(19) |
 |
|
(11) |
EP 1 857 680 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
22.02.2017 Patentblatt 2017/08 |
(22) |
Anmeldetag: 18.05.2006 |
|
(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
|
(54) |
Rotorbaugruppe
Pump rotor
Rotor de pompe
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
21.11.2007 Patentblatt 2007/47 |
(73) |
Patentinhaber: Hilge GmbH & Co. KG |
|
55294 Bodenheim (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- Brown, Antony Mark
East Sussex
BN209JS (GB)
|
(74) |
Vertreter: WSL Patentanwälte Partnerschaft mbB |
|
Postfach 6145 65051 Wiesbaden 65051 Wiesbaden (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 101 345 CA-A1- 2 079 729 JP-A- 9 137 731 US-A- 4 940 394
|
EP-A- 0 287 797 DE-A1- 10 322 501 US-A- 2 635 552
|
|
|
|
|
- "ROTACNI OBJEMOVA CERPADLA" ANNOUNCEMENT SIGMA GROUP, XX, XX, Januar 2004 (2004-01),
Seiten 1-6, XP000962380
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Rotorbaugruppe für eine Pumpe, insbesondere für eine
Drehkolbenpumpe.
[0002] Drehkolbenpumpen weisen üblicherweise zwei parallelliegende Rotorwellen auf, welche
in ihrer Drehbewegung miteinander gekoppelt sind und an einem Axialende jeweils einen
drehbaren Kolben oder ein Zahnrad tragen. Die Kolben oder Zahnräder greifen ineinander
und bilden so eine Verdrängerpumpe. Es ist bei diesen Pumpen wichtig, dass die Kolben
synchron laufen. Insofern sind sowohl die Kolben als auch die Getriebeelemente, welche
die beiden Wellen drehbeweglich koppeln, mit den Rotorwellen drehfest zu verbinden.
Dabei ist gleichzeitig eine genaue Justage der Elemente auf den Wellen erforderlich,
um den synchronen Lauf der beiden Kolben, so dass sie drehend ineinander greifen,
sicherzustellen.
[0003] Bei bekannten Wellen-Naben-Verbindungen ist die genaue Ausrichtung aufgrund der gegebenen
Toleranzen schwierig.
[0004] Aus
US 4,490,102 ist ein Schraubenkompressor bekannt, welcher zwei ineinandergreifende Schraubenwellen
aufweist, welche durch eine Zahnradpaarung miteinander verbunden sind. Eines dieser
Zahnräder ist über eine Kegelverbindung an der zugehörigen Rotorwelle festgelegt.
Bei einer solchen Kegelverbindung ist die drehwinkelgenaue Ausrichtung des Antriebszahnrades
auf der Welle schwierig, da das Zahnrad, wenn es mit der Welle in Kontakt kommt, aufgrund
der Kegelflächen relativ schnell blockiert und im Drehwinkel nicht mehr ausgerichtet
werden kann.
[0005] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Rotorbaugruppe für eine Pumpe
zu schaffen, welche eine einfachere drehwinkelgenaue Justage von Getriebeelementen
an der Rotorwelle ermöglicht.
[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Rotorbaugruppe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0007] Bei der erfindungsgemäßen Rotorbaugruppe ist zumindest eine Rotorwelle und ein mit
dieser drehfest verbundenes Antriebs- bzw. Abtriebsritzel vorgesehen. Diese Rotorbaugruppe
ist insbesondere für die Verwendung in einer Drehkolbenpumpe vorgesehen, in welcher
mehrere Rotorwellen in ihrer Drehbewegung miteinander gekoppelt werden müssen. Hierzu
ist vorzugsweise an einer angetriebenen Rotorwelle ein erstes Ritzel drehfest angeordnet
und an einer zweiten, parallelen Rotorwelle ein zweites, mit dem ersten Ritzel kämmendes
Ritzel angeordnet, so dass die eine Rotorwelle von der anderen mit angetrieben wird.
[0008] Erfindungsgemäß weist das Antriebsritzel eine zentrale Ausnehmung mit einer konischen
Innenumfangsfläche auf. Diese Innenumfangsfläche erstreckt sich dabei konisch um die
Längs- bzw. Rotationsachse der Rotorwelle und des Antriebsritzels. Die Antriebswelle
weist eine korrespondierende konische Außenumfangsfläche auf, wobei die konische Innenumfangsfläche
und die konische Außenumfangsfläche zur Fixierung des Antriebsritzels auf der Rotorwelle
miteinander in Eingriff bzw. in Anlage sind. Auf diese Weise wird das Antriebsritzel
drehfest auf der Rotorwelle gehalten.
[0009] Vorzugsweise ist in der Ausnehmung des Rotors eine sich an das im Durchmesser kleinere
Ende der konischen Innenumfangsfläche anschließende zylindrische Kontaktfläche ausgebildet
und die Rotorwelle weist eine korrespondierende zylindrische Kontaktfläche auf, welche
sich an das im Durchmesser kleinere Ende der konischen Außenumfangsfläche anschließt.
Diese Ausgestaltung erleichtert das Aufsetzen des Antriebsritzels auf die Rotorwelle,
da zunächst die zylindrischen Kontaktflächen miteinander in Eingriff gebracht werden
können. Dabei wird das Ritzel bereits zentrisch auf der Rotorwelle ausgerichtet, bleibt
jedoch zunächst noch um diese drehbar, so dass das Antriebsritzel anschließend in
seiner Winkelposition bezüglich der Rotorwelle ausgerichtet werden kann. Anschließend
wird das Antriebsritzel weiter axial relativ zu der Rotorwelle verschoben, so dass
die konische Innenumfangsfläche auf die korrespondierende konische Außenumfangsfläche
aufläuft und so das Antriebsritzel fest, insbesondere drehfest auf der Rotorwelle
fixiert wird.
[0010] Zusätzlich ist es möglich, dass das Antriebsritzel und die Rotorwelle miteinander
verklebt werden, um eine noch festere Verbindung zu realisieren.
[0011] Die erfindungsgemäße Rotorbaugruppe für eine Pumpe, insbesondere für eine Drehkolbenpumpe
weist vorzugsweise zumindest einen auf der Rotorwelle befestigten Rotor auf. Der Rotor
bildet bei der Drehkolbenpumpe den Kolben, welcher vorzugsweise mit dem Kolben einer
zweiten Rotorwelle in Eingriff tritt. Der Rotor weist eine Ausnehmung auf, in welche
die Rotorwelle eingreift.
[0012] Zur drehfesten Anbringung des Rotors an der Rotorwelle weist die Rotorwelle bevorzugt
am Außenumfang zumindest eine im Querschnitt kreissegmentförmige Tasche auf. Die im
Querschnitt kreissegmentförmige Tasche bildet eine zylindersegmentförmige Ausnehmung,
deren Durchmesser oder Mittelachse sich vorzugsweise parallel zur Längs- bzw. Rotationsachse
der Rotorwelle erstreckt. Gegenüberliegend ist am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors
eine korrespondierende, im Querschnitt kreissegmentförmige Tasche ausgebildet. Das
heißt, auch diese Tasche bildet eine zylindersegmentförmige Ausnehmung, deren Längs-
bzw. Mittelachse sich vorzugsweise parallel zur Längs- bzw. Rotationsachse des Rotors
erstreckt. Dabei ist die Längs- bzw. Rotationsachse des Rotors identisch zu der Längs-
bzw. Rotationsachse der Rotorwelle. Die beiden gegenüberliegenden, kreissegmentförmigen
Taschen bilden vorzugsweise gemeinsam eine kreiszylindrische Ausnehmung bzw. ein kreiszylindrisches
Loch, welches sich parallel zur Längsachse der Rotorwelle zwischen Innenumfang der
Ausnehmung und Außenumfang der Rotorwelle erstreckt. In diese so einander gegenüberliegenden
Taschen ist ein im Querschnitt korrespondierendes, bevorzugt kreisförmiges, d. h.
kreiszylindrisches Verbindungselement eingesetzt. Dieses Verbindungselement stellt
die formschlüssige, drehfeste Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle her.
[0013] Die kreissegmentförmigen Querschnittsflächen der Taschen am Außenumfang der Rotorwelle
sowie am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors sind vorzugsweise so dimensioniert,
dass sie gemeinsam einen Kreisquerschnitt bilden. Besonders bevorzugt sind die beiden
Taschen im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet, so dass die Taschen am Außenumfang
der Rotorwelle und am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors jeweils eine halbzylindrische
Form aufweisen, welche gemeinsam eine zylindrische Ausnehmung definieren, in welche
ein zylindrisches Verbindungselement eingesetzt werden kann.
[0014] Die Taschen in dem Rotor bzw. im Außenumfang der Rotorwelle werden dort vorzugsweise
eingefräst, so dass sie dort mit hoher Genauigkeit an der gewünschten Winkelposition
ausgebildet werden können. Das zylindrische Verbindungselement kann dann nur passend
eingesetzt werden, wenn die Taschen am Innenumfang des Rotors und am Außenumfang der
Rotorwelle einander genau gegenüberliegen, d. h. sich der Rotor bezüglich der Rotorwelle
in einer vorbestimmten Winkelposition befindet. Durch entsprechende enge Passung kann
hier eine spielfreie, formschlüssige Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle erreicht
werden.
[0015] Vorzugsweise erstrecken sich sowohl die Mittel- bzw. Längsachsen der Taschen an der
Rotorwelle und am Rotor als auch die Längsachse des im Querschnitt kreisförmigen Verbindungselements
parallel zur Rotationsachse der Rotorwelle und damit des Rotors.
[0016] Vorzugsweise ist am Außenumfang der Rotorwelle eine Mehrzahl von im Querschnitt halbkreisförmigen
Taschen und am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors eine entsprechende Mehrzahl jeweils
gegenüberliegender und im Querschnitt halbkreisförmiger Taschen ausgebildet, wobei
jeweils in die einander gegenüberliegenden Taschen ein im Querschnitt kreisförmiges
Verbindungselement eingesetzt ist. Das heißt, die Taschen am Außenumfang der Rotorwelle
sind korrespondierend zu den Taschen am Innenumfang der Ausnehmung des Rotors in gleichen
Winkelpositionen angeordnet, so dass immer jeweils eine Tasche am Außenumfang der
Rotorwelle einer Tasche am Innenumfang der Ausnehmung genau gegenüberliegt, so dass
diese beiden Taschen zusammen eine im Querschnitt kreisförmige, d. h. insgesamt kreiszylindrische
Aufnahmeöffnung für ein Verbindungselement bilden. In jede dieser Taschenpaarungen
ist jeweils ein Verbindungselement eingesetzt. Auf diese Weise ist eine stärker belastbare,
formschlüssige Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle geschaffen, über welche auch
größere Drehmomente übertragen werden können.
[0017] Die Mehrzahl von Taschen an der Rotorwelle und die korrespondierenden, gegenüberliegenden
Taschen am Rotor sind vorzugsweise unregelmäßig über den Umfang verteilt angeordnet.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass der Rotor an der Rotorwelle nur in einer
vorbestimmten Winkellage bezüglich der Rotationsachse befestigt werden kann, so dass
eine Fehlmontage ausgeschlossen werden kann. Dies ist wichtig, da beim Einsatz in
einer Drehkolbenpumpe, in welcher der Rotor mit einem zweiten Rotor zusammenwirkt,
der Rotor sich definiert bezüglich des zweiten Rotors bewegen muss. Eine unregelmäßige
Anordnung der Taschen kann beispielsweise in der Weise erfolgen, dass eigentlich alle
Taschen in regelmäßigen Winkelpositionen zueinander angeordnet werden, jedoch an einer
Winkelposition, an welcher aufgrund dieser regelmäßigen Teilung eigentlich eine Tasche
ausgebildet sein müsste, keine Tasche ausgebildet ist.
[0018] Weiter bevorzugt werden die Verbindungselemente in den Taschen am Rotor und/oder
in den Taschen an der Rotorwelle verklebt. Auf diese Weise werden die Verbindungselemente
in den Taschen gesichert, so dass sie nicht herausrutschen oder sich lösen können.
So kann eine haltbare Verbindung zwischen Rotor und Rotorwelle geschaffen werden.
[0019] Alternativ oder zusätzlich können die Verbindungselemente in ihrer Durchmesserrichtung
spreizbar ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, die Verbindungselemente leicht in
die einander gegenüberliegenden Taschen einzusetzen und anschließend zu spreizen,
so dass sie sich in den Taschen verspannen. So wird dann eine feste Verbindung zwischen
Rotor und Rotorwelle geschaffen. Gleichzeitig ermöglicht dies eine automatische genaue
Ausrichtung bzw. Justage der einander gegenüberliegenden Taschen beim Spreizen des
Verbindungselementes. Damit wird dann der Rotor auch automatisch in der definierten,
vorbestimmten Winkellage bezüglich der Rotorwelle ausgerichtet und fixiert. Auch kann
die genaue Zentrierung durch das Spreizen der Verbindungselemente erfolgen. Ferner
können die Verbindungselemente so ausgebildet sein, dass ihre Spreizung reversibel
ist, um sie wieder gelöst werden können, so dass beispielsweise zu Wartungsarbeiten
oder zum Austausch von Verschleißteilen den Rotor von der Rotorwelle abnehmen zu können.
[0020] Die Verbindungselemente bestehen dazu vorzugsweise aus zwei axial zueinander angeordneten
Zylinderkörpern und zumindest einem axial zwischen den Zylinderkörpern liegenden Spreizelement,
wobei die beiden Zylinderkörper zueinander axial verstellbar miteinander verbunden
sind. Dies kann beispielsweise durch eine Schraube geschehen, welche die beiden Zylinderkörper
miteinander verbindet. Wenn die beiden Zylinderkörper aufeinander zu bewegt werden
durch Verstellen des Verstellelementes, beispielsweise einer Schraube, kann das dazwischen
liegende Spreizelement gespreizt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen,
dass zwischen dem Spreizelement und den Zylinderkörpern konische Flächen ausgebildet
sind, welche bei Pressung der Zylinderkörper in axialer Richtung auf das Spreizelement
eine auf dieses in radialer Richtung wirkende Kraft erzeugen, welche das Spreizelement
in radialer Richtung auseinander drückt, so dass dieses gegen die Innenwandungen der
Taschen, in welche das Verbindungselement eingesetzt ist, gedrückt wird.
[0021] Zumindest einer der beiden Zylinderkörper eines Verbindungselementes ist vorzugsweise
fest mit dem Rotor und/oder der Rotorwelle, vorzugsweise drehfest mit dem Rotor und/oder
der Rotorwelle verbunden. Auf diese Weise kann beispielsweise in dem Fall, dass die
beiden Zylinderkörper mit einer Schraube verbunden sind, verhindert werden, dass sich
beim Drehen der Schraube der Zylinderkörper mitdreht. Die drehfeste Verbindung kann
beispielsweise durch einen formschlüssigen Eingriff oder aber auch durch Klemmung
oder Verkleben erfolgen.
[0022] Wie beschrieben, ist die Rotorbaugruppe, wie sie vorangehend beschrieben wurde, vorzugsweise
Teil einer Kreiskolben- bzw. Drehkolbenpumpe, welche vorzugsweise zwei Rotorbaugruppen
gemäß der vorangehenden Beschreibung aufweist.
[0023] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
In diesen zeigt:
- Fig. 1
- eine Schnittansicht einer Drehkolbenpumpe mit einer Rotorbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung,
- Fig. 2
- eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 3
- eine Detailansicht des Rotors gemäß Fig. 2,
- Fig. 4
- eine Schnittansicht der montierten Rotorbaugruppe gemäß Figuren 1 bis 3,
- Fig. 5
- eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotorbaugruppe,
- Fig. 6
- eine Detailansicht des Rotors gemäß Fig. 5,
- Fig. 7
- eine Schnittansicht eines Verbindungselementes, wie es bei der Rotorbaugruppe gemäß
Figuren 5 und 6 eingesetzt ist,
- Fig. 8
- eine Explosionsansicht des Verbindungselementes gemäß Fig. 7,
- Fig. 9
- eine perspektivische Ansicht der Befestigung eines Antriebsritzels bei einer erfindungsgemäßen
Rotorbaugruppe und
- Fig. 10
- eine Schnittansicht der Rotorbaugruppe gemäß Fig. 9 mit montiertem Antriebsritzel.
[0024] Die erfindungsgemäße Rotorbaugruppe eignet sich besonders zum Einsatz in einer Kreiskolben-
bzw. Drehkolbenpumpe, wie sie beispielsweise in der Schnittansicht in Fig. 1 gezeigt
ist. Derartige Drehkolbenpumpen weisen in ihrem Inneren zwei parallel zueinander angeordnete
Rotorbaugruppen 2 und 4 auf, welche über Ritzel 6 und 8 miteinander in Eingriff sind.
Die Rotorbaugruppe 2 wird über ihr Wellenende 10 von einem nicht gezeigten Motor angetrieben.
Am entgegengesetzten Ende sind die Wellen der Rotorbaugruppen 2 und 4 jeweils mit
einem Rotor bzw. Drehkolben 12, 14 verbunden, welche miteinander kämmen und so eine
Verdrängerpumpe bilden.
[0025] Die Erfindung betrifft die Rotorbaugruppen 2 und 4 und dort die Befestigung der Rotoren
12 und 14 an den Rotorwellen 16, 18. Ferner betrifft die Erfindung die Befestigung
der Ritzel 6 und 8 an den Rotorwellen 16, 18. Wenn nachfolgend die weiteren Ausgestaltungen
dieser Befestigungen nur anhand einer der beiden Rotorbaugruppen 2 und 4 beschrieben
werden, so ist jedoch zu verstehen, dass die Ausgestaltung an der jeweils anderen
Rotorbaugruppe entsprechend gewählt ist.
[0026] Fig. 2 bis 4 zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform der Befestigung des
Rotors 12 an der Rotorwelle 16.
[0027] Der Rotor 12 ist an einem Wellenende mit der Rotorwelle 16 verbunden, in der Weise,
dass er in Richtung der Dreh- bzw. Rotationsachse auf die Rotorwelle aufgesteckt ist.
Dazu weist der Rotor 12 in seinem Inneren zentrisch zu der Längs- bzw. Drehachse X
eine Ausnehmung 20 auf, in welche die Rotorwelle 16 mit ihrem Wellenende 22 eingreift.
Am Außenumfang des Wellenendes 22 sind halbkreis- bzw. halbzylinderförmige Taschen
24 ausgebildet, deren Längsachsen und Umfangsflächen sich parallel zu der Drehachse
X erstrecken.
[0028] Im Inneren der Ausnehmung 20 sind am Innenumfang korrespondierende Taschen 26 ausgebildet,
welche ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt bzw. eine halbzylindrische Form
aufweisen und deren Mittelachsen sich parallel zur Drehachse X erstrecken. Die Taschen
26 sind am Innenumfang der Ausnehmung 20 so angeordnet, dass sie um die Längsachse
X herum an denselben Winkelpositionen angeordnet sind wie die Taschen 24, so dass
bei der gewünschten Winkellage des Rotors 12 bezüglich der Rotorwelle 16 jeweils immer
eine Tasche 24 einer Tasche 26 genau gegenüberliegt. Auf diese Weise wird immer von
einer Tasche 24 gemeinsam mit einer Tasche 26 eine in der Berührungsebene zwischen
Innenumfang der Ausnehmung 20 und Außenumfang des Wellenendes 22 liegende zylindrische
Ausnehmung gebildet, in welche ein zylindrisches bzw. rollenförmiges Verbindungselement
28 eingesetzt wird. Auf diese Weise stellen die Verbindungselemente 28 eine formschlüssige
Verbindung zwischen der Rotorwelle 16 und dem Rotor 12 her, welche eine Drehmomentenübertragung
von der Rotorwelle 16 auf den Rotor 12 ermöglicht.
[0029] Die definierte Ausrichtung des Rotors 12 in radialer Richtung der Rotorwelle 16 kann
ebenfalls durch die Verbindungselemente 28 erfolgen, da diese über den gesamten Umfang
der Rotorwelle 16 bzw. des Wellenendes 22 verteilt angeordnet sind und bei entsprechender
Passung den Rotor 12 spielfrei in radialer Richtung an dem Wellenende 22 fixieren.
Alternativ ist es möglich, auch bereits eine entsprechende Passung zwischen dem Innenumfang
der Ausnehmung 20 und dem Außenumfang des Wellenendes 22 herzustellen, so dass eine
spielfreie Anbringung des Rotors 12 an dem Wellenende 22 möglich ist.
[0030] In axialer Richtung wird der Rotor 12 durch eine Fixierschraube 30 befestigt, welche
in eine stirnseitige Gewindebohrung 32 in Richtung der Längsachse X in das Wellenende
22 eingeschraubt wird und so den Rotor 12 in axialer Richtung an der Rotorwelle 16
sichert. Dabei übergreift der Kopf der Fixierschraube 30 den Umfangsrand der Ausnehmung
20.
[0031] Bei den Verbindungselementen 28 gemäß der Ausführungsform, welche in den Figuren
2 bis 4 gezeigt ist, handelt es sich um massive Rollenkörper beispielsweise aus Stahl.
Zur zusätzlichen Sicherung können diese in den Taschen 24 und 26 verklebt sein. Ferner
ist es auch möglich, zwischen dem Außenumfang des Wellenendes 22 und dem Innenumfang
der Ausnehmung 20 zusätzlich einen Klebstoff aufzubringen.
[0032] Anhand von Figuren 5 bis 8 wird eine alternative Verbindung zwischen Rotor 14 und
Rotorwelle 18 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist das Wellenende 22 mit den
Taschen 24 wie vorangehend anhand der ersten Ausführungsform beschrieben ausgebildet.
Auch die Ausnehmung 20 mit den Taschen 26 ist identisch mit der ersten Ausführungsform
gemäß der vorangehenden Beschreibung ausgebildet. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet
sich lediglich in der Ausgestaltung der Verbindungselemente 28, welche hier als Klemm-
bzw. Spannelemente ausgebildet sind und näher anhand von Figuren 7 und 8 beschrieben
werden. Diese Verbindungselemente 28 lassen sich nach Einsetzen in die Taschen 24
und 26 spannen, so dass sie sich in radialer Richtung erweitern und so eine Klemmkraft
zwischen dem Rotor 12, 14 und der zugehörigen Rotorwelle 16, 18 erzeugen. Insofern
kann eine vollständige Fixierung des Rotors 12, 14 an der Rotorwelle 16, 18 erreicht
werden, und es kann auf die Fixierschraube 30 verzichtet werden, welche jedoch auch
zusätzlich angeordnet werden kann.
[0033] Die Verbindungselemente 28 gemäß der zweiten Ausführungsform sind im Querschnitt
ebenfalls kreisförmig, d. h. insgesamt kreiszylindrisch bzw. tonnenförmig ausgebildet.
Sie werden von zwei axial beabstandeten Zylinderkörpern 34 gebildet, welche durch
eine Schraube 36 miteinander verbunden sind. Dabei durchdringt die Schraube 36 den
einen Zylinderkörper 34 durch ein Loch 38 ohne Gewinde und greift in dem anderen Zylinderkörper
34 in ein Gewinde 40 ein. Durch Drehen der Schraube 36 können somit die Zylinderkörper
34 in axialer Richtung aufeinander zu und auseinander bewegt werden.
[0034] Zwischen den beiden Zylinderkörpern 34 ist ein Ring 42 angeordnet, welcher an den
axialen Stirnseiten nicht mit den angrenzenden Zylinderkörpern 34 in Kontakt kommt.
Der Ring 42 weist zentral am Außenumfang einen Vorsprung 44 auf, welcher an den den
Zylinderkörpern 34 zugewandten Seiten abgeschrägt bzw. gefasst ist. Entsprechend sind
die Stirnseiten der Zylinderkörper 34, welche dem Vorsprung 44 zugewandt sind, derart
abgeschrägt, dass zwischen den Zylinderkörpern 34 und dem Vorsprung 44 ringförmige
Nuten ausgebildet sind, welche sich nach außen hin aufweiten. In diesen Nuten sind
Klemmringe 46 angeordnet.
[0035] Wenn die Schraube 36 angezogen wird und die Zylinderkörper 34 aufeinander zu bewegt
werden, werden die Nuten, in welchen die Klemmringe 46 angeordnet sind, schmaler,
so dass die Klemmringe 46 aufgrund der schrägen Anlageflächen an den Zylinderkörper
34 und dem Vorsprung 44 radial nach außen gedrückt werden und so in den Taschen 24
und 26 eine Klemmwirkung entfalten können.
[0036] Bei den in Figuren 2 bis 6 gezeigten Anordnungen der Taschen 24 und 26 sind diese
über den Umfang des Wellenende 22 bzw. den Innenumfang der Ausnehmung 20 gleichmäßig
verteilt, wobei allerdings in dieser gleichmäßigen Teilung eine Tasche 24 und eine
gegenüberliegende Tasche 26 weggelassen wurde, so dass am Außenumfang des Wellenendes
22 an einer Stelle ein größerer Abstand 48 zwischen zwei benachbarten Taschen 24 und
entsprechend gegenüberliegend an einer Stelle ein Bereich mit größerem Abstand zwischen
zwei benachbarten Taschen 26 geschaffen wird. Diese asymmetrische Anordnung ermöglicht
es, dass der Rotor 12, 14 nur in einer vorbestimmten Winkelposition auf die Rotorwelle
16, 18 aufgesetzt werden kann.
[0037] Anhand der Figuren 9 und 10 wird eine erfindungsgemäße Befestigung der Ritzel 6,
8 an einer der Rotorwellen 16, 18 beschrieben. Das Ritzel bzw. Antriebsritzel 6 weist
eine konische, zentrale Ausnehmung 48 auf, mit welcher das Ritzel 6 auf eine korrespondierende,
d. h. im selben Winkel geneigte, konische Anlagefläche 50 an der Rotorwelle 16 aufgesetzt
wird. An dem verjüngten Ende der konischen Außenumfangsfläche bzw. Anlagefläche 50
schließt sich eine zylindrische Kontaktfläche 52 an, wobei die konische Anlagefläche
50 von der Kontaktfläche 52 durch einen Einstich 54 getrennt ist. Entsprechend zu
der zylindrischen Kontaktfläche 52 ist am Innenumfang der Ausnehmung 48 am verjüngten
Ende der konischen Innenumfangsfläche eine zylindrische Kontaktfläche 56 ausgebildet,
welche im Wesentlichen denselben Durchmesser wie die zylindrische Kontaktfläche 52
aufweist.
[0038] Diese Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem Ritzel 6 und der Rotorwelle 16 erleichtert
das Ausrichten des Ritzels 6 in einer bestimmten Winkelposition bezüglich der Längsachse
X bei der Montage. Diese Ausrichtung ist erforderlich, da die Rotoren 12 und 14 in
einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sein und zueinander rotieren müssen.
[0039] Bei der Montage kann das Ritzel 6 zunächst so auf die Rotorwelle aufgeschoben werden,
dass zunächst nur die zylindrischen Kontaktflächen 52 und 56 zur Anlage kommen. In
dieser Position ist das Ritzel 6 in radialer Richtung an der Rotorwelle 16 ausgerichtet,
kann jedoch in axialer Richtung entlang der Längsachse X und in Umfangsrichtung noch
verschoben werden. Wenn die gewünschte Winkelausrichtung erreicht ist, wird das Ritzel
6 weiter in axialer Richtung zu dem Wellenende 22 hin verschoben, so dass die konische
Innenfläche der Ausnehmung 48 an der konischen Anlagefläche 50 der Rotorwelle 16 zur
Anlage kommt. Dabei wird eine kraft- bzw. reibschlüssige Verbindung zwischen der konischen
Anlagefläche 50 und der konischen Innenfläche der Ausnehmung 48 realisiert, welche
zu einer drehfesten Verbindung des Ritzels 6 auf der Rotorwelle 16 führt. Bei dem
Aufschieben auf die konische Anlagefläche 50 kommt es dabei ferner zu einer genauen
Zentrierung des Ritzels auf der Welle.
Bezugszeichenliste
[0040]
- 2, 4
- - Rotorbaugruppen
- 6, 8
- - Ritzel
- 10
- - Wellenende
- 12, 14
- - Rotoren
- 16, 18
- - Rotorwellen
- 20
- - Ausnehmung
- 22
- - Wellenende
- 24,26
- - Taschen
- 28
- - Verbindungselemente
- 30
- - Fixierschraube
- 32
- - Gewindebohrung
- 34
- - Zylinderkörper
- 36
- - Schraube
- 38
- - Loch
- 40
- - Gewinde
- 42
- - Ring
- 44
- - Vorsprung
- 46
- - Klemmringe
- 48
- - Ausnehmung
- 50
- - Anlagefläche
- 52
- - Kontaktfläche
- 54
- - Einstich
- 56
- - Kontaktfläche
- X
- - Längs- bzw. Rotationsachse
1. Rotorbaugruppe für eine Pumpe, welche zumindest eine Rotorwelle (16; 18) und ein mit
dieser drehfest verbundenes Antriebsritzel (6; 8) aufweist, wobei das Antriebsritzel
(6; 8) eine zentrale Ausnehmung (48) mit einer konischen Innenumfangsfläche und die
Antriebswelle (16; 18) eine korrespondierende konische Außenumfangsfläche (50) aufweist,
welche zur Fixierung des Antriebsritzels (6; 8) auf der Rotorwelle (16; 18) miteinander
in Anlage sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausnehmung (48) des Antriebsritzels (6; 8) eine sich an das im Durchmesser
kleinere Ende der konischen Innenumfangsfläche anschließende zylindrische Kontaktfläche
(56) ausgebildet ist und die Rotorwelle (16; 18) eine korrespondierende zylindrische
Kontaktfläche (52) gleichen Durchmessers aufweist, welche sich an das im Durchmesser
kleinere Ende der konischen Außenumfangsfläche (50) anschließt.
2. Rotorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsritzel (6; 8) und die Rotorwelle (16; 18) miteinander verklebt sind.
3. Rotorbaugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorbaugruppe (2; 4) Teil einer Kreiskolbenpumpe ist, welche vorzugsweise zwei
Rotorbaugruppen (2; 4) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
4. Rotorbaugruppe (2; 4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rotor (12; 14), welcher eine Ausnehmung (20) aufweist, in welche die Rotorwelle
(12; 14) eingreift, wobei
am Außenumfang der Rotorwelle (16; 18) zumindest eine im Querschnitt kreissegmentförmige,
vorzugsweise halbreisförmige Tasche (24) und dieser gegenüberliegend am Innenumfang
der Ausnehmung (20) des Rotors (12; 14) eine korrespondierende im Querschnitt kreissegmentförmige,
vorzugsweise halbkreisförmige Tasche (26) ausgebildet ist, wobei in den einander gegenüberliegenden
Taschen (24, 26) ein im Querschnitt an die Kreissegmentform der Taschen angepasstes,
vorzugsweise kreisförmiges Verbindungselement (28) angeordnet ist.
5. Rotorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Taschen (24, 26) und die Längsachse des Verbindungselementes
(28) parallel zur Rotationsachse (X) der Rotorwelle (16; 18) gelegen sind.
6. Rotorbaugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang der Rotorwelle (16; 18) eine Mehrzahl von im Querschnitt halbkreisförmigen
Taschen (24) und am Innenumfang der Ausnehmung (20) des Rotors (12; 14) eine entsprechende
Mehrzahl jeweils gegenüberliegender und im Querschnitt halbkreisförmiger Taschen (26)
ausgebildet sind, wobei jeweils in die einander gegenüberliegenden Taschen (24, 26)
ein im Querschnitt kreisförmiges Verbindungselement (28) eingesetzt ist.
7. Rotorbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Taschen (24) an der Rotorwelle (16; 18) und die korrespondierenden
gegenüberliegenden Taschen (26) am Rotor (12; 14) unregelmäßig über den Umfang verteilt
angeordnet sind.
8. Rotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) in den Taschen (24) am Rotor (12; 14) und/oder in den
Taschen (26) an der Rotorwelle (16; 18) verklebt sind.
9. Rotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) in ihrer Durchmesserrichtung spreizbar ausgebildet sind.
10. Rotorbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (28) aus zumindest zwei axial zueinander angeordneten Zylinderkörpern
(34) und zumindest einem axial zwischen den Zylinderkörpern (34) liegenden Spreizelement
(46) gebildet ist, wobei die beiden Zylinderkörper (34) zueinander axial verstellbar
miteinander verbunden sind.
11. Rotorbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Zylinderkörper (34) eines Verbindungselementes (28) mit
dem Rotor (12; 14) und/oder der Rotorwelle (16; 18) fest, vorzugsweise drehfest verbunden
ist.
1. Rotor assembly for a pump, which comprises at least one rotor shaft (16, 18) and a
drive pinion (6, 8) non-rotatably connected therewith, wherein the drive pinion (6,
8) comprises a central recess (48) having a conical inner peripheral surface and the
rotor shaft (16, 18) comprises a corresponding conical outer peripheral surface (50),
which are attached to each other on the rotor shaft (16, 18) in order to fix the drive
pinion (6, 8), characterized in that attached to the end of the conical inner peripheral surface, which is smaller in
diameter, a cylindrical contact surface (56) is provided in the recess (48) of the
drive pinion (6, 8) and the rotor shaft (16, 18) comprises a corresponding cylindrical
contact surface (52) with the same diameter, which is attached to the end of the conical
outer peripheral surface (50), which is smaller in diameter.
2. Rotor assembly according to claim 1, characterized in that the drive pinion (6, 8) and the rotor shaft (16, 18) are glued together.
3. Rotor assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor assembly (2, 4) is part of a rotary piston pump, which preferably comprises
two rotor assemblies (2, 4) according to one of the preceding claims.
4. Rotor assembly (2, 4) according to one of the preceding claims, characterized by a rotor (12, 14), which comprises a recess (20), in which the rotor shaft (12, 14)
engages, wherein
a pocket (24) which is circular-segmented in its cross section, preferably semicircular,
is formed on the outer periphery of the rotor shaft (16, 18) and opposite to said
pocket, a corresponding pocket (26) which is circular-segmented in its cross section,
preferably semicircular, is formed, wherein a preferably circular connecting element
(28) is arranged in the pockets (24, 26) facing each other, which is adapted to the
circular segment form of the pockets.
5. Rotor assembly according to claim 4, characterized in that the longitudinal axes of the pockets (24, 26) and the longitudinal axis of the connecting
element (28) are located parallel to the axis of rotation (X) of the rotor shaft (16,
18).
6. Rotor assembly according to claim 4 or claim 5, characterized in that on the outer periphery of the rotor shaft (16, 18) a plurality of pockets (24), which
are semicircular in their cross section, and a corresponding plurality of each opposite
and in cross section semicircular pockets (26) are formed, wherein in each of the
oppositely arranged pockets (24, 26) a connecting element (28) being circular in cross
section is inserted.
7. Rotor assembly according to claim 6, characterized in that the plurality of pockets (24) on the rotor shaft (16, 18) and the corresponding opposite
pockets (26) on the rotor (12, 14) are unevenly distributed on the circumference.
8. Rotor assembly according to one of claims 4 to 7, characterized in that the connecting elements (28) in the pockets (24) on the rotor (12, 14) and/or in
the pockets (26) on the rotor shaft (16, 18) are glued.
9. Rotor assembly according to one of claims 4 to 8, characterized in that the connecting elements (28) are formed expandable in their direction of diameter.
10. Rotor assembly according to one of claims 4 to 9, characterized in that the connecting elements (28) are formed by at least two axially arranged cylinder
bodies (34) and at least one expansion element (46) being axially arranged between
the cylinder bodies (34), wherein the two cylinder bodies (34) are axially adjustably
connected to each other.
11. Rotor assembly according to claim 10, characterized in that at least one of the two cylinder bodies (34) of a connecting element (28) is firmly
attached to the rotor (12, 14) and/or the rotor shaft (16, 18), preferably in a torque-proof
manner.
1. Ensemble de rotor de pompe qui comprend au moins un arbre de rotor (16 ; 18) et un
pignon d'entraînement (6 ; 8) solidaire en rotation avec celui-ci, le pignon d'entraînement
(6 ; 8) comportant un évidement central (48) avec une surface de pourtour intérieur
conique et l'arbre d'entraînement (16 ; 18) comportant une surface de pourtour extérieur
conique correspondante (50), qui sont en prise l'une avec l'autre pour la fixation
du pignon d'entraînement (6 ; 8) sur l'arbre de rotor (16 ; 18), caractérisé en ce que, dans l'évidement (48) du pignon d'entraînement (6 ; 8), une surface de contact cylindrique
(56) est formée qui est attenante à l'extrémité de plus petit diamètre de la surface
de pourtour intérieur conique et que l'arbre de rotor (6 ; 18) comporte une surface
de contact cylindrique (52) correspondante qui est attenante à l'extrémité de plus
petit diamètre de la surface de pourtour extérieur (50).
2. Ensemble de rotor de pompe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon d'entraînement (6 ; 8) et l'arbre de rotor (16 ; 18) sont collés l'un sur
l'autre.
3. Ensemble de rotor de pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de rotor de pompe (2 ; 4) fait partie d'une pompe à lobes rotatives qui
comprend de préférence deux ensembles de rotor de pompe (2 ; 4) selon l'une des revendications
précédentes.
4. Ensemble de rotor de pompe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un rotor (12 ; 14) qui comprend un évidement (20) dans lequel s'engage l'arbre de
rotor (12 ; 14), au moins une poche (24) ayant en section transversale la forme d'un
segment de cercle, de préférence la forme d'un demi-cercle, étant formée sur le pourtour
extérieur de l'arbre de rotor (16 ; 18) et une poche correspondante (26) ayant en
section transversale la forme d'un segment de cercle, de préférence la forme d'un
demi-cercle, étant formée en regard sur le pourtour intérieur de l'évidement (20)
du rotor (12 ; 14), un élément de liaison (28) adapté en section transversale à la
forme de segment de cercle des poches, de préférence de forme demi-circulaire, étant
disposé dans les poches (24, 26) situées en regard l'une à l'autre.
5. Ensemble de rotor de pompe selon la revendication 4, caractérisé en ce que les axes longitudinaux des poches (24, 26) et l'axe longitudinal de l'élément de
liaison (28) sont disposés parallèlement à l'axe de rotation (X) de l'arbre de rotor
(16 ; 18).
6. Ensemble de rotor de pompe selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'une pluralité de poches (24) ayant en section transversale la forme d'un demi-cercle
sont formées sur le pourtour extérieur de l'arbre de rotor (16 ; 18) et une pluralités
de poches correspondantes (26) ayant en section transversale la forme d'un demi-cercle
sont formées en regard sur le pourtour intérieur de l'évidement (20) du rotor (12
; 14), un élément de liaison (28) respectif de forme demi-circulaire en section transversale
étant disposé dans les poches (24, 26) situées en regard l'une à l'autre.
7. Ensemble de rotor de pompe selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pluralité de poches (24) à l'arbre de rotor (16 ; 18) et les poches correspondantes
(26) en regard au rotor (12 ; 14) sont disposées de manière irrégulière sur le pourtour.
8. Ensemble de rotor de pompe selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les éléments de liaison (28) sont collés dans les poches (24) au rotor (12 ; 14)
et/ou dans les poches (26) à l'arbre de rotor (16 ; 18).
9. Ensemble de rotor de pompe selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les éléments de liaison (28) sont formés de façon à pouvoir être écartés dans la
direction de leur diamètre
10. Ensemble de rotor de pompe selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les éléments de liaison (28) sont formés à partir d'au moins deux corps cylindriques
(34) disposés axialement l'un par rapport à l'autre et d'au moins un élément conçu
pour pouvoir être écarté (46), disposé axialement entre les corps cylindriques (34),
les deux corps cylindriques (34) étant reliés l'un à l'autre de manière axialement
réglable.
11. Ensemble de rotor de pompe selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins un des deux corps cylindriques (34) d'un élément de liaison (28) est attaché
au rotor (12 ; 14) et/ou à l'arbre de rotor (16 ; 18) de manière rigide, de préférence
solidaire en rotation.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente