DE3916869A1 - Rotationsschieberpumpe - Google Patents
RotationsschieberpumpeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
- F04C18/3441—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/08—Rotary pistons
- F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
- F01C21/0881—Construction of vanes or vane holders the vanes consisting of two or more parts
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rotationsschieberpumpe mit
einem Gehäuse, das einen zylindrischen Innenraum mit
ebenen Stirnflächen umschließt, einem in dem Gehäuse
exzentrisch gelagerten kreiszylindrischen Rotor und mit
achsparallelen Schiebern, die in dem Rotor geführt sind
und sich an die Mantelfläche des Gehäuseinnenraumes
anlegen. Die Erfindung befaßt sich vorwiegend, wenn auch
nicht ausschließlich, mit kleinen hochtourigen Luftpumpen
dieser Art, beispielsweise für Drücke unter 1 Atü und
Fördervolumina von bis zu 400 l/Min.
Bei den bekannten Rotationsschieberpumpen der einleitend
bezeichneten Art ist das Gehäuse aus einem Ring und zwei
Deckscheiben zusammengesetzt. Diese und die übrigen Teile
sind hochgenau bearbeitet, beispielsweise durch Läppen.
Hierdurch sowie durch die Verwendung teurer Werkstoffe
ergeben sich beträchtliche Herstellungskosten, die eine
Verwendung dieser Pumpen in vielen Fällen ausschließt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Herstellungskosten nachhaltig zu senken, um diesen Pumpen
einen weiteren Anwendungsbereich zu erschließen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß mehrere
Maßnahmen vorgeschlagen, die einzeln oder in Kombination
angewendet werden können und dazu beitragen, daß bei
einwandfreier Arbeitsweise der Pumpen größere
Abmessungstoleranzen zugelassen werden können, was
wiederum den Einsatz von rationellen und für die
Massenfertigung geeigneten Herstellungsverfahren
ermöglicht.
Insbesondere wird die gestellte Aufgabe bei einer
Rotationsschieberpumpe der einleitend bezeichneten Art
erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1
gekennzeichnete Maßnahme erreicht. Während bei den
bekannten Pumpen der Rotor die exakt kreiszylindrische
Mantelfläche des Gehäuseinnenraumes an der Stelle größter
Annäherung linienförmig berührt oder nahezu berührt,
greift nach dem neuen Vorschlag der Rotor in den koaxialen
bogenförmigen Bereich ein und bildet hier eine
bogenförmige Dichtfuge. Bekanntlich entfaltet eine Fuge
infolge ihres erhöhten Strömungswiderstandes auch dann
eine beträchtliche Dichtwirkung, auch wenn sie eine
nennenswerte Dicke hat, wobei die Bogenlänge nach
Zweckmäßigkeitsgesichtspunkten gewählt werden kann. Je
größer die Exzentrizität, desto länger ist der Bogen.
Diese stationäre Dichtstelle am Umfang ist von
entscheidender Bedeutung für das erreichbare Fördervolumen
und den erreichbaren Druck.
Es wird vorgeschlagen, daß die übrige Mantelfläche des
Gehäuseinnenraumes außer einem für den ruhigen Lauf
wichtigen Übergangsbereich kreiszylindrisch ist. Ferner
wird vorgeschlagen, daß die übrige Mantelfläche aus
mehreren, aneinander und an den bogenförmigen Bereich
tangentengleich anschließenden kreiszylindrischen
Bogenbereichen unterschiedlicher Durchmesser
zusammengesetzt und insgesamt annähernd kreiszylindrisch
ist.
Zur Verbesserung des Dichtverhaltens der Schieber
gegenüber der zylindrischen Mantelfläche des
Gehäuseinnenraumes wird ausgehend von einer
Rotationsschieberpumpe der einleitend bezeichneten Art
erfindungsgemäß die im Anspruch 4 gekennzeichnete Maßnahme
vorgeschlagen. Gegenüber der bekannten Anordnung der
Schieber, bei der die Schiebermittelebene mit einer
Axialebene des Rotors zusammenfällt, sind die Schieber um
eine zur Rotorachse parallele Achse gedreht. Damit wird
erreicht, daß einfache quadrische Schieber in der für den
Druckaufbau maßgebenden Winkelstellung des Rotors vor dem
Auslaßkanal eine zur Mantelfläche des Gehäuseinnenraumes
tangentiale Dichtfläche aufweisen. Das bedeutet, daß eine
der Dicke des Schiebers entsprechende, in Umfangsrichtung
maximale Dichtfuge entsteht. Vorzugsweise hat die
Schiebermittelebene einen etwa der Exzentrizität des
Rotors entsprechenden Abstand von der Rotorachse, was etwa
bedeutet, daß die Schiebermittelebene in der erwähnten
Stellung zu Beginn der Ausstoßbewegung des betreffenden
Schiebers die Formachse des Gehäuseinnenraumes aufnimmt.
Schließlich wird vorgeschlagen, eine
Rotationsschieberpumpe der einleitend bezeichneten Art
erfindungsgemäß mit Schiebern nach dem Patentanspruch 6
auszustatten. Hierbei geht es um die bessere seitliche
Abdichtung der Schieber, d. h. gegenüber den Stirnflächen
des Gehäuseinnenraumes. Die Schieber sind geteilt und
durch die Schräglage der gleitfähigen gegenseitigen
Berührungsflächen wird eine zu den Stirnflächen senkrechte
Fliehkraftkomponente erzeugt, welche die Schieberteile
auseinanderdrückt und an den Stirnflächen zur Anlage
bringt. Die Größe dieser Querkomponente der Fliehkraft im
Verhältnis zur radialen Komponente hängt von dem gewählten
Winkel der Gleitflächen ab. Dadurch kann die
Breitentoleranz der Schieber erheblich vergrößert werden.
Um die dabei noch verbleibenden Öffnungen, durch welche
das zu komprimierende Medium in Umfangsrichtung
durchtreten kann, weiter zu verringern, wird
vorgeschlagen, daß die Schieber aus zwei gleichen,
entgegengesetzt angeordneten Teilen bestehen, die durch
einen Spreizkeil auseinandergetrieben werden. Eine andere
diesbezügliche Verbesserung könnte darin bestehen, daß die
Teile eines Schiebers sich partiell überlappen und eine in
Drehrichtung mehrschichtige Anordnung bilden.
Mit diesen einzeln oder gemeinsam angewendeten Maßnahmen
lassen sich Rotationsschieberpumpen aus Kunststoff
herstellen, deren Einzelteile im Spritzgußverfahren ohne
weitere Bearbeitung gefertigt wurden. Dabei kann das
Gehäuse zweiteilig, nämlich aus einem topfförmigen
Gehäuseteil und einem Deckel, ausgebildet sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Im einzelnen
zeigt
Fig. 1 die Draufsicht einer ersten Kolbenschieberpumpe
mit bogenförmigem Dichtbereich zwischen Rotor und
Gehäuse,
Fig. 2 die Draufsicht einer Kolbenschieberpumpe mit
schräg gelegten Schiebern,
Fig. 3 den Längsschnitt einer weiteren
Kolbenschieberpumpe mit geteilten Schiebern,
Fig. 4 den Längsschnitt einer weiteren
Kolbenschieberpumpe mit dreiteiligen Schiebern,
Fig. 5 den Längsschnitt einer weiteren
Kolbenschieberpumpe mit dreiteiligen, in
Umfangsrichtung aufeinander geschichteten
Schiebern und
Fig. 6 eine räumliche Darstellung der drei Einzelteile
eines Schiebers nach Fig. 5.
Die Pumpe nach Fig. 1 besteht aus einem Gehäuse 1, das
beispielsweise in Fig. 3 im Längsschnitt dargestellt ist,
und aus einem kreiszylindrischen Rotor 2. Eine Deckscheibe
3 (Fig. 3), welche das Gehäuse normalerweise abschließt,
ist gemäß Fig. 1 abgenommen. Das topfförmige Gehäuse 1,
das eine Bodenpartie 4 und eine Mantelpartie 5 aufweist,
ist einstückig und als Spritzgußteil aus einem
wärmebeständigen gleitfähigen Kunststoff gefertigt.
Der Gehäuseinnenraum ist an den Stirnflächen eben. Die
Mantelfläche ist in Umfangsrichtung aus zwei
Bogenbereichen unterschiedlichen Durchmessers
zusammengesetzt. Der größere Bogen von der Stelle 6 rechts
herum bis zur Stelle 7 ist kreiszylindrisch und hat eine
Formachse 8, während der kürzere Bogen zwischen den
Stellen 6 und 7 ebenfalls kreiszylindrisch ist, jedoch mit
einem kleineren Krümmungsradius und der Formachse 9. Der
Rotor 2, dessen Achszapfen nicht bezeichnet sind, ist
ebenfalls um die Achse 9 drehbar gelagert. Somit ergibt
sich zwischen dem Rotor 1 und dem dazu koaxialen
Mantelbogen des Gehäuses ein Dichtspalt 10, der zwar
möglichst schmal sein sollte, jedoch andererseits die
Spaltbreite haben darf, die sich bei den in der
Kunststoffertigung unumgänglichen Maßtoleranzen ergibt.
Der Rotor hat im Beispiel vier quadrisch-scheibenförmige
Schieber 11, die in entsprechenden radialen Ausnehmungen
12 gleitfähig geführt sind.
Bei einer Drehrichtung des Rotors 2 entsprechend dem
eingezeichneten Pfeil sind ferner eine Einlaßöffnung 13
und eine Auslaßöffnung 14 wie gezeichnet in der
Gehäusemantelpartie 5 angebracht, wobei sich die Dichtfuge
10 bzw. der entsprechende Mantelbogen mit kleinerem
Krümmungsradius in Drehrichtung an die Auslaßöffnung 14
anschließt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind im Gegensatz
zu Fig. 1 die im übrigen gleichgestalteten Schieber 15 und
ihre führenden Ausnehmungen 16 derart geneigt angeordnet,
daß ihre gemeinsamen Längsmittelebenen 17 zwar
achsparallel, aber in einem Abstand a zur Drehachse 9 des
Rotors verlaufen und zwar so, daß die achsfernen
Dichtränder voreilen. Der Abstand a ist in diesem Beispiel
etwa gleich groß wie die Exzentrizität A des Rotors, wobei
hier im Gegensatz zu Fig. 1 die Mantelfläche des
Gehäuseinnenraumes einfach kreiszylindrisch ist.
Die Fig. 3 zeigt den Längsschnitt des Gehäuses nach Fig. 2
und einen Rotor 2 mit radialen Schiebern nach Fig. 1. Die
Besonderheit bei diesem Ausführungsbeispiel liegt in der
Ausbildung der Schieber, die hier aus je zwei getrennten
Hälften 18 und 19 bestehen. Die Trennfläche oder
Gleitfläche 20, mit der die Schieberhälften aneinander
anliegen, verläuft senkrecht zur Schieberebene und in
einem Winkel zur Richtung der Achsen 8 und 9. Unter der
Wirkung der Fliehkraft drückt die innere Schieberhälfte 18
auf die äußere, die an der Mantelfläche des Innenraumes
anliegt, so daß eine Querkraftkomponente in Achsrichtung
entsteht, welche die beiden Schieberhälften an den
Stirnflächen des Innenraumes satt zur Anlage bringt.
Dadurch werden die Schieberseitenkanten einwandfrei
abgedichtet, auch wenn die Schieberbreite im Rahmen der
vergrößerten Fertigungstoleranzen geringer als die axiale
Breite des Gehäuseinnenraumes ist. Im Beispiel ergibt sich
lediglich ein in radialer Richtung kurzer Durchlaß 21
zwischen der Schieberhälfte 19 und dem Boden 4 des
Gehäuses, auf den sich die Fertigungstoleranz auswirkt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Schieber
dreiteilig. Zwei einander spiegelbildlich
gegenüberstehende keilförmige Verschlußteile 22 und 23
liegen einerseits an der Mantelfläche des
Gehäuseinnenraumes an und werden von einem Spreizkeil 24
gegen die Gehäusestirnflächen gedrückt. Hierbei liegt ein
vernachlässigbar kleiner toleranzabhängiger Durchlaß 25 in
der Mitte.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6
schließlich sind die Schieber ebenfalls dreiteilig, jedoch
mit der Besonderheit, daß die hier verwendeten
Verschlußteile 26 und 27 breiter und in Umfangsrichtung
aufeinander gelegt sind, so daß ihre Gesamtdicke in
Umfangsrichtung dem entsprechenden Maß der führenden
Aussparung 12 entspricht. Der dritte Teil des Schiebers
ist auch hier ein Spreizkeil 28, der mit beiden
Verschlußkeilen 26 und 27 zusammenwirkt. Durch die
Überlappung der Verschlußteile ergibt sich hier eine
besonders gute Dichtwirkung.
Auch die Schieber bzw. ihre Einzelteile bestehen
vorzugsweise aus geeigneten Kunststoffen. Bei Drehzahlen
von 3 000 bis 7 000 U/Min. können mit trockenlaufenden
kleinen Pumpen von wenigen Zentimetern Durchmesser
Luftvolumina von größenordnungsmäßig 400 l/Min. befördert
oder Drücke bis knapp ein Atü erzeugt werden.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
2 Rotor
3 Deckscheibe
4 Bodenpartie
5 Mantelpartie
6 Umfangsstelle
7 Umfangsstelle
8 Formachse
9 Formachse
10 Dichtspalt
11 Schieber
12 Ausnehmung
13 Einlaßöffnung
14 Auslaßöffnung
15 Schieber
16 Ausnehmung
17 Längsmittelebene
18 Schieberhälfte
19 Schieberhälfte
20 Gleitfläche
21 Durchlaß
22 Verschlußteil
23 Verschlußteil
24 Spreizkeil
25 Durchlaß
26 Verschlußteil
27 Verschlußteil
28 Spreizkeil
a Abstand
A Exzentrizität
2 Rotor
3 Deckscheibe
4 Bodenpartie
5 Mantelpartie
6 Umfangsstelle
7 Umfangsstelle
8 Formachse
9 Formachse
10 Dichtspalt
11 Schieber
12 Ausnehmung
13 Einlaßöffnung
14 Auslaßöffnung
15 Schieber
16 Ausnehmung
17 Längsmittelebene
18 Schieberhälfte
19 Schieberhälfte
20 Gleitfläche
21 Durchlaß
22 Verschlußteil
23 Verschlußteil
24 Spreizkeil
25 Durchlaß
26 Verschlußteil
27 Verschlußteil
28 Spreizkeil
a Abstand
A Exzentrizität
Claims (8)
1. Rotationsschieberpumpe mit einem Gehäuse, das
einen zylindrischen Innenraum mit ebenen Stirnflächen
umschließt, einem in dem Gehäuse exzentrisch gelagerten
kreiszylindrischen Rotor und mit achsparallelen Schiebern,
die in dem Rotor geführt sind und sich an die Mantelfläche
des Gehäuseinnenraumes anlegen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mantelfläche einen kreiszylindrischen, zur
Rotorachse (9) koaxialen bogenförmigen Bereich (6 bis 7)
aufweist, der mit der Rotormantelfläche einen Dichtspalt
(10) bildet.
2. Rotationsschieberpumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die übrige Mantelfläche außer einem
Übergangsbereich kreiszylindrisch ist.
3. Rotationsschieberpumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die übrige Mantelfläche aus mehreren,
aneinander und an den bogenförmigen Bereich (6 bis 7)
tangentengleich anschließenden kreiszylindrischen
Bogenbereichen unterschiedlichen Durchmessers
zusammengesetzt und annähernd kreiszylindrisch ist.
4. Rotationsschieberpumpe mit einem Gehäuse, das
einen zylindrischen Innenraum mit ebenen Stirnflächen
umschließt, einem in dem Gehäuse exzentrisch gelagerten
kreiszylindrischen Rotor und mit achsparallelen Schiebern,
die in dem Rotor geführt sind und sich an die Mantelfläche
des Gehäuseinnenraumes anlegen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieber (15) derart geneigt in den Rotor
eingebaut sind, daß ihre achsfernen Ränder in Drehrichtung
voreilen.
5. Rotationsschieberpumpe nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schiebermittelebenen (17) einen
Abstand von der Rotorachse (9) haben.
6. Rotationsschieberpumpe mit einem Gehäuse, das
einen zylindrischen Innenraum mit ebenen Stirnflächen
umschließt, einem in dem Gehäuse exzentrisch gelagerten
kreiszylindrischen Rotor und mit achsparallelen Schiebern,
die in dem Rotor geführt sind und sich an die Mantelfläche
des Gehäuseinnenraumes anlegen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schieber aus wenigstens zwei keilförmigen, mit
Gleitflächen (20) aneinanderliegenden Teilen (18, 19)
bestehen, die sich unter der Wirkung einer mittels der
Gleitflächen (20) erzeugten achsparallelen Komponente der
Fliehkraft an den Stirnflächen des Gehäuseinnenraumes
anlegen.
7. Rotationsschieberpumpe nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Schieber aus zwei gleichen,
entgegengesetzt angeordneten Teilen (22, 23; 26, 27)
besteht, die durch einen Spreizkeil (24; 28) auseinander
getrieben werden.
8. Rotationsschieberpumpe nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß Teile (26, 27) eines Schiebers sich
partiell überlappen und eine in Drehrichtung
mehrschichtige Anordnung bilden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893916869 DE3916869A1 (de) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | Rotationsschieberpumpe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893916869 DE3916869A1 (de) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | Rotationsschieberpumpe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3916869A1 true DE3916869A1 (de) | 1990-11-29 |
Family
ID=6381281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893916869 Withdrawn DE3916869A1 (de) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | Rotationsschieberpumpe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3916869A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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ITTO20080918A1 (it) * | 2008-12-09 | 2010-06-10 | Tek Global Srl | Compressore compatto perfezionato ad alimentazione dc ad alte prestazioni e kit per la riparazione e il gonfiaggio di articoli gonfiabili provvisto di tale compressore |
RU2592949C1 (ru) * | 2015-02-11 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Ротационная машина объемного действия |
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FR1591678A (de) * | 1968-11-07 | 1970-05-04 |
-
1989
- 1989-05-24 DE DE19893916869 patent/DE3916869A1/de not_active Withdrawn
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