Einspindelpumpe Die Erfindung betrifft eine Einspindelpumpe mit einem Gehäuse, in dem eine drehbare Spindel und eine an dieser örtlich anliegende, elastische Manschette unter gebracht ist, und das an einem Ende der Manschette mit einem Einlass, an dem anderen mit einem Auslass verse hen ist.
Zur Förderung von Flüssigkeiten verschiedener Vis kosität in verhältnismässig grosse Förderhöhen wurden bisher verschiedene rotierende Verdrängerpumpen, wie Zahnradpumpen, Drehkolbenpumpen u. ä. verwendet. Diese Pumpen sind verhältnismässig kompliziert und ihre Funktionsteile sind genau angepasst. Während des Be triebes der Pumpen kommt es dann zum Verschleiss dieser Funktionsteile, was einen allmählichen Leistungs rückgang zur Folge hat.
Weiterhin sind Einspindelpum- pen bekannt, bei denen die Spindel mit einem eingängi gen abgerundeten Gewinde rotiert und sich in einem zweigängigen Gewindehohlraum eines festen Stators, bei spielsweise aus Hartgummi oder ähnlichen Stoffen, ab wälzt, wobei die Drehbewegung von dem Motor über eine Gelenkwelle bzw. eine Gelenkkupplung auf die Spin del übertragen wird. Diese Lösung setzt die Herstellung präziser Profile des Spindelrotors und des zweigängigen Statorhohlraumes voraus, da diese Teile während des Laufes der Pumpe präzis und lückenlos ineinandergrei- fen müssen.
Ungenauigkeiten in der Herstellung beein flussen in ungünstiger Weise die Leistung einer solchen Pumpe.
So entstand das Problem, eine Neukonstruktion einer Einspindelpumpe so zu lösen, dass deren Herstellung we sentlich vereinfacht wird, die mühevolle Herstellung des Schraubenprofils des Statorhohlraumes wegfällt und aus- serdem auch die Herstellung der Rotorspindel keine be sondere Präzision erfordert.
Die Erfindung beseitigt die aufgezählten Nachteile und Mängel der bisher bekannten Ausführungen.
Sie besteht darin, dass die Manschette mit dem Ge häuse ausschliesslich im Bereich des Flüssigkeitseinlas ses fest verbunden ist, und dass zwischen Spindel und Manschette ein hülsenförmiger Einsatz angeordnet ist, der über wenigstens einen Teil seiner Länge einen Schlitz aufweist und steifer als die Manschette ist; dass die ört- liche Berührung zwischen Spindel und Manschette auf deren durch den Schlitz hindurchtretenden Zonen be schränkt ist, und dass die der Gehäusewand zugekehrte Mantelfläche der Manschette dem auslasseitigen Flüssig keitsdruck ausgesetzt ist.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele ge- mäss der Erfindung schematisch veranschaulicht. Es zei gen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Pumpenteil einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Querschnitt gemäss A-A von Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Pumpenteil mit einer zylindrischen Spindel mit einer oder mehreren ab gerundeten Flächen,
Fig. 4 einen Querschnitt gemäss D-D von Fig. 3, Fig.5 einen Längsschnitt durch einen Pumpenteil einer weiteren Ausführungsform einer Spindel, Fig. 6 einen Querschnitt gemäss E-E von Fig. 5, Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Pumpenteil mit einer Manschette einer weiteren Ausführungsform, und Fig.8 und 9 Querschnitte durch Spindeln anderer Ausführungsformen.
Die erfindungsgemässe Pumpe weist ein Gehäuse 21 zylindrischer oder anderer, geeigneter Form auf, worin die als Rohr, Schlauch oder als Beutel aus Hartgummi oder anderem elastischem Material ausgebildete Man schette 22 mit ungleichmässiger Elastizität der Wände befestigt ist. In dieser Manschette 22 ist eine rotierende Spindel 23 gelagert.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist die Manschette 22 innen mit einem weniger elastischen hülsenförmigen Einsatz 24 versehen, der im Querschnitt die Form eines Ringseg- ments aufweist und längs des gesamten Gliedes eine we niger elastische Stelle bildet. Die Manschette 22 ist zu dem an der Saugseite der Pumpe zwischen dem Rande des Gehäuses 21 und dem Saugstutzen 31 befestigt und somit gegen Drehen und Verschieben gesichert. An den Stellen ohne Einsatz 24 liegt die Manschette fest auf der gesamten anliegenden Oberfläche der Spindel 23 auf, an den übrigen Stellen liegt der hülsenförmige Einsatz 24 lediglich auf den erhöhten Stellen, d.h. auf den Gewinde köpfen der Spindel 23 auf.
So entstehen zwischen den Gewindefüssen und dem Einsatz die erforderlichen Funktionszwischenräume. Zwischen der Aussenoberflä che der Manschette 22 und der Innenoberfläche des Ge häuses 21 entsteht gleichfalls ein von der Austrittsseite zugänglicher Zwischenraum. Damit wird erreicht, dass die Manschette während des Laufes der Pumpe unter dem Druckeinfluss der geförderten Flüssigkeit ständig an die Spindel 23 angepresst wird.
Der Einsatz 24 ist gleichfalls aus elastischem Ma terial, seine Dicke ist jedoch so gewählt, dass es unter dem Druck der Flüssigkeit die Spindel 23 zwar elastisch umfasst, aber nicht in die einzelnen Windungen einge- presst wird. Somit wird die selbsttätige Abgrenzung der Spielräume auch bei Verschleiss der Gleitflächen der Spindel 23 und des Einsatzes 24 gesichert.
Der Einsatz 24 kann als Teil eines Ringes ausgeführt sein, der mit der Achse der Spindel 23 in gleicher Richtung, aber auch schräg zu ihr sowie in einer Schraubenlinie mit gleichem oder entgegengesetztem Drehsinn wie die Schraubenlinie der Spindel 23 verläuft. Das Ergebnis dieser Gestaltung ist, dass die beim Drehen der Spindel 23 in dem Hohl raum der Manschette 22 entstehenden Reibungskräfte ad diert oder subtrahiert werden, und die Klemmkraft des Einsatzes 24 sich erhöht oder vermindert.
Der Einsatz 24 kann auch in einem die Manschette 22 bildenden Schlauch eingepresst sein, oder die Schlauchwand kann eine ungleichmässige Dicke, gegebenenfalls eine ungleich mässige Elastizität aufweisen, wobei die aufgezeigten Un- gleichmässigkeiten in dem. Schlauch wiederum entweder direkt in Achsrichtung, schräg zur Achsrichtung oder in einer Schraubenlinie mit gleichem oder entgegengesetz tem Sinne wie die Schraubenlinie der Spindel 23 verlau fen.
Die Pumpe arbeitet so, dass die angesaugte Flüssigkeit bei einer Drehung der Spindel 23 in Drehrichtung der Spindelschraubenlinie entlang der Zwischenräume zwi schen der Aussenoberfläche der Spindel und der Innen- oberfläche des Einsatzes 24 vordringt und an der Druck seite herausgedrückt wird. Eine ausreichende Abdichtung wird, wie bereits erwähnt. durch den Flüssigkeitsdruck auf die Aussenoberfläche der rohrförmigen Manschette 22 sichergestellt.
In Fig. 3 und 4 ist eine andere mögliche Ausführungs form der erfindungsgemässen Pumpe aufgezeichnet. Das Gehäuse 21 hat wiederum die Form eines Rohres. In mitten des Gehäuses 21 ist mittels des Saugstutzens 31 die mit einer Schraubnut 33 mit einem einzigen Gang einer Schraubenlinie versehene ausgesteifte rohrförmige Buchse 32 aus elastischem Material festgeklemmt. Über die rohrförmige Buchse 32 ist fest eine schlauchartige elastische Manschette 22 gezogen.
Zwischen der Aussen oberfläche des elastischen Gliedes 22 und der Innen- fläche des Gehäuses 21 befindet sich ein Zwischenraum, der für den Eintritt der Flüssigkeit von der Druckseite der Pumpe aus zugänglich isi. Innerhalb der rohrförmigen Buchse 32 befindet sich die Drehspindel 23, die von der Druckseite der Pumpe her angetrieben wird. Diese Spindel hat im Querschnitt eine ovale Form und kann aus einem entsprechend ge formten Rohr hergestellt sein, an das die Welle 34 an- schliesst.
Zwischen der Spindel 23 und der Innenfläche der rohr- förmigen Buchse 32 ist teilweise Spiel vorhanden. Die elastische Manschette 22 kann vorteilhaft als ein auf die Schraubennut 33 der rohrförmigen Buchse 32 aufliegen der und fest auf die Oberfläche der Spindel 23 unter ihr anliegender Teil gestaltet werden. Die Manschette 22 folgt somit in der Berührungsfläche der Spindel 23 bei deren Drehbewegung und trennt in axialer Richtung den Saug raum vom Druckraum der Pumpe, womit der erforder liche Fördereffekt gesichert ist.
Damit eine gute Abdich tung und Berührung der Manschette 22 mit der Spindel 23 erreicht wird, ist die Aussenoberfläche der Manschette 22 durch den Austrittsdruck der Förderflüssigkeit be lastet. Die ausgesteifte Rohrbuchse 32 hat dabei eine Dicke, die es ihr ermöglicht, unter dem Einfluss der Flüssigkeit die Gleitflächen der Spindel 23 elastisch zu umfassen. Somit ist die selbsttätige Abgrenzung des Spiel raumes gesichert, auch nach Verschleiss der Gleitflächen der Spindel 23 oder der rohrförmigen Buchse 32.
Die Fig. 5 u. 6 zeigen noch eine weitere Ausführungs form der erfindungsgemässen Pumpe. Entgegen der vor angegangenen Lösung gemäss den Fig. 3 u. 4 hat die Spin del 23 auf ihrer Oberfläche eine zweigängige Schrauben linie. Die elastische rohrförmige Buchse 32 ist dann mit einem Ausschnitt in Form eines kleinen Teiles der Schrau benlinie mit einer grossen Steigung versehen, wobei je doch dieser Teil in entgegengesetztem Sinn zur Steigung der Schraubenlinie der Spindel 23 verläuft.
In Fig. 6 sind in dem dargestellten Schnitt diejenigen Kräfte verzeichnet, die während des Laufes der Pumpe wirksam werden. Während der Rotation der Spindel 23 in Pfeilrichtung ist die Oberfläche der Manschette 22 von allen Seiten dem Druck der geförderten Flüssigkeit aus gesetzt. Diese Kräfte sind in Fig. 6 mit einem gemein samen Pfeil P gekennzeichnet.
Unter dem Einfluss dieser Kraft wird die Manschette 22 auf die Oberfläche der ro tierenden Spindel 23 gedrückt und bremst diese mittels der Reibungskraft T, welche eine Reaktionskraft R glei cher Grösse, jedoch entgegengesetzter Richtung hervor ruft und somit eine Torsion erzeugt und die Manschette 22 verdreht. Deren Ausschnitt und somit auch ihr Durch messer D vergrössern sich und wirken der Kraft P ent gegen. So entsteht ein selbständiger Spielausgleich zwi schen der Spindel 23 und der Manschette 22, auch im Falle einer stärkeren Abnutzung der Reibflächen.
Mit dieser Lösung erreicht man auch einen ausgeglichenen Lauf der Pumpe bei einem veränderlichen Austrittsdruck, und gleichzeitig wird dadurch eine minimal mögliche Ab nutzung der Reibflächen und ein optimaler Wirkungs grad der Pumpe erzielt.
In einer weiteren in Fig. 7 dargestellten Ausführungs form der erfindungsgemässen Pumpe hat die elastische ausgesteifte Rohrbuchse 32 in ihrem aktiven Teil eine grössere Wanddicke als bei den vorangegangenen Lösun gen. Ähnlich wie gemäss Fig. 8 ist eine Schraubnut 33 an gebracht. Auf die Rohrbuchse 32 ist eine elastische Man schette 22 aufgezogen, die innen längs der gesamten Länge der Schraubnut 33 einen Vorsprung 35 aufweist, der eine der Nut 33 entsprechende Form hat. Dabei über ragt dieser Vorsprung 35 die Schraubnut 33 in der Tiefe und sitzt auf die Spindel 23 fest auf.
In den Fig. 8 u. 9 sind schematisch Beispiele anderer möglicher Spindelprofile aufgezeichnet.
Die erfindungsgemässe Pumpe ist insbesondere für die Förderung verschiedener chemischer Lösungen, La tex- und anderen Farben, Kalkmilch u. ä. verwendbar. Ihr Vorzug besteht darin, dass die einzelnen Funktions teile in der Herstellung verhältnismässig unkompliziert sind, wobei eine besondere Präzision nicht erforderlich ist.