Verdrängungspumpe

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verdrängungspumpe für inkompressible Medien, mit mindestens einem durch spiralförmige, sich von einer Seitenwand eines feststehenden Gehäuses senkrecht erstreckende Umfangswände begrenzten Förderraum, der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass zu einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass führt, und mit einem in den Förderraum ragenden, spiralförmigen Verdrängungskörper, der einen Umschlingungswinkel von 360° umfasst und der in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden, verdrehungsfreien Bewegung gelagert ist und dessen Zentrum gegenüber dem Zentrum der Umfangswände exzentrisch so versetzt ist, dass der Verdrängungskörper stets sowohl die aussenliegende als auch die innenliegende Umfangswand des Förderraumes an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie nahezu berührt,

Stand der Technik

[0002] Eine derartige Maschine, deren Prinzip beispielsweise aus der US 2,841,089 bekannt ist, eignet sich für die Förderung von Flüssigkeiten. Während des Betriebes einer derartigen Maschine werden entlang des Förderraumes zwischen dem Verdränger und den beiden Umfangswänden des Förderraumes sichelförmige Arbeitsräume eingeschlossen, die sich vom Einlass durch den Förderraum hindurch zum Auslass hin bewegen. Solche Spiralmaschinen mit einem Umschlingungswinkel von 360° fördern lediglich, da sie ohne innere Verdichtung arbeiten. Mit zunehmender Anzahl Kreisbewegungen pro Zeiteinheit steigt auch das Fördervolumen. Der Druck im Auslass ist unabhängig vom Ansaugdruck im Einlass und wird vom Verbraucher vorgegeben. Mit zunehmenden Druck im Auslass steigt selbstverständlich auch der Leistungsbedarf.

[0003] Soll eine derartige Verdrängungspumpe beispielsweise zur Förderung des Schmiermittels bei Verbrennungsmotoren angewendet werden und wird die Pumpe auf einfachste Weise vom Verbrennungsmotor direkt angetrieben, so sind folgende Probleme zu beachten: Der Drehzahlbereich und somit die Anzahl Kreisbewegungen des Verdrängungskörpers ändert sich um einen Faktor 10 unter der Voraussetzung, dass der Motor zwischen Leerlaufdrehzahl und Vollastdrehzahl ordentlich mit Schmiermittel versorgt ist. Hieraus ergibt sich, dass die Verdrängungspumpe für die minimale Verbrauchsmenge von beispielsweise 10 Liter pro Minute ausgelegt werden muss. Nach obigem würde die Pumpe bei Vollast somit die selbstverständlich nicht benötigte 10-fache Menge fördern. Ein weiteres Problem ergibt sich bezüglich der Schmiermitteltemperaturen, die z.B. im Falle von Schmieröl ohne weiteres zwischen -20°C und 120°C variieren können. Dieser Temperaturunterschied von 140°C führt zu stark varierender Viskosität des Öls, welche ihrerseits den Wirkungsgrad der Verdrängungspumpe beinflusst. Die Konsequenz hieraus ist, dass die Pumpe für die grössten auftretenden Temperaturen auszulegen ist. Ein dritter Problemkreis ergibt sich vom Verbraucher her: Fertigungstoleranzen sowie Abnützung im Verbrennungsmotor führen zu unterschiedlichem Widerstand und somit zu unterschiedlichen Drücken im Auslass der Verdrängungspumpe. Diese muss demnach von vorne herein für die grösstmögliche Abnützung des Motors ausgelegt werden.

[0004] Die Auslegung und Dimensionierung der Verdrängungspumpe erfolgt somit nach den extremsten Bedingungen. Anlässlich des Betriebes bei nichtextremen Bedingungen, was der Regelfall ist, muss als Gegenmassnahme die Anpassung mit Hilfe eines Abblasventils erfolgen. Dies führt, abgesehen von der für den Regelfall überdimensionierten Maschine, zu folgenden Nachteilen: Die unnötig aufgewandte Energie wird anschliessend durch das erforderliche Abblasen nicht nur ungenutzt, sondern direkt falsch genutzt, indem das rezirkulierende Öl aufgeheizt wird. Zudem führt das Abblasen des Öls über ein Überdruckventil zur Schaumbildung, was die Schmiereigenschaften erheblich beeinträchtigt.

[0005] Aus der FR 2.195.270 ist es bekannt, bei Spiralmaschinen federunterstützte Entlastungsventile in den nichtkreisenden Förderräumen anzubringen. Bei dieser bekannten Maschine umschliesst die Förderspirale eine Winkel von 720°. Es handelt sich demnach aufgrund der gegebenen inneren Verdichtung um einen eigentlichen Spiralverdichter für kompressible Medien. Bei den federunterstützten Entlastungsventilen handelt es sich jedoch nicht um eine Massnahme zur Begrenzung des Förderdruckes oder der Fördermenge, sondern es ist beabsichtigt, das Rückströmen aus einer innenliegenden Förderkammer in eine benachbarte weiter aussenliegende Förderkammer zu vermeiden. Hätte die Spirale dieser Maschine nur einen Umschlingungswinkel von 360°, wie dies zur Förderung von inkompressiblen Mitteln zwingend ist, so würden die Entlastungsventile nicht benötigt.

Darstellung der Erfindung

[0006] All die im Zusammenhang mit Verdrängungspumpen für Flüssigkeiten genannten Nachteile will die Erfindung verhindern. Ihr liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verdrängungspumpe der eingangs genannten Art als druckkonstante, selbstregulierende Pumpe auszubilden.

[0007] Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die orbitierende Scheibe mit dem Verdrängungskörper axial verschiebbar mit einer das Gehäuse durchdringenden und darin gelagerten Antriebswelle verbunden ist und dass unmittelbar auf die Rückseite der Scheibe wirkende Federmittel, welche sich im drucklosen Innern des Gehäuses abstützen, die Scheibe mit dem Verdrängungskörper gegen die Seitenwand presst und dichtet, und dass die Federmittel so ausgelegt sind, dass beim Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsmitteldruckes im Auslass die Scheibe mit dem Verdrängungskörper aus ihrer Dichtstellung so weit ausrückt, dass der Arbeitsmitteldruck konstant bleibt, unabhängig von der zeitlichen Anzahl Kreisbewegungen und unabhängig vom Fördervolumen.

[0008] Zwar ist es aus der eingangs erwähnten US 2,841,089 bereits bekannt, die Scheibe mit dem Verdrängungskörper über Federmittel gegen die kooperierenden Förderraumwandungen anzupressen, um die erwünschte Dichtwirkung im Förderraum zu erzielen. Jedoch sind diese Federmittel in erster Linie dazu vorgesehen, um eine mitorbitierende Dichtanordnung gegen das Gehäuse zu pressen, um so den Lagerraum gegen den Förderraum abzudichten. Ein Ausrücken der Scheibe ist dort infolge permanenten Anpressens über konstruktive Mittel wie Lagerringe und Wellenbunde nicht möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

[0009] In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Es zeigt:

Fig.1

einen Querschnitt durch eine erste Verdrängungspumpe nach Linie I-I in Fig.2;

Fig.2

einen Längschnitt durch die Verdrängungspumpe nach Linie II-II in Fig.1

Fig.3

einen Querschnitt durch eine Ausführungsvariante der Verdrängungspumpe nach Linie III-III in Fig.4;

Fig.4

einen Längschnitt durch durch eine Ausführungsvariante der Verdrängungspumpe nach Linie IV-IV in Fig.3

[0010] In der Zeichnung sind alle für das Verständnis der Erfindung unwesentlichen Teile wie beispielsweise der Antrieb, die Fixierung der Gehäuseteile untereinander und am Verbraucher usw. fortgelassen. Teile der zwei Ausführungsvarianten mit der gleichen Bezeichnung sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums ist mit Pfeilen bezeichnet.

Weg zur Ausführung der Erfindung

[0011] Die in den Fig.1 und 2 gezeigte Pumpe ist mit zwei ineinandergeschachtelten Förderraümen 6 und darin einliegenden Verdrängungskörpern 5 ausgerüstet. Es versteht sich, dass in der gleichen Ebene ein ganzes System von derartig angeordneten Spiralen vorgesehen sein kann. Alle diese Spiralen können vorteilhafter von einem eigenen Einlass 2 in einen gemeinsamen Auslass 3 fördern.

[0012] Zur Erläuterung der Funktionsweise der Pumpe, welche eine Anwendung als Schmierölpumpe für Verbrennungsmotoren finden könnte, wird auf den eingangs genannten Stand der Technik verwiesen. Nachstehend wird nur der für das Verständnis der Erfindung notwendige Pumpenaufbau und Prozessablauf kurz beschrieben.

[0013] Mit 1 ist der scheibenförmige Läufer insgesamt bezeichnet. An einer Seite der Scheibe 4 sind die spiralförmig verlaufenden Verdrängungskörper 5 angeordnet. Ihre Spiralen erstrecken sich über einen Umschlingungswinkel von 360°. Sie greifen in einen Förderraum 6 des feststehenden Gehäuses 7. Sie sind in ihrer axialen Erstreckung so bemessen, dass sie mit ihren schmalen Stirnseiten sowohl im Stillstand als auch während des Betriebes den Nutengrund der Förderräume, d.h. die Scheibenseite 20 nahezu berühren. Der Förderraum 6 ist nach Art eines spiralförmigen Schlitzes in das Gehäuse 7 eingearbeitet. Er verläuft von einem am äusseren Umfang der Spirale im Gehäuse angeordneten Einlass 2 zu einem im Gehäuseinneren angeordneten Auslass 3. Er weist im wesentlichen parallele, im gleichbleibenden Abstand zueinander angeordnete Umfangswände 8,9 auf, die hier - wie der Verdrängungskörper - eine Spirale von 360° umfassen. Zwischen diesen Umfangswänden 8,9 wird der Verdrängungskörper 5 geführt. Dessen Krümmung ist so bemessen, dass er die inneren und äusseren Umfangswände gleichzeitig nahezu berührt. Hierzu ist das Zentrum 10 des Verdrängungskörpers 5 gegenüber dem Zentrum 11 des Förderraumes 6 exzentrisch versetzt. Die Spiralform von Förderraum und Verdrängungskörper setzt sich aus je zwei Halbkreisbögen zusammen. Selbstverständlich sind auch andere Spiralformen möglich.

[0014] Während des Betriebes der Pumpe stellt sich durch den exzentrischen Antrieb des scheibenförmigen, die Verdrängungskörper 5 tragenden Läufers 1 eine Kreisbewegung jedes der Punkte der Verdrängungskörper ein, wobei diese Kreisbewegung durch die Umfangswände der Förderräume begrenzt ist. Infolge der mehrfachen, abwechselnden Annäherung der Verdrängungskörper an die inneren und äusseren Umfangswände ergeben sich an den Innen- und Aussenseiten der Verdrängungskörper abwechselnd sichelförmige, das Arbeitsmedium einschliessende Arbeitsräume 12. Anlässlich der Kreisbewegung der Verdrängungskörper werden diese Arbeitsräume durch die Förderräume in Richtung auf den gemeinsamen Auslass vorgeschoben.

[0015] Beim in Fig.1 gezeigten Fall sind zwei Endstellung der Verdrängungskörper 5 dargestellt. Der Aussendurchmesser der in diesem Schnitt nicht erkennbaren Scheibe 4 ist gestrichelt eingezeichnet. Die Spirale 5b liegt sowohl an ihrem eintrittsseitigen Ende als auch an ihren austrittsseitigen Ende mit ihrer Innenseite an der inneren Umfangswand 8 des Förderraumes 6 an. Einerseits schliesst sie somit mit ihrer Innenseite den sichelförmigen Arbeitsraum 12 ein. Andererseits ist die Spirale an ihrer Aussenseite sowohl gegen den Einlass 2 als auch gegen den Auslass 3 geöffnet, d.h. gleichzeitig saugt sie dort an und stösst dort aus, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet. Die Spirale 5a hingegen steht in der zweiten Endstellung. Sie schliesst mit ihrer Aussenseite den Arbeitsraum 12 ein, und ist mit ihren Innenseite gegen den Einlass 2 und den Auslass 3 geöffnet. Pro Kreisbewegung ergeben sich durch diese versetzten Spiralstellungen zwei Ausstösse, was eine pulsationsarme Förderung ergibt.

[0016] Der besseren Übersicht wegen ist beim Längsschnitt in Fig.2 das System der Verdrängungskörper 5 um 90° gegenüber der Darstellung in Fig.1 gedreht. Dies, um in der Schnittebene die Exzentrität e zwischen Antrieb und Läufer sowie zwischen Verdrängungskörper und Förderräumen besser zeigen zu können. Nicht dargestellt ist die äussere Anspeisung der beiden Einlässe 2, die auf beliebige Art erfolgen kann.

[0017] Die beiden Gehäusehälften 7 und 7' sind über in Fig.1 lediglich angedeutete Verschraubungen 29 miteinander verbunden. Die Antriebswelle 14, welche das Gehäuse 7' durchdringt, ist koaxial zu den Förderräumen 6 angeordnet. Die Zentren der Förderräume verlaufen ihrerseits in der Mitte des kreisrunden Gehäuseteiles 7. Die Wellenlagerung 18 befindet sich innerhalb einer mit der Gehäusehälfte 7' integrierten Büchse 24. Innerhalb eines Wellenbundes ist eine um die Exzentrizität e versetzte Sackbohrung 26 vorgesehen, über welche die Verbindung zum axial verschiebbaren Läufer 1 erfolgt. Diese Verbindung geschieht in Form eines aus der Scheibe 4 herausragenden Zapfens 15. Über die Zapfenlagerung 17 greift dieser Zapfen in das Sackloch 26 ein. Die Schmierung der Zapfenlagerung 17 und der Wellenlagerung 18 erfolgt über das von den Spiralen geförderte Arbeitsmittel. Hierzu sind die Scheibe 4 und der Zapfen 15 mit einer Längsbohrung 16 versehen, welche mit dem Auslass 3 kommuniziert. Über Querbohrungen 19 im Zapfen und 21 im Wellenbund wird das unter Druck stehende Schmiermittel den jeweiligen Lagerstellen zugeführt. Das aus den Lagerstellen austretende Schmiermittel wird über eine Querbohrung 22 im Wellenbund und über eine Bohrung 23 in der Gehäusebüchse 24 in den mit den Einlässen 2 in Verbindung stehenden Innenraum der Gehäusehälfte 7′ geleitet.

[0018] In diesem Innenraum befinden sich auch die Federmittel 13, welche gewährleisten, dass der Druck im Auslass 3 ein vorbestimmtes Mass nicht überschreitet. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine Schraubenfeder, welche die Büchse 24 umgibt. Mit einem Ende stützt sich diese Feder an der Innenwand der Gehäusehälfte 7′ ab. Mit ihrem andern Ende wirkt sie unmittelbar auf die nicht mit Verdrängungskörpern versehene Rückseite der Scheibe 4. Da diese Scheibe während des Betriebes orbitiert, bedarf die anliegende Feder einer Führung. Die Scheibe ist deshalb am entsprechenden Durchmesser mit einem ringförmigen Ansatz 25 versehen. An dessen freier Stirnseite ist eine Nut angebracht, in der die Feder einliegt.

[0019] Die Federmittel sind nunmehr mit einer bestimmten Stärke und gemäss einer bestimmten Charakteristik ausgebildet. Und zwar so, dass bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes im Auslass 3 die auf die innere Kreisfläche der Scheibe 4 sowie auf die daran angrenzenden gegen den Auslass offenen Sichelflächen der Förderräume wirkende Kraft ausreicht, um die Scheibe mit den Verdrängungskörper aus ihrer normalen Dichtstellung leicht abzuheben. Hierbei fährt der Zapfen 15 etwas tiefer in die Sackbohrung 26 ein. Die Axialbewegung des Läufers 1 ist minimal. Durch die dabei entstehenden Undichtheiten an den Stirnflächen der Verdrängungskörper und den stirnseitigen Wandungen der Förderräume gelangt unter Druck stehendes Arbeitsmittel aus den innenseitigen Arbeitsräumen in die aussenseitigen Arbeitsräume und umgekehrt, je nach Stellung der Verdrängungskörper. Dadurch sinkt der Druck im Auslass so weit, bis die Federkraft ausreicht, um den Läufer wiederum gegen das Gehäuse in Dichtstellung anzupressen.

[0020] Hieraus ergibt sich, dass die Pumpe - unabhängig von der Antriebsdrehzahl und unabhängig vom Gegendruck - immer nur jenes Volumen fördert, das vom Verbraucher gefordert wird. Würde in einem Beispielsfall die Zuleitung zum Verbraucher aus irgendeinem Grund geschlossen sein, d.h. die Fördermenge wäre null, so würde infolge des entstehenden Druckstaus im Auslass 3 der Läufer sofort aus der Dichtstellung abheben und zwar in einem solchen Ausmass, dass das ganze von einem Arbeitsraum geförderte Fluid über die Stirnseiten der Spiralen in den jeweils radial gegenüberliegenden Arbeitsraum überströmt. Die Pumpe läuft demnach leer, sie fördert nicht und der Leistungsbedarf sinkt. Damit unterscheidet sich diese selbstregulierende Pumpe wesentlich von den herkömmlichen Bypassmethoden, wobei sie sich noch dadurch auszeichnet, dass anlässlich der internen Pumpenrezirkulation eine Schäumung des Schmiermittels nicht stattfinden kann.

[0021] Die Verdrängungspumpe gemäss den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich hinsichlich der Förderteile dadurch, dass drei gleichmässig über dem Umfang verteilte Verdrängungskörper 5 auf der Scheibe 4 angeordnet sind. Die entsprechenden zugehörigen drei Förderräume 6 werden aus einem gemeinsamen Einlass 2 angespiesen. Obschon also die Spiralen von aussen nach innen fördern, erfolgt die Versorgung der Spiralen mit Arbeitsmittel auf direktestem Wege von der Mitte des Gehäuses aus. Aus den drei Auslässen 3 gelangt das Arbeitsmittel in eine gemeinsame Ringkammer 27, von wo es einem nicht dargestellten Verbraucher zugeführt wird.

[0022] Beim in Fig.3 gezeigten Fall sind drei Stellungen der Verdrängungskörper 5 dargestellt. Auch hier ist der Aussendurchmesser der in diesem Schnitt nicht erkennbaren Scheibe 4 gestrichelt eingezeichnet.

• Die Spirale 5a liegt sowohl an ihrem eintrittsseitigen Ende als auch an ihren austrittsseitigen Ende mit ihrer Aussenseite an der äusseren Umfangswand 8 des Förderraumes 6 an. Einerseits schliesst sie somit mit ihrer Aussenseite den sichelförmigen Arbeitsraum 12 ein. Andererseits ist die Spirale an ihrer Innenseite sowohl gegen den Einlass 2 als auch gegen den Auslass 3 geöffnet, d.h. gleichzeitig saugt sie dort an und stösst dort aus, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet.
• Die Spirale 5b hingegen steht in einer zweiten, um 120° verschobenen Stellung. Sie liegt mit ihrer Aussenseite und mit ihren Innenseite nur in je einem Punkt an den entsprechenden Umfangswänden des Förderraumes an. Sie schliesst somit keinen geschlossenen Arbeitsraum 12 ein. Die Aussenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Einlass 2 geöffnet; der entsprechende Arbeitsraum ist schon weitgehend gefüllt. Die Innenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Auslass 3 geöffnet; der Austossvorgang geschieht in vollem Umfang.
• Die Spirale 5c schliesslich steht in der dritten, gegenüber der ersten Spirale um 240° verschobenen Stellung. Sie liegt wie die Spirale 5b ebenfalls mit ihrer Aussenseite und mit ihren Innenseite nur in je einem Punkt an den entsprechenden Umfangswänden des Förderraumes an und schliesst somit keinen geschlossenen Arbeitsraum ein. Die Innenseite ihres Verdrängungskörpers ist noch gerade gegen den Einlass 2 geöffnet und ist dabei, den Ansaugvorgang zu beenden. Die Aussenseite des Verdrängungskörper ist gegen den Auslass 3 geöffnet und ist dabei, den Austossvorgang zu beenden.

[0023] Pro Kreisbewegung ergeben sich durch diese versetzten Spiralstellungen zwei mal drei Ausstösse, was eine noch pulsationsärmere Förderung ergibt.

[0024] Der Antrieb und die Lagerung der drehenden und kreisenden Teile erfolgt wie bei der Ausführung nach Fig.2. Zur Schmierung der Lagerungen hingegen wird hier druckloses Arbeitsmittel aus dem Innenraum des Gehäuses verwendet. Es wird über die Bohrungen 23 in der Büchse 24 und 21 im Wellenbund 14 den jeweiligen Lagerstellen zugeführt.

[0025] Bei den hier verwendeten Federmitteln 13 handelt es sich um eine Anzahl gleichmässig über dem Umfang angeordneter Schraubenfedern. Mit einem Ende stützen sich diese Federn über Kugelgelenke 28 in entsprechenden Pfannen an der Innenwand der Gehäusehälfte 7′ ab. Mit ihrem andern Ende wirken sie ebenfalls über Kugelgelenke unmittelbar auf die nicht mit Verdrängungskörpern versehene Rückseite der Scheibe 4, welche hierzu ebenfalls am entsprechenden Durchmesser mit Kugelpfannen ausgerüstet ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0026] 

1

Läufer

2

Einlass

3

Auslass

4

Scheibe

5,5a,5b,5c

Verdrängungskörper

6

Förderraum

7,7′

Gehäuse

8,

innere Umfangswand von 6

9

äussere Umfangswand von 6

10

Zentrum der Verdrängungskörper-Spiralen

11

Zentrum der Förderraum-Spiralen

12

Arbeitsraum

13

Federmittel

14

Antriebswelle

15

Zapfen

16

Bohrung in 15

17

Zapfenlagerung

18

Wellenlagerung

19

Querbohrung in 15

20

Seitenwand

21

Querbohrung in 14

22

Querbohrung in 14

23

Bohrung in 24

24

Büchse in 7′

25

Ansatz auf 4

26

Sackbohrung in 14

27

Ringkammer

28

Kugelgelenk

29

Verschraubung

e

Exzentrizität

Ansprüche

1. Verdrängungspumpe für inkompressible Medien, mit mindestens einem durch spiralförmige, sich von einer Seitenwand (20) eines feststehenden Gehäuses (7,7') senkrecht erstreckende Umfangswände (8,9) begrenzten Förderraum (6), der von einem ausserhalb der Spirale liegenden Einlass (2) zu einem innerhalb der Spirale liegenden Auslass (3) führt, und mit einem, auf einer Scheibe (4) angeordneten, in den Förderraum (6) ragenden, spiralförmigen Verdrängungskörper (5), der einen Umschlingungswinkel von 360° umfasst und der in Bezug auf den Förderraum zur Ausführung einer kreisenden Bewegung gelagert ist und dessen Zentrum (10) gegenüber dem Zentrum (11) der Umfangswände (8,9) exzentrisch so versetzt ist, dass der Verdrängungskörper (5) stets sowohl die aussenliegende als auch die innenliegende Umfangswand (9 resp. 8) des Förderraums (6) an je mindestens einer fortschreitenden Dichtlinie nahezu berührt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die orbitierende Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) axial verschiebbar mit einer das Gehäuse (7') durchdringenden und darin gelagerten Antriebswelle (14) verbunden ist und dass unmittelbar auf die Rückseite der Scheibe (4) wirkende Federmittel (13), welche sich im drucklosen Innern des Gehäuses (7') abstützen, die Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) gegen die Seitenwand (20) presst und dichtet, und dass die Federmittel (13) so ausgelegt sind, dass beim Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsmitteldruckes im Auslass (3) die Scheibe (4) mit dem Verdrängungskörper (5) aus ihrer Dichtstellung so weit ausrückt, dass der Arbeitsmitteldruck konstant bleibt, unabhängig von der zeitlichen Anzahl Kreisbewegungen und unabhängig vom Fördervolumen.

2. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Scheibe (4) mit der Antriebswelle (14) über einen Zapfen (15) erfolgt, welcher exzentrisch in einer Sackbohrung (26) der Welle (14) gelagert ist.

3. Verdrängungspumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Auslasses (3) die Scheibe (4) und der Zapfen (15) der Antriebswelle mit einer Bohrung (16) versehen sind, über die das von den Spiralen geförderte Medium der Zapfenlagerung (17) und der Wellenlagerung (18) zuführbar sind.

4. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei um 180° gegeneinander verdrehte Verdrängungskörper (5) ineinandergeschachtelt auf der Scheibe (4) angeordnet sind, und dass die entsprechend ineinandergeschachtelten zugehörigen zwei Förderräume (6) in einen gemeinsamen Auslass (3) münden.

5. Verdrängungspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei gleichmässig über dem Umfang verteilte Verdrängungskörper (5) auf der Scheibe (4) angeordnet sind, und dass die entsprechend angeordneten zugehörigen mindestens drei Förderräume (6) in einen gemeinsamen Einlass (2) münden.

Claims

1. Positive displacement pump for incompressible media, having at least one delivery space (6), which is bounded by spiral-shaped peripheral walls (8,9) extending perpendicularly from one side wall (20) of a fixed casing (7,7') and leads from an inlet (2) lying outside the spiral to an outlet (3) lying inside the spiral, and having a spiral-shaped displacer (5) which is arranged on a disc (4), projects into the delivery space (6), encircles a wrap-around angle of 360° and is supported with respect to the delivery space to execute a circular motion and whose centre (10) is offset eccentrically with respect to the centre (11) of the peripheral walls (8,9) such that the displacer (5) always almost touches both the outer and the inner peripheral wall (9 and 8, respectively) of the delivery space (6) at at least one advancing sealing line, characterized in that the orbiting disc (4) is connected to the displacer in an axially displaceable manner and is connected to a drive shaft (14) penetrating the casing (7') and supported therein, and in that spring means (13) acting directly on the rear side of the disc (4), which are supported in the pressure-free interior of the casing (7'), presses [sic] and seals [sic] the disc (4) with the displacer (5) against the side wall (20), and in that the spring means (13) are designed such that, on reaching a predetermined working medium pressure in the outlet (3), the disc (4) with the displacer (5) moves out of its sealing position to such an extent that the working medium pressure remains constant, irrespective of the number of circular motions per unit of time and irrespective of the delivery volume.

2. Positive displacement pump according to Claim 1, characterized in that the connection of the disc (4) to the drive shaft (14) is carried out by means of a pin (15), which is mounted eccentrically in a blind hole (26) in the shaft (14).

3. Positive displacement pump according to Claim 2, characterized in that, in the region of the outlet (3), the disc (4) and the pin (15) of the drive shaft are provided with a hole (16), over which the medium supplied by the spirals can be supplied to the pin bearing (17) and the shaft bearing (18).

4. Positive displacement pump according to Claim 1, characterized in that two displacers (5) are arranged nested inside each other on the disc (4) and rotated with respect to each other by 180°, and in that the correspondingly nested associated two delivery spaces (6) open into a common outlet (3).

5. Positive displacement pump according to Claim 1, characterized in that at least three displacers (5) are arranged on the disc, distributed uniformly over the periphery, and in that the correspondingly arranged associated at least three delivery spaces (6) open into a common inlet (2).

Revendications

1. Pompe à déplacement positif pour des fluides incompressibles, avec au moins une chambre de transport (6) limitée par des flancs en forme de spirale (8, 9) s'étendant perpendiculairement à partir d'une paroi latérale (20) d'une enceinte fixe (7, 7'), qui conduit d'une entrée (2) située à l'extérieur de la spirale jusqu'à une sortie (3) située à l'intérieur de la spirale, et avec un corps de déplacement (5) en forme de spirale engagé dans la chambre de transport (6), disposé sur un disque (4), et qui couvre un angle de 360° et qui est supporté par rapport à la chambre de transport pour décrire un mouvement de translation circulaire et dont le centre (10) est excentriquement décalé par rapport au centre (11) des flancs (8, 9) de telle façon que le corps de déplacement (5) soit en permanence pratiquement en contact aussi bien avec le flanc extérieur qu'avec le flanc intérieur (9 respectivement 8) de la chambre de transport (6) suivant au moins une ligne d'étanchéité qui avance, caractérisée en ce que le disque en mouvement orbital (4) avec le corps de déplacement (5) est relié de façon axialement coulissante avec un arbre d'entraînement (14) traversant l'enceinte (7') et supporté dans celle-ci, en ce que des moyens élastiques (13) agissant directement sur le dos du disque (4), qui prennent appui dans l'intérieur sans pression de l'enceinte (7'), poussent et appliquent hermétiquement le disque (4) avec le corps de déplacement (5) contre la paroi latérale (20), et en ce que les moyens élastiques (13) sont conçus de telle manière que lorsque l'on atteint une pression prédéterminée du fluide de travail dans la sortie (3), le disque (4) avec le corps de déplacement (5) s'écarte de sa position d'étanchéité à un point tel que la pression du fluide de travail reste constante, indépendamment du nombre de mouvements circulaires par unité de temps et indépendamment du volume transporté.

2. Pompe à déplacement positif suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison du disque (4) avec l'arbre d'entraînement (14) est réalisée par l'intermédiaire d'un tourillon (15), qui est appuyé excentriquement dans un trou borgne (26) de l'arbre (14).

3. Pompe à déplacement positif suivant la revendication 2, caractérisée en ce que, dans la région de la sortie (3), le disque (4) et le tourillon (15) de l'arbre d'entraînement sont pourvus d'un trou (16), par lequel le fluide transporté par les spirales peut être envoyé à l'appui du tourillon (17) et à l'appui de l'arbre (18).

4. Pompe à déplacement positif suivant la revendication 1, caractérisée en ce que deux corps de déplacement (5), décalés l'un par rapport à l'autre de 180°, sont disposés sur le disque (4) en étant emboîtés l'un dans l'autre, et en ce que les deux chambres de transport (6) associées, emboîtées l'une dans l'autre de manière correspondante, débouchent dans une sortie commune (3).

5. Pompe à déplacement positif suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins trois corps de déplacement (5) sont disposés sur le disque (4) en étant répartis de manière uniforme sur la périphérie, et en ce que les au moins trois chambres de transport (6) associées, disposées de manière correspondante, débouchent dans une entrée commune (2).

Zeichnung