Flügelzellenpumpe

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Rotorpumpe (2) mit einem Pumpengehäuse (10) mit einem Pumpenraum (12), eine im Pumpenraum drehbargelagerten Rotor (16), einen im Rotor verschieblich gelagerten Flügel (18), der den Pumpenraum in zwei Kammern unterteilt und an der Innenumfangswand (34) des Pumpenraums anliegt, sodass der Flügel bezüglich des Rotors und bezüglich der Innenumfangsand eine Relativbewegung ausführt, wobei wenigstens ein Teil der zueinander relativbewegungen ausführenden Bauteile mit einer ein Lager bildenden Einlage (20,22,38,40) versehen ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rotorpumpe mit einem Pumpengehäuse mit einem Pumpenraum, einem im Pumpenraum drehbar gelagerten Rotor, einem im Rotor verschieblich gelagerten Flügel, der den Pumpenraum in zwei Kammern unterteilt und an der Innenumfangswand des Pumpenraums anliegt, sodass der Flügel bezüglich des Rotors und bezüglich der Innenumfangswand eine Relativbewegung ausführt.

[0002] Aus der DE-A-100 12 406 ist eine Verdrängerpumpe bekannt geworden, bei der innerhalb eines Gehäuseraums ein Rotor drehbar gelagert ist, der in einer Nut einen Flügel verschieblich aufnimmt. Sowohl der Rotor als auch der Flügel bestehen aus Kunststoff was den Vorteil hat, dass geringe dynamische Kräfte auftreten.

[0003] Bei einer derartigen Pumpe besteht der Wunsch, dass die Laufflächen, an welchen Relativbewegungen auftreten, so ausgestaltet sein sollten, dass sie sich weniger stark erwärmen.

[0004] Diese Aufgabe wird bei einer Rotorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein Teil der zueinander Relativbewegungen ausführenden Bauteile mit einer ein Lager bildenden Einlage versehen ist.

[0005] Die erfindungsgemäße Rotorpumpe mit den an den Stellen wo Relativbewegungen auftreten eingebauten Einlage bietet den wesentlichen Vorteil, dass aufgrund der Einlagen die Reibungskräfte verringert werden und dadurch nicht nur der Verschleiß sondern auch die Erwärmung reduziert werden. Außerdem kann der Flügel genauer geführt werden, da die Einlage zudem als Führung dient.

[0006] So weist zum Beispiel bei einem Ausführungsbeispiel der Rotor eine den Flügel aufnehmende Nut auf, wobei die Nut bereichsweise mit der Einlage besetzt ist. Selbstverständlich kann die Einlage auch am Flügel vorgesehen sein, sodass diese mit dem Flügel mitbewegt wird. Bevorzugt wird die Einlage jedoch in der Nut angebracht, sodass die Einlage nicht mit dem Flügel mitoszilliert.

[0007] Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Flügel im Bereich seiner an der Innenumfangswand anliegenden Flügelkante mit der Einlage versehen ist. Diese Kante bildet die Anlageflächen des Flügels, wodurch auch die Dichtung bewirkt wird. Die Kante kann dabei in Längsrichtung des Flügels verschieblich in einer randoffenen Nut gelagert sein.

[0008] Mit Vorzug bestehen der Rotor und/oder der Flügel und/oder der die Innenumfangswand aufweisende Teil des Pumpenraumes aus Kunststoff. Hierfür werden zum Beispiel Polyetheretherketon (PEEK), Polyethersulfid (PES), syndiotaktisches Polystyrol (SPS), Polyvenylensulfid (PPS) oder Polyimid verwendet.

[0009] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Einlage eingespritzt. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die einzelnen Bauteile schnell und preiswert hergestellt werden können und dass die Einlagen verliersicher im jeweiligen Bauteil gehalten werden.

[0010] Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Einlage formschlüssig befestigt ist. Dies kann zum Beispiel über eine Schwalbenschwanzverbindung erfolgen, oder die Einlagen können auch lediglich in entsprechende Auslegungen eingelegt sein und werden durch das anliegende, eine Relativbewegung ausführende Bauteil gegen Herausfallen gesichert.

[0011] Mit Vorzug weist die Einlage eine im Wesentlichen rechteckförmige oder plattenförmige Form auf. Dadurch können die Einlagen preiswert hergestellt werden, ohne dass diese an bestimmte Formen des Rotors, des Flügels oder dergleichen angepasst werden müssen. Insbesondere bei Sinterwerkstoffen ist diese Formgebung von Vorteil.

[0012] Mit Vorzug ist die Einlage aus Metall, Keramik, aus einem Sinterwerkstoff oder aus einem Kunststoff gefertigt, wobei die Härte des Kunststoffs größer ist als die Härte des Flügels, Rotors oder des Materials der Innenumfangswand. Es ist jedoch auch denkbar, dass sowohl für die Flügelspitze als auch für die Innenumfangswand harte Materialien verwendet werden, zum Beispiel Metall.

[0013] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungsgemäß wesentlich sein.

[0014] In der Zeichnung zeigen:

Figur 1:

eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Darstellung der Rotorpumpe;

Figur 2:

eine perspektivische Darstellung auf die Stirnseite des Rotors;

Figur 3:

eine perspektivische Darstellung des Rotors in Seitenansicht; und

Figur 4:

eine perspektivische Darstellung des Rotors in Rückansicht.

[0015] Die Figur 1 zeigt eine insgesamt mit 2 bezeichnete Rotorpumpe, die in bekannter Weise ein Pumpengehäuse 10, einen in dessen z.B. kreiszylindrischen Pumpenraum 12 exzentrisch drehbar gelagerten Rotor 16, der mit einer Antriebswelle 14 drehfest verbunden ist, sowie einen in diesem radial verschieblich gelagerten Flügel 18, der an seinen Flügelenden jeweils eine Einlage 20 und 22 aufweist.

[0016] Der Rotor 18 weist einen hohlzylindrischen Rotormantel 24 auf, in dem eine sich entlang seines Innendurchmessers erstreckende, innere Flügelführungsleiste 26 vorgesehen ist, in der der Flügel 18 radial verschieblich aufgenommen ist. Die Bezugszeichen 28 bezeichnen Rotorinnenstäbe, die zur Aussteifung des Rotormantels 24 dienen. Der Rotor 16 ist, wie in Figur 4 dargestellt, zur Antriebswelle 14 hin zur Aufnahme des Flügels 18 geschlitzt und auf die Antriebswelle 14 aufgesteckt, eingesteckt oder angespritzt.

[0017] Der Pumpenraum 12 ist, was einfachheitshalber nicht gezeigt ist, an beiden Stirnseiten dicht verschlossen, wobei die Antriebswelle 14 die eine Gehäusestirnwand flüssigkeitsdicht durchsetzt. Am Pumpenraum 12 sind außerdem eine Zufluss- und eine Abflussleitung angeschlossen, um ein zu förderndes Strömungsmittel der Rotorpumpe 2 zu- und aus dieser wieder abführen zu können.

[0018] Die Einlagen 20 und 22 des Flügels 18 sind leistenartig ausgebildet und in jeweils zu den freien Enden des Flügels 18 hin offenen Nuten 30 und 32 radial verschieblich aufgenommen. Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Einlagen 20 und 22 in den Flügel 18 eingespritzt sind und daher starr mit diesem verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Flügel 18 zweigeteilt und besteht aus zwei Flügelhälften, die beim Betrieb der Rotorpumpe 2 fliehkraftbedingt radial nach außen drängen. Dabei gleiten die Einlagen 20 und 22 auf der Innenumfangswand 34 des Pumpenraums 12.

[0019] Der Flügel 18 ist im Rotor 6 in eine Führungsnut 36 in radialer Richtung verschieblich gelagert und führt bezüglich der Innenwand der Führungsnut 36 Relativbewegungen aus. Die Innenwand der Führungsnut 36 wird von Einlagen 38 und 40 gebildet, die an den Flachseiten des Flügels 18 anliegen. Die Einlagen 38 und 40 erstrecken sich über die gesamte Länge der Führungsnut 36, was deutlich in Figur 2 dargestellt ist. Dort sind auch die beiden in die Nuten 30 und 32 eingesetzten Einlagen 22 des Flügels 18 erkennbar.

[0020] Die Einlagen 38 und 40 sind in den Rotor 18 eingespritzt und besitzen in axialer Richtung des Rotors 18 eine Nut-Feder-Verbindung, die mit 42 bezeichnet ist, was aus Figur 3 erkennbar ist.

[0021] Die Figur 4 zeigt die Rückseite des Rotors 16, an welche die Antriebswelle 14 angespritzt ist und die Führungsnut 36 antriebsseitig verschließt. Auch hier sind deutlich die Einlagen 20 und 22 sowie 38 und 40 erkennbar, die am Flügel 18 anliegen beziehungsweise mit denen der Flügel 18 an der Innenumfangswand 34 des Pumpenraums 12 anliegt. Die Einlagen 20 und 22 sowie 38 und 40 bilden dabei jeweils ein Lager für die anliegenden, Relativbewegungen ausführenden Bauteile.

[0022] Aufgrund der Einlagen 20 und 22 sowie 38 und 40 wird die Reibung zwischen der Führungsnut 36 und dem Flügel 18 sowie zwischen dem Flügel 18 und der Innenumfangswand 34 des Pumpenraums 12 stark herabgesetzt, wodurch zum Einen das Verlustmoment verringert, zum Anderen die eingebrachte Wärme reduziert wird. Außerdem verringert sich der Verschleiß der relativ zueinander bewirkenden Bauteile.

Ansprüche

1. Rotorpumpe (2) mit einem Pumpengehäuse (10) mit einem Pumpenraum (12), einem im Pumpenraum (12) drehbargelagerten Rotor (16), einem im Rotor (16) verschieblich gelagerten Flügel (18), der den Pumpenraum (12) in zwei Kammern unterteilt und an der Innenumfangswand (34) des Pumpenraums (12) anliegt, sodass der Flügel (18) bezüglich des Rotors (16) und der Rotor (16) bezüglich der Innenumfangsand (34) eine Relativbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der zueinander Relativbewegungen ausführenden Bauteile mit einer ein Lager bildenden Einlage (20, 22, 38, 40) versehen ist.

2. Rotorpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (16) eine den Flügel (18) aufnehmende Nut (36) aufweist und die Nut (36) bereichsweise mit einer Einlage (38, 40) besetzt ist.

3. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (18) bereichsweise mit der Einlage besetzt ist.

4. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (18) im Bereich seiner an der Innenumfangswand (34) anliegenden Flügelkante mit der Einlage (20, 22) belegt ist.

5. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (16) und/oder der Flügel (18) und/oder der die Innenumfangswand (34) aufweisende Teil des Pumpenraums (12) aus Kunststoff bestehen.

6. Rotorpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyetheretherketon (PEEK), ein Polyethersulfid (PES), ein syndiotaktisches Polystyrol (SPS), ein Polyvenylensulfid (PPS) oder ein Polyimid ist.

7. Rotorpumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (20, 22, 38, 40) eingespritzt ist.

8. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (20, 22, 38, 40) formschlüssig befestigt ist.

9. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (20, 22, 38, 40) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist.

10. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (20, 22, 38, 40) plattenförmig ist.

11. Rotorpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (20, 22, 38, 40) aus Metall, Keramik, einem Sinterwerkstoff oder einem Kunststoff besteht, dessen Härte größer ist als die Härte des Flügels (18), des Rotors (16) und des Materials der Innenumfangswand (34).

Zeichnung