DE4313457C1 - Drehkolbenpumpe,insbesondere für die Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe, insbesondere für die Förderung von Feststoffe enthalten­ den Flüssigkeiten, nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Drehkolbenpumpen sind in der Praxis weit verbreitet. Sie werden auch als Rotorpumpen bezeichnet. Drehkolbenpum­ pen, die für die Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten eingesetzt werden, unterliegen einem star­ ken Verschleiß, insbesondere durch die mitgeführten Fest­ stoffe. Deswegen weisen bekannte Drehkolbenpumpen zumin­ dest im Bereich der Außenenden der Verdrängerflügel an den Drehkolben eine Auflage aus elastomerem Werkstoff auf. Diese Auflage ist an dem Verdrängerflügel beispiels­ weise durch Schraubbefestiger befestigt und kann bei stärkerem Verschleiß ausgetauscht werden.

Aus der DE-PS 37 07 722 ist eine Rotorpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der das Außenende des Rotors jeweils wenigstens eine elastische, verschleißarme, auswechselbare Kunststoff- oder Gummi­ leiste aufweist, die unter Zwischenlage eines in deren Längsrichtung laufenden metallischen Zwischenprofils ver­ schraubt ist, wobei die Zwischenprofile jeweils Gewinde­ bohrungen für die zugehörige elastische Leiste haltende, von deren Außenfläche her einführbare Schrauben aufwei­ sen, und wobei die Zwischenprofile ihrerseits jeweils mit dem zugehörigen Verdrängerflügel verschraubt sind, wobei jeweils die Verschraubung der elastischen Leiste mit dem Zwischenprofil relativ zu der Verschraubung des Zwischenprofils mit dem Verdrängerflügel schwächer dimen­ sioniert ist.

Wenn sich auch diese bekannte Rotorpumpe im praktischen Betrieb durchaus bewährt hat, ist jedoch von Nachteil, daß der Drehkolben oder Rotor für einen Austausch der Verschleißteile aus dem Gehäuse herausgezogen werden muß. Weiter ist von Nachteil, daß die relativ teueren Verschleißteile nicht weiter verwendbar sind.

Aus der DE 92 16 170 U1 ist auch eine Drehkolbenpumpe be­ kannt, bei der ein elastomeres Verschleißteil an den Außenenden der Verdrängerflügel mit Hilfe eines T-förmi­ gen Ansatzes in eine entsprechend geformte Nut auf dem äußersten Ende des Verdrängerflügels einschiebbar ist, so daß bei verschleißbedingtem Austausch der Drehkolben nicht aus dem Gehäuse ausgebaut werden muß.

Es verbleibt jedoch der Nachteil, daß relativ aufwendige Verschleißteile ausgetauscht werden müssen.

Die DE-PS 1 47 457 und die US 14 07 496 beschreiben je­ weils Drehkolbenpumpen, deren Kolben mit in Radialrich­ tung verschiebbaren Dichtungsleisten versehen sind. Die­ se Dichtungsleisten sind durch Federkraft nach außen hin vorbelastet, wodurch eine stets dichtende Anlage der Dichtleisten an der gegenüberliegenden Gehäusewandung des Pumpengehäuses sowie an dem zugehörigen zweiten Dreh­ kolben erreicht werden soll.

Als nachteilig wird bei diesen bekannten Drehkolbenpum­ pen angesehen, daß die Dichtungsleisten nicht gezielt einstellbar sind. Lediglich die Kraft, mit der die Dicht­ leisten in Radialrichtung nach außen gedrückt werden, ist durch die Wahl der darunter angeordneten Federn be­ einflußbar; die Lage der Dichtleisten, insbesondere die Position ihrer in Radialrichtung äußeren Kante ist dage­ gen nicht gezielt einstellbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehkolbenpumpe insbesondere für die Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten zu schaffen, bei der die Standzeit der Verdrängerflügel gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erhöht ist, ohne daß Ver­ schleißteile ausgetauscht werden müssen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer gattungsgemäßen Drehkolbenpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Dadurch, daß innerhalb jedes Verdrängerflügels eine Nach­ stellvorrichtung angeordnet ist, mit der die Auflage aus elastomerem Werkstoff in radialer Richtung zum Außenende des Verdrängerflügels einstellbar verschiebbar ist, ist ein Ausgleich des durch die Abnutzung aufgetretenen ver­ ringerten Durchmessers der Drehkolben ohne Austausch von Verschleißteilen möglich.

Um möglichst viel elastomeren Werkstoff an den ver­ schleißgefährdeten Stellen des Verdrängerflügels zur Ver­ fügung zu haben, ist vorteilhaft vorgesehen, daß die Auflage aus elastomerem Werkstoff die Hantelfläche jedes Drehkolbens und den radial äußeren Bereich der Stirnsei­ ten des Drehkolbens bedeckt, und daß die Dicke der Auf­ lage auf der Mantelfläche radial in Richtung zu den Außenenden der Verdrängerflügel stetig zunimmt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein langgestreckter Nachstellkörper radial in Rich­ tung zum Außenende verschiebbar in einer axial durch­ laufenden ersten Nut in dem radial äußeren Bereich des Verdrängerflügels von unten an der Auflage anliegend ge­ lagert ist, wobei sich der Nachstellkörper mit seinen Stirnseiten bis an die Innenseiten der Auflage der Stirn­ seiten des Drehkolbens erstreckt.

Dadurch wird ein gleichmäßiges Nachstellen auf der gesam­ ten axialen Länge des äußeren Bereiches jedes Verdränger­ flügels ermöglicht.

Dabei ist vorgesehen, daß der Nachstellkörper an seiner von unten an der Auflage anliegenden Seite flach oder dachförmig ist oder vorgewölbt ist.

Die Nachstellvorrichtung umfaßt zweckmäßig ein paar Schiebekeile mit gleichen Schrägungswinkeln, die in einer axialen zweiten Nut angeordnet sind, die unterhalb der ersten Nut in dem Verdrängerflügel eingeformt ist, wobei die schrägen Flächen der Schiebekeile aufeinander­ liegen, wobei der in radialer Richtung äußere Schiebe­ keil am Nachstellkörper anliegt; und eine von einer Stirnseite des Verdrängerflügels zugängliche Einstell­ schraube, die in eine Gewindebohrung eingeschraubt ist, die sich in axialer Richtung von der zweiten Nut bis zu der Stirnseite des Verdrängerflügels erstreckt, wobei der in radialer Richtung innere Schiebekeil durch eine Bewegung der Einstellschraube auf seine breite Stirnsei­ te axial verschiebbar ist.

Dadurch ist eine stufenlose und arretierbare Einstellung der Position des Nachstellkörpers möglich, die wiederum durch die Krafteinwirkung auf die Auflage aus elastome­ rem Werkstoff eine Einstellung des Außendurchmessers des Verdrängerflügels herbeiführt.

Alternativ ist vorgesehen, daß die Nachstellvorrichtung eine Exzenterwelle umfaßt, die in einer axialen zweiten Nut angeordnet ist, die unterhalb der ersten Nut in dem Verdrängerflügel eingeformt ist, und die um eine axiale Achse drehbar an den Stirnseiten des Verdrängerflügels gelagert ist, wobei die eine Stirnseite der Exzenterwel­ le von der Stirnseite des Verdrängerflügels zugänglich ist und einen Schlüsselansatz zur Einstellung der Posi­ tion des Exzenters aufweist; und ein Arretiermittel zur Arretierung der Position des Exzenters, wobei vorzugswei­ se das Arretiermittel einen Ansatz mit Außengewinde auf der Stirnseite der Exzenterwelle und eine auf das Außen­ gewinde aufschraubbare Gewindemutter aufweist, und der Schlüsselansatz eine Einsenkung mit Sechskantprofil ist.

Dadurch kann die Position des Exzenters mit Hilfe eines Sechskantschlüssels leicht und stufenlos eingestellt wer­ den, wobei wiederum durch Einwirkung auf den Nachstell­ körper der Durchmesser des Verdrängerflügels einstellbar ist.

Eine noch weitere Alternative besteht darin, daß die Nachstellvorrichtung eine axiale zweite Nut umfaßt, die unterhalb der ersten Nut in dem Verdrängerflügel einge­ formt ist, und eine Durchgangsbohrung, die axial von einer Stirnseite der zweiten Nut zu einer Stirnseite des Verdrängerflügels ausgeführt ist und nahe ihres äußeren Endes ein Innengewinde nahe des inneren Endes einen Dich­ tungsring in einer Nut aufweist, eine Flüssigkeit, vor­ zugsweise ein Hydrauliköl, welche die zweite Nut voll­ ständig ausfüllt, und einen Gewindestift, der mit seinem ein Außengewinde tragenden Bereich in das Innengewinde eingeschraubt ist und mit seinem glatten Bereich dich­ tend an dem Dichtungsring anliegt, wobei durch Eindrehen des Gewindestiftes eine radial wirkende Kraft auf den Nachstellkörper aufbringbar ist.

Durch die Auflage aus elastomerem Werkstoff, die zweck­ mäßig auf dem metallenen Trägerkörper aufvulkanisiert ist, wird ein dichter Abschluß der Flüssigkeit erreicht, so daß diese durch Eindrehen des Gewindestiftes nur da­ durch ausweichen kann, daß der Nachstellkörper in radi­ aler Richtung verschoben wird.

Zweckmäßig ist der elastomere Werkstoff Gummi oder ein elastischer Kunststoff, der zweckmäßig von Haus aus ver­ schleißarm ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird nunmehr anhand einer Zeichnung näher erläutert. Sie zeigt in

Fig. 1 eine schematische Ansicht auf die Stirnseite einer Drehkolbenpumpe, in

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht auf die Stirnseite eines Verdrängerflügels, in

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 2 und in

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Verdrängerflügel gemäß Fig. 2.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 ist rein schematisch ein Pum­ pengehäuse 10 angedeutet, das einen ovalen Querschnitt aufweist mit einem Flüssigkeitseingang und einem Flüssig­ keitsausgang, die jeweils durch Pfeile gekennzeichnet sind.

In dem Gehäuse 10 werden zwei dreiflügelige Drehkolben 11 gegensinnig gedreht, wozu ein Antriebsmotor und ein Getriebe vorhanden sind, was nicht dargestellt ist.

Die Drehkolben 11 weisen jeweils drei Verdrängerflügel 12 auf, die jeweils um 120° versetzt sind und jeweils ein Außenende 13 aufweisen.

Da die Drehkolbenpumpe als solches gut bekannt ist, wird auf ihren Aufbau an dieser Stelle nicht näher eingegan­ gen.

Fig. 2 zeigt vergrößert eine Ansicht der Stirnseite des Verdrängerflügels 12 mit dem Außenende 13, wobei die ge­ samte Mantelfläche des Verdrängerflügels 12 von einer Auflage 14 bedeckt ist, deren Dicke D in radialer Rich­ tung von innen nach außen kontinuierlich zunimmt und im Bereich des Außenendes 13 ihre größte Dicke hat.

Gestrichelt ist eine erste Nut 17 im Querschnitt erkenn­ bar, die in dem Trägerkörper des Verdrängerflügels 12 durchlaufend angebracht ist und in die ein Nachstellkör­ per 16 gleitend eingelegt ist.

Unterhalb der ersten Nut 17 ist eine zweite Nut 19 einge­ formt, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine ge­ ringere Breite aufweist als die erste Nut 17. Die zweite Nut 19 ist nicht durchlaufend, sondern endet beabstandet von den Stirnseiten des Verdrängerflügels 12.

Fig. 3 zeigt den Verdrängerflügel 12, wobei gut erkenn­ bar ist, daß die Auflage 14 an den Stirnseiten des Ver­ drängerflügels 12 in den Bereichen 15 und 15′ ausgehend von dem Außenende sich teilweise über den Bereich der Stirnseiten erstreckt.

Die Längsausdehnung des Nachstellkörpers 16 ist derart, daß er mit seiner an der Auflage 14 anliegenden Seite 16′ und mit seinen Stirnseiten an der Auflage anliegt und somit gegen Verrutschen in axialer Richtung weitge­ hend gesichert ist, wobei in dem gezeigten Ausführungs­ beispiel zwei Schrauben eine endgültige Fixierung des Nachstellkörpers 16 an einem Schiebekeil 18 bewirken, der unterhalb des Nachstellkörpers 16 so angeordnet ist, daß seine schräge Seite nach unten weist und mit einer entsprechend abgeschrägten Seite eines zweiten Schiebe­ keils 18′ zusammenwirkt, der verschiebbar in die zweite Nut 19 eingelegt ist.

An die breite Seite des Schiebekeils 18′ anschließend und durchgehend zur Stirnseite des Verdrängerflügels 12 erstreckt sich eine Gewindebohrung 21, die von der Stirn­ seite des Verdrängerflügels 12 zugänglich ist, weil sie nicht von der Auflage 14 bedeckt ist.

In die Gewindebohrung 21 ist eine Schraube 20 einge­ dreht, die mit ihrem freien Ende auf die breite Seite des Schiebekeiles 18′ einwirkt, wenn sie gedreht wird.

Dadurch ist durch Drehen der Gewindeschraube 21 ein Glei­ ten des Keils 18′ auf dem Keil 18 bewirkbar, wobei sich der Keil 18 in der Fig. 3 nach oben bewegt und den Durchmesser des Drehkolbens vergrößert.

Fig. 4 zeigt schließlich in einer Draufsicht die Kontur der zweiten Nut 19, die beispielsweise eingefräst ist und die durchlaufende Nut 17.

Claims (9)

1. Drehkolbenpumpe, insbesondere für die Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten, mit einem Paar von in einem im Querschnitt ovalen Pumpengehäuse (10) sich gegensinnig drehenden, von einem Antriebsmotor über ein Getriebe angetriebenen Drehkolben (11), die jeweils in die Zwischenräume des anderen Drehkolbens eingreifende Verdrängerflügel (12) aufweisen, die zu­ mindest im Bereich ihrer Außenenden (13) eine Auflage (14) aus elastomerem Werkstoff aufweisen, wobei die Auflagen jeweils bei der Drehung der Drehkolben (11) dichtend an der Innenseite der Wandung des Pumpenge­ häuses (10) bzw. am jeweils anderen Drehkolben umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jedes Verdrängerflügels (12) eine Nach­ stellvorrichtung angeordnet ist, mit der die Auflage (14) aus elastomerem Werkstoff radial in Richtung zum Außenende (13) des Verdrängerflügels (12) einstellbar verschiebbar ist.

2. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auflage (14) aus elastomerem Werkstoff die Hantelfläche jedes Drehkolbens (11) und den radi­ al äußeren Bereich (15, 15′) der Stirnseiten des Dreh­ kolbens bedeckt und daß die Dicke D der Auflage (14) auf der Mantelfläche radial in Richtung zu den Außen­ enden (13) der Verdrängerflügel (12) stetig zunimmt.

3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein langgestreckter Nachstellkörper (16) ra­ dial in Richtung zum Außenende (13) verschiebbar in einer axial durchlaufenden ersten Nut (17) in dem ra­ dial äußeren Bereich des Verdrängerflügels (12) von unten an der Auflage (14) anliegend gelagert ist, wo­ bei sich der Nachstellkörper (16) mit seinen Stirnsei­ ten bis an die Innenseiten der Auflage (14) der Stirn­ seiten des Drehkolbens erstreckt.

4. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Nachstellkörper (16) an seiner von unten an der Auflage (14) anliegenden Seite (16′) flach ist oder dachförmig ist oder vorgewölbt ist.

5. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung ein Paar Schiebeteile (18, 18′) mit gleichen Schrägungswinkeln umfaßt, die in einer axialen zweiten Nut (19) angeord­ net sind, die unterhalb der ersten Nut (17) in dem Verdrängerflügel (12) eingeformt ist, wobei die schrä­ gen Flächen der Schiebekeile (18, 18′) aufeinanderlie­ gen, wobei der in radialer Richtung äußere Schiebe­ keil (18) am Nachstellkörper (16) anliegt; und eine von einer Stirnseite des Verdrängerflügels (12) zu­ gängliche Einstellschraube (20), die in eine Gewinde­ bohrung (21) eingeschraubt ist, die sich in axialer Richtung von der zweiten Nut (19) bis zu der Stirnsei­ te des Verdrängerflügels (11) erstreckt, wobei der in radialer Richtung innere Schiebekeil (18) durch eine Bewegung der Einstellschraube (20) auf seine breite Stirnseite axial verschiebbar ist.

6. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung eine Exzen­ terwelle umfaßt, die in einer axialen zweiten Nut an­ geordnet ist, die unterhalb der ersten Nut (17) in dem Verdrängerflügel (12) eingeformt ist und die um eine axiale Achse drehbar an den Stirnseiten des Ver­ drängerflügels (12) gelagert ist, wobei die eine Stirnseite der Exzenterwelle von der Stirnseite des Verdrängerflügels (12) zugänglich ist und einen Schlüsselansatz zur Einstellung der Position des Ex­ zenters aufweist; und ein Arretiermittel zur Arretie­ rung der Position des Exzenters.

7. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Arretiermittel einen Ansatz mit Außenge­ winde auf der Stirnseite der Exzenterwelle und eine auf das Außengewinde aufschraubbare Gewindemutter auf­ weist und daß der Schlüsselansatz eine Einsenkung mit Sechskantprofil ist.

8. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nachstellvorrichtung eine axia­ le zweite Nut umfaßt, die unterhalb der ersten Nut (17) in dem Verdrängerflügel (12) eingeformt ist, und eine Durchgangsbohrung, die axial von einer Stirnsei­ te der zweiten Nut zu einer Stirnseite des Verdränger­ flügels (12) ausgeführt ist und nahe ihres äußeren En­ des ein Innengewinde und nahe des inneren Endes einen Dichtungsring in einer Nut aufweist, eine Flüssig­ keit, welche die zweite Nut vollständig ausfüllt, und einen Gewindestift, der mit seinem ein Außengewinde tragenden Bereich in das Innengewinde eingeschraubt ist und mit seinem glatten Bereich dichtend an dem Dichtungsring anliegt, wobei durch Eindringen des Gewindestiftes eine radial wir­ kende Kraft auf den Nachstellkörper (16) aufbringbar ist.

9. Drehkolbenpumpe nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Werk­ stoff Gummi oder ein elastischer Kunststoff ist.