sind. Die planaren Oberflächen 340 und 341 des Axiallagers 338 stellt

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eine Berührung mit den hinweisenden Oberflächen 291 und 298 der stationären und bahnumlaufenden Spiralglieder her, und somit wird die Axialkompressionslast der unter Druck gesetzten Flüssigkeit in der Pumpe zu diesem Axiallager übertrageia, das vorteilhaft erweise aus einem synthetischen organischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, beispielsweise aus Polyimid, in denjenigen Pumpen, bei denen die Spiralglieder ebenfalls aus synthetischem Kunststoffmaterial ausgebildet sind.

Die Ausführungsform der Fig. 71 ist eine Abänderung der Ausführungsform nach Fig. 70, darin, daß ein ringförmiges Axiallager verwendet wird, jedoch als eine ringförmige Ringverlängerung 34-2 ausgebildet ist, die integral bzw. einstückig mit der inneren Oberfläche 291 des stationären Spiralglieds 287 ausgebildet ist. Eine Anzahl von beabstandeten Radialdurchgängen 34-3 ist in die Ringverlängerung 34-2 geschnitten, um die erforderliche Flüssigkeitsverbindung zwischen der Ablaßzone 309 und der Pumperikaimner 285 herzustellen, und es wird die Axiallast durch eine planare Oberfläche 187 aufgenommen, die eine Berührung mit der Endplattenoberfläche 300 des bahnumlaufenden Spiralglieds herstellt.

Die Fig. 72-74· veranschaulichen eine Ausführungsform der Pumpe nach der Erfindung, bei der die Axiallast-Trägereinrichtung als Verbindungseinrichtung dient. Die Lastträgereinrichtung umfaßt eine Vielzahl von gleich beabstandeten Kugeln 34-5» cLie auf eine kreisförmige Bewegung innerhalb kreisförmiger gleich ausgebildeter Teile 34-6 und 34-7 in den Endplattenoberflächen 291 und 300 der stationären bzw. der bahnumlaufenden Spiralglieder begrenzt sind. Die Kugeln 34-5 werden in einer radialen und umfangsmäßigen Ausrichtung durch einen Kugelhaltering 34-8 gehalten, der Löcher 34-9 aufweist, die dort hindurch gebohrt sind. In der Fig. 73 ist in etwas schematischer Weise die Relativstellung der Gleichausbildungen 34-6 und 347 des

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Spiralelements für eine Stelle im Bahnzyklus veranschaulicht. Es ist aus dieser Figur zu entnehmen, daß die Mitten der Gleichausbildungen 346 und 34-7 der stationären und bahnumlaufenden Spiralglieder auf Kreisen mit einem gleichen Radius angeordnet sind und sich in einer Axialausrichtung an einer Stelle des Kreise befinden, wenn die Tangentenlinien der beiden Spiralglieder sämtlich parallel verlaufen.

Die Größe dieser Ausbildungen 346 und 347 relativ zum Durchmesser D einer Kugel und der Umlaufbahnradius E des bahnumlaufenden Spiralglieds ist schematisch in Fig. 74 gezeigt. Bei ihrer Bewegung während eines umlaufenden Zyklus muß eine Kugel 34-5 in der Lage sein, eine Entfernung zurückzulegen, die gleich der Hälfte des Bahnradius ist, d.h. R_Q/2, in sämtlichen Richtungen von ihrer zentralen Stellung wie in Fig. 74A gezeigt. Es ist somit ersichtlich, daß, wenn die Tiefe einer Ausbildung 34-6 (oder 34-7) gleich dem Kugelradius R„ gemacht würde, der Durchmesser D. der Ausbildung D + R sein muß. Da jedoch die Tiefe der Ausbildung 346 kleiner als R ist, folgt, daß D. etwas kleiner als D + R sein sollte. In der

1 SO

Fig. 74A ist eine Querschnittskonfiguration der Ausbildungen gezeigt, und es zeigt Fig. 74B eine Draufsicht, Es liegt auch im Bereich der Erfindung, wenn die Ausbildung mit dem geeigneten Durchmesser als eine Bohrung mit geradlinigen Seiten und einem abgeschrägten Rand ausgeschnitten ist.

Die Fig. 740 zeigt einen vergrößert en Querschnitt der Ausbildungen und des Halterings, woraus die Weise ersichtlich ist, in der die Endplatte 298 des bahnumlaufenden Spiralglieds (und ihr befestigtes Evolventen-Einhüllglied) frei ist, um im stationären Spiralglied auf einer Bahn umzulaufen, während die gewünschte WinkelbeZiehung bezüglich des stationären Spiralglieds aufrechterhalten wird. Die Kugeln 34-6 erfüllen die gleiche Funktion wie das Axiallger der Fig. 66 mit den vielen Kugeln darin, daß die axiale Kompressions-

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last auf die Spiralglieder aufgenommen x^erden, und demzufolge weist die Pumpenausführung nach den S¹Xg. 72-74- die gleichen vorteilhaften Betriebseigenschaften wie die Ausführungsform nach Pig. 66 auf. Bei Abwesenheit eines separaten Verbindungsglieds ist eine Federscheibe 350 zwischen dem Antriebsjoch und der Schulter der Welle 254- vorgesehen, um eine axiale Vorspannung bei den Spiralgliedern während eines Hochfahrens hervorzurufen.

In den I¹Xg. 75-77 ist eine Ausführungsform der Pumpe nach der Erfindung gezeigt, bei der die Verbindungseinrichtung auch als Lastträgereinrichtung dient. Die Verbindungseinrichtung, die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 351 gekennzeichnet ist, ist zwischen den Endplaifcen 289 und 298 der stationären und bahnumlaufenden Spiralglieder angeordnet. Das Verbindungsglied ist ein ringförmiger Eing 352, der eingeschnitten ist, so daß er zwei entgegengesetzt angeordnete Federn 353 für einen Gleiteingriff mit Federnuten 354- hat, die in die Oberfläche 300 der bahnumlaufenden Endplatte 298 eingeschnitten sind, und zwei entgegengesetzt angeordnete Federn 355 rechtwinklig zu den Federn 353 für einen Glexteingriff mit Federnuten 356 hat, die in die Oberfläche 291 der stationären Endplatte 289 eingeschnitten sind. Wie den Fig. 76 und 77 zu entnehmen ist, hat das Verbindungsglied eine Reihe von gleich beabstandeten Lagerpolstern 357 mit planaren Oberflächen 358 und 359 j ä-ie mit den hinweisenden Spiralendplattenoberflachen 291 und 298 eingreifen und somit als Axialkompressions-Lastträgereinrichtung dienen. Schließlich ist das Verbindungsglied eingeschnitten, so daß eine Vielzahl von Flüssigkeitsdurchgängen 360 ausgebildet wird; ferner ist, wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 72 eine Federscheibe 350 vorgesehen, um eine Axialvorspannung während eines Hochfahrens zu schaffen«,

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Bei der Pump enausf uhr ung gemäß den Fig. 78-80 werden kugelförmige Glieder sowohl als Trägereinrichtung für die Axialkoiapressionslast als auch als Federn in dem Verbindungsglied verwendet. Das Verbindungsglied umfaßt einen ringförmigen Ring 361, der mit Lagerpolstern 362 ausgestaltet ist, und Flüssigkeitsdurchgänge 363, wie im Falle des Verbindungsrings 351 der Fig. 75-77. Ss befinden sich jedoch keine Federn auf dem Verbindungsring. Ein Kanal 364- ist in die Oberfläche 365 eines jeden Lagerpolsters 362 geschnitten, das der Oberfläche 300 der bahnumlaufenden Endplatte 298 gegenüberliegt. Die Kanäle 366 sind in die Endplattenoberfläche 3°0 geschnitten und entsprechen in der Gestalt und der Achsrichtung den Kanälen 364 in den Lagerpolstern; ferner ist eine Lastträgerkugel 367 (Lagerglied) angeordnet, um eine Verbindungsbewegung mit .jedem Paar der hinweisenden Kanäle 364 und 366 zu erfahren, wobei die kombinierte Tiefe von diesen geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Kugeln 367· Die Kanäle 364 und 366 haben Längen von Rand zu Rand gleich oder weniger als D + R , wobei D der Durchmesser der Kugeln 367 ist. In ähnlicher //eise sind die Kanäle 368 und 369 (Fig.79 und 80) in die Oberfläche 370 der Lagerpolster 362 und in die hinweisende Oberfläche 291 der Endplatte 289 des stationären Spiralglieds geschnitten, und die Kugeln 371 sind angeordnet, um eine Verbindungsbewegung in jedem dieser Kanalpaare zu erfahren. Die Längsachsen der Kanäle 368 und sind um 90° von den Achsen der Kanäle 364 und 366 gedreht. Somit tragen die Kugeln 367 und 371 die Axialkompressionslast auf die Spiralglieder, und diese halten auch bei ihrer eingeschränkten oder gehaltenen Bewegung längs der Achsen der Kanalpaare, in denen sie angeordnet sind, die gewünschte Vinkelbeziehung zwischen den bahnumlaufenden und stationären Spiralgliedern aufrecht.

Die Axiallastträger/Verbindungseinrichtung gemäß den Fig.81-83 stellt eine Abänderung der Einrichtung nach den Fig. 78-80 darin

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dar, daß Walzen bzw. Rollen die Kugeln als Lastträger/Verbindungsglieder ersetzen. Das Verbindungsglied weist die gleiche allgemeine Gestalt wie in den J¹Ig. 78-80 auf, und dieses ist ein ringförmiger Ring 361 mit Lagerpolstern, die dort gleich beabstandet sind, wobei Flüssigkeitsdurchgänge 363 vorhanden sind. Die vier Lagerpolster 372, die in einem Winkel von 90° voneinander beabstandet sind, haben Verbindungseinrichtungen, die mit diesen verbunden sind; während die restlichen Lagerpolster 373 nur als Axiallast-Trägerteil dienen. Die Oberflächen 374- der Lagerpolster 372, die zur Oberfläche 300 der bahnumlaufenden Endplatte 298 hin gerichtet sind, haben Kanäle 375» äie darin ausgeschnitten sind; ferner hat die Oberfläche 300 in ähnlicher bzw. gleicher Weise vier entsprechende Kanäle 376, die darin ausgeschnitten sind, wobei die beiden Kanäle eine geschlossene Spur bestimmen, in der die Rolle 377 sich bewegen kann, wie dies in Fig. 83 veranschaulicht ist. Die kombinierte Tiefe der Kanäle 375 und 376 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Rolle 377» und der Abstand der Rolle ist gleich dem Bahnradius R . Die Lagerpolster 372 haben ebenfalls Kanäle 378, die in die Oberfläche 379 geschnitten sind, welche zur Oberfläche 291 der Endplatte 289 des stationären Spiralglieds hin gerichtet ist. In ähnlicher Weise hat die Oberfläche 291 vier Kanäle 380 entsprechend den Kanälen 378; und es sind, wie in den Fig. 81 und 83 gezeigt, die Kanäle 378 und 380 bezüglich der Kanäle 375 und 376 so ausgerichtet, daß die Rollen 381, die in den Kanälen 378 und 380 laufen, Achsen unter einem Winkel von 90° von den Achsen der Rollen 377 haben. Wie im Falle der Kugeln 367 und 371 der Fig. 78 und 79 dienen die Rollen der Ausführungsform gemäß den Fig. 81 und 82 sowohl als Axiallastträgerteil als auch als Verbindungsfunktionsteil.

Die Verwendung der Pumpe der Erfindung ist in Fig. 35 veranschaulicht. Die Pumpe ist in die Flüssigkeit 382, die ge-

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pumpt werden soll, eingetaucht, eingeschlossen in einem Behälter 383, "beispielsweise einem Brennstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs; und es führt eine Hochdruckflüssigkeitsleitung 384, die an der Ablaßeinrichtung 12 der Pumpe befestigt ist, durch eine geeignete Öffnung 385 im Behälter 383 heraus, um mit dem gewünschten Flüssigkeitsaufnahmeglied verbunden zu werden, beispielsweise dem Vergaser des Kraftfahrzeugs. In ähnlicher Weise sind abgeschirmte bzw. isolierte elektrische Leitungen 386, die mit Schraubenanschlüssen 257 verbunden sind, durch die Öffnung 385 für eine Verbindung an eine elektrische Energiequelle geführt. Ein Filter 387 ist an die Einlaßeinrichtung 241 der Pumpe befestigt, um jedwede (Schmutz-)Teilchen auszufiltern, die in der Flüssigkeit vorhanden sein können oder sich auf dem Boden des Behälters abgesetzt haben können.

Erfindungsgemäß aufgebaute Pumpen sind selb stansaugend und können trocken über relativ lange Zeitabschnitte betrieben werden, d.h. zehn Minuten oder länger, ohne Verlust eines Betriebs bzw. ohne Unterbrechung. Die Pumpen werden bei minimalem Lärmpegel, minimaler Vibration und minimaler Ausgangsströmungsveränderung betrieben, und sie können (Schmutz-Teilchen ohne bleibende Beschädigung aufgrund der Radialfederung des Antriebssystems verschlingen. Die Richtung der Flüssigkeitsströmung durch die Spiralglieder schafft eine selbsttätige Spiralabdichtung zwischen den Flanken der Spiraleinhüllglieder und eine selbsttätige radiale Spiralabdichtung. Somit ist es bei der erfindungsgemäßen Pumpe nicht erforderlich, zusätzliche radiale Abdichtungsmittel oder eine Einrichtung vorzusehen, die irgendweichen Zentrifugalkräften entgegenwirkt, die auf die bahnumlaufenden Spiralglieder wirken.

Das neuartige Flüssigkeitsströmungsmuster durch die Pumpe, wie dies durch die Pfeile in Fig. 62 gezeigt ist, schafft eine vollständige Selbstschmierung bei sämtlichen Pumpen-

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teilen und eliminiert das Erfordernis sämtlicher Ventilaus-"bildungen mt Ausnahme des einfachen Einwegventils, das mit der 3?lüssigkeitsabgabeeinrichtung verbunden ist, und des Druckfreigabeventils.

Die Pumpe nach der Erfindung ist besonders geeignet für eine Anordnung in einem Brennstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs. Dies wird am besten durch die Tatsache illustriert, daß sie klein genug hergestellt werden kann, so daß sie durch die Zugangsöffnung für einen Kraftfahrzeugbrennstoffbehälter paßt (1-7/8 inches (4,76 cm)) maximaler Pumpendurchmesser) und eine Pumpenkapazität aufweist, um wenigstens 185 pounds (84 kg) an Brennstoff pro Stunde bei 12 psig (844 g/cm²) zuzuführen. Darüber hinaus können die Spiralpumpen-Bauteile aus einem geeigneten verschleißfesten synthetischen organischen Kunststoffmaterial (beispielsweise geformt) ausgebildet werden, und es können die restlichen Pumpenbauteile aus verträglichen Kunststoffmaterial!en und Metallen in großer Stückzahl gefertigt werden, wodurch es ermöglicht wird, dem Erfordernis niedriger Kosten bei derartigen Brennstoff tauchpumpen Rechnung zu tragen.

Die Erfindung kann in einzelnen Konstruktionspunkten Abänderungen erfahren.

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-GZ-

u. e e r s e i . e

Claims (17)

1. Pat ent ansprüche

   Zusammenpassende bzw. eingreifende Spiralglieder für einen Einbau in eine Spiral-Flüssigkeitspumpe, dadurch gekennzeichnet , daß ein stationäres Spiralglied vorgesehen ist, das eine zentrale Flüssigkeitsöffnung aufweist und besteht aus

   (1) einer stationären Endplatte,

   (2) einem stationären Evolventen-Einhüllglied mit eineinhalb Evolventenumdrehungen, das an die eine Oberfläche der stationären Endplatte befestigt ist, und

   (3)einer stationären ausgesparten Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung, die in die eine Oberfläche der stationären Endplatte geschnitten ist, und daß ein bahnumlaufendes Spiralglied so angeordnet ist, daß es bezüglich des stationären Spiralglieds durch eine Antriebseinrichtung auf einer Bahn umläuft und besteht aus

   (1) einer bahnumlaufenden Endplatte,

   (2) einem bahnumlaufenden Evolventen-Einhüllglied mit einein-

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   halb Evolventenumdrehungen, das an die eine Oberfläche der bahnumlaufenden Endplatte befestigt ist, und aus einer bahnumlaufenden ausgesparten Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung, die in die eine Oberfläche der bahnumlaufenden Endplatte geschnitten ist, wobei die stationären und bahnumlaufenden ausgesparten Flüssigkeitsubertragungs-Durchgangseinrichtungen so angeordnet und gestaltet sind, daß sie sich im wesentlichen unmittelbar dann öffnen, nachdem das bahnumlaufende Evolventen-Einhüllglied jene Stelle in seinem Bahnumlaufszyklus erreicht hat, an der drei im wesentlichen abgedichtete Flüssigkeitstaschen definiert sind.
2. 2. Zusammenpassende Spiralglieder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die stationäre ausgesparte Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung längs einer Hauptbegrenzung durch eine Teilzeichnung bzw. -spur des bahnu. laufenden Evolventen-Einhüllgliederrandes definiert wird, und daß die bahnumlaufende ausgesparte Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtung längs einer Hauptbegrenzung durch eine Teilspur des stationären Svolventen-Einhüllgliederrandes definiert wird.
3. 3· Zusammenpassende Spiralglieder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die stationären und bahnumlaufenden ausgesparten Flüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtungen entweder angeordnet sind in den stationären bzw. bahnumlaufenden Evolventen-Einhüllgliedern und als eine weitere Hauptbegrenzung eine gerade Linie aufweisen, die durch die Mitte der stationären bzw. bahnumlaufenden Endplatten gezogen ist und parallel zu einer Berührungslinie verläuft, die als Tangente zum Erzeugungsradius der stationären bzw. bahnumlaufenden Evolventen-Einhüllglieder gezogen ist, oder aber angeordnet sind außerhalb der stationären bzw. bahnumlaufenden Evolventen-Einhüllglieder und als eine weitere Hauptbegrenzung eine Linie aufweisen, die der gleichen Kontur folgt

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   wie die erste Hauptbegrenzung und radial von dort nach, außen beanstandet ist, oder aber angeordnet sind innerhalb und außerhalb der stationären und bahnumlaufenden Evolventen-Einhüllglieder.
4. 4-, Zusammenpassende Spiralglieder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Tiefe der ausgesparten ilüssigkeitsübertragungs-Durchgangseinrichtungen sich der Dicke der Evolventen-Einhüllglieder nähert, wobei die weitere Hauptbegrenzung des äußeren ausgesparten Übertragungsdurchgangs von der ersten Hauptbegrenzung in einer Entfernung beabstandet ist, die in etwa gleich der doppelten Einhüllglieder-Dicke ist, und daß sich der äußere ausgesparte Übertragungsdurchgang über einen Bogen von ca. 45 bis 90° erstreckt.
5. 5. Pumpe zum positiven bzw. zwangsweise!Verschieben einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch die zusammenpassenden bzw. eingreifenden Spiralglieder nach einem der Ansprüche 1—4-,

   eine Axialkraft-Übertragungseinrichtung, die so angeordnet ist, daß sie die Spiralglieder in eine Axialberührung drängt,

   eine Verbindungseinrichtung, um die Spiralglieder in einer festen Winkelbeziehung zu halten,

   eine Flüssigkeitseinlaßeinriehtung und eine Flüssigkeitsablaßeinrichtung, und

   eine Antriebseinrichtung, um das bahnumlaufende Spiralglied auf einer Umlaufbahn zu bewegen, wodurch die Seitenflanken zusammen mit den Endplatten der Evolventen-Einhüllglieder sich bewegende Flüssigkeitstaschen mit veränderlichem Volumen, ein TJmfangsvolumen um diese Taschen und eine Entleerungszone definieren.

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6. 6. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 5» dadurch, gekennzeichnet , daß die Flüssigkeitseinlaßeinrichtung in einer Verbindung (1) mit dem Umfangsvolumen steht und die Flüssigkeitsablaßeinrichtung in einer Verbindung mit der inneren Tasche der Flüssigkeitstaschen steht, die als Entleerungszone dient, oder (2) in einer Verbindung mit der inneren Tasche der Flüssigkeitstaschen steht und die Flüssigkeitsablaßeinrichtung in einer Verbindung mit dem Umfangsvolumen ist, das als Entleerungszone dient.
7. 7« Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung so angebracht ist, daß die Bahnumlaufbewegung des bahnumlaufenden Spiralgliedes bewirkt wird, so daß ein kleiner Zwischenraum zwischen den Seitenflanken der Evolventen-Einhüllglieder aufrechterhalten wird und dadurch ein Verschleiß der Seitenflanken über längere Betriebsabschnitte im wesentlichen eliminiert wird, während die wesentliche Integrität der Flüssigkeitstaschen zurück- bzw. beibehalten wird.
8. 8. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 7 t dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung gekennzeichnet ist durch

   eine Antriebswelle, die in einer Kurbelplatte endigt und auf einer Maschinenachse drehbar ist, einen Wellenstumpf, der sich vom bahnumlaufenden Spiralglied erstreckt, eine Lagerbefestigungs- und eine Gegengewicht-Einrichtung aufweist, die fest daran befestigt ist, und auf einer Achse parallel zur Maschinenachse und von dieser Maschinenachse in einer Entfernung beabstandet drehbar ist, die gleich dem Bahnradius des bahnumlaufenden Spiralglieds ist, und durch

   eine Verriegelungseinrichtung, die die Lagerbefestigungsund Gegengewichts-Einrichtung starr an der Kurbelplatte in einer vorbestimmten Beziehung befestigt und dadurch der Zwischenraum definiert wird.
9. 9. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet , daß die Axialkraft ausübende Einrichtung eine Axiallagereinrichtung aufweist, die zwischen der Lagerbef estigungs- und Gegengewicht-Einrichtung und der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes wirkt.
10. 10. Flüssigkeitspumpe zum positiven bzw. zwangsweisenVerschieben einer Flüssigkeit nach Anspruch 5» die in die Flüssigkeit ein- bzw. untergetaucht werden kann, welche zu pumpen ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Gehäuse einrichtung eine Kammer bestimmt, die die Spiralglieder darin enthält und die Flüssigkeitseinlaßeinrichtung an ihrem einen Ende und die Flüssigkeitsentleerungseinrichtung an ihrem anderen Ende aufweist, wobei die Antriebseinrichtung eine Motoreinrichtung enthält, die in der Kammer zwischen den Spiralgliedern und dem anderen Ende des Gehäuses angeordnet ist, wodurch Flüssigkeit, die radial nach außen durch die Spiralglieder und durch, die Pumpe gepumpt wird, um die Antriebseinrichtung strömt und einen vorbestimmten Hydraulikdruck in der Kammer aufrechterhält, um eine Axialkraft ausübende Einrichtung hervorzurufen.
11. 11. Pumpe zum positiven Verschieben einer Flüssigkeit nach Anspruch 10, mit einer Druckfreigabe-Ventileinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeitsentleerungseinrichtung eine Entleerungsleitung aufweist, die eine druckgesteuerte Einweg-Ventileinrichtung besitzt, die damit verbunden und so angeordnet ist, daß Flüssigkeit aus der Kammer abgeführt werden kann, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Pumpe einen vorbestimmten Pegel erreicht.
12. 12. Pumpe zum positiven Verschieben einer Flüssigkeit nach Anspruch. 10, dadurch, gekennzeichnet , daß eine Träger- bzw. Abstützungseinrichtung für eine Axialdrucklast vorgesehen ist.

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13. 13. Pumpe zum positiven Verschieben einer Flüssigkeit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungseinrichtung und die Axialdrucklast-TrägereiniLchtung ein einziges Bauteil umfassen, das als eine Verbindungs-/Lastträgereinrichtung dient.
14. 14. Positiv-Verschiebungs-Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine weitere Axialkraft ausübende Einrichtung vorgesehen ist, um das bahnumlaufende Spiralglied in eine Berührung mit dem stationären Spiralglied während eines Hochfahrens zu Beginn zu drängen.
15. 15. Positiv-Verschiebungs-Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine erste Gegengewichts-Einrichtung vorgesehen ist, die den Kräften entgegenwirkt, welche quer zur Achse der Pumpe erzeugt werden, und daß eine zweite Gegengewichts-Einrichtung vorgesehen ist, um die Momente zu eliminieren, die durch die erste Gegengewichts-Einrichtung hervorgerufen werden.
16. 16. Positiv-Verschiebungs-Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebs einrichtung eine Antriebswelle aufweist, die/einem Wellenstumpf endigt, wobei ein Antriebsjoch für das bahnumlaufende Spiralglied parallel und bei einem Pumpbetrieb in einer Entfernung beabstandet ist, die gleich dem Bahnradius des bahnumlaufenden Spiralglieds ist.
17. 17. Positiv-Verschiebungs-Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Wellenstumpf und das Antriebsjoch aus Metall gefertigt und eine metallene Berührung zwischen ihnen hergestellt ist und dadurch ein wirkungsvoller Wärmeübertragungsweg für die Wärme geechaffen wird, die in der Antriebseinrichtung für das bahnumlaufende Spiralglied aufgebaut wird, insbesondere dann, wenn die Pumpe trocken läuft.

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