EP0579888B1

EP0579888B1 - Rotierende Spiralpumpe

Info

Publication number: EP0579888B1
Application number: EP92810551A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Güttinger
Original assignee: Aginfor AG fuer industrielle Forschung; Aginfor AG
Current assignee: Aginfor AG
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2012-07-20
Also published as: DE59206958D1; JPH06101667A; EP0579888A1; US5346374A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine rotierende Spiralpumpe, im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse, in dem zwei Verdrängerscheiben drehbar angeordnet sind, wobei die beiden Verdrängerscheiben jeweils an einer Seite mit spiralförmig verlaufenden Rippen versehen sind, welche zwecks Bildung von Förderräumen ineinandergreifen und mit ihren freien Stirnseiten gegen die gegenüberliegende Verdrängerscheibe dichten,

wobei die spiralförmig verlaufenden Rippen mehrstufig ausgebildet sind, und wobei die mehreren Stufen unter Bildung eines Zwischenraumes räumlich voneinander getrennt sind,
und wobei die radial äussere Stufe mindestens einen Förderraum mehr aufweist als die radial innere Stufe.

Stand der Technik

Eine Spiralpumpe mit rotierenden Verdrängerscheiben ist aus der DE-C-2603462, Fig.5 bekannt. Sie zeichnet sich durch eine nahezu pulsationsfreie Förderung des beispielsweise aus Luft oder einem Luft-Kraftstoff-Gemisch bestehenden gasförmigen Arbeitsmittels aus und kann daher mit Vorteil für Aufladezwecke von Brennkraftmaschinen verwendet werden. Während des Betriebes eines solchen Verdichters werden entlang des Förderrraumes zwischen den spiralförmig ausgebildeten Rippen mehrere, etwa sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen. Diese bewegen sich von einem Einlass hindurch zu einem Auslass, wobei sich ihr Volumen ständig verringert und der Druck des Arbeitsmittels dementsprechend erhöht wird. Bei diesen Spiralladern ist die Fördermenge bei gegebenem Liefergrad sowie der maximale Ladedruck durch die Antriebsübersetzung festgelegt, zumal das innere Druckverhältnis durch die gewählte Spiralgeometrie fest vorgegeben ist. Bei dieser bekannten Maschine ist eine Verdrängerscheibe auf einem Achsstummel gelagert. Die zweite Scheibe ist drehfest mit einer Antriebswelle verbunden. Anlässlich der Drehung der ersten Scheibe wird die zweite Scheibe im gleichen Drehsinn und mit der gleichen Drehgeschwindigkeit mitgenommen. Beide Scheiben führen dabei eine Relativbewegung in Form einer Kreisverschiebung aus.
Ein anderer derartiger Lader ist bekannt aus der CH-A-501 838. Es handelt sich dort bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Variante um eine mehrgängige, einstufige Maschine. Eine der beiden rotierenden Scheiben mit einer zentralen Antriebswelle verbunden. Bei Drehung dieser einen Scheibe wird mittels Kraftübertragung über die spiralförmige Rippen die zweite Scheibe im gleichen Drehsinn mitgenommen. Die feststehende Achse, auf welcher die zweite Scheibe gelagert ist, ist hohl ausgebildet zwecks Herausführung des zu fördernden Arbeitsmittels aus der Maschine. Diese mehrgängigen Maschinen weisen den Vorteil auf, dass zum einen jede Verdrängerscheibe für sich vollkommen ausgewuchtet ist und zum andern, dass ein gleichmässigeres, nahezu pulsationsfreies Fördern möglich ist. Ausserdem ist die radiale Verschiebung der beiden Scheiben und damit die Exzentrizität zwischen den beiden Drehachsen kleiner als bei eingängigen Maschinen, was zu kleineren Gleitgeschwindigkeiten zwischen den spiralförmigen Rippen führt. Im Prinzip können deshalb mit dieser Art von Ladern höhere Drehzahlen gefahren werden.
Aus dieser gleichen Druckschrift ist ebenfalls eine mehrstufige Spiralpumpe bekannt. Es handelt sich dort allerdings um eine eingängige Maschine, die zudem nicht rotierend, sondern orbitierend, d.h. mit einseitig feststehenden Spiralrippen funktioniert. Da bei mehrstufigen Maschinen zwischen den hintereinandergeschalteten Arbeitsräumen eine innere Kompression erfolgt, müssen für die Förderung von nichtkompressiblen Medien wie beispielsweise Flüssigkeiten besondere Vorkehrungen getroffen werden. Bei der Förderung von kompressiblen Medien bildet die zunehmende Temperatur in den nachgeschalteten Arbeitsräumen ein Problem.
Eine aus DE-A- 35 25 933 bekannte orbitierende Maschine hat ebenfalls die Mehrstufigkeit zum Gegenstand sowie das Merkmal, dass die äussere Stufe einen Förderraum mehr aufweist als die innere Stufe. Jedoch weist diese Maschine keine eigentlichen für Kühl zwecke geeignete Zwischenräume zwischen den beiden Stufen auf.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spiralpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der hohe Drücke erzielbar sind und bei der temperaturbedingte Toleranzprobleme infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnung beherrschbar sind.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Zwischenraum zwischen dem Austritt der radial äusseren Stufe und dem Eintritt der radial inneren Stufe Mittel zur Abfuhr der Kompressionswärme vorgesehen sind, wobei diese Mittel an mindestens einer der Verdrängerscheiben drehfest angeordnet sind.
Zwar ist aus den Fig. 5 und 6 der GB-A-2,034,409 eine Maschine bekannt, welche mehrstufig ausgebildet ist und Kühlmittel zwischen der radial äusseren und der radial inneren Stufe aufweist. Jedoch handelt es sich bei dieser Maschine um eine sogenannte orbitierende Maschine, welche sich durch eine kreisende Bewegung eines Verdrängerkörpers in einem feststehenden Förderrraum auszeichnet. Während des Betriebes einer solchen Maschine können sich die zwangsläufig auftretenden Temperaturdifferenzen zwischen feststehenden und orbitierenden Spiralenteilen nachteilig auswirken. Aus diesem Grund und um bei hochbelasteten Maschinen die Austrittstemperatur aus der Maschine zu verringern, ist bei GB-A-2,034,409 eine Zwischenkühlung zwischen den zwei Stufen vorgesehen. Dabei wird das geförderte Medium unmittelbar nach der ersten Stufe zwecks Kühlung aus der Maschine herausgeleitet wird. Dort wird es in einem externen Kühler gekühlt und wiederum der Hochdruckstufe in der Maschine zugeführt. Darüberhinaus ist bei der bekannten Maschine sowohl bei der radial äusseren Stufe als auch bei der radial inneren Stufe nur ein einziger Förderraum vorhanden
Mit der räumlichen Trennung der Stufen hat man ein einfaches Mittel in der Hand, um das Druckgefälle je nach Anwendung auf die verschiedenen Stufen aufzuteilen, wobei die auf den Verdrängerscheiben zur Verfügung stehenden Raumverhältnisse optimal ausgenutzt werden können. Über die im Zwischenraum zwischen dem Austritt der radial äusseren Stufe und dem Eintritt der radial inneren Stufe Kühlmittel kann die bis dahin angefallene Kompressionswärme abgeführt werden. Dabei können die Kühlmittel umströmte Rippen sein, die sich auf einer der Verdrängerscheiben im Zwischenraum spiralförmig erstrecken. Oder der Zwischenraum kann in Form eines durchströmten Kastens an den einander abgekehrten Stirnseiten der Verdrängerscheiben angeordnet sein, wobei dieser Kasten an seinen Aussenwandungen mit Kühlrippen versehen ist.
Es ist günstig, wenn die voneinander abgekehrten Seiten der Verdrängerscheiben mit Ventilationsflügeln versehen sind. Mit dieser Massnahme können die Verdrängerscheiben und vorgängig die Lagerpartien der Maschine gekühlt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine erste Spiralpumpe gemäss Linie 1-1 in Fig. 4;
Fig. 2: eine Ansicht einer ersten Verdrängerscheibe;
Fig. 3: eine Ansicht einer zweiten Verdrängerscheibe;
Fig. 4: einen Querschnitt gemäss Linie 4-4 in Fig. 1;
Fig. 5: einen Querschnitt durch eine zweite Spiralpumpe;
Fig. 6 und 7: Ansichten der in Fig. 5 gezeigten Verdrängerscheiben in kleinerem Massstab.
Fig. 8: einen Längsschnitt durch eine dritte Spiralpumpe gemäss Linie 8-8 in Fig. 9;
Fig. 9: einen Querschnitt gemäss Linie 9-9 in Fig. 8;

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Elemente mit denselben Bezugsziffern, jedoch je nach Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen Indices A, B und C bezeichnet. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmittels ist mit Pfeilen angegeben. Bei allen gezeigten Beispielen erfolgt die Förderung des Arbeitsmediums von radial aussen nach radial innen, was jedoch nicht zwingend ist.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Zwecks Erläuterung der grundsätzlichen Funktionsweise der Pumpe, welche nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird auf die bereits genannte CH-A-501 838 verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis der Erfindung notwendige Maschinenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben.
Bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Maschine handelt es sich um eine zweistufige Pumpe, bei welcher die radial aussenliegende Stufe zweigängig, die radial innenliegende Stufe eingängig ausgebildet ist.
In Figur 1 ist mit 1A das aus zwei Hälften zusammengesetzte Gehäuse bezeichnet. Die zwei Hälften sind über nicht dargestellte Befestigungsaugen zur Aufnahme von Verschraubungen miteinander verbunden. In der rechten Gehäusehälfte ist in einer Gehäusenabe 10A ein Achsstummel 2A angeordnet, der in das Gehäuseinnere hineinragt. Die linke Gehäusehälfte ist in ihrer Gehäusenabe 11A von einer Antriebswelle 3A durchdrungen. Die Längsachsen 4A resp. 5A des Achsstummels 2A und der Antriebswelle 3A sind um die Exzentrizität e gegeneinander versetzt. Die Tatsache, dass die Exzentrizität e in Fig. 1 einen kleinen Wert aufweist, ist auf die schräge Schnittlegung in Fig. 4 zurückzuführen.
Lose aufgesetzt auf den Achsstummel 2A ist die drehbare Verdrängerscheibe 6A. Ihre Nabe 8A ist mittels zwei Wälzlagern 13A und 14A auf dem Achsstummel gelagert und axial gesichert. Die linke Verdrängerscheibe 7A ist einstückig mit der Antriebswelle 3A verbunden. Die Welle 3A ist mittels zwei Wälzlagern 15A und 16A in der Gehäusenabe 11A gelagert und axial gesichert.
Die Verdrängerscheiben 6A und 7A, deren Stirnansichten in den Fig. 2 und 3 ersichtlich sind, bestehen im wesentlichen aus je einer ebenen Platte 17A respektiv 18A, die im montierten Zustand parallel zueinander verlaufen (Fig. 1) sowie aus Rippen, die senkrecht auf der jeweiligen Platte gehalten sind. Diese Rippen verlaufen spiralförmig, d.h. sie können entweder klassische Spiralen sein oder aber aus mehreren aneinander anschliessenden Kreisbögen zusammengesetzt sein.
Die Rippen 19A und 20A auf der antreibenden Verdrängerscheibe 7A und die Rippen 21A und 22A auf der angetriebenen Verdrängerscheibe 6A sind zweistufig ausgebildet.
Auf der antreibenden Verdrängerscheibe 7A weisen die Rippen 19A der äusseren Stufe eine Bogenlänge von 450° auf, wobei die radial inneren 90°, d.h. der letzte Bogenabschnitt, einen wesentlichen kleineren Krümmungsradius aufweist. Mit dieser Massnahme wird in der ersten Stufe bereits eine innere Verdichtung durchgeführt. Die Platte 18A ist mit zwei solcher Rippen 19A bestückt, wobei die Rippen um 180° zueinander versetzt sind. Dies führt zur Bezeichnung "zweigängig". Bei solchen zweigängigen Maschinen sind bei der gezeigten Anordnung zwei parallele Räume 23A gebildet, durch die das Medium gefördert wird.
Die kooperierenden Rippen 21A der äusseren Stufe auf der angetriebenen Verdrängerscheibe 7A sind entsprechend konfiguriert, d.h. mit einer gesamten Bogenlänge von 450° und mit einem letzten Bogenabschnitt, der einen wesentlichen kleineren Krümmungsradius aufweist.
Die im montierten Zustand ineinandergeschachtelten Spiralrippen sind in Fig. 4 ersichtlich. Anlässlich des Betriebes während der Drehbewegung öffnen sich die beiden gegenüberliegenden Förderräume 23A im Abstand von 1/2-Umdrehung gegen die Zwischenräume 24A. Am äusseren Durchmesser öffnen die Spiralen ebenfalls im Abstand von 1/2-Umdrehung gegen die Einlässe 25A, aus denen sie Frischluft ansaugen. Infolge der mehrfachen, abwechselnden, gegenseitigen Annäherung der Rippen ergeben sich in den Förderräumen 23A die sichelförmigen Arbeitsräume, die durch die Spiralen hindurch von den Einlässen 25A in Richtung Zwischenräume 24A verschoben werden.
Aus diesen Zwischenräumen 24A gelangt das Arbeitsmittel in die zweite Stufe, die eingängig ausgebildet ist. Auf der antreibenden Verdrängerscheibe 7A weist die spiralförmige Rippe 20A dieser inneren Stufe eine Bogenlänge von 360° auf. Entsprechend ausgebildet ist die Rippe 22A der angetriebenen Verdrängerscheibe 6A, die auch nur eine wirksame Bogenlänge von 360° aufweist, die jedoch gemäss Fig. 2 einen gesamten Umschlingungswinkel von zwei Umdrehungen aufweist, da sie die beidseitig begrenzenden Wandungen für den Förderraum 26A bilden muss. Der Übergang der Rippe 21A zur Rippe 22A ist ohne Materialanhäufung 27 nicht möglich. Zum Massenausgleich kann dieser unermeidlichen Asymmetrie dadurch Rechnung getragen werden, dass die innere Spirale 22A an ihrem Bogenende mit einem entsprechend dimensionierten, verdickten Spiralenaustritt 28 versehen ist.
Das durch den einzigen Förderraum 26A der zweiten Stufe geförderte Medium gelangt in den Auslass 29A und wird anschliessend durch den hohl ausgebildeten Achsstummel 2A aus der Maschine herausgeführt.
Es versteht sich, dass für eine ordentliche Funktionsweise nicht nur die radiale Dichtung zwischen den Rippen - d.h. das Abschliessen der Förderräume in Umfangsrichtung - wichtig ist. Auch die axiale Dichtigkeit der Förderräume ist von Bedeutung. Hierzu müssen die Rippen mit ihren Stirnseiten an den Platten 17A, 18A der jeweils gegenüberliegenden Verdrängerscheibe anliegen. Dies geschieht in der Regel durch nichtdargestellte Dichtstreifen, welche in entsprechenden Nuten in den freien Stirnseiten der Rippen einliegen.
In den Zwischenräumen 24A befinden sich zwischen dem Austritt der radial äusseren Rippen 19A, 21A und dem Eintritt der radial inneren Rippen 20A, 22A Kühlmittel für das in der ersten Stufe anlässlich der Verdichtung aufgeheizte Arbeitsmittel. Es handelt sich dabei jeweils um eine Anzahl umströmter Rippen 30A, die nur auf der angetriebenen Verdrängerscheibe 6A angeordnet sind und sich spiralförmig in den beiden Zwischenräumen 24A erstrecken. Ihre axiale Länge kann dabei der axialen Länge der Spiralrippen entsprechen. Ihre Wandstärke, ihre Querschnittsform, welche von der dargestellten Rechteckform selbstverständlich abweichen kann, und das gewählte Material, sofern die Kühlrippen nicht einstückig mit der Verdrängerscheibe hergestellt werden, wird in Abhängigkeit der abzuführenden Wärme festgelegt. Bei der Anzahl und der Staffelung dieser Kühlrippen wird den Raumverhältnissen in den Zwischenräumen Rechnung getragen, wie dies insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist. Aus der Fig. 4 ist die Umströmung der Kühlrippen erkennbar. Das aus dem oberen Stufenaustritt abströmende Medium durchströmt den rechten Zwischenraum, der mittels 2 Kühlrippen in drei eigentliche Kühlkanäle unterteilt ist. Am Austritt dieser Kühlkanäle vermengt sich dieses vorgekühlte Medium mit dem Teilstrom, der aus dem unteren Stufenaustritt abströmt. Das Gemisch durchströmt dann den linken Zwischenraum, der mittels 3 Kühlrippen in vier Kühlkanäle unterteilt ist. Deren Austritte sind so zurückgestaffelt, dass die Teilströme sich noch im Zwischenraum vereinigen können und dass am Eintrittsquerschnitt der zweiten Stufe eine homogene Strömung vorliegt.
Die Kühlrippen 30A leiten die Wärme an die Verdrängerplatte 17A ab. Zur deren Kühlung ist ihre Rückseite mit mehreren, radial verlaufenden Ventilationsflügeln 31 versehen. Aus Symmetriegründen weist auch die Verdrängerplatte 18A solche Ventilationsflügel auf. Diese Flügel saugen über im unmittelbaren Bereich der Gehäusenaben 10A, 11A angebrachte Öffnungen 32 Frischluft an, führen sie an den zu kühlenden Wandungen der Verdrängerscheiben vorbei und stossen sie über Öffnungen 33 am äusseren Gehäusedurchmesser wieder aus. Die derart geförderte Frischluft umströmt dabei die Gehäusenaben 10A, 11A und führt dabei einen Teil der in den Lagern 13A bis 16A entstandenen Wärme ab.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Maschine handelt es sich um eine zweistufige Pumpe, bei welcher die radial aussenliegende Stufe viergängig, die radial innenliegende Stufe zweigängig ausgebildet ist. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind die auf der Verdrängerscheibe 6B angeordneten Spiralen 21B und 22B in den Fig. 5 und 7 gestrichelt dargestellt. Die vier äusseren Förderräume 23B, welche jeweils um 90° in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, münden in die beiden Zwischenräume 24B, aus denen die zwei inneren Förderräume 26B beaufschlagt werden. Diese zwei Förderräume 26B sind in Umfangsrichtung um jeweils 180° gegeneinander versetzt. Während der Drehbewegung öffnen sich die vier aufeinanderfolgenden Förderräume 23B im Abstand von 1/4-Umdrehung gegen die Zwischenräume 24A. An ihrem äusseren Durchmesser öffnen die Spiralen ebenfalls im Abstand von 1/4-Umdrehung gegen die nichtdargestellten Einlässe, aus denen sie Frischluft ansaugen.
Anhand der Ansichten in den Fig. 6 und 7 ist erkennbar, dass die beiden Verdrängerscheiben 6B und 7B zentralsymmetrisch ausgebildet sind und somit keiner besonderen Auswuchtmassnahmen bedürfen.
In den sich vom Austritt der ersten Stufe bis zum Eintritt der zweiten Stufe stetig verengenden Zwischenräumen 24B ist eine problemlose Kanalisierung und damit Zwischenkühlung der aus der ersten Stufe austretenden Teilströme durchführbar. Hierzu erstrecken sich über die ganze durchströmte Länge der Zwischenräume je drei äquidistante Kühlrippen 30B, die an einer der beiden Verdrängerscheiben, hier beispielsweise der angetriebenen Scheibe 7B angeordnet sind und welche je vier gleich breite Kühlkanäle bilden.
Bei den beiden bisher betrachteten Beispielen befinden sich die räumlich getrennten Stufen und die Zwischenräume mitsamt den Kühlrippen jeweils auf der gleichen Plattenseite der Verdrängerscheiben.
Eine abgewandelte Strömungsführung ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Bei der dortigen Maschine handelt es sich um eine zweistufige Pumpe, bei welcher die radial aussenliegende Stufe zweigängig, die radial innenliegende Stufe eingängig ausgebildet ist.
Gemäss Fig. 8 ist mit 1C das aus zwei Hälften zusammengesetzte Gehäuse bezeichnet. In den zwei Hälften sind Gehäusenaben 10C, 11C angeordnet, die in das Gehäuseinnere hineinragen. Die beiden Verdrängerplatten 17C und 18C der drehbaren Verdränger 7C respektiv 6C sind auf ihrer Rückseite mit Wellenstummeln 12 respektiv 9 versehen. Diese Wellenstummel sind über die Lager 15C, 16C respektiv 13C, 14C in den Gehäusenaben llC, 10C gelagert. Die Längsachsen 5C resp. 4C der beiden Wellenstummel sind um die Exzentrizität e gegeneinander versetzt. Der Antrieb des Systems erfolgt über eine Antriebswelle 3C, die mittels Kugellagern 38 im Gehäuse 1C ausserhalb der Verdrängerscheiben gelagert ist. Auf dieser Welle sitzen Riemenscheiben 39, die über Zahnriemen 40 jeweils die Riemenscheiben 41 antreiben, welche ihrerseits mit den Verdrängerplatten 17C und 18C drehfest verbunden sind.
Der Querschnitt in Fig. 9 zeigt lediglich die ineinandergeschachtelten Spiralen auf ihren jeweiligen Verdrängerscheiben 7C und 6C. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind die Spiralen 19C und 20C der Verdrängerscheibe 7C kreuzschraffiert. Im dargestellten Fall weisen die Spiralrippen 19C, 20C der äusseren Stufe eine Bogenlänge von 1¼ Windungen auf, wobei das letzte Viertel wiederum, wie bei der Maschine nach Fig. 4, mit wesentlich geringerem Krümmungsradius ausgebildet ist. Jede der Verdrängerplatten 17C und 18C ist mit zwei solcher Spiralrippen 19C, 20C bestückt, wobei die Rippen einer Platte um 180° zueinander versetzt sind. Anders als bei der soeben genannten Maschine nach Fig. 4 ist indes die Spiralenanordnung der äusseren Stufe. Die Verdrängerplatten 17C und 18C sind so aufgebaut, dass bei ineinandergeschachtelten Spiralen deren eintrittseitigen Enden nicht mehr in der gleichen Ebene liegen, sondern ebenfalls um 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.
Bei solchen zweigängigen Maschinen sind zwei parallele Förderräume 23C gebildet. Anlässlich des Betriebes öffnen sich diese Arbeitsräume am radial inneren Ende im Abstand von 1/4-Umdrehung gegen den jeweiligen Stufenauslass. Am äusseren Durchmesser öffnen die Spiralen im gleichen Takt gegen die Einlässe 25C, aus denen sie Frischluft ansaugen. Zumindest was die äussere Stufe betrifft, zeichnet sich eine solche Maschine dadurch aus, dass zum einen jede Verdrängerscheibe für sich vollkommen ausgewuchtet ist und zum andern, dass ein gleichmässigeres, nahezu pulsationsfreies Fördern möglich ist.
Die zweite Stufe ist eingängig ausgebildet. Auf der einen Verdrängerscheibe 7C weist die spiralförmige Rippe 20C dieser inneren Stufe eine Bogenlänge von einer Windung, d.h. von 360° auf. Entsprechend ausgebildet ist die Rippe 22C der anderen Verdrängerscheibe 6C, die auch nur eine wirksame Bogenlänge von 360° aufweist, die jedoch einen gesamten Umschlingungswinkel von zwei Windungen aufweist, da sie die beidseitig begrenzenden Wandungen für den Förderraum 26C bilden muss.
Das durch den Förderraum 26C der zweiten Stufe geförderte Medium gelangt in den Auslass 29C und wird anschliessend durch den hohl ausgebildeten Wellenstummel 12 aus dem Maschinengehäuse herausgeführt.
Die Zwischenkühlung des die erste Stufe verlassenden Mediums erfolgt in ringförmigen mitrotierenden Kästen 34, deren Innenräume die Zwischenräume 24C bilden. Je ein Kasten ist auf der nicht mit Spiralrippen versehenen Rückseite der Verdrängerplatten 17C und 18C angeordnet. Zur Einführung des zu kühlenden Mediums in den Kasten sind die Platten am jeweiligen Spiralenende mit Durchbrüchen 35 versehen. Im Kasten wird das Medium umgelenkt und strömt über einen weiteren Durchbruch 36 zurück zum einlassseitigen Ende der zweiten Stufe. Zur Abfuhr der Wärme sind die Kästen an ihrer Aussenwandung mit Kühlrippen 30C versehen. Zur Abschottung der beiden Stufen gegeneinander ist an einer der Verdrängerplatten 17C eine Ringwand 37 angebracht, die gegen die kooperierende Verdrängerplatte 18C dichtet. Dies kann nach Art der Spiralrippen mit in Nuten eingelegten Dichtstreifen geschehen. Die Ringwand befindet sich in einer Radialebene zwischen den nierenförmigen Durchbrüchen 35 und 36.

Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Achsstummel
3: Antriebswelle
4, 5: Längsachse
6, 7: Verdrängerscheibe
8: Nabe von 6
9: Wellenstummel (Fig. 8)
10,11: Gehäusenabe
12: Wellenstummel (Fig. 8)
13, 14: Wälzlager für 8
15, 16: Wälzlager für 3
17, 18: Verdrängerplatte
19, 20: Rippen der antreibenden Verdrängerscheibe 7
21, 22: Rippen der angetriebenen Verdrängerscheibe 6
23: Förderräume
24: Zwischenräume
25: Einlässe
26: Förderraum
27: Materialanhäufung
28: verdickter Spiralenaustritt
29: Auslass
30: Kühlrippe im Zwischenraum
31: Ventilationsflügel
32: Öffnung in 1
33: Öffnung in 1
34: Kasten
35: Durchbruch
36: Durchbruch
37: Ringwand
38: Kugellager
39: Riemenscheibe
40: Zahnriemen
41: Riemenscheibe

e: Exzentrizität
A: Indices für 1. Ausführungsbeispiel (Fig.1 bis 4)
B: Indices für 2. Ausführungsbeispiel (Fig.5 bis 7)
C: Indices für 3. Ausführungsbeispiel (Fig.8 und 9)

Claims

Rotierende Spiralpumpe, im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse (1), in dem zwei Verdrängerscheiben (6, 7) drehbar angeordnet sind, wobei die beiden Verdrängerscheiben jeweils an einer Seite mit spiralförmig verlaufenden Rippen (19, 20, 21, 22) versehen sind, welche zwecks Bildung von Förderräumen (23, 26) ineinandergreifen und mit ihren freien Stirnseiten gegen die gegenüberliegende Verdrängerscheibe dichten,
- wobei die spiralförmig verlaufenden Rippen mehrstufig ausgebildet sind, und wobei die mehreren Stufen unter Bildung eines Zwischenraumes (24) räumlich voneinander getrennt sind,

- und wobei die radial äussere Stute mindestens einen Förderraum mehr aufweist als die radial innere Stufe (23 resp. 26),
dadurch gekennzeichnet,
dass im Zwischenraum (24) zwischen dem Austritt der radial äusseren Stufe und dem Eintritt der radial inneren Stufe Mittel (30) zur Abfuhr der Kompressionswärme vorgesehen sind, wobei diese Mittel an mindestens einer der Verdrängerscheiben (6, 7) drehfest angeordnet sind.
Spiralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel umströmte Rippen (30A, 30B) sind, die sich spiralförmig auf einer Verdrängerscheibe (7A, 7B) im Zwischenraum (24A, 24B) vom Austritt der radial äusseren Stufe bis zum Eintritt der radial inneren Stufe erstrecken.
Spiralpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (24C) in Form eines durchströmten Kastens (34) an den einander abgekehrten Stirnseiten der Verdrängerscheiben angeordnet ist und dass die Kühlmittel Rippen (30C) sind, mit denen die Ausssenseite des Kastens (34) bestückt ist.
Spiralpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Verdrängerscheibe (6A), welche die Kühlrippen (30A) trägt, auf der Rückseite mit Ventilationsflügeln (31) versehen sind.