DE3427282A1

DE3427282A1 - Drehkolbenpumpe zur foerderung von guelle o.dgl.

Info

Publication number: DE3427282A1
Application number: DE19843427282
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8300 Landshut Eckart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-24
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1986-01-30

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe zur Förderung von mit Fremdkörpern durchsetztem Gut wie Gülle oder dgl., bei der in einem Gehäuse auf zwei zueinander parallelen Wellen zwei sich aufeinander abwälzende, gegenläufig umlaufende Drehkolben befestigt sindt Eine derartige Pumpe ist in der DE-PS 20 02 518 beschrieben und dargestellt Um auch Gülle fördern zu können, die in erheblichem Maß mit Fremdkörpern sowie mit langfaserigen Bestandteilen wie Heu und Stroh durchsetzt ist und eine nur schwer pumpbare Konsistenz hat, ist vorgesehen, daß jeder Drehkolben einen elastisch nachgiebigen Außenmantel aus Gummi hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte GUllepumpe so weiter zu entwickeln, daß auch nach längerer Betriebsdauer und einem Verschleiß am Außenmantel der Drehkolben ein dadurch entstandenes Spiel zwischen Kolben und Gehäuse ausgeglichen bzw. der Kolben rasch und einfach ausgewechselt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Innenwand des Gehäuses bezüglich der Achse des zugehörigen Drehkolbens radial beweglich ist.
Mit dieser Maßnahme kann auch ein verhältnismäßig starker Verschleiß am Außenmantel des Drehkolbens aufgeholt werden, so daß die Pumpleistung nicht beeinträchtigt wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die radial bewegliche Innenwand aus teilzylindrischen Schalen besteht.
Jede dieser Schalen kann mittels Stellschrauben radial einstellbar sein, es ist jedoch auch möglich, eine radiale Verstellung durch elastische Elemente oder durch ein Druckmedium herbeizuführen.
Um bei der radialen Verstellbewegung die Schale jederzeit so führen zu können, daß sie weder in Umfangsrichtung noch in Axialrichtung wandert, sind Mittel zu ihrer Führung vorgesehen.
Bei einer anderen Lösung der angegebenen Aufgabe ist bei der gattungsgemäßen Kolbenpumpe, deren Drehkolben aus je einem Trägerkörper und einem dessen Umfang umgebenden, elastischen Mantel bestehen, vorgesehen, daß zwischen dem Tragkörper und dem Mantel durch Druckmedium beaufschlagbare Taschen ausgebildet sind.
Vorzugsweise sind dabei die Taschen über Zuführkanäle mit einer in die zugehörige Welle eingearbeiteten Versorgungsbohrung verbunden.
Bei dieser Lösung wird ein durch Verschleiß oder dgl. entstandenes Spiel zwischen Kolben und Gehäuseinnenwand dadurch aufgeholt, daß der Kolben durch das Druckmedium, beispielsweise Fett, Ul oder Luft, radial aufgeweitet wird.
Um zu verhindern, daß besonders große, feste Fremdkörper in dem Fördermedium durch Festklemmen die Pumpe stillsetzen, kann jeder Drehkolben drehelastisch auf der Welle befestigt sein.
Damit die Drehkolben im Bedarfsfall rasch ausgebaut und ausgewechselt werden können, sind diese nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in wenigstens einer Axialebene geteilt, wobei die dadurch gebildeten Kolbenteile lösbar miteinander verbunden sind.
Zur weiteren Verbesserung der Pumpleistung und zur Verringerung des Spiels zwischen Drehkolben und Gehäuseinnenwand kann vorgesehen sein, daß der Drehkolben an der Innenwand des Gehäuses gleitende, axial verlaufende Dichtleisten aufweist.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist in die Stirnseiten jedes Drehkolbens wenigstens eine koaxiale Ringnut eingearbeitet, in die ein ringförmiger, am Gehäuse befestigter Di chtvorsprung labyrinthartig eingreift.
Diese Maßnahme trägt dazu bei, daß auch bei sehr hohen Drücken kein Fördermedium aus der Pumpe austreten kann.
Ebenfalls zur Vermeidung von Leckverlusten kann außerdem zwischen den Stirnseiten der Drehkolben und der gegenüberliegenden Innenwand des Gehäuses eine Verschleißplatte befestigt sein. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die häufig vorkommenden, hohen Drücke in der Pumpe so stark auf die das Gehäuse abschließenden Deckel einwirken, daß diese dabei verformt oder beschädigt werden. Dieser Nachteil kann durch die Verschleißplatte verhindert werden.
Um eine Druckerhöhung mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Drehkolbenpumpe herbeizuführen, ist es zweckmäßig, axial hinter die Drehkolbenpumpe eine zweite, entsprechend ausgebildete Drehkolbenpumpe zu schalten, deren Saugstutzen zum Druckstutzen der ersten Drehkolbenpumpe führt.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
Es zeigen: Figur 1 einen Querschnitt einer Drehkolbenpumpe gemäß der Erfindung, die zwei Varianten für die radiale Verstellbarkeit der Gehäuseinnenwand zeigt, Figur 2 einen teilweisen Axialschnitt in der Ebene II - II der Figur 1, Figur 3 den Querschnitt einer anderen Ausführungsform des Drehkolbens, Figur 4 den Querschnitt eines weiteren Drehkolbens, Figur 5 eine andere Form eines Drehkolbens im Querschnitt, Figur 6 einen Drehkolben im Querschnitt mit Drucktaschen und Figur 7 eine Reihenschaltung der Drehkolbenpumpe gemäß der Erfindung.
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, hat die Drehkolbenpumpe ein im Querschnitt etwa ovales Gehäuse 10, in dem zwei zueinander parallele Wellen 12 drehbar gelagert sind. Auf jeder Welle 12 ist ein etwa lemniskatenförmiger Drehkolben 14 befestigt.
Die beiden Drehkolben 14 wälzen sich nach Art eines Roots-Gebläses aufeinander ab und drehen sich dabei gegenläufig.
Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 besteht jeder Drehkolben 14 aus einem festen Trägerkörper 16 und einem dessen Umfang umgebenden, elastischen Mantel 18, der beispielsweise aus Gummi besteht.
Die Innenwand des Gehäuses 10, an der sich die Drehkolben 14 abwälzen, besteht gemäß Figur 1 aus zwei halbzylindrischen Schalen 20 aus einem verschleißfesten Werkstoff. Gemäß der Erfindung ist jede Schale 20 bezüglich der Achse des zugehörigen Drehkolbens 14 radial beweglich (Pfeil A in Figur 1).
Damit jede Schale 20 bei ihrer Radialverschiebung so geführt wird, daß sie weder in Umfangsrichtung noch in Axialrichtung ausweichen kann, greift sie mit einem radialen, zapfenförmigen Ansatz 22 in eine entsprechende Radialbohrung 24, die in das Gehäuse 10 eingearbeitet ist, ein. Damit auch sehr langen Drehkolben 14 ein Verkanten der Schalen 20 vermieden wird, ist es zweckmäßig, über die axiale Länge (Figur 2) der Schalen 20 mehrere dieser Führungsansätze 22 vorzusehen.
Um die radiale Verstellbewegung der Schalen 20 zu ermöglichen, gibt es mehrere Möglichkeiten, von denen in Figur 1 zwei angedeutet sind. Wie die obere Hälfte der Figur 1 zeigt, kann in den zapfenförmigen Ansatz 22 eine Gewindebohrung eingearbeitet sein, in die eine Stellschraube 26 eingreift, deren Kopf sich am Gehäuse 10 abstützt.
Bei der in der unteren Hälfte der Figurl gezeigten Variante ist die Radialbohrung 24 des Gehäuses 10 durch eine Schraube 28 abgeschlossen. Zwischen diese und dem freien Ende des Ansatzes 22 ist eine Druckfeder 30 eingesetzt, die bei Verschleiß des Kolbenmantels 18 zur automatischen Spiel auf holung dient.
Eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit zur Verschleißkompensation besteht darin, in die Radialbohrung 24 ein Druckmedium, beipielsweise bl, zu leiten.
Figur 1 zeigt ferner, daß die radiale Verschiebbarkeit der beiden Schalen 20 nach Zurücklegung einer Strecke s sowohl im Bereich des Saugstutzens 32 als auch des Druckstutzens 34 durch einen Anschlag 36 begrenzt ist.
Figur 2 zeigt ein Stirnende der Pumpe, das dem Antriebsende gegenüberliegt. Hier ist zu erkennen, daß am Gehäuse 10 ein Deckel 38 angeflanscht ist7 der die Lager 40 für die beiden Wellen 12 aufnimmt. Zwischen Deckel 38 und Gehäuse 10 ist eine Verschleißplatte 42 eingespannt, die beispielsweise aus gehärtetem Stahl besteht. Auf diese Weise werden hohe Drücke im Pumpraum 44 von der Verschleißplatte 42 aufgenommen, so daß die durch den Deckel 38 gebildete Innenwand des Gehäuses 10 entlastet ist und vor Verformungen geschützt wird.
Zur Abdichtung des Pumpraumes 44 nach außen sind bekannte Dichtungspackungen 46 vorgesehen. Zusätzlich dazu ist an der jedem Drehkolben 14 gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäusedeckels 38 ein zur Welle 12 koaxialer, ringförmiger Dichtvorsprung 48 ausgebildet, der in eine zugehörige Ringnut 50 eingreift, die in den Mantel 18 des Drehkolbens 14 eingearbeitet ist. Durch diese Labyrinthdichtung werden mögliche Leckverluste verhindert.
Falls der Drehkolben 14 - wie in den Figuren 3 bis 5 - keinen elastischen Mantel 18 aufweist, ist die Ringnut 50 selbstverständlich in den Trägerkörper 16 eingearbeitet.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist der Drehkolben 14 in der Axialebene 52 geteilt, so daß zwei Kolbenteile 14' und 14 " gebildet werden, die durch Schraubbolzen 54 lösbar miteinander verbunden sind.
Im Bereich der Teilfuge des Drehkolbens 14 trägt dieser zwei Dichtleisten 56, die an der die Innenwand des Gehäuses 10 bildenden, halbzylindrischen Schale 20 dichtend anliegen.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist ferner der Drehkolben 14 drehelastisch auf der Welle 12 befestigt. Hierzu ist die Welle 12 im Querschnitt rechteckig ausgebildet und durchläuft eine ebenfalls rechteckige Aufnahmebohrung 58 des Drehkolbens 14. Zur Obertragung des Drehmomentes dienen elastische Klötze 60 zwischen der Welle 12 und der rechteckigen Aufnahmebohrung 58 des Drehkolbens 14, so daß dieser in Umfangsrichtung elastisch nachgibt, wenn beispielsweise große oder harte Fremdkörper durch den Pumpraum 44 gefördert werden.
Anstelle der Klötze 60 können selbstverständlich auch andere Dämpfungsglieder, beispielsweise Federbänder oder Drehfedern verwendet werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen, daß auch andere Kolbenformen in axialen Ebenen geteilt werden können und mit der zugehörigen Welle 12 elastisch verbunden sind.
Ein weiteres Beispiel, wie Spiel zwischen dem Drehkolben 14 und der Innenwand des Gehäuses - hier der halbzylindrischen Schale 20 - kompensiert werden kann, zeigt Figur 6. Hier sind zwischen dem Trägerkörper 16 des Drehkolbens 14 und dem dessen Umfang umgebenden, elastischen Mantel 18 Taschen 62 ausgebildet, die mit einem Druckmedium beaufschlagt werden können, beispielsweise mit U1, Luft, Fett oder dgl.. Das Druckmedium wird über radiale Zuführkanäle 64 in die Taschen 62 geleitet. Die Zuführkanäle 64 gehenVSRner zentralen Versorgungsbohrung 66 aus, die axial in die den Drehkolben 14 tragende Welle 12 eingearbeitet ist.
Zur Steuerung der Duckbeaufschlagung kann ein nicht dargestellter Sensor vorgesehen sein, der eine Pumpe für das Druckmedium ansteuert, sobald ein vorbestimmtes, zulässiges Spiel zwischen Kolben und Gehäuseinnenwand überschritten wird.
Figur 7 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Drehkolbenpumpen I und II axial hintereinander geschaltet sind. Zur Erhöhung des Förderdruckes ist dabei der Druckstutzen 34 der Pumpe I mit dem Saugstutzen 32 der Pumpe II verbunden.
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Claims

Drehkolbenpumpe zur Förderung von Gülle oder dgl.

Patentansprüche Drehkolbenpumpe zur Förderung von mit Fremdkörpern durchsetztem Gut wie Gülle oder dgl., bei der in einem Gehäuse auf zwei zueinander parallelen Wellen zwei sich aufeinander abwälzende, gegenläufig umlaufende Drehkolben befestigt sind, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Innenwand des Gehäuses (10) bezüglich der Achse des zugehörigen Drehkolbens (14) radial beweglich ist.
2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Innenwand aus teilzylindrischen Schalen (20) besteht.
3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jede Schale (20) mittels Stellschrauben (26) radial einstellbar ist.
4. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jede Schale (20) mittels elastischer Elemente (30) radial verstellbar ist.
5. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß jede Schale (20) durch ein Druckmedium radial einstellbar ist.
6. Drehkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jede Schale (20) Mittel (22) zu ihrer Führung bei der Radialbewegung aufweist.
7. Drehkolbenpumpe zur Förderung von mit Fremdkörpern durchsetztem Gut wie Gülle oder dgl., bei der in einem Gehäuse auf zwei zueinander parallelen Wellen zwei sich aufeinander abwälzende, gegenläufig umlaufende Drehkolben befestigt sind, die aus je einem Trägerkörper und einem dessen Umfang umgebenden, elastischen Mantel bestehen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Trägerkörper (16) und dem Mantel (18) durch Druckmedium beaufschlagbare Taschen (62) ausgebildet sind.
8. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Taschen (62) über Zuführkanäle (64) mit einer in die zugehörige Welle (12) eingearbeiteten Versorgungsbohrung (66) verbunden sind.
9. Drehkolbenpumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder Drehkolben (14) drehelastisch auf der Welle (12) befestigt ist.
10. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e'i c h n e t , daß zwischen der prismatisch ausgebildeten Welle (12) und der ebenfalls prismatischen Aufnahmebohrung (58) des Drehkolbens (14) Federelemente (60) befestigt sind.
11. Drehkolbenpumpe, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Drehkolben (14) in wenigstens einer Axialebene (52) geteilt ist und die Kolbenteile lösbar miteinander verbunden sind.
12. Drehkolbenpumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Drehkolben (14) an der Innenwand des Gehäuses (10) gleitende, axial verlaufende Dichtleisten (56) aufweist.
13. Drehkolbenpumpe, insbesondere nach Anspruch l, dadurch g e k e n n z e i- c h n e t , daß in die Stirnseiten jedes Drehkolbens (14) wenigstens eine koaxiale Ringnut (50) eingearbeitet ist, in die ein ringförmiger, am Gehäuse (10) befestigter Dichtvorsprung (48) labyrinthartig eingreift.
14. Drehkolbenpumpe, insbesondere nach Anspruch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den Stirnseiten der Drehkolben (14) und der gegenüberliegenden Innenwand des Gehäuses (10) eine Verschleißplatte (42) befestigt ist.
15. Drehkolbenpumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß axial hinter die Drehkolbenpumpe eine zweite, entsprechend ausgebildete Drehkolbenpumpe geschaltet ist, deren Saugstutzen (32) zum Druckstutzen (34) der ersten Drehkolbenpumpe führt.