Die Erfindung betrifft eine Rotationsverdrängerpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE 295 11 966 U zeigt eine solche Rotationsverdrängerpumpe bestehend aus einem Stator und einem angetriebenen Rotor der zuvor angegebenen Art. Bei dem Stator ist zwischen einem inneren Spannring und einer äußeren Spannplatte eine Membran sowie ein Ring verspannt. Die Membran überwölbt dabei den Ring und definiert dadurch einen Pumpkanal. Der Membran ist ein Kranz von frei beweglichen Stößeln zugeordnet. Der Hub dieser Stößel kann durch einen Federring mit zugeordnetem Stellring mittels Stellschrauben eingestellt werden. Der Rotor besitzt einen um eine Achse drehbaren Träger, an dem frei drehbar Rollen angeordnet sind, welche auf den Stößeln laufen und diese beim Umlauf des Rotors sukzessive nach unten und damit die Membran gegen die Ringfläche des Ringes drücken und damit das Pumpmedium vorwärts transportieren. Zum Einstellen der Förderleistung ist auf die Achse unter Zwischenanordnung einer Druckfeder eine Mutter aufgeschraubt. Die Feder drückt dabei die Rollen über den axial beweglichen Träger in Richtung der Stößel. Je mehr die Mutter angezogen und damit die Feder vorgespannt wird, desto höher ist die Förderleistung. - Bei dieser bekannte Rotationsverdrängerpumpe muß die innere Spannplatte eine zentrale Durchbrechung aufweisen, damit die Achse des Rotors hindurchgeführt werden kann. Beim Öffnen des Stators zum Wechseln der Membran sowie des Ringes nach Verschleiß kann der nicht vermeidbare Schmutz durch die Öffnung in der Spannplatte hindurchdringen und in den Rotor gelangen, was zu Störungen führen kann. Die Wartung der Pumpe ist dadurch etwas erschwert.
Die FR-A-1 119 960 zeigt ebenfalls eine Rotationsverdrängerpumpe mit zwei teilkreisförmigen Membrann. Unter Zwischenanordnung von segmentförmigen Plättchen laufen auf der Membran Rollen ab. Die einstellbare Hubbegrenzung und damit die Förderleistung erfolgt mittels eines verstellbaren Kegelstumpfes.
Die US-A-4 392 794 zeigt eine Peristaltikpumpe mit einem Stator sowie einem Rotor. Der Stator weist eine ringförmige Membran auf, welche zwischen sich und einer halbkreisförmigen Ausnehmung einen Pumpkanal definiert. Der Rotor besitzt ein dreischenkliges Armkreuz, an dessen vorderen Enden sich jeweils frei drehbar Kugeln befinden. Der Rotor kann mittels einer Spindel in Richtung Stator verfahren werden, so daß die drehbaren Kugeln auf die Membran in der Ausnehmung rücken. - Der Nachteil dieser Pumpe ist, daß Medien, welche zum Verklumpen neigen (wie beispielsweise Mörtel) nicht gepumpt werden können, weil die Rollen nicht derartigen Verklumpungen ausweichen können, da die einmal eingestellte Position des Rotors bezüglich des Stators unveränderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rotationsverdrängerpumpe der eingangs angegebenen Art die Handhabung sowie insbesondere die Wartung zu vereinfachen.
Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
Die Grundidee der erfindungsgemäßen Rotationsverdrängerpumpe besteht darin, eine saubere Trennung zwischen dem Antrieb der Pumpe und deren Verstelleinrichtung für die Förderleistung auf der einen Seite und dem Pumpkanal mit Zulauf und Ablauf auf der anderen Seite zu schaffen, wobei erfindungsgemäß diese Trennung durch die innere (Spann-)Platte realisiert wird. Diese innere (Spann-)Platte kann die Pumpe dicht abschließen, weil sie keinen axialen Durchgang für die Rotorachse mehr benötigt, sondern sie ist erfindungsgemäß im Zentrum geschlossen ausgebildet. Dadurch ist die Pumpe auf jener Seite, die durch Verschmutzung besonders gefährdet ist, hermetisch dicht, und das Eindringen von Schmutz oder aggressiver Pumpflüssigkeit in den Pumpenantrieb ist nicht mehr möglich, und zwar selbst dann nicht, wenn die Pumpe für den Austausch der Membran und/oder der Grundplatte geöffnet wird. Da das Zentrum der Spannplatte nicht mehr für das Durchführen eines Gewindebolzens in Richtung der Achse des Rotors benötigt wird, kann man statt dessen die äußere Spannplatte nunmehr mittels einer einzigen Schraubverbindung mit der gegenüberliegenden inneren Spannplatte verbinden. Der Austausch der Verschleißteile wird dadurch insgesamt gegenüber dem Stand der Technik sehr vereinfacht und kann sehr rasch vonstatten gehen. Es ist somit kein Hinderungsgrund vorhanden, preiswerte Verschleißteile einzusetzen, weil sie - wie ausgeführt - problemlos ausgetauscht werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rotationsverdrängerpumpe wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, welche einen Längsschnitt durch eine derartige Pumpe zeigt.
Die Pumpe weist einen Stator 1 sowie einen Rotor 2 auf.
Der Stator 1 ist ein Teil des Pumpengehäuses und weist eine äußere Spannplatte 24, eine innere Spannplatte 6, eine Grundplatte 3 und eine Membran 11 auf.
Die Grundplatte 3 ist ringförmig ausgebildet und koaxial zur Achse 4 des Rotors 2 angeordnet. Die Grundplatte 3 hat eine ebene Ringfläche 5, welche durch zwei konische Klemmflächen 9, 10 begrenzt wird, welche vom Rotor 2 aus gesehen hinter der Ringfläche 6 liegen. Ihnen liegen zwei weitere Klemmflächen 7, 8 gegenüber, die an der inneren Spannplatte 6 ausgebildet sind und mit den Klemmflächen 9, 10 zusammenwirken, um dazwischen die Membran 11 einzuklemmen.
Die Membran 11 besteht aus einem elastomeren Werkstoff und ist im entspannten, nicht eingebauten Zustand ein ringförmiges, ebenes Gebilde. Durch das Einspannen zwischen den konischen Klemmflächen 7 bis 10 wird die Membran 11 gebogen, so daß sie die ebene Ringfläche 5 überwölbt. Zwischen der gewölbten und dadurch elastisch vorgespannten Membran 11 und der Ringfläche 5 ist auf diese Weise ein Pumpkanal 12 gebildet, in welchen ein Zulauf 13 und ein Ablauf 15 münden. Dieser Ablauf 15 liegt zweckmäßigerweise dicht neben dem Zulauf 13. Um ihn in der Zeichnung darstellen zu können, ist in dieser Zeichnung eine diagonale Anordnung von Zulauf 13 und Ablauf 15 vorgesehen. Der Pumpkanal 12 ist auf dem kurzen Weg vom Zulauf 13 zum Ablauf 15 durch eine hier nicht dargestellte Erhebung auf der ringförmigen Grundplatte 3 blockiert.
Auf der Außenseite der Membran 11 ist ein Kranz von Druckübertragungsgliedern 14 in Form von Stößeln angeordnet. Die Druckübertragungsglieder 14 sind im Längsschnitt T-förmig ausgebildet, erstrecken sich parallel zur Achse 4 und sind längs des gesamten Pumpkanals 12 angeordnet, der den Zulauf 13 mit dem Ablauf 15 verbindet, nicht aber über jenem Abschnitt der Membran 11, welcher in Drehrichtung des Rotors 2 vom Ablauf 15 zum Zulauf 13 führt, weil dort der Pumpkanal 12 durch die auf der ringförmigen Grundplatte 3 vorgesehene Erhebung unterbrochen ist.
Die Druckübertragungsglieder 14 sind in der Spannplatte 6 parallel zur Achse 4 verschieblich angeordnet und durch einen Stellring 17 gesichert, welcher gegen die Rückstellkraft der Membran 11 in Richtung der Achse 4 mittels eines Exzenters 19 verlagerbar ist, so daß die Druckübertragungsglieder 14 einen veränderlichen Endanschlag haben, der es gestattet, den maximalen Querschnitt des Pumpkanals 12 zu verringern und damit die Förderleistung der Pumpe einzustellen.
Der Rotor 2 dreht sich um eine Welle 20, welche in einem Wälzlager 26 in der Spannplatte 6 und in einem weiteren Wälzlager 27 im hinteren Gehäuseteil gelagert ist. Der Rotor 2 hat wenigstens zwei freilaufende Rollen 21, welche über die Druckübertragungsglieder 14 hinwegrollen und sie niederdrücken, wodurch die Membran 11 lokal an die Ringfläche 5 gedrückt wird. Diese lokale Andrückstelle wandert mit der Rotorbewegung längs des Pumpkanals 12, schiebt die davorstehende Flüssigkeitsmenge durch den Ablauf 15 hinaus und saugt gleichzeitig durch den Zulauf 13 weitere Flüssigkeit nach.
Der Förderdruck der Pumpe hängt von der Vorspannung der Membran 11 ab. Diese Vorspannung hängt vom Material und der Dicke der Membran 11 ab, aber auch vom Ausmaß der Biegung.
Darüber hinaus hängt der Förderdruck von der Kraft ab, mit welcher die Druckübertragungsglieder 14 auf die Membran 11 einwirken. Sie kann mittels eines zweiten Exzenters 22 verändert werden, welcher über das hintere Wälzlager 27 auf einen Kragen 28 an der Welle 20 einwirkt und dadurch eine Feder 29 mehr oder weniger spannt, welche auf einem axial verschieblichen Träger 30 der Rollen 21 lastet. Durch Verdrehen des Exzenters 22 beispielsweise mittels eines an der Außenseite angebrachten Handrades kann die Kraft, mit welcher die Rollen 21 auf die Membran 11 einwirken, erhöht oder erniedrigt werden. Bei exzessivem Druckaufbau unter der Membran 11 können die Druckübertragungsglieder 14 dem Druck ausweichen, soweit die Druckkraft die durch Verdrehen des Exzenters 22 veränderliche Rückstellkraft der Feder 29 übersteigt.
Die Vorspannung der Membran 11 geschieht mittels einer Schraubeinrichtung 31 in Form eines Gewindebolzens, welcher in die Spannplatte 6 eingedreht ist, sich durch die äußere Spannplatte 24 erstreckt und eine weitere Schraubeinrichtung 32 in Form einer Mutter trägt, die - wenn sie angezogen wird - die äußere Spannplatte 24 gegen die Grundplatte 3 und damit die Grundplatte 3 gegen den Rand der Membran 11 drückt. Damit werden die Membran 11 und die Grundplatte 3 eingespannt und gleichzeitig der Pumpkanal 12 abgedichtet.
Falls bei einem Verschleiß die Membran 11 und/oder die Grundplatte 3 ausgetauscht werden müssen, muß lediglich die Mutter der Schraubeinrichtung 32 gelöst werden. Danach kann die äußere Spannplatte 24 abgenommen werden, und die Grundplatte 3 und die Membran 11 sind frei zugänglich. Der Verschleiß tritt in erster Linie an der harten Grundplatte 3 auf und äußert sich infolge des Abriebs von der Grundplatte 3 in einer Vergrößerung des Pumpkanals, die ihrerseits eine Verringerung des Förderdrucks nach sich zieht. Am Absinken des Förderdrucks kann man daher leicht erkennen, wann ein Austausch erforderlich ist.