DE1553221C - Drehkolbenpumpe - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit Schiebern angeordnet ist, so ausgebildet, daß sich im Pumpengehäuse angeordnetem zylindrischem nach innen ein mittlerer Ausschnitt zwischen seit-Rotor, der mit Schlitzen zur Aufnahme von radial liehen Stegteilen der Arbeitsschieber anschließt,
verschiebbaren Arbeitsschiebern versehen ist, die in Die Drehkolbenpumpe gemäß der Erfindung eignet Umfangsrichtung mit Spiel in den Rotorschlitzen an- 5 sich besonders zur Verwendung in servobetätigten geordnet und mit Dichtungsorganen versehen sind, Einrichtungen. Hierbei wird der bogenförmige Einwobei die aus dem Rotor herausragenden Teile der laßschlitz des inneren Pumpenkreises an eine Flüssig-Arbeitsschieber in Umfangsrichtung und die in den keitsquelle und der ebenfalls bogenförmige Auslaß-Rotorschlitzen kolbenartig hin- und hergehenden schlitz an den Servomotor angeschlossen, und der Unterseiten der Arbeitsschieber in radialer Richtung io Einlaß des äußeren Pumpenkreises wird mit der nach innen fördern, wodurch ein äußerer und ein Flüssigkeitsquelle und der Auslaß mit einem hydrauinnerer Pumpenkreis mit eigenen Ein- und Auslässen lischen Regler verbunden,
gebildet wird. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich

Es ist bei Drehkolbenpumpen mit einem Pumpen- aus nachfolgender Beschreibung in Verbindung mit

kreis bekannt, die Dichtungsorgane der Arbeits- 15 der Zeichnung. Es zeigt

Schieber nach Art von Dichtungsstulpen auszubilden, Fig. 1 eine Stirnansicht einer Drehkolbenpumpe,

die beim Hin- und Hergang der Arbeitsschieber wobei einzelne Teile weggebrochen sind,

durch den Druck in den Schlitzen, die nach innen Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in

hin verschlossen sind, an die Seitenflächen der Fig. 1,

Schlitze angedrückt werden. 20 F i g. 3, eine Seitenansicht des Rotors der Dreh-Ferner wurden bei diesen mit einem Pumpenkreis kolbenpumpe nach F i g. 1 in kleinerem Maßstab, arbeitenden Drehkolbenpumpen bereits Dichtungs- F i g. 4 eine Seitenansicht eines Arbeitsschiebers organe in Form von dünnen Walzen vorgesehen, die der Drehkolbenpumpe nach Fig. 1 in größerem in einer Seitenwand der Schlitze dicht am Umfang Maßstab,

des Rotors angeordnet sind und unter der Wirkung 25 F i g. 5 eine Draufsicht zu F i g. 4,

der Zentrifugalkraft stehen sowie vom Druck in der Fig. 6 einen senkrechten Schnitt durch den

Pumpenkammer und in den Schlitzen beeinflußt wer- Arbeitsschieber nach Fig. 4 mit ergänzenden Teilen

den, so daß eine Abdichtung der piit Spiel in den der Drehkolbenpumpe,

Schlitzen angeordneten Arbeitsschieber erfolgt. F i g. 7 eine Seitenansicht eines Rotorschlitzes,

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, bei einer 30 Fig. 8 einen Querschnitt durch eine andere Aus-Drehkolbenpumpe mit äußerem und innerem führung der Drehkolbenpumpe,
Pumpenkreis die Dichtungsorgane der Arbeits- F i g. 9 einen Längsschnitt entlang den Linien schieber so auszubilden, daß im äußeren Pumpen- IX-IX in F i g. 8,

kreis auftretende Druckspitzen ausgeglichen werden Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Arbeitsund in den beiden Pumpenkreisen weitgehend 35 schieber für die Drehkolbenpumpe nach Fig. 8 mit gleicher Druck herrscht. , Dichtungswalze.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Das Gehäuse 11 der Drehkolbenpumpe 10 besteht löst, daß die Arbeitsschieber als Sitz für eine Dich- gemäß F i g. 2 aus zwei Hälften 12 und 13, die durch tungswalze auf einer in Umfangsrichtung liegenden Schrauben 14 miteinander verbunden sind. Die GeSeite mit einer Einbuchtung versehen sind, an die 4° häusehälfte 12 enthält neben einer kleineren Bohrung sich nach außen hin eine schräge Auflauffläche der- 16 eine größere Bohrung 17, während die Gehäuseart anschließt, daß die Dichtungswalze nach Art halftel3 nur eine der kleineren Bohrung 16 enteines Rückschlagventils durch die Fliehkraft beim sprechende Bohrung enthält.

Lauf des Rotors nach außen und gegen die Seiten- Der Rotor 21 der Drehkolbenpumpe 10 hat fläche des Rotorschlitzes in ihre Abdichtlage ge- 45 eine zylindrische Außenfläche 22 von entsprechend drückt und bei Überdruck im äußeren Pumpenkreis, kleinerem Durchmesser als die Mantelfläche 18 der der den Druck im inneren Pumpenkreis und die Bohrung 17 und ist im Gehäuse 11 exzentrisch geFliehkraft überwindet, aus der Abdichtlage heraus- lagert, so daß er zusammen mit den Seitenwänden gedrückt wird. 19 und 20 eine Arbeitskammer 23 bildet, deren

In technisch äquivalenter Weise kann die Aufgabe 50 Querschnitt in Umfangsrichtung zu- und abnimmt

erfindungsgemäß auch dadurch gelöst werden, daß (F i g· 1)·

die Schlitzwände als Sitz für eine Dichtungswalze Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, weist der Rotor 21

auf einer in Umfangsrichtung liegenden Seite mit sieben axial verlaufende Rotorschlitze 24 auf, die

einer Einbuchtung versehen sind und die Seiten- gemäß Fig. 7 zwei parallel zueinander verlaufende

wände der Arbeitsschieber nach außen divergieren, 55 Seitenwände 26 und eine gerade Bodenwand 28

so daß die Dichtungswalze nach Art eines Rück- haben. Diese geht in die Seitenwand 27 mit einem

schlagventils durch die Fliehkraft beim Lauf des schrägen Teil 29 über, während zwischen ihr und der

Rotors nach außen und gegen die Seitenfläche des Seitenwand 26 ein Höcker 30 vorhanden ist.

Arbeitsschiebers in ihre Abdichtlage gedrückt und In jedem Rotorschlitz 24 ist mit Spiel ein Arbeits-

bei Überdruck im äußeren Pumpenkreis, der den 60 schieber 31 mit gekrümmter Gleitfläche 32 vorge-

Druck im inneren Pumpenkreis und die Fliehkraft sehen, die sich satt an die Mantelwand 18 der

überwindet, aus der Abdichtlage herausgedrückt Arbeitskammer 23 anlegt,

wird. Die sich an die Gleitfläche 32 anschließende

Um beim Zurückdrticken der Dichtungswalzen das Seitenwand 33 des Arbeitsschiebers 31 ist konvex

Übertreten der Flüssigkeit aus dem äußeren Pumpen- «5 geformt und legt sich dichtend gegen die Seitenwand

kreis in den inneren zu erleichtern, ist die Aus- 26 des Rotorschlitzes 24. An diese Seitenwand 33

führungsform der Drehkolbenpumpe, bei der die schließt sich ein Abschnitt 34 der Unterseite 37 des

Einbuchtung für die Dichtungswalze in den Arbeits- Arbeitsschiebers 31 an. Dieser Abschnitt 34 ist

gegenüber dem Hauptteil der Unterseite 37 zur Gleitfläche 32 hin versetzt. In eine sich nach außen etwas erweiternde Bohrung 38 des Arbeitsschiebers 31 ist eine Schraubenfeder 35 eingelegt, die sich gegen die Bodenwand 28 des Rotorschlitzes 24 abstützt und den Arbeitsschieber 31 an der Mantelwand 18 des Gehäuses 11 bzw. der Arbeitskammer 23 angelegt hält.

Auf beiden Längsseiten ist der Arbeitsschieber 31 mit seitlichen Stegteilen 39 und 40 versehen, die oben eine gekrümmte Fläche 41 aufweisen. Diese obere Fläche 41 geht in eine Einbuchtung 42 über, an die sich nach außen hin eine schräge Auflauffläche 44 anschließt. Der Schrägwinkel 54 dieser Auflauffläche 44 wird etwa mit 30° gewählt. Zwischen den Stegteilen 39 und 40 befindet sich ein mittlerer Ausschnitt, der durch eine sich an die Auflauffläche 44 anschließende, etwa parallel zur Gleitfläche 32 verlaufende Wand 46 und eine etwa senkrecht dazu verlaufende Wand 47 gebildet wird (F i g. 4 und 5).

Die Stirnwände 48, 49 des Arbeitsschiebers 31 sind eben ausgebildet und liegen an den Seitenwänden 19, 20 der Arbeitskammer 23 an, während der Abstand der Seitenwand 43 des Arbeitsschiebers 31 von seiner anderen Seitenwand 33 etwas kleiner ist als die Breite des Rotorschlitzes 24, so daß zwischen der Seitenwand 43, die nach innen zu in die Auflauffläche 44 übergeht, und der Seitenwand 27 des Rotorschlitzes24 ein Spiel vorhanden ist (Fig. 6, oben).

An dieser Stelle ist für die erforderliche Dichtung eine Dichtungswalze 51 vorgesehen, die in die Einbuchtung 42 der Stegteile 39, 40 eingelegt ist und eine Länge entsprechend der Breite des Arbeits-Schiebers 31 hat. Diese Dichtungswalze 51 wird durch die Fliehkraft beim Lauf des Rotors 21 nach außen gedrückt und legt sich mit ihrer Umfangsfläche 52 beim Hochgehen auf der Auflauffläche 44 gegen die Seitenwand 27 des Rotorschlitzes 24, d. h. in ihre Abdichtlage. Da die Lagerung der Dichtungswalze 51 in den Arbeitsschiebern 31 vorgesehen ist, bleiben die Seitenwände 27 der Rotorschlitze 24 voll erhalten, so daß die stegförmigen Teile des Rotors 21, insbesondere an den schwachen Querschnitten 53 (F i g. 3), nicht geschwächt werden.

Steigt der Druck in der Arbeitskammer 23 über ein bestimmtes Maß an, wird die Dichtungswalze 51 entgegen der Wirkung der Fliehkraft und dem in dem Rotorschlitz 24 herrschenden Druck aus der Abdichtlage herausgedrückt, d. h., die Dichtungswalze 51 arbeitet nach Art eines Rückschlagventils und läßt Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 23 in den Rotorschlitz 24 eintreten. Infolgedessen ist die besondere Anordnung der Dichtungswalze 51 geeignet für Drehkolbenpumpen mit äußerem und innerem Pumpenkreis. Im äußeren Pumpenkreis auftretende Druckspitzen werden ausgeglichen, und in den beiden Pumpenkreisen herrscht mithin weitgehend gleicher Druck. Dieser Ausgleich wirkt sich auch auf das Pumpengeräusch aus, weil der Geräuschpegel bei Druckspitzen im äußeren Pumpenkreis stark ansteigt. Der Höcker 30 wirkt als Anschlag, damit sich die Dichtungswalze 51 nicht zu weit nach innen bewegen kann.

Für den äußeren Pumpenkreis ist das Gehäuse 11 mit einem Ein- und einem Auslaß versehen, die mit der Arbeitskammer 23 verbunden sind. Außerdem hat das Gehäuse 11 für den inneren Pumpenkreis einen bogenförmigen Einlaßschlitz 50 und einen entsprechenden Auslaßschlitz 50, die mit den Räumen der Rotorschlitze 24 in Verbindung stehen, welche gegenüber der Arbeitskammer 23 auf der anderen Seite der Dichtungswalzen 51 liegen. Die Drehkolbenpumpe fördert daher einerseits in Umfangsrichtung in der Arbeitskammer 23 mit den aus dem Rotor 21 herausragenden Teilen der Arbeitsschieber 31 (äußerer Pumpenkreis) und andererseits durch die Hin- und Herbewegung der Arbeitsschieber 31 in den Rotorschlitzen 24 in radialer Richtung nach innen (innerer Pumpenkreis).

Die in F i g. 8, 9 und 10 dargestellte Drehkolbenpumpe 10' hat ein zweiteiliges Gehäuse 1Γ, das einen Einlaß 12' und einen Auslaß 13' für den äußeren Pumpenkreis aufweist.

Im Gehäuse 11' ist ein zylindrischer Rotor 21' exzentrisch .gelagert, dessen Außenfläche 22' mit der Mantelwand 16' die sich vergrößernde und verkleinemde Arbeitskammer 14' einschließt. Die Mantelwand 16' enthält zum Einlaß 12' bzw. Auslaß 13' hin ausgesparte Kanäle 17' bzw. 18'. Das Gehäuse 11' ist durch einen mittels Schrauben 20' befestigten Deckel 19' abgeschlossen, der zugleich auch den Abschluß der Arbeitskammer 14' bewirkt. Der Rotor 21' ist mit Rotorschlitzen 23' versehen, die einen etwa rechteckigen Querschnitt mit Seitenwänden 24' und 26' haben. In den Rotorschlitzen 23' sind Arbeitsschieber 28' mit Spiel gelagert. Jeder Arbeitsschieber 28' hat einen U-förmigen Querschnitt, wobei die Gleitfläche 30' des Bodenteils 29' satt an der Mantelwand 16' des Gehäuses 1Γ anliegt. Die Schenkel 3Γ und 32' des Arbeitsschiebers 28' haben Seitenwände 33' und 34', die nach außen hin etwas divergieren. Die Anlage des Arbeitsschiebers 28' an der Mantelwand 16' des Gehäuses 11' wird durch eine Schraubenfeder 37' bewirkt, die in eine entsprechende Bohrung 36' des Arbeitsschiebers 28' eingesetzt ist.

Zur Lagerung des Rotors 21' trägt der dem Deckel 19' gegenüberliegende Teil des Gehäuses 11'. einen hohlen Stützen 38', in dem sich zwei Lagerbuchsen 40' und 41' befinden, durch die in der Bohrung 39' eine Antriebswelle 42' drehbar gelagert ist. Diese ist mittels einer Zahnkupplung 43', 44' mit dem Rotor 21' verbunden.

Infolge der Exzentrizität liegt der Rotor 21' im Bereich 46' zwischen Ein- und Auslaß 12' bzw. 13' dicht an der Mantelwand 16' des Gehäuses 11' an, während im gegenüberliegenden Bereich 46' der Rotor 21' von der Mantelwand 16' am weitesten entfernt ist, so daß beim Umlaufen des Rotors 21' entgegen der Uhrzeigerrichturfg im äußeren Pumpenkreis Flüssigkeit gefördert wird.

Zur Bildung des inneren Pumpenkreises sind bogenförmige Ein- und Auslaßschlitze 50' bzw. 51' in dem dem Deckel 19' gegenüberliegenden Teil des Gehäuses 1Γ vorgesehen. Dieser Teil enthält an den Ein- bzw. Auslaßschlitz 50' bzw. 51' sich anschließende Bohrungen 52' bzw. 54', die im äußeren Teil mit Innengewinde 53' bzw. 56' versehen sind, um Rohrleitungen anschließen zu können.

Auch bei dieser Ausführungsform der Drehkolbenpumpe sind die Arbeitsschieber 28' mittels einer Dichtungswalze 61' abgedichtet (F i g. 10), die jedoch im Gegensatz zur Ausführungsform nach F i g. 1 bis 6 nicht in den Arbeitsschiebern, sondern

im Rotor gelagert ist. Zu diesem Zweck hat die eine Seitenwand 24 a' des Rotorschlitzes 23 a' eine Einbuchtung 60' zur Aufnahme der Dichtungswalze 61'. Dabei sind die Abmessungen so getroffen, daß sich der Arbeitsschieber 28 a' unter dem Federdruck und der im Betrieb auftretenden Fliehkraft mit seiner Gleitfläche gegen die Mantelwand 16 a! des Gehäuses 11' dichtend anlegt. Zugleich wird mittels der Dichtungswalze 61' die Abdichtung zwischen dem äußeren und inneren Pumpenkreis bewirkt, und bei Überdruck im äußeren Pumpenkreis wird die Dichtungswalze 61' entgegen der Fliehkraftwirkung zurückgedrückt, um den gewünschten Druckausgleich zu ergeben. Solange sich die Dichtungswalze 61' in ihrer Abdichtlage befindet, wird infolge der divergierenden Seitenwände 33 a! und 34 d auch die erforderliche Abdichtung zwischen Seitenwand 34 a' und Seitenwand 26 d bewirkt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehkolbenpumpe mit im Pumpengehäuse angeordnetem zylindrischem Rotor, der mit Schlitzen zur Aufnahme von radial verschiebbaren Arbeitsschiebern versehen ist, die in Umfangsrichtung mit Spiel in den Rotorschlitzen angeordnet und mit Dichtungsorganen versehen sind, wobei die aus dem Rotor herausragenden Teile der Arbeitsschieber in Umfangsrichtung und die in den Rotorschlitzen kolbenartig hin- und hergehenden Unterseiten der Arbeitsschieber in radialer Richtung nach innen fördern, wodurch ein äußerer und ein innerer Pumpenkreis mit eigenen Ein- und Auslassen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschieber (31) als Sitz für eine Dichtungswalze (51) auf einer in Umfangsrichtung liegenden Seite mit einer Einbuchtung (42) versehen sind, an die sich nach außen hin eine schräge Auflauffläche (44) derart anschließt, daß die Dichtungswalze (51) nach Art eines Rückschlagventils durch die Fliehkraft beim Lauf des Rotors nach außen und gegen die Seitenwand (27) des Rotorschlitzes (24) in ihre Abdichtlage gedrückt und bei Überdruck im äußeren Pumpenkreis, der den Druck im inneren Pumpenkreis und die Fliehkraft überwindet, aus der Abdichtlage herausgedrückt wird.

2. Drehkolbenpumpe mit im Pumpengehäuse angeordnetem zylindrischem Rotor, der mit Schlitzen zur Aufnahme von radial verschiebbaren Arbeitsschiebern versehen ist, die in Umfangsrichtung mit Spiel in den Rotorschlitzen angeordnet und mit Dichtungsorganen versehen sind, wobei die aus dem Rotor herausragenden Teile der Arbeitsschieber in Umfangsrichtung und die in den Rotorschlitzen kolbenartig hin- und hergehenden Unterseiten der Arbeitsschieber in radialer Richtung nach innen fördern, wodurch ein äußerer und ein innerer Pumpenkreis mit eigenen Ein- und Auslassen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwand (24') der Rotorschlitze (23'iz) als Sitz für eine Dichtungswalze (61') mit einer Einbuchtung (60') versehen ist und die Seitenwände (33'a und 34'a) der Arbeitsschieber (28'tf) nach außen divergieren, so daß die Dichtungswalze (61') nach Art eines Rückschlagventils durch die Fliehkraft beim Lauf des Rotors nach außen und gegen die Seitenwand (33'a) des Arbeitsschiebers (28'a) in ihre Abdichtlage gedrückt und bei Überdruck im äußeren Pumpenkreis, der den Druck im inneren Pumpenkreis und die Fliehkraft überwindet, aus der Abdichtlage herausgedrückt wird.

3. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Einbuchtung (42) nach innen ein mittlerer Ausschnitt (46, 47) zwischen seitlichen Stegteilen (39,40) der Arbeitsschieber (31) anschließt.

4. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 oder 2 zur Verwendung in servobetätigten Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Einlaßschlitz (50') des inneren Pumpenkreises an eine Flüssigkeitsquelle und der ebenfalls bogenförmige Auslaßschlitz (51') an den Servomotor angeschlossen ist und der Einlaß (12') des äußeren Pumpenkreises mit der Flüssigkeitsquelle und der Auslaß (13') mit einem hydraulischen Regler verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen