Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe zur Förderung von mit Fremdkörpern durchsetztem Gut wie Gülle oder dgl., bei der in einem Gehäuse auf zwei zueinander parallelen Wellen zwei sich aufeinander abwälzende, gegenläufig umlaufende Drehkolben befestigt sind, die aus je einem Trägerkörper und einem dessen Umfang umgebenden, elastischen Mantel bestehen.
Eine derartige Pumpe ist in der DE-PS 20 02 518 beschrieben und dargestellt. Um auch Gülle fördern zu können, die in erheblichem Maß mit Fremdkörpern sowie mit langfaserigen Bestandteilen wie Heu und Stroh durchsetzt ist und eine nur schwer pumpbare Konsistenz hat, ist vorgesehen, daß jeder Drehkolben einen elastisch nachgiebigen Außenmantel aus Gummi hat.
Aus der GB-A 781 240 ist eine Drehkolbenpumpe für die Förderung sehr heißer Flüssigkeiten bekannt, bei der zur einwandfreien Abdichtung auch bei großen Wärmedehnungen im hohen Temperaturbereich an der Gehäuseinnenseite zylindrische Schalen angeordnet sind, die von federnden Platten beaufschlagt werden.
Gegenstand der GB-A 108 394 ist eine Zahnradpumpe für die Förderung von Schmieröl o. dgl. an Werkzeugmaschinen, deren Gehäuseinnenwände radial verstellt werden können, um ein auftretendes Spiel aufholen zu können, das während einer längeren Betriebsdauer durch Verschleiß verursacht worden ist.
Schließlich geht aus der US-A 4 137 024 ein Rotationskolbenverdichter hervor, bei dem der Rotor aus einem Trägerkörper und einem Mantel besteht, zwischen denen durch Federn beaufschlagte Druckplatten angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Güllepumpe der eingangs umrissenen Bauart so weiterzuentwickeln, daß auch nach längerer Betriebsdauer und einem Verschleiß am Außenmantel der Drehkolben ein dadurch entstandenes Spiel zwischen Kolben und Gehäuse ausgeglichen bzw. der Kolben rasch und einfach ausgewechselt werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen dem Tragkörper und dem Mantel jedes Drehkolbens Verstellkolben angeordnet sind, die durch Druckmedium beaufschlagt werden können.
Vorzugsweise sind dabei die Verstellkolben über Zuführkanäle mit einer in die zugehörige Welle eingearbeiteten Versorgungsbohrung verbunden.
Bei dieser Lösung wird ein durch Verschleiß oder dgl. entstandenes Spiel zwischen Kolben und Gehäuseinnenwand dadurch aufgeholt, daß der Kolben durch das Druckmedium, beispielsweise Fett, Öl oder Luft, radial aufgeweitet wird.
Um zu verhindern, daß besonders große, feste Fremdkörper in dem Fördermedium durch Festklemmen die Pumpe stillsetzen, kann jeder Drehkolben drehelastisch auf der Welle befestigt sein.
Damit die Drehkolben im Bedarfsfall rasch ausgebaut und ausgewechselt werden können, sind diese nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in wenigstens einer Axialebene geteilt, wobei die dadurch gebildeten Kolbenteile lösbar miteinander verbunden sind.
Zur weiteren Verbesserung der Pumpleistung und zur Verringerung des Spiels zwischen Drehkolben und Gehäuseinnenwand kann vorgesehen sein, daß der Drehkolben an der Innenwand des Gehäuses gleitende, axial verlaufende Dichtleisten aufweist.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist in die Stirnseiten jedes Drehkolbens wenigstens eine koaxiale Ringnut eingearbeitet, in die ein ringförmiger, am Gehäuse befestigter Dichtvorsprung labyrinthartig eingreift.
Diese Maßnahme trägt dazu bei, daß auch bei sehr hohen Drücken kein Fördermedium aus der Pumpe austreten kann.
Ebenfalls zur Vermeidung von Leckverlusten kann außerdem zwischen den Stirnseiten der Drehkolben und der gegenüberliegenden Innenwand des Gehäuses eine Verschleißplatte befestigt sein. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die häufig vorkommenden, hohen Drücke in der Pumpe so stark auf die das Gehäuse abschließenden Deckel einwirken, daß diese dabei verformt oder beschädigt werden. Dieser Nachteil kann durch die Verschleißplatte verhindert werden.
Zusätzlich zu den erläuterten Maßnahmen kann die Innenwand des Gehäuses bezüglich der Achse des zugehörigen Drehkolbens radial beweglich sein. Mit dieser Maßnahme kann auch ein verhältnismäßig starker Verschleiß am Außenmantel des Drehkolbens aufgeholt werden, so daß die Pumpleistung nicht beeinträchtigt wird.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die radial bewegliche Innenwand aus teilzylindrischen Schalen besteht.
Jede dieser Schalen kann mittels Stellschrauben radial einstellbar sein, es ist jedoch auch möglich, eine radiale Verstellung durch elastische Elemente oder durch ein Druckmedium herbeizuführen.
Um bei der radialen Verstellbewegung die Schale jederzeit so führen zu können, daß sie weder in Umfangsrichtung noch in Axialrichtung wandert, sind Mittel zu ihrer Führung vorgesehen.
Um eine Druckerhöhung mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Drehkolbenpumpe herbeizuführen, ist es zweckmäßig, axial hinter die Drehkolbenpumpe eine zweite, entsprechend ausgebildete Drehkolbenpumpe zu schalten, deren Saugstutzen zum Druckstutzen der ersten Drehkolbenpumpe führt.
Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind.
Es zeigen:
Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, hat die Drehkolbenpumpe ein im Querschnitt etwa ovales Gehäuse 10, in dem zwei zueinander parallele Wellen 12 drehbar gelagert sind. Auf jeder Welle 12 ist ein etwa lemniskatenförmiger Drehkolben 14 befestigt. Die beiden Drehkolben 14 wälzen sich nach Art eines Roots-Gebläses aufeinander ab und drehen sich dabei gegenläufig.
Bei der Pumpe der Figuren 1 und 2 besteht jeder Drehkolben 14 aus einem festen Trägerkörper 16 und einem dessen Umfang umgebenden, elastischen Mantel 18, der beispielsweise aus Gummi besteht.
Die Innenwand des Gehäuses 10, an der sich die Drehkolben 14 abwälzen, besteht gemäß Figur 1 aus zwei halbzylindrischen Schalen 20 aus einem verschleißfesten Werkstoff. Gemäß der Erfindung ist jede Schale 20 bezüglich der Achse des zugehörigen Drehkolbens 14 radial beweglich (Pfeil A in Figur 1). Damit jede Schale 20 bei ihrer Radialverschiebung so geführt wird, daß sie weder in Umfangsrichtung noch in Axialrichtung ausweichen kann, greift sie mit einem radialen, zapfenförmigen Ansatz 22 in eine entsprechende Radialbohrung 24 ein, die in das Gehäuse 10 eingearbeitet ist. Damit auch bei sehr langen Drehkolben 14 ein Verkanten der Schalen 20 vermieden wird, ist es zweckmäßig, über die axiale Länge (Figur 2) der Schalen 20 mehrere dieser Führungsansätze 22 vorzusehen.
Um die radiale Verstellbewegung der Schalen 20 zu ermöglichen, gibt es mehrere Möglichkeiten, von denen in Figur 1 zwei angedeutet sind. Wie die obere Hälfte der Figur 1 zeigt, kann in den zapfenförmigen Ansatz 22 eine Gewindebohrung eingearbeitet sein, in die eine Stellschraube 26 eingreift, deren Kopf sich am Gehäuse 10 abstützt. Statt des Ansatzes 22 für die Führung bei der Radialbewegung können andere Maßnahmen vorgesehen werden, beispielsweise Stifte, Führungsansätze an den Enden der Schalen 20 o. dgl.
Bei der in der unteren Hälfte der Figur 1 gezeigten Variante ist die Radialbohrung 24 des Gehäuses 10 durch eine Schraube 28 abgeschlossen. Zwischen diese und dem freien Ende des Ansatzes 22 ist eine Druckfeder 30 eingesetzt, die bei Verschleiß des Kolbenmantels 18 zur automatischen Spielaufholung dient.
Eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit zur Verschleißkompensation besteht darin, in die Radialbohrung 24 ein Druckmedium, beispielsweise Öl, zu leiten.
Zur Abdichtung des Pumpraumes 44 nach außen sind bekannte Dichtungspackungen 46 vorgesehen. Zusätzlich dazu ist an der jedem Drehkolben 14 gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäusedeckels 38 ein zur Welle 12 koaxialer, ringförmiger Dichtvorsprung 48 ausgebildet, der in eine zugehörige Ringnut 50 eingreift, die in den Mantel 18 des Drehkolbens 14 eingearbeitet ist. Durch diese Labyrinthdichtung werden mögliche Leckverluste verhindert.
Falls der Drehkolben 14 - wie in den Figuren 3 bis 5 - keinen elastischen Mantel 18 aufweist, ist die Ringnut 50 selbstverständlich in den Trägerkörper 16 eingearbeitet.
Nach der Figur 3 ist der Drehkolben 14 in der Axialebene 52 geteilt, so daß zwei Kolbenteile 14' und 14" gebildet werden, die durch Schraubbolzen 54 lösbar miteinander verbunden sind.
Im Bereich der Teilfuge des Drehkolbens 14 trägt dieser zwei Dichtleisten 56, die an der die Innenwand des Gehäuses 10 bildenden, halbzylindrischen Schale 20 dichtend anliegen.
Nach der Figur 3 ist ferner der Drehkolben 14 drehelastisch auf der Welle 12 befestigt. Hierzu ist die Welle 12 im Querschnitt rechteckig ausgebildet und durchläuft eine ebenfalls rechteckige Aufnahmebohrung 58 des Drehkolbens 14. Zur Übertragung des Drehmomentes dienen elastische Klötze 60 zwischen der Welle 12 und der rechteckigen Aufnahmebohrung 58 des Drehkolben 14, so daß dieser in Umfangsrichtung elastisch nachgibt, wenn beispielsweise große oder harte Fremdkörper durch den Pumpraum 44 gefördert werden.
Anstelle der Klötze 60 können selbstverständlich auch andere Dämpfungsglieder, beispielsweise Federbänder oder Drehfedern, verwendet werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen, daß auch andere Kolbenformen in axialen Ebenen geteilt werden können und mit der zugehörigen Welle 12 elastisch verbunden sind.
Wie das Spiel zwischen dem Drehkolben 14 und der Innenwand des Gehäuses - hier der halbzylindrischen Schale 20 - nach der Erfindung kompensiert werden kann, zeigt Figur 6. Hier sind an der Innenwand des den Trägerkörper 16 umgebenden, elastischen Mantels 18 Verstellkolben 62 beispielsweise durch Vulkanisierung befestigt, die mit einem Druckmedium beaufschlagt werden können, beispielsweise mit Öl, Luft, Fett oder dgl. Das Druckmedium wird über radiale Zuführkanäle 64 zu den Verstellkolben 62 geleitet. Die Zuführkanäle 64, in die die Verstellkolben 62 eingreifen, gehen von einer zentralen Versorgungsbohrung 66 aus, die axial in die den Drehkolben 14 tragende Welle 12 eingearbeitet ist.
Zur Steuerung der Druckbeaufschlagung kann ein nicht dargestellter Sensor vorgesehen sein, der eine Pumpe für das Druckmedium ansteuert, sobald ein vorbestimmtes, zulässiges Spiel zwischen Kolben und Gehäuseinnenwand überschritten wird.
Figur 7 zeigt ein Anwendungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Drehkolbenpumpen und II axial hintereinandergeschaltet sind. Zur Erhöhung des Förderdruckes ist dabei der Druckstutzen 34 der Pumpe I mit dem Saugstutzen 32 der Pumpe II verbunden.