CH469903A

CH469903A - Schnecken-Verdrängerpumpe

Info

Publication number: CH469903A
Application number: CH311168A
Authority: CH
Inventors: Grenzebach Hans
Original assignee: Moertl Karl
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1969-03-15

Description

Schnecken-Verdrängerpnmpe Die Erfindung betrifft eine Schnecken-Verdränger- pumpe mit einem eingängigen, von einer Antriebswelle über eine Kupplung angetriebenen Rotor aus hartem Werkstoff, wie Stahl, mit einem zweigängigen Stator aus elastischem Werkstoff, wie Gummi, und mit einem mit dem Raum zwischen Rotor und Stator in Kommunika tion stehenden Ansaug- bzw. Druckstutzen.

Pumpen dieser Art sind bekannt. Sie weisen zwischen Rotor und Stator eine sog. dichtende Linie auf. Beim Lauf des Rotors bewegt sich der freie Raum zwischen Rotor und Stator gleichmässig entsprechend der Dreh zahl des Rotors von der Saug- zur Druckseite. Prinzipiell ist die Laufrichtung des Rotors umkehrbar, so dass die Saugseite zur Druckseite werden kann und die Druckseite zur Saugseite.

Die bekannten Pumpen werden im wesentlichen axial beschickt. Ihr Ansaugstutzen mündet in einem sich an eine Stirnseite des !Rotors anschliessenden Saugraum, den eine den Rotor antreibende, als Gelenkwelle ausgebildete Welle durchsetzt.

Die bekannten Pumpen dieser Art haben sich als störanfällig bei der Förderung von mit Fasergut versetz ter Flüssigkeit erwiesen; beispielsweise bei der Förderung von Flüssigmist und Jauche, in denen in der Regel Heu- und Strohteile enthalten sind. Diese Heu- und Strohteile haben die Neigung, sich um die den Ansaugraum durch laufende, den Rotor antreibende Gelenkwelle zu wik- keln.

Es wurde versucht, diesen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen, dass man eine Rohrhülle über die Gelenk welle legte. Diese Rohrhülle schwingt jedoch beim Lauf der Pumpe, nützt sich daher stark ab und wird beschä digt, wenn feste Fremdkörper in den Saugraum hinein kommen. Die Gelenkwelle mit der sie umgebenden Rohr hülle schlägt dann gegen die festen Fremdkörper und die Rohrhülle wird zerstört. Ein weiterer Nachteil der be kannten Pumpen ist ihre ausserordentliche axiale Län ge.

Diese Mängel werden gemäss der Erfindung dadurch behoben, dass der Ansaug- bzw. Druckstutzen über einen den Stator im wesentlichen radial durchsetzenden Kanal mit dem Raum zwischen Rotor und Stator in Kommuni kation steht. Zu fördernde, mit Fasern durchsetzte Flüssigkeit fliesst dadurch unmittelbar in den Freiraum zwischen Rotor und Stator, kann sich also nicht mehr um die Gelenkwelle wickeln. Ausserdem wird die axiale Baulän ge der Pumpe wesentlich verkürzt.

Um die Leistung der Pumpe optimal auszunützen, mündet der Kanal in den Raum zwischen Rotor und Stator bevorzugt nächst dessen zur Kupplung weisendem Ende.

Eine besonders gute Förderleistung ergibt sich, wenn der Kanal im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des ovalen Querschnitts des Innenraums des Stators in den Innenraum des Stators im Bereich dieses Quer schnitts mündet.

Bei dieser Anordnung ist es überdies praktisch ausge schlossen, dass sich Fasergut um den Rotor wickelt, da der Rotor stets auf der der Mündung gegenüberliegenden Seite in der Innenwand des Stators anliegt und daher dort Fasern, die sich um den Rotor wickeln wollen, abgestreift werden.

Auch eine erfindungsgemäss ausgebildete Pumpe kann prinzipiell in beiden Umlaufrichtungen des Rotors arbeiten, so dass also die Ansaugseite zur Druckseite und die Druckseite zur Ansaugseite wird. Die erörterten Vorteile bleiben dabei voll erhalten.

Da eine erfindungsgemässe Pumpe auf einer Seite einen sich radial statt axial an den Rotor anschliessenden Saug- bzw. Druckraum aufweist, braucht auch keine Welle, insbesondere Gelenkwelle, den Saug- bzw. Druck raum zu durchsetzen. Statt dessen kann eine Kupplungs einrichtung vorgesehen sein, die die Antriebswelle mit dem Rotor verbindet. Dies wird in einer bevorzugten Ausführungsform in dem Sinne ausgenutzt, dass bevor zugt eine axial kurze Kupplung verwendet wird. Diese Kupplung kann z.B. als eine Abweichungen der Koaxial lage von Rotor und Antriebswelle ausgleichende Aus gleichskupplung ausgebildet sein.

Diese Ausgleichskupp lung ermöglicht es, dass die Antriebswelle mit räumlich festliegender Achse läuft; die Achse des Rotors aber ungleichförmig radial gegenüber der Achse der Antriebs welle ausweichen kann. Um den Rotor gegenüber der Kupplung abzudichten, kann bevorzugt an dem der Kupplung zugewandten Ende des Rotors eine beidseitig plane, radial verschiebbar zwischen Dichtflächen liegende Dichtungsscheibe vorgesehen sein. In diesem Fall kann der Rotor ausserhalb der Dicktungsscheibe mit der Antriebswelle über ein Gelenkwellenstück verbunden sein. Dieses Gelenkwellenstück kann über ein Universal gelenk mit dem Rotor oder der Antriebswelle verbunden sein.

Dieses Gelenkwellenstück durchsetzt aber nun nicht den Saugraum, so dass komplizierte Abdichtungen für seine Gelenke entfallen und auch keine Rohrhülle um das Gelenkwellenstück gelegt werden muss. Somit lassen sich handelsübliche Gelenkwellenstücke verwenden, wie sie an landwirtschaftlichen Geräten bekannt sind.

Die Erfindung wird im folgenden an einigen Ausfüh- rungsbeispielen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungs- gemässe Pumpe.

Fig. 2 zeigt die Pumpe nach Fig. 1 im Schnitt H-11. Fig.3 zeigt eine Seitenansicht der Kupplung einer erfindungsgemässen Pumpe.

Fig. 4 zeigt die Kupplung nach Fig. 3 im Schnitt IV- IV.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführung einer Kupplung einer erfindungsgemässen Pumpe.

Fig. 6 zeigt die Kupplung nach Fig. 5 im Schnitt VI- VI.

Fig. 7 zeigt das kupplungsseitige Ende einer erfin dungsgemässen Pumpe mit aussen liegendem Gelenkwel- lenstück und einer dichtenden Dichtungsscheibe an der Stirnseite des Rotors.

Fig.8 zeigt eine Anordnung gemäss Fig.7, jedoch mit einer anders ausgebildeten Dichtungsscheibe.

Gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder gleich artige Teile.

Die Pumpe nach den Ausführungsbeispielen weist einen eingängigen, von einer Antriebswelle 5 über eine Kupplung angetriebenen Rotor 1 aus Stahl und einen zweigängigen Stator 2 aus Gummi auf. Mit dem Raum zwischen Rotor 1 und Stator 2 steht ein Ansaugstutzen 3 in Kommunikation. Dieser Ansaugstutzen 3 steht über einen den Stator 2 im wesentlichen radial durchsetzenden Kanal 40 mit dem Raum 41 zwischen Rotor 1 und Stator 2 in Kommunikation.

Der Kanal 40 mündet in den Raum 41 zwischen Rotor 1 und Stator 2 nächst dessen zur Kupplung 4 weisendem Ende, und zwar rechtwinklig zur Längsachse eines ovalen Querschnitts 6 des Innenraums des Stators 2 genau in den Innenraum des Stators im Bereich dieses Querschnitts 6.

Antriebswelle 5 und Rotor 1 liegen im wesentlichen koaxial zueinander. Die Kupplung 4 ist als eine Abwei chungen der Koaxiallage von Rotor 1 und Antriebswelle 5 ausgleichende Ausgleichskupplung ausgebildet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht die Kupplung 4 aus zwei einander gegenüberstehenden Schei ben 42 bzw. 43 an der Stirnfläche des Rotors 1 bzw. an der Stirnfläche der Antriebswelle 5. Ein Mitnehmer 44 an der Scheibe 43 greift in einen Radialschlitz 45 in der Scheibe 42.

Auch die vervollkommnete Kupplung nach den Fig. 3 und 4 weist eine Scheibe 7 auf, die an der Stirnfläche des Rotors 1 sitzt und eine dieser gegenüberstehende Scheibe 15, die an der Stirnfläche der Antriebswelle 5 sitzt. An diametralen Punkten 8a, 8b der Scheibe 7 sind Arme 9a, 9b angelenkt und an diametralen Punkten 14a, 14b der Scheibe 15 Arme 13a, 13b. Die freien Enden dieser Arme 9a, 9b und 13a, 13b sind ihrerseits an diametralen, Winkelabstände von 90 untereinander aufweisenden Punkten 10a, 10b; 12a, 12b an einer Zwischenscheibe 11 angelenkt. Ersichtlich kann bei dieser Anordnung die Achse des Rotors 1 radial gegenüber der Achse der Antriebswelle 5 ausweichen.

Ferner ist ersichtlich, dass die Axiallänge dieser Kupplung sehr kurz ist.

Bei der Kupplung nach den Fig.5 und 6 sitzt wiederum auf der Stirnseite des Rotors 1 eine Scheibe 24 und auf der Stirnseite der Antriebswelle 5 eine der Scheibe 24 gegenüberstehende Scheibe 30. Zwischen diesen beiden Scheiben 24 und 30 liegt eine Zwischen scheibe 27.

Diese Zwischenscheibe 27 greift mit diametral einander gegenüberstehenden Vierkantzapfen 26a, 26b in diesen Vierkantzapfen 26a, 26b entsprechende Radial- schlitze 25a, 25b der Scheibe 24 und rechtwinklig dazu über diametral liegende Vierkantzapfen 28a, 28b in diesen Vierkantzapfen 28a, 28b entsprechende Radial schlitze 29a, 29b der Scheibe 30.

Prinzipiell ist es möglich, jeweils einen der Zapfen 26a, 26b und 28a, 28b fortzulassen.

Die Scheiben 7, 11, 15 bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 und die Scheiben 24, 27, 30 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 dienen nur der Anlenkung der Arme 9a, 9b; 13a, 13b bzw. als Träger der Zapfen 26a, 26b; 28a, 28b und der Schlitze 25a, 25b; 29a, 29b.

Grundsätzlich brauchen daher nur Elemente vorgese hen zu sein, die diese Trägerfunktion erfüllen. Die Scheibenform ist nicht notwendig, wenn auch zweckmäs sig.

Bei der Ausführungsform nach der Fig.7 ist der Rotor 1 mit der Antriebswelle 5 direkt über ein Gelenk wellenstück 17 verbunden. Diese Gelenkwellenstück ist so ausgebildet, dass es eine Radialverschiebung der Achse des Rotors 1 gegenüber der Achse der Antriebs welle 5 gestattet. Das Gelenkwellenstück ist an die Stirnseite des Rotors 1 angesetzt; zur Abdichtung des Rotors an dieser Stirnseite dient eine beidseitig plane, radial verschiebbar zwischen Dichtflächen 19, 20 liegende Dichtungsscheibe 18.

Der Rotor 1 stützt sich mit einer kugelsegmentförmigen Stirnfläche eines Radialflansches 22 in einer kugelsegmentförmigen Ausnehmung 46 der Dichtungsscheibe 18 ab. Diese Dichtungsscheibe 18 nimmt auf diese Weise auch Axialkräfte des Rotors 1 auf, die zum Gelenkwellenstück hin gerichtet sind.

Rundschnurringe 21a, 21b verbessern die Dichtung zwischen den Dichtflächen 19, 20 und der Dich tungsscheibe 18. Um die Dichtungsscheibe 18 herum befindet sich ein Freiraum 23, der eine Radialverbiegung der Dichtungsscheibe 18 gestattet und auch Schmiermit tel aufnehmen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 7 im wesentlichen nur durch eine andere Ausbildung der Dichtungsschei- benanordnung. Die Dichtungsscheibe 18 besteht aus nicht rostendem Stahl; die Dichtflächen 31 bestehen aus mit Polyäthylen-Gleitkunststoff beschichtetem Stahl. Der Stahl ist auf mindestens 40 Rockwell gehärtet.

Der Radialflansch 22 des Rotors 1 ist nach beiden Achsrichtungen hin abgestützt, so dass der Rotor 1 in beiden Drehrichtungen umlaufen kann.

Claims

PATENTANSPRUCH Schnecken-Verdrängerpumpe mit einem eingängigen, von einer Antriebswelle über eine Kupplung angetriebe nen Rotor aus hartem Werkstoff, mit einem zweigängi gen Stator aus elastischem Werkstoff und mit einem mit dem Raum zwischen Rotor und Stator in Kommunikation stehenden Ansaug- bzw.

Druckstutzen, dadurch gekenn zeichnet, dass der Ansaug- bzw. Druckstutzen (3) über einen den Stator (2) im wesentlichen radial durchsetzen den Kanal (40) mit dem Raum (41) zwischen Rotor (1) und Stator (2) in Kommunikation steht. UNTERANSPRÜCHE 1. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (40) in den Raum (41) zwischen Rotor (1) und Stator (2) nächst dessen zur Kupplung weisendem Ende mündet.

2. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse eines ovalen Querschnitts (6) des Innenraums des Stators (2) in den Innenraum des Stators (2) im Bereich dieses Quer schnitts (6) mündet. 3. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, bei der Rotor und Antriebswelle im wesentlichen koaxial liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als eine Abweichun gen der Koaxiallage von Rotor (1) und Antriebswelle (5) ausgleichende Ausgleichskupplung ausgebildet ist.

4. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichskupplung zwei an diametralen Punkten (14a, 14b) der Antriebswel le (5) angelenkte Arme (13a, 13b), zwei weitere, an diametralen Punkten (8a, 8b) des Rotors (1) angelenkte Arme (9a, 9b) und eine Zwischenscheibe (11) aufweist, an der die freien Enden dieser Arme (13a, 13b; 9a, 9b) wiederum an diametralen, Winkelabstände von etwa 90 untereinander aufweisenden Punkten (10a, 10b; 12a, 12b) angelenkt sind.

5. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung eine Zwischenscheibe (27) aufweist, die über diametral liegen de Zapfen (26a, 26b) und Radialschlitze (25a, 25b) mit dem Rotor (1) und rechtwinklig dazu über diametral liegende Zapfen (28a, 28b) und Radialschlitze (29a, 29b) mit der Antriebswelle (5) in Eingriff steht. 6. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) mit der Antriebswelle (5) über ein Gelenkwellenstück (17) ver bunden ist.

7. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der Kupplung zugewandten Ende des Rotors (1) eine beidseitig plane, radial verschiebbar zwischen Dichtflächen (19, 20) liegende Dichtungsscheibe (18) vorgesehen ist. B. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Rotor (1) mit einer kugelsegmentförmigen Stirnfläche in einer kugel- segmentförmigen Ausnehmung (46) der Dichtungsscheibe (18) abstützt.

9. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Unteranspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungs scheibe (18) aus nichtrostendem Stahl besteht und dass die Dichtflächen (31) aus mit Gleitkunststoff, wie Poly äthylen, beschichtetem Stahl bestehen. 10. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Unteran spruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl auf mindestens 40 Rockwell gehärtet ist. 11. Schnecken-Verdrängerpumpe nach Patentan spruch und den Unteransprüchen 1-10, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rotor (1) in beiden Achsrichtungen abgestützt ist.