DE102008045440A1

DE102008045440A1 - Drehkolben einer Drehkolbenpumpe und Drehkolbenpumpe

Info

Publication number: DE102008045440A1
Application number: DE200810045440
Authority: DE
Inventors: Alois Börger
Original assignee: BOERGER GmbH; Borger GmbH
Current assignee: BOERGER GmbH; Borger GmbH
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-04
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: DE102008045440B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehkolben (2) einer Drehkolbenpumpe (1) zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffen (5), wie Faserstoffe, enthaltenden Flüssigkeiten, wobei der Drehkolben (2) zwei oder mehr Flügel (21, 22) und mehrere Dichtbereiche (3, 4) aufweist, wobei der Drehkolben (2) an seinen Flügeln (21, 22) jeweils einen in Radialrichtung nach außen weisenden Radialdichtbereich (3) aufweist und wobei der Drehkolben (2) an seinen zwei Stirnflächen je einen in Axialrichtung nach außen weisenden Axialdichtbereich (4) aufweist. Der neue Drehkolben ist dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Dichtbereich (3, 4) mindestens eine linienförmige Eintiefung (30, 40) oder mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30', 40') angebracht ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Drehkolbenpumpe (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkolben einer Drehkolbenpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffe, wie Faserstoffe, enthaltenden Flüssigkeiten, wobei der Drehkolben zwei oder mehr Flügel und mehrere Dichtbereiche aufweist, wobei der Drehkolben an seinen Flügeln jeweils einen in Radialrichtung nach außen weisenden Radialdichtbereich aufweist und wobei der Drehkolben an seinen zwei Stirnflächen je einen in Axialrichtung nach außen weisenden Axialdichtbereich aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Drehkolbenpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffe, wie Faserstoffe, enthaltenden Flüssigkeiten, wobei die Drehkolbenpumpe ein Pumpengehäuse und darin zwei Drehkolben aufweist, wobei jeder Drehkolben zwei oder mehr Flügel und mehrere Dichtbereiche aufweist, wobei jeder Drehkolben an seinen Flügeln jeweils einen in Radialrichtung nach außen weisenden Radialdichtbereich aufweist, der jeweils mit einer radialen Dichtfläche des Pumpengehäuses zusammenwirkt, und wobei der Drehkolben an seinen zwei Stirnflächen je einen in Axialrichtung nach außen weisenden Axialdichtbereich aufweist, der jeweils mit einer axialen Dichtfläche im Pumpengehäuse zusammenwirkt.
Drehkolbenpumpen werden oft zur Förderung von Flüssigkeiten eingesetzt, die mit anderen Pumpen nicht oder nur schwer förderbar sind, zum Beispiel weil die Flüssigkeiten hochviskos sind und/oder Feststoffe enthalten. An die Drehkolben einer Drehkolbenpumpe werden dabei zwei wesentliche Anforderungen gestellt, nämlich zum einen eine gute Abdichtung im Zusammenwirken mit dem Pumpengehäuse und dem jeweils anderen Drehkolben und zum anderen eine möglichst lange Einsatzzeit im Betrieb. Zur Erzielung einer guten Abdichtung werden Drehkolben häufig zumindest in ihrem radial äußeren Endbereich mit einem elastomeren Werkstoff überzogen oder mit Flügelspitzen aus einem elastomeren Werkstoff versehen.
Um einen im Betrieb auftretenden Verschleiß der Drehkolben auszugleichen, ist es aus der DE 43 13 457 C1 bekannt, innerhalb jedes Flügels des Drehkolbens eine Nachstellvorrichtung anzuordnen, mit der eine Auflage aus elastomerem Werkstoff radial in Richtung nach außen relativ zum übrigen Flügel einstellbar verschiebbar ist. Das Nachstellen erfordert aber jeweils ein Öffnen des Pumpengehäuses und ein Betätigen der Nachstellvorrichtung mit einem geeigneten Werkzeug. Damit sind mit jedem Nachstellen ein Öffnen und Wiederverschließen des Pumpengehäuses und ein Stillstand der Drehkolbenpumpe verbunden und es ist ein relativ hoher Arbeitsaufwand nötig.
Aus der EP 0 599 333 B1 ist eine Drehkolbenpumpe bekannt, bei der die Drehkolben Flügel aufweisen, auf deren radial äußeres Ende jeweils eine auswechselbare Dichtleiste mit einem Kunststoff- oder Gummibelang angeordnet ist. Die Dichtleisten sind dabei mittels einer Nut- und Feder-Verbindung in axialer Richtung auf die Flügel aufschiebbar und auf diesen durch Arretierungsmittel festlegbar. Die Arretierungsmittel bestehen dabei aus je Dichtleiste wenigstens einem Klemmkeil, welcher mittels eines von der Dichtleistenstirnseite her zugänglichen Betätigungselementes verschiebbar ist. Bei diesem Drehkolben können die Dichtleisten ohne ein Ausbauen der Drehkolben aus dem Pumpengehäuse gewechselt werden, da das axiale Verschieben der Dichtleisten nur ein Abnehmen einer Stirnwand des Pumpengehäuses erfordert. Dennoch ist auch hier jeder Wechsel der Dichtleisten mit einem Stillstand der Drehkolbenpumpe und mit immer noch relativ aufwendigen Arbeitsschritten verbunden.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgaben, einen Drehkolben der eingangs genannten Art sowie eine Drehkolbenpumpe der o. g. Art zu schaffen, bei denen die vorstehend dargelegten Nachteile vermieden werden und die eine gute Abdichtung in Verbindung mit einer langen wartungsfreien Einsatzzeit im Betrieb erreichen.
Die Lösung des ersten, den Drehkolben betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Drehkolben der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in wenigstens einem Dichtbereich mindestens eine linienförmige Eintiefung oder mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen angebracht ist.
Die linienförmige Eintiefung oder die linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen hat dabei die Funktion, Feststoffe aus der von dem Drehkolben in der Drehkolbenpumpe geförderten Flüssigkeit, insbesondere Faserstoffe, aufzunehmen. Diese Faserstoffe sammeln sich in der Eintiefung oder den Einzeleintiefungen und bilden dann ein Dichtmaterial, das die Abdichtung zwischen dem rotierenden Drehkolben einerseits und dem Pumpengehäuse sowie einem zweiten Drehkolben der Pumpe andererseits verbessert. Somit werden die in der zu fördernden Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe, insbesondere Faserstoffe, vorteilhaft als Dichtmaterial benutzt. Die in der Flüssigkeit enthaltenen Feststoffe, die an sich als ungünstig für die Förderung der Flüssigkeit mittels des Drehkolbens angesehen werden, werden hier also positiv genutzt. Falls der Drehkolben in einer Drehkolbenpumpe eingesetzt wird, die Flüssigkeiten fördert, die frei von Feststoffen sind, bewirkt die mindestens eine linienförmige Eintiefung oder die mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen Wirbel in der geförderten Flüssigkeit. Diese Wirbel, die im Bereich der linienförmigen Eintiefung oder der linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen entstehen, sorgen ihrerseits ebenfalls für eine Verbesserung der Abdichtung zwischen dem rotierenden Drehkolben einerseits und dem damit zusammenwirkenden Pumpengehäuse und zweiten Drehkolben andererseits. Somit ist der erfindungsgemäße Drehkolben in Drehkolbenpumpen für unterschiedlichste Anwendungen vorteilhaft einsetzbar, das heißt insbesondere sowohl für Flüssigkeiten mit darin enthaltenen Feststoffen, wie Faserstoffen, als auch für Flüssigkeiten ohne darin enthaltene Feststoffe. Eine gute Abdichtung zwischen den Drehkolben und dem Pumpengehäuse sowie zwischen den Drehkolben kann bei dem erfindungsgemäßen Drehkolben mit einer verminderten Anpressung der Dichtbereiche des Drehkolbens an das Pumpgehäuse und an den jeweils anderen Drehkolben erreicht werden, was den Verschleiß der Drehkolben und des Pumpengehäuses vermindert und somit zu längeren störungsfreien Betriebszeiten führt. Insbesondere ist ein Einsetzen von ein Verschleißteil darstellenden Dichtungen, wie Dichtleisten aus Gummi, in die Drehkolben und ein Auswechseln oder ein Nachstellen von Dichtleisten der Drehkolben nicht mehr erforderlich.
Eine erste Weiterbildung des Drehkolbens schlägt vor, dass die mindestens eine linienförmige Eintiefung oder die mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen nur im Radialdichtbereich angebracht ist. Da die Radialdichtbereiche des Drehkolbens in der Regel die wichtigsten Dichtbereiche sind, wird auch schon durch Anbringung der mindestens einen linienförmigen Eintiefung oder der mindestens einen linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen nur im Radialdichtbereich eine wesentliche Verbesserung der Abdichtung des Drehkolbens erzielt. Gleichzeitig ist der Drehkolben relativ einfach herstellbar, weil nur in seinen Radialdichtbereichen die Eintiefung oder mehrere Einzeleintiefungen anzubringen sind.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Radialdichtbereich flächig in Form einer Zylindermantelabschnittsfläche ausgeführt ist. Auf diese Weise wird ein sich in Umfangsrichtung des Drehkolbens über einen relativ großen Winkelbereich erstreckender Dichtbereich geschaffen, der zudem eine große Fläche zur Unterbringung der mindestens einen linienförmigen Eintiefung oder der mindestens einen linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen bietet.
In einer einfach und dadurch kostengünstig herstellbaren Ausführung des Drehkolbens ist im Radialdichtbereich eine einzige linienförmige Eintiefung oder eine einzige linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen angebracht.
Alternativ können im Radialdichtbereich mehrere linienförmige Eintiefungen oder mehrere linienförmigen Reihen von Einzeleintiefungen angebracht sein, wodurch die Dichtwirkung in der Summe verbessert werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass die/jede linienförmige Eintiefung oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen geradlinig in Axialrichtung des Drehkolbens verläuft. Durch den geradlinigen Verlauf in Axialrichtung ist die Herstellung der linienförmigen Eintiefung oder der linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen vergleichsweise einfach.
Eine alternative Ausführung sieht vor, dass die/jede linienförmige Eintiefung oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen geradlinig schräg zur Axialrichtung des Drehkolbens verläuft. Der schräge Verlauf der linienförmigen Eintiefung oder linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen bewirkt, dass sich bei Rotation des Drehkolbens eine auf die Feststoffe in der Eintiefung oder in den Einzeleintiefungen wirkende, in Linienrichtung weisende Kraft ergibt. Diese Kraft sorgt für eine Förderung der Feststoffe in Linienrichtung und dadurch für eine selbsttätige Erneuerung der Füllung der Eintiefung oder Einzeleintiefungen mit Feststoff.
Eine vergleichbare Wirkung kann auch dadurch erzielt werden, dass gemäß einer weiteren Ausführung die/jede linienförmige Eintiefung oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen ein- oder mehrfach abgebogen oder abgewinkelt verläuft.
Für Drehkolben, bei denen der Radialdichtbereich linienförmig oder schmal streifenförmig ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in dem Radialdichtbereich eine einzige linienförmige Eintiefung oder eine einzige linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen angebracht ist. Damit kann auch bei einem Drehkolben, der keine große Dichtfläche aufweist, das erfindungsgemäße Dichtprinzip realisiert werden.
Weiter sieht die Erfindung vor, dass die/jede linienförmige Eintiefung oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen über die gesamte axiale Länge des Drehkolbens verläuft. In dieser Ausführung sorgt jede linienförmige Eintiefung oder jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen für eine sich über die gesamte axiale Länge des Drehkolbens erstreckende Abdichtung.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die/jede linienförmige Eintiefung oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen über einen Teil der axialen Länge des Drehkolbens verläuft. Bei einer einzelnen linienförmigen Eintiefung oder einzelnen linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen kann die Linie an einer Stirnseite oder an beiden Stirnseiten im Abstand von der jeweiligen Stirnseite enden, wobei dennoch eine gute Abdichtwirkung erzielt werden kann. Wenn mehrere linienförmige Eintiefungen oder mehrere linienförmige Reihen von Einzeleintiefungen vorgesehen sind, können diese jeweils in Umfangsrichtung gesehen gegeneinander versetzt und in Axialrichtung einander überlappend angeordnet sein.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass ein oder mehrere Teilabschnitte der/jeder linienförmigen Eintiefung oder der/jeder linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen außerhalb des Radialdichtbereichs des Drehkolbens verlaufen. Durch diese Ausgestaltung wird das Fördern von Feststoffen in Längsrichtung der linienförmigen Eintiefung oder der linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen gefördert und dadurch ein erwünschter Austausch des Feststoffs als Dichtmaterial gefördert.
Insbesondere aus Gründen einer einfachen Fertigung und einer günstigen Funktion ist bevorzugt die/jede linienförmige Eintiefung durch eine Nut gebildet.
Bevorzugt ist dabei die/jede linienförmige Eintiefung im Querschnitt rechteckig. In dieser Form kann die Eintiefung relativ einfach mittels eines spanabhebenden Werkzeugs oder schon bei einem gießtechnischen Herstellen des Drehkolbens erzeugt werden.
Die/jede linienförmige Eintiefung kann im Querschnitt des Drehkolbens gesehen in Radialrichtung ausgerichtet sein, wobei dann die Eigenschaften des Drehkolbens unabhängig von dessen Drehrichtung sind. Alternativ kann die/jede linienförmige Eintiefung im Querschnitt des Drehkolbens gesehen schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens, vorzugsweise in Drehkolbenrdrehrichtung geneigt, ausgerichtet sein. In dieser Ausgestaltung wird die Funktion des Drehkolbens abhängig von seiner Drehrichtung. Bei der angegebenen bevorzugten Neigung der Eintiefung ergibt sich ein verstärktes Eintragen von Feststoffen in die Eintiefung; bei umgekehrter Neigung wird der Eintrag von Feststoffen in die Eintiefung reduziert.
Eine alternative Ausgestaltung der linienförmigen Eintiefung sieht vor, dass diese im Querschnitt trapezförmig oder V-förmig ist.
Dabei kann die/jede linienförmige Eintiefung im Querschnitt gesehen mit zueinander symmetrischen oder mit zueinander asymmetrischen Flanken ausgeführt sein. Bei symmetrischen Flanken ist die Funktion der Eintiefung unabhängig von der Drehrichtung des Drehkolbens; bei asymmetrischen Flanken kann eine von der Drehrichtung des Drehkolbens abhängige unterschiedliche Wirkung der Eintiefung erzielt werden.
Für die Ausführung des Drehkolbens mit einer oder mehreren linienförmigen Reihen von Einzeleintiefungen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Einzeleintiefungen jeweils durch ein Sackloch gebildet sind.
Die Einzeleintiefungen können dabei vorzugsweise eine runde oder ovale oder mehreckige Kontur haben.
Weiterhin können die Einzeleintiefungen im Querschnitt des Drehkolbens gesehen in Radialrichtung ausgerichtet sein oder alternativ schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens ausgerichtet sein. Auch hier wird in der ersten Ausführung eine drehrichtungsunabhängige Funktion der Einzeleintiefungen erzielt, während in der zweiten Ausführung die Drehrichtung des Drehkolbens einen Einfluss auf die Funktion der Einzeleintiefungen bzw. der linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen erhält.
Jeweils einander benachbarte Einzeleintiefungen können gemäß Erfindung unverbunden oder miteinander verbunden sein. Wenn die Einzeleintiefungen unverbunden sind, wird eine besonders stabile Oberfläche des Dichtbereichs mit den Einzeleintiefungen erzielt. Wenn die Einzeleintiefungen miteinander verbunden sind, wird die linienförmige Anordnung von Einzeleintiefungen in Linienrichtung durchlässig für Feststoffe, so dass auch hier ein Feststofftransport in Linienrichtung möglich ist. Die Einzeleintiefungen können dabei über ihre gesamte Tiefe miteinander verbunden sein oder auch nur über einen Teil ihrer Tiefe, wobei dieser Teil dieser Tiefe ein oberer oder unterer Teil sein kann.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drehkolbens sieht vor, dass die mindestens eine linienförmige Eintiefung oder die mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen nur im Axialdichtbereich angebracht ist. Je nach den an die Drehkolben einer Drehkolbenpumpe gestellten Anforderungen kann auch diese Ausführung Vorteile haben, bei der mindestens eine linienförmige Eintiefung oder mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen nur im Axialdichtbereich angebracht ist. Der Radialdichtbereich kann bei dieser Ausführung dann konventionell in bekannter Weise abgedichtet sein.
Weitere Ausgestaltungen des im vorhergehenden Absatz beschriebenen Drehkolbens hinsichtlich der Anzahl der Eintiefungen oder Reihen von Einzeleintiefungen und deren Verlaufs sind in den Patentansprüchen 23 bis 29 angegeben.
Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die/jede linienförmige Eintiefung im Axialdichtbereich durch eine Nut gebildet ist. Auch hier ist eine Nut relativ einfach herstellbar, entweder nachträglich mittels eines spanabhebenden oder schneidenden Werkzeugs oder schon bei einer gießtechnischen Herstellung des Drehkolbens durch entsprechende Gestaltung einer dafür eingesetzten Gussform.
Zwecks einfacher Herstellbarkeit ist bevorzugt die/jede linienförmige Eintiefung im Axialdichtbereich im Querschnitt rechteckig.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die/jede linienförmige Eintiefung im Längsschnitt des Drehkolbens gesehen in Längsrichtung ausgerichtet ist oder schräg zur Längsrichtung des Drehkolbens, vorzugsweise in Drehkolbendrehrichtung geneigt, ausgerichtet ist. Durch diese unterschiedlichen Ausführungen kann wieder erreicht werden, dass wahlweise eine Unabhängigkeit oder eine Abhängigkeit der Funktion der Eintiefung von der Drehrichtung des Drehkolbens besteht.
Eine andere Ausgestaltung schlägt vor, dass die/jede linienförmige Eintiefung im Axialdichtbereich trapezförmig oder V-förmig ist.
Dabei kann die/jede linienförmige Eintiefung im Querschnitt gesehen mit zueinander symmetrischen oder mit zueinander asymmetrischen Flanken ausgeführt sein, wodurch sich nach Bedarf wieder eine Unabhängigkeit oder eine Abhängigkeit der Funktion der Eintiefung von der Drehrichtung des Drehkolbens erzielen lässt.
Die Einzeleintiefungen der/jeder linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen im Axialdichtbereich sind bevorzugt jeweils durch ein Sackloch gebildet. Die Einzeleintiefungen sind damit einfach und kostengünstig herstellbar.
Bevorzugt haben dabei die Einzeleintiefungen eine runde oder ovale oder mehreckige Kontur.
Weiterhin sind bevorzugt die Einzeleintiefungen im Längsschnitt des Drehkolbens gesehen in Längsrichtung oder schräg zur Längsrichtung des Drehkolbens ausgerichtet. Diese verschiedenen Ausrichtungen bewirken wieder wahlweise eine Unabhängigkeit oder eine Abhängigkeit der Funktion der Einzeleintiefungen von der Drehrichtung des Drehkolbens.
Auch im Axialdichtbereich können jeweils einander benachbarte Einzeleintiefungen unverbunden oder miteinander verbunden sein.
Zur Erzielung einer besonders guten Abdichtung des Drehkolbens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sowohl im Radialdichtbereich als auch im Axialdicht bereich jeweils mindestens eine linienförmige Eintiefung oder mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen angebracht ist, dass der Drehkolben in seinem Radialdichtbereich gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 20 ausgeführt ist und dass der Drehkolben in seinem Axialdichtbereich gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 36 ausgeführt ist. In dieser Ausführung werden die Dichtfunktionen gemäß Erfindung in den Radialdichtbereichen und in den Axialdichtbereichen des Drehkolbens miteinander kombiniert, was eine besonders wirksame Abdichtung und einen besonders niedrigen Reibungsverlust im Antrieb des Drehkolbens ergibt.
Eine weitere Ausgestaltung des im vorhergehenden Absatz beschriebenen Drehkolbens sieht vor, dass die mindestens eine im Radialdichtbereich angeordnete linienförmige Eintiefung oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen und die mindestens eine im Axialdichtbereich angeordnete linienförmige Eintiefung oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen miteinander verbunden sind. Durch die erwähnte Verbindung kann ein Transport von Feststoffen zwischen den verschiedenen Dichtbereichen erfolgen, was für die Dichtfunktion von Vorteil sein kann.
Alternativ dazu sieht eine andere Ausführung des Drehkolbens vor, dass die mindestens eine im Radialdichtbereich angeordnete linienförmige Eintiefung oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen und die mindestens eine im Axialdichtbereich angeordnete linienförmige Eintiefung oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen relativ zueinander unverbunden sind. In dieser Ausführung ist die Abdichtung in den Radialdichtbereichen unabhängig von der Gestaltung in den Axialdichtbereichen und umgekehrt, so dass hier jede Abdichtung für sich optimiert werden kann.
In allen vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen kann der erfindungsgemäße Drehkolben einschließlich seiner Dichtbereiche metallisch ausgeführt sein. Der Drehkolben ist damit relativ einfach herstellbar, weil er nur aus einem einzigen Material, beispielsweise Gussstahl oder Edelstahl, besteht,
Alternativ kann der Drehkolben einen metallischen Kern haben und der Kern kann mit einem elastischen Überzug zumindest in den Dichtbereichen versehen sein. Der elastische Überzug kann die Dichtwirkung des Drehkolbens verbessern und eine Verschleißschicht bilden, die bei Bedarf erneuerbar ist, wobei der metallische Kern des Drehkolbens wiederverwendbar ist. Wenn der elastische Überzug den metallischen Kern nicht nur in den Dichtbereichen bedeckt, sondern den Kern vollständig bedeckt, kann der elastische Überzug den Kern vor einem Angriff von aggressiven oder korrosiven geförderten Flüssigkeiten schützen.
Um innerhalb einer Drehkolbenpumpe mit den erfindungsgemäßen Drehkolben eine über längere Betriebszeit gute Abdichtung zu erzielen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Eintiefung/die Einzeleintiefungen so gestaltet ist/sind, insbesondere mit einer Weite und Tiefe und einem Verlauf und einer Ausrichtung, dass in der Eintiefung/den Einzeleintiefungen die aus der in der Drehkolbenpumpe geförderten Flüssigkeit aufgenommenen Feststoffpartikel, insbesondere Faserstoffe, im laufenden Pumpbetrieb selbsttätig austauschbar sind. Mit dieser Ausgestaltung wird also eine stetige Erneuerung des Feststoffs innerhalb der Eintiefung oder Eintiefungen bzw. Einzeleintiefungen erzielt, was eine gleichbleibend gute Dichtwirkung gewährleistet und eine mit zunehmender Betriebsdauer abnehmende Dichtwirkung verhindert.
Der Drehkolben kann in seiner Axialrichtung gesehen geradlinige Flügel haben, wie dies von konventionellen Drehkolben an sich bekannt ist. In dieser Ausführung sind die Drehkolben relativ einfach herstellbar, jedoch haben Drehkolbenpumpen mit derartigen Drehkolben Pulsationen auf ihrer Saug- und Druckseite.
Zur Vermeidung derartiger Pulsationen kann der Drehkolben gemäß Erfindung in seiner Axialrichtung gesehen gewendelte Flügel haben. Die gewendelten Flügel vergleichmäßigen die Förderung und vermeiden oder vermindern zumindest die erwähnten Pulsationen in der geförderten Flüssigkeit.
Zur Lösung des zweiten Teils der Aufgabe, betreffend eine Drehkolbenpumpe, wird eine Drehkolbenpumpe der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Drehkolben die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 45 aufweisen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
1 bis 12: zwölf unterschiedlich ausgeführte Drehkolben, jeweils in perspektivischer Ansicht,
13: den oberen Flügel eines Drehkolbens zusammen mit einem kurzen Abschnitt eines Pumpengehäuses, in Stirnansicht,
14: den oben Teil eines weiteren Drehkolbens zusammen mit einem Abschnitt eines Pumpengehäuses, ebenfalls in Stirnansicht,
15: eine Drehkolbenpumpe mit einem vorderseitig offen dargestellten Pumpengehäuse und zwei Drehkolben, in perspektivischer Ansicht,
16: die Drehkolbenpumpe aus 15 in Stirnansicht,
17: eine zweite Drehkolbenpumpe in gleicher Darstellungsweise wie in 15,
18: die Drehkolbenpumpe aus 17 in Stirnansicht, und
19: die Drehkolbenpumpe aus 18 in einem Längsschnitt.
Die 1 bis 12 der Zeichnung zeigen zwölf verschieden ausgeführte Drehkolben 2, die jeweils zwei Flügel 21 und 22 aufweisen. Jeder Flügel 21, 22 besitzt radial außen einen Radialdichtbereich 3. Die vordere und hintere Stirnseite jedes Drehkolbens 2 bildet jeweils einen Axialdichtbereich 4.
Bei dem Drehkolben 2 gemäß 1 ist jeweils der Radialdichtbereich 3 linienförmig ausgebildet. Entlang dieses linienförmigen Radialdichtbereichs 3 verläuft jeweils eine linienförmige Eintiefung 30 über die gesamte axiale Länge des Drehkolbens 2. Die Eintiefungen 30 haben jeweils die Form einer im Querschnitt rechteckigen Nut, wobei die Eintiefungen 30 schräg zur Radialrichtung, also geneigt verlaufen. Hierdurch wird die Wirkung und Funktion der Eintiefungen 30 abhängig von einer Drehrichtung des Drehkolbens 2.
Im Betrieb des Drehkolbens 2 in einer Drehkolbenpumpe haben die Eintiefungen 30, je nach dem zu fördernden flüssigen Medium, zwei Funktionen. Bei der Förderung von Feststoffe, insbesondere Faserstoffe, enthaltenden Flüssigkeiten dienen die Eintiefungen 30 dazu, Feststoffe, insbesondere die erwähnten Faserstoffe, aus der Flüssigkeit in sich aufzunehmen, wodurch in den Eintiefungen 30 die aufgenommenen Feststoffe eine Dichtung bilden. Je nach Drehrichtung wird bei den geneigt angeordneten Eintiefungen, wie sie die 1 zeigt, eine stärkere oder schwächere Aufnahme von Feststoffen in den Eintiefungen 30 bewirkt.
Die zweite Funktion der Eintiefungen 30 kommt dann zur Geltung, wenn Flüssigkeiten ohne darin enthaltende Feststoffe gefördert werden. In diesem Falle bilden sich entlang der Eintiefungen 30 Flüssigkeitswirbel, die ebenfalls eine Abdichtwirkung besitzen. Auf beiden vorstehend beschriebenen Wegen wird im Betrieb des Drehkolbens 2 in einer Drehkolbenpumpe der Drehkolben 2 in seinen Radialdichtbereichen 3 gegenüber einem Pumpengehäuse der Drehkolbenpumpe sowie gegenüber dem jeweils anderen Drehkolben in der Drehkolbenpumpe auf eine technisch vorteilhafte und verschleißarme Weise abgedichtet.
Während der Drehkolben 2 in 1 zwei linienförmige Radialdichtbereiche 3 besitzt, haben die Drehkolben 2 gemäß den 2 bis 12 jeweils zwei flächige Radialdichtbereiche 3, wobei die Radialdichtbereiche 3 jeweils die Form eines Zylindermantelabschnittes haben. Der Radius der Radialdichtbereiche 3 entspricht dabei dem Innenradius von radialen Dichtflächen eines Pumpengehäuses einer zugehörigen Drehkolbenpumpe.
Der Drehkolben 2 gemäß 2 besitzt wieder zwei Flügel 21, 22, an deren radial äußerem Bereich die beiden flächigen Radialdichtbereiche 3 ausgebildet sind. Mittig in jedem Radialdichtbereich 3 verläuft in Axialrichtung des Drehkolbens 2 je eine Eintiefung 30, die hier wieder die Form einer geneigten Nut aufweist. Die Wirkung und Funktion der Eintiefungen 30 bei dem Drehkolben 2 gemäß 2 entspricht denen des Drehkolbens 2 in 1.
3 zeigt einen Drehkolben 2, bei dem in den flächigen Radialdichtbereichen 3 mehrere parallel zueinander sowie in ihrem Verlauf abgewinkelte Eintiefungen 30 angebracht sind. Die Eintiefungen 30 haben auch hier die Form von Nuten. In Drehrichtung gesehen liegen beiderseits der Radialdichtbereiche 3 Eintiefung sabschnitte 31 außerhalb des Radialdichtbereichs 3, was den Eintritt und Austritt von Feststoffen in die Eintiefungen 30 und aus den Eintiefungen 30 im Betrieb des Drehkolbens 2 in einer Drehkolbenpumpe erleichtert.
4 zeigt einen Drehkolben 2, der in seinen Radialdichtbereichen 3 jeweils drei Paare von Eintiefungen 30 besitzt. Jede Eintiefung 30 erstreckt sich von einer Stirnseite des Drehkolbens 2 in Richtung zu dessen Längsmitte und endet dort. Somit sind hier die Eintiefungen 30 in Axialrichtung des Drehkolbens 2 betrachtet zu den Stirnseiten, also zu den Axialdichtbereichen 4, hin offen, während sie zur Längsmitte des Drehkolbens 2 hin geschlossene Enden haben.
Bei dem Drehkolben 2 gemäß 5 sind in den Dichtbereichen 3 wieder durchgehende Eintiefungen 30 vorgesehen, hier vier parallel zueinander verlaufende Nuten, die in ihrem Verlauf unter einem flachen Winkel abgeknickt sind.
Der Drehkolben 2 gemäß 6 besitzt in seinen Radialdichtbereichen 3 und in seinen Axialdichtbereichen 4 jeweils zwei parallele linienförmige Reihen von Einzeleintiefungen 30' und 40', die jeweils durch Sacklöcher gebildet sind. Auch mit diesen Reihen von Einzeleintiefungen 30', 40' lassen sich die Wirkungen erzielen, die im Zusammen mit der 1 schon erläutert wurden.
Der Drehkolben 2 gemäß 7 besitzt in seinen Radialdichtbereichen 3 jeweils fünf parallel zueinander, jedoch hier schräg zur Axialrichtung des Drehkolbens 2 verlaufende linienförmige Eintiefungen 30, hier in Form von rechteckigen Nuten. Dabei erstreckt sich ein Teil der Eintiefungen 30 mit seinen Endbereichen über die Radialdichtbereiche 3 hinaus und bildet somit Teilabschnitte 31 der Eintiefungen 30, die außerhalb der Radialdichtbereiche 3 liegen. Hiermit wird das Eintreten und Abgeben von Feststoffen in die Eintiefungen 30 und aus den Eintiefungen 30 gefördert.
Bei dem Drehkolben 2 gemäß 8 ist in dessen Radialdichtbereichen 3 jeweils nur eine einzelne Eintiefung 30 vorgesehen. Die Eintiefung 30 hat jeweils einen bogenförmigen Verlauf, wobei jeweils zwei axial äußere Endabschnitte der Eintiefungen 30 jeweils als Teilabschnitte 31 außerhalb der Radialdichtbereiche 3 liegen. Auch hier fördern die Teilabschnitte 31 der Eintiefungen 30 außerhalb der Radial dichtbereiche 3 das Einführen von Feststoffen aus einer geförderten Flüssigkeit in die Eintiefungen 30.
Der Drehkolben 2 gemäß 9 besitzt konventionell ausgeführte Radialdichtbereiche 3, hat aber an seinen beiden Stirnseiten, die die Axialdichtbereiche 4 bilden, jeweils eine parallel zur Umfangskontur 23 mit geringem Abstand zu dieser umlaufende durchgehende Eintiefung 40. Bei Förderung von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten sammelt sich Feststoff im Betrieb des Drehkolbens 2 in der umlaufenden Eintiefung 40 und sorgt so für eine gute Abdichtung in den Axialdichtbereichen 4 des Drehkolbens 2. Bei Förderung von Flüssigkeiten ohne darin enthaltende Feststoffe bewirkt auch hier die umlaufende Eintiefung 40 die Erzeugung von Flüssigkeitswirbeln, die zu einer Abdichtung in den Axialdichtbereichen 4 relativ zu entsprechend angeordneten axialen Dichtflächen des Pumpgehäuses einer zugehörigen Drehkolbenpumpe beitragen.
10 zeigt ein Beispiel eines Drehkolbens 2 der sowohl in seinen Radialdichtbereichen 3 als auch in seinen Axialdichtbereichen 4 mit linienförmigen Eintiefungen 30, 40 versehen ist. Die Eintiefungen 30 in den Radialdichtbereichen 3 verlaufen parallel zueinander in Axialrichtung des Drehkolbens 2. Die linienförmigen Eintiefungen 40 in den Axialdichtbereichen 4 an der vorderen und hinteren Stirnseite des Drehkolbens 2 verlaufen schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens 2 und mit einem Winkel zueinander. Dabei besitzen die Eintiefungen 40 radial außen jeweils ein offenes Ende 41 und radial innen ein geschlossenes Ende 41'. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich im Betrieb des Drehkolbens 2 keine Verbindungskanäle von der Druckseite zur Saugseite der zugehörigen Drehpumpe durch eine oder mehrere der Eintiefungen 40 bilden.
Wie die 10 weiter zeigt, liegen die offenen Enden 41 der Eintiefungen 40 neben bzw. zwischen den axialen Enden der Eintiefungen 30, sind also mit letzteren nicht verbunden. Alternativ können die offenen Enden 41 der Eintiefungen 40 auch in die axialen Enden der Eintiefungen 30 münden und so mit diesen verbunden werden.
11 zeigt einen Drehkolben 2, der in seinen Radialdichtbereichen 3 jeweils eine V-förmig verlaufende Eintiefung 30 aufweist, die in Drehrichtung des Drehkolbens 2 betrachtet beiderseits des Radialdichtbereichs 3 jeweils außerhalb des Ra dialdichtbereichs 3 liegende Teilabschnitte 31 besitzt. Außerdem sind bei diesem Drehkolben 2 gemäß 11 weitere linienförmige Eintiefungen 30'', hier ebenfalls mit V-förmigen Verlauf, vorgesehen, die vollständig außerhalb der Radialdichtbereiche 3 liegen. Diese Eintiefungen 30'' dienen insbesondere dazu, die Abdichtung der zwei in einer Drehkolbenpumpe zusammenwirkenden, mit ihren Umfangskonturen 23 aufeinander abrollenden Drehkolben 2 gegeneinander zu fördern.
12 zeigt einen Drehkolben 2, der in seinen Radialdichtbereichen 3 in Axialrichtung und parallel zueinander verlaufende Eintiefungen 30 aufweist. Die Eintiefungen 30 haben hier im Querschnitt gesehen die Form von V-förmigen Nuten, wobei die beiden Flanken 32 und 32' jeder Eintiefung 30 asymmetrisch zueinander sind. Hierdurch wird wieder eine drehrichtungsabhängige Funktion der Eintiefungen 30 bewirkt, wobei je nach Bedarf der Drehkolben 2 mit der einen oder mit der anderen Drehrichtung und der jeweils daraus resultierenden Wirkung der Eintiefungen 30 eingesetzt werden kann.
In 13 ist anhand eines Ausschnittes aus einem Drehkolben 2 und einem Pumpengehäuse 10 das Zusammenwirken des Drehkolbens 2 mit einer radialen Dichtfläche 13 des Pumpengehäuses 10 veranschaulicht. Mit dem Drehpfeil 20 ist die Drehrichtung des Drehkolbens 2 angegeben. Mit seinem Radialdichtbereich 3 bewegt sich der Drehkolben 2 entlang der nach innen weisenden radialen Dichtfläche 13 des Pumpengehäuses 10. In dem Radialdichtbereich 3 sind hier drei parallel zueinander in Axialrichtung des Drehkolbens 2, also senkrecht zur Zeichnungsebene, verlaufende Eintiefungen 30 vorgesehen. Jede Eintiefung 30 hat im Querschnitt betrachtet die Form einer rechteckigen Nut, die schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens 2, also geneigt, ausgerichtet ist.
Im Betrieb des Drehkolbens 2 in einer zugehörigen Drehkolbenpumpe sammeln sich in den Eintiefungen 30 Feststoffe 5 aus der diese Feststoffe enthaltenden geförderten Flüssigkeit, wodurch eine verbesserte Abdichtung zwischen dem Radialdichtbereich 3 des Drehkolbens 2 einerseits und der radialen Dichtfläche 13 des Pumpengehäuses 10 andererseits erreicht wird. In gleicher Weise wird die Abdichtung von zwei in einer Drehkolbenpumpe rotierenden, aufeinander abrollenden Drehkolben 2 relativ zueinander verbessert.
14 zeigt in gleicher Darstellungsweise wie die 13 einen anderen Drehkolben 2 in seinem Zusammenwirken mit dem Pumpengehäuse 10 einer Drehkolbenpumpe 1. Auch hier ist mit dem Drehpfeil 20 die Drehrichtung des Drehkolbens 2 angegeben. In dem Radialdichtbereich 3 ist der Drehkolben 2 gemäß 14 übereinstimmend mit dem Drehkolben 2 gemäß 13 ausgeführt und es wird auf die Beschreibung der 13 verwiesen.
Zusätzlich besitzt der Drehkolben 2 in seinen Axialdichtbereichen 4, von denen in 14 nur der eine sichtbar ist, jeweils zwei linienförmige Eintiefungen 40. Die linienförmigen Eintiefungen 40 verlaufen gradlinig schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens 2 und außerdem mit einem Winkel zueinander. Dabei weist die Schrägstellung der Eintiefungen 40 in Drehrichtung 20. Auch die Eintiefungen 40 im Axialdichtbereich 4 sind hier als im Querschnitt rechteckige Nuten ausgeführt, die im Längsschnitt des Drehkolbens 2 betrachtet parallel zur Längsrichtung oder auch mit einer Neigung zur Längsrichtung eingebracht sein können.
Im Betrieb des Drehkolbens 2 in einer Drehkolbenpumpe füllen sich auch die Eintiefungen 40 mit in der Flüssigkeit befindlichen Feststoffen 5, wodurch eine verbesserte Abdichtung der Axialdichtbereiche 4 des Drehkolbens 2 zu entsprechend angeordneten axialen Dichtflächen 14 eines Pumpengehäuses 10 bewirkt wird.
Die Eintiefungen 40 im Axialdichtbereich 4 besitzen jeweils radial außen ein offenes Ende 41 und radial innen ein geschlossenes Ende 41', um unerwünschte Strömungsverbindungen von einer Druckseite zu einer Saugseite der zugehörigen Drehkolbenpumpe ausschließen. Somit entspricht der Drehkolben 2 in 14 dem in 10 dargestellten und beschrieben Drehkolben 2.
15 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Drehkolbenpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 10 und zwei darin angeordneten, gegensinnig drehbaren Drehkolben 2.
Das Pumpengehäuse 10 besitzt eine ovalförmige Umfangswand sowie zwei flache vordere und hintere Stirnwände, von denen die vordere Stirnwand hier weggelassen ist, um die Drehkolben 2 sichtbar zu machen.
Im Betrieb der Drehkolbenpumpe 1 rotieren die beiden Drehkolben 2 im Sinne ihrer Drehpfeile 20 und rollen dabei einerseits entlang ihrer Umfangskonturen 23 aufeinander ab und gleiten andererseits mit ihren Radialdichtbereichen 3 an Radialdichtflächen 13 des Pumpengehäuses 10 sowie mit ihren Axialdichtbereichen 4 an axialen Dichtflächen 14 des Pumpengehäuses 10 entlang. Durch einen Einlass 11 des Pumpengehäuses 10 gelangt eine zu fördernde Flüssigkeit in das Innere des Pumpengehäuses 10, so dass die rechte Seite der Drehkolbenpumpe 1 deren Saugseite bildet. Gegenüberliegend ist ein Auslass 12 am Pumpengehäuse 10 ausgebildet, durch den eine geförderte Flüssigkeit die Drehkolbenpumpe 1 verlässt; diese Seite ist also die Druckseite der Drehkolbenpumpe 1.
Die beiden Drehkolben 2 haben jeweils in den Radialdichtbereichen 3 ihrer Flügel 21 und 22 je drei parallel zueinander in Axialrichtung der Drehkolben 2 verlaufende linienförmige Eintiefungen 30, hier wieder in Form von im Querschnitt rechteckigen, in Drehrichtung 20 geneigten Nuten. In diesen Eintiefungen 30 sammelt sich im Betrieb der Drehkolbenpumpe 1 Feststoffmaterial, das sich in der geförderten Flüssigkeit befindet, wodurch der Feststoff in den Eintiefungen 20 ein sich selbsttätig bildendes Dichtmaterial darstellt. Durch die laufende Rotation der Drehkolben 2 wird zudem eine stetige Erneuerung der Feststoffmaterialien in den Eintiefungen 30 bewirkt, so dass die Dichtwirkung auch auf Dauer erhalten bleibt.
16 zeigt die Drehkolbenpumpe 1 aus 15 nun in einer Stirnansicht. Hier wird die Ovalform der Umfangswand des Pumpengehäuses 10 besonders deutlich. In den Eintiefungen 30 der Radialdichtbereiche 3 ist nun der Feststoff 5 dargestellt, der sich dort im Betrieb der Drehkolbenpumpe 1 sammelt und zum Einen die Abdichtung der Drehkolben 2 gegen die radialen Dichtflächen 14 und zum Anderen die Abdichtung der Drehkolben 2 relativ zueinander bei deren Abrollen über die Umfangskonturen 23 unterstützt.
17 zeigt eine zweite Drehkolbenpumpe 1 in gleicher Darstellungsweise wie die 15. Unterschiedlich ist hier zu dem Beispiel gemäß der 15, dass die beiden Drehkolben 2 der Drehkolbenpumpe 1 gemäß 17 zusätzlich zu den Eintiefungen 30 in den Radialdichtbereichen 3 auch Eintiefungen 40 in den Axialdichtbereichen 4 aufweisen. Jeder Drehkolben 2 ist auf einer Trägerwelle 15 verdrehfest angebracht; die Trägerwellen 15 verlaufen parallel zueinander. Die beiden Drehkolben 2 entsprechen in ihrer Ausführung dem Drehkolben 2 gemäß der 10; auf deren Beschreibung wird verwiesen.
Bei der Drehkolbenpumpe 1 gemäß 17 bewegen sich die stirnseitigen Axialdichtbereiche 4 der Drehkolben 2 entlang der zwei Axialdichtflächen 14 des Pumpengehäuses 10, wobei in 17 die vordere Wand des Pumpengehäuses 10 mit der vorderen axialen Dichtfläche 14 weggelassen ist, um die Drehkolben 2 sichtbar zu machen. Die Eintiefungen 40 in den Axialdichtbereichen 4, die vorderseitig und rückseitig bei den Drehkolben 2 vorzugsweise identisch ausgeführt sind, füllen sich im Betrieb der Drehkolben 2 mit Feststoffen, die die Abdichtung zwischen den Drehkolben 2 in ihren Axialdichtbereichen 4 und den axialen Dichtflächen 14 des Pumpengehäuses 10 unterstützen oder bilden.
Weiterhin veranschaulicht die 17, dass sich durch die dargestellte Anordnung der Eintiefungen 40 in den Axialdichtbereichen 4 in keiner Stellung der Drehkolben 2 durchgehende Kanäle von der Druckseite im Bereich des Auslasses 12 zur Saugseite im Bereich des Einlasses 11 der Drehkolbenpumpe 1 bilden können, so dass Wirkungsgradverluste durch Rückströmungen nicht auftreten können.
Hinsichtlich der weiteren Einzelheiten und Bezugsziffern in 17 wird auf die Beschreibung der 15 verwiesen.
18 zeigt die Drehkolbenpumpe 1 aus 17 nun in Stirnansicht. Hier sind nun sowohl in den Eintiefungen 30 der Radialdichtbereiche 3 als auch in den Eintiefungen 40 in den Axialdichtbereichen 4 Feststoffe 5 abgelagert, die als Dichtmaterial wirken und die gewünscht Abdichtung der relativ zueinander bewegten Teile der Drehkolbenpumpe 1 bewirken oder zumindest fördern.
Hinsichtlich der weiteren Bezugsziffern in 18 wird auf die Beschreibung der 15 bis 17 verwiesen.
19 schließlich zeigt eine Drehkolbenpumpe 1 in einem Längsschnitt, also parallel zur Axialrichtung des geschnittenen Drehkolbens 2. Oben, links und rechts ist ein Teil des Pumpengehäuses 10 im Schnitt sichtbar. Links und rechts in 19 liegt jeweils eine radiale Dichtfläche 13 des Pumpengehäuses 10, während oben in 19 die eine der beiden axialen Dichtflächen 14 liegt. Die in 19 untere, vordere axiale Dichtfläche 14 ist hier, ebenso wie in den 15 bis 18, weggelassen.
An seinen beiden in 19 links und rechts liegenden Radialdichtbereichen 3 besitzt der Drehkolben 2 jeweils mindestens eine linienförmige Eintiefung 30, die gemäß 19 in Axialrichtung, also in der Zeichnungsebene von unten nach oben, verläuft. In ihren beiden Axialdichtbereichen 4 besitzt der Drehkolben 2 die Eintiefungen 40, die hier geschnitten werden und unter einem schrägen Winkel zur Zeichnungsebene von unten nach oben verlaufen.
Sowohl in den Eintiefungen 30 als auch in den Eintiefungen 40 befinden sich Feststoffe 5, die als Dichtmaterial dienen und die sich im Betrieb des Drehkolbens 2 dort aus der geförderten Flüssigkeit selbsttätig ablagern und im Betrieb des Drehkolbens 2 vorzugsweise auch selbsttätig stetig erneuern.

1: Drehkolbenpumpe
10: Pumpengehäuse
11: Einlass
12: Auslass
13: radiale Dichtflächen
14: axiale Dichtflächen
15: Trägerwellen
2: Drehkolben
20: Drehrichtung
21, 22: Flügel
23: Umfangskontur
3: Radialdichtbereiche
30: Eintiefung(en)
30': Einzeleintiefungen
30'': Eintiefung(en) außerhalb 3, 4
31: Teilabschnitt
32, 32': Flanken
4: Axialdichtbereich
40: Eintiefung(en)
40': Einzeleintiefungen
41: offenes Ende
41': geschlossenes Ende
42, 42': Flanken
5: Feststoffe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4313457 C1 [0003]
- EP 0599333 B1 [0004]

Claims

Drehkolben (2) einer Drehkolbenpumpe (1) zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffe (5), wie Faserstoffe, enthaltenden Flüssigkeiten, wobei der Drehkolben (2) zwei oder mehr Flügel (21, 22) und mehrere Dichtbereiche (3, 4) aufweist, wobei der Drehkolben (2) an seinen Flügeln (21, 22) jeweils einen in Radialrichtung nach außen weisenden Radialdichtbereich (3) aufweist und wobei der Drehkolben (2) an seinen zwei Stirnflächen je einen in Axialrichtung nach außen weisenden Axialdichtbereich (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Dichtbereich (3, 4) mindestens eine linienförmige Eintiefung (30, 40) oder mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30', 40') angebracht ist.
Drehkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine linienförmige Eintiefung (30) oder die mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') nur im Radialdichtbereich (3) angebracht ist.
Drehkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialdichtbereich (3) flächig in Form einer Zylindermantelabschnittsfläche ausgeführt ist.
Drehkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Radialdichtbereich (3) eine einzige linienförmige Eintiefung (30) oder eine einzige linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') angebracht ist.
Drehkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Radialdichtbereich (3) mehrere linienförmige Eintiefungen (30) oder mehrere linienförmige Reihen von Einzeleintiefungen (30') angebracht sind.
Drehkolben nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') geradlinig in Axialrichtung des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') geradlinig schräg zur Axialrichtung des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') ein- oder mehrfach abgebogen oder abgewinkelt verläuft.
Drehkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialdichtbereich (3) linienförmig oder schmal streifenförmig ist und dass in dem Radialdichtbereich (3) eine einzige linienförmige Eintiefung (30) oder eine einzige linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') angebracht ist.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') über die gesamte axiale Länge des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') über einen Teil der axialen Länge des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Teilabschnitte (31) der/jeder linienförmigen Eintie fung (30) oder der/jeder linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen (30') außerhalb des Radialdichtbereichs (3) des Drehkolbens (2) verlaufen.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) durch eine Nut gebildet ist.
Drehkolben nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) im Querschnitt rechteckig ist.
Drehkolben nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) im Querschnitt des Drehkolbens (2) gesehen in Radialrichtung ausgerichtet ist oder schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens (2), vorzugsweise in Drehkolbendrehrichtung geneigt, ausgerichtet ist.
Drehkolben nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) im Querschnitt trapezförmig oder V-förmig ist.
Drehkolben nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (30) im Querschnitt gesehen mit zueinander symmetrischen oder mit zueinander asymmetrischen Flanken (32, 32') ausgeführt ist.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleintiefungen (30') der/jeder linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen (30') jeweils durch ein Sackloch gebildet sind.
Drehkolben nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleintiefungen (30') eine runde oder ovale oder mehreckige Kontur haben.
Drehkolben nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleintiefungen (30') im Querschnitt des Drehkolbens (2) gesehen in Radialrichtung oder schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens (2) ausgerichtet sind.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einander benachbarte Einzeleintiefungen (30') unverbunden oder miteinander verbunden sind.
Drehkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine linienförmige Eintiefung (40) oder die mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') nur im Axialdichtbereich (4) angebracht ist.
Drehkolben nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Axialdichtbereich (4) eine einzige linienförmige Eintiefung (40) oder eine einzige linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') angebracht ist.
Drehkolben nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass im Axialdichtbereich (4) mehrere linienförmige Eintiefungen (40) oder mehrere linienförmige Reihen von Einzeleintiefungen (40') angebracht sind.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) geradlinig in Radialrichtung des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) geradlinig schräg zur Radialrichtung des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) ein- oder mehrfach abgebogen oder abgewinkelt verläuft.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede im Axialdichtbereich (4) angeordnete linienförmige Eintiefung (40) oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') am einen Ende (41) offen und am anderen Ende (41') geschlossen ist.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) oder die/jede linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) als geschlossene Linie parallel zu und im Abstand von einer Umfangskontur (23) des Drehkolbens (2) verläuft.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) im Axialdichtbereich (4) durch eine Nut gebildet ist.
Drehkolben nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) im Querschnitt rechteckig ist.
Drehkolben nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) im Längsschnitt des Drehkolbens (2) gesehen in Längsrichtung ausgerichtet ist oder schräg zur Längsrichtung des Drehkolbens (2), vorzugsweise in Drehkolbendrehrichtung geneigt, ausgerichtet ist.
Drehkolben nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) im Querschnitt trapezförmig oder V-förmig ist.
Drehkolben nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die/jede linienförmige Eintiefung (40) im Querschnitt gesehen mit zueinander symmetrischen oder mit zueinander asymmetrischen Flanken (42, 42') ausgeführt ist.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleintiefungen (40') der/jeder linienförmigen Reihe von Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) jeweils durch ein Sackloch gebildet sind.
Drehkolben nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) eine runde oder ovale oder mehreckige Kontur haben.
Drehkolben nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeleintiefungen (40') im Axialdichtbereich (4) im Längsschnitt des Drehkolbens (2) gesehen in Längsrichtung oder schräg zur Längsrichtung des Drehkolbens (2) ausgerichtet sind.
Drehkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl im Radialdichtbereich (3) als auch im Axialdichtbereich (4) jeweils mindestens eine linienförmige Eintiefung (30, 40) oder mindestens eine linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30', 40') angebracht ist, dass der Drehkolben (2) in seinem Radialdichtbereich (3) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 20 ausgeführt ist und dass der Drehkolben (2) in seinem Axialdichtbereich (4) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 36 ausgeführt ist.
Drehkolben nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine im Radialdichtbereich (3) angeordnete linienförmige Eintiefung (30) oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') und die mindestens eine im Axialdichtbereich (4) angeordnete linienförmige Eintiefung (40) oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') miteinander verbunden sind.
Drehkolben nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine im Radialdichtbereich (3) angeordnete linienförmige Eintiefung (30) oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (30') und die mindestens eine im Axialdichtbereich (4) angeordnete linienförmige Eintiefung (40) oder linienförmige Reihe von Einzeleintiefungen (40') relativ zueinander unverbunden sind.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass er einschließlich seiner Dichtbereiche (3, 4) metallisch ausgeführt ist.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass er einen metallischen Kern hat und dass der Kern mit einem elastischen Überzug zumindest in den Dichtbereichen (3, 4) versehen ist.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintiefung (30, 40)/die Einzeleintiefungen (30', 40') so gestaltet ist/sind, insbesondere mit einer Weite und Tiefe und einem Verlauf und einer Ausrichtung, dass in der Eintiefung (30, 40)/den Einzeleintiefungen (30', 40') die aus der in der Drehkolbenpumpe (2) geförderten Flüssigkeit aufgenommenen Feststoffpartikel (5), insbesondere Faserstoffe, im laufenden Pumpbetrieb selbsttätig austauschbar sind.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass er in seiner Axialrichtung gesehen geradlinige Flügel (21, 22) hat.
Drehkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass er in seiner Axialrichtung gesehen gewendelte Flügel (21, 22) hat.
Drehkolbenpumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Feststoffe (5), wie Faserstoffe, enthaltenden Flüssigkeiten, wobei die Drehkolbenpumpe (1) ein Pumpengehäuse (10) und darin zwei Drehkolben (2) aufweist, wobei jeder Drehkolben (2) zwei oder mehr Flügel und mehrere Dichtbereiche (3, 4) aufweist, wobei jeder Drehkolben (2) an seinen Flügeln (21, 22) jeweils einen in Radialrichtung nach außen weisenden Radialdichtbereich (3) aufweist, der jeweils mit einer radialen Dichtfläche (13) des Pumpengehäuses (10) zusammenwirkt, und wobei der Drehkolben (2) an seinen zwei Stirnflächen je einen in Axialrichtung nach außen weisenden Axialdichtbereich (4) aufweist, der jeweils mit einer axialen Dichtfläche (14) im Pumpengehäuse (10) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkolben (2) die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 45 aufweisen.