Drehkolbenpumpe Die Erfindung bezieht sich auf Drehkolbenpumpen, bei
welchen die Hubbewegung der radial beweglichen Kolben oder der Rauminhalt der zwischen
flügelartigen Kolben liegenden Förderzellen durch die Gestalt einer den L'inlaufk<irl)er
unigebenden Leitkurve bestimmt werden. Bei Pumpen dieser Art mit kreisförmiger Leitkurve
besteht der Nachteil, daß jeder Sternkolben bei jedem Umlauf nur ein einziges Arbeitsspiel
ausführen kann. Bei anderen bekannten Sternkolbenpumpen, bei welchen die Leitkurve
gegenüber dem Umlaufkörper mehrere exzentrische Stellen aufweist, führt jeder Sternkolben
bei jedem Umlauf mehrere Arbeitsspiele aus. Bei elliptisch gestalteter Leitkurve
mit zwei Exzentrizitäten führen die in dem Umlaufkörper geführten Kolben je Umlauf
zwei vollständige Hin- und Rückgänge aus, so daß die Förderleistung einer solchen
Pumpe gegenüber einer Pumpe mit kreisförmiger Leitkurve verdoppelt ist. Hierbei
kann _ jedoch die Förderleistung der Pumpe nicht mehr einfach durch Verschieben
der Leitkurve gegenüber der Achse des Umlaufkörpers verändert werden, da eine solche
Verschiebung zwar die Exzentrizität der einen Pumpenseite in dem gewünschten Sinn
verändern würde, auf der entgegengesetzten Pumpenseite dagegen gerade die entgegengesetzte
Wirkung hervorrufen würde.Rotary lobe pump The invention relates to rotary lobe pumps at
which the stroke movement of the radially movable piston or the volume of the between
Lying wing-like piston delivery cells by the shape of the L'inlaufk <irl) er
unigiving leading curve can be determined. With pumps of this type with a circular guide curve
there is the disadvantage that each star piston only has a single working cycle for each revolution
can perform. In other known star piston pumps in which the guide curve
has several eccentric points compared to the recirculating body, each star piston leads
several work cycles with each cycle. With an elliptically shaped guide curve
The pistons guided in the recirculating body lead with two eccentricities per revolution
two full back and forth declines, so the delivery rate of such
Pump is doubled compared to a pump with a circular guide curve. Here
However, _ can no longer increase the delivery rate of the pump simply by shifting it
the guide curve with respect to the axis of the recirculating unit can be changed, as such
Shifting the eccentricity of one side of the pump in the desired sense
would change, on the other hand, on the opposite side of the pump, just the opposite
Would produce an effect.
Demgegenüber besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daB die
Leitkurve elastisch verformbar und zum Zweck ihrer elastischen Verformung unter
die Wirkung von diametral angreifenden Verstellkräften gestellt ist. Vorzugsweise
erhält die Leitkurve die Gestalt einer Ellipse, die in ihrer langgestreckten Form
ein zweifaches Kol})ensl)iel bei
maximaler Fördermenge ermöglicht
und durch in der Richtung ihrer großen Hauptachse auf ihren Umfang wirkende Druckkräfte
im Grenzfa!1 ange: nähert bis zur Kreisform elastisch verformt werden kann, in welcher
die Förderleistung der von ihr gesteuerten Pumpe gleich Null ist.In contrast, the invention consists essentially in that the
Guide curve elastically deformable and for the purpose of their elastic deformation under
the effect of diametrically acting adjustment forces is provided. Preferably
the guide curve receives the shape of an ellipse, which in its elongated shape
a double column was attached
maximum delivery rate
and by compressive forces acting on its circumference in the direction of its major major axis
approx
the delivery rate of the pump it controls is zero.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in zwei beispielsweisen
Ausführungsfirmen schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Querschnitt
durch eine Sternkolbenpumpe, bei welcher die zylindrischen Förderräume in dem Umlaufkörper
angeordnet sind und die Förderkolben eine radiale Förderbewegung ausführen, Fig.2
einen Querschnitt durch eine vielzellige Sternkolbenpumpe, bei welcher die Förderräume
zwischen dem Umfang des Umlaufkörpers und der Leitkurve angeordnet sind und die
radial in dem Umlaufkörper verschiebbaren Trennkolben eine rotierende Förderbewegung
ausführen.The object of the invention is shown in the drawing in two examples
Execution companies shown schematically, namely Fig. I shows a cross section
by a star piston pump, in which the cylindrical pumping chambers in the circulating body
are arranged and the delivery pistons perform a radial delivery movement, Fig.2
a cross section through a multicellular star piston pump, in which the pumping chambers
are arranged between the circumference of the circulating body and the guide cam and the
The separating piston that can be displaced radially in the circulating body produces a rotating conveying movement
carry out.
In beiden Figuren zeigt die linke Hälfte die Pumpe bei maximaler Förderleistung,
die rechte Hälfte dagegen bei der Förderleistung Null.In both figures, the left half shows the pump at maximum delivery rate,
the right half, on the other hand, when the delivery rate is zero.
Bei den beiden dargestellten Pumpen ist der Umlaufkörper i auf einer
feststehenden Achse 2 gelagert, die mit achsparallelen Bohrungen 3 und 4 versehen
ist, von denen die eine, 3, als Druckkanal, die andere, 4, als Saugkanal dient.
Sie stehen durch Querbohrungen mit am Umfang der Achse angeordneten Ausnehmungen
5, 6, 7, 8 in Verbindung, von denen aus radiale Kanäle 9 zu den Förderräumen io
führen. In Fig. i bestehen diese Förderräume aus radialen zylindrischen Bohrungen
des Umlaufkörpers 1, in denen die Kolben i i geführt und durch eine Leitkurve 12
gesteuert sind, während sie in Fig. 2 aus Zellen bestehen, die zwischen dem Umfang
des Umlaufkörpers i und der diesen umgebenden Leitkurve 12 gebildet und durch in
dem Umlaufkörper verschiebbar geführte Kolbenflügel 13 voneinander getrennt sind.
Das Ganze wird von einem Gehäuse 14 umgeben.In the two pumps shown, the recirculating body i is on one
fixed axis 2, which are provided with axially parallel holes 3 and 4
of which one, 3, serves as a pressure channel, the other, 4, as a suction channel.
They stand through transverse bores with recesses arranged on the circumference of the axis
5, 6, 7, 8 in connection, from which radial channels 9 to the conveying chambers io
to lead. In Fig. I, these delivery spaces consist of radial cylindrical bores
of the circulating body 1, in which the pistons i i are guided and by a guide curve 12
are controlled, while in Fig. 2 they consist of cells between the circumference
of the circulating body i and the guide curve 12 surrounding it and formed by in
the circulating body displaceably guided piston vanes 13 are separated from one another.
The whole is surrounded by a housing 14.
Die Leitkurve 12 hat. in beiden Fällen die Gestalt einer Ellipse,
deren große Achse 1-I in der Zeichnung waagerecht angeordnet ist. Der Längenunterschied
zwischen dem großen und dem kleinen Halbmesser der Ellipse ist maßgebend für den
Förderhub der Pumpe. Während nun bei bekannten Sternkolbenpumpen das Längenverhältnis
der großen zur kleinen Leitkurvenachse und demgemäß auch der Pumpenhub unveränderlich
ist, kann gemäß der Erfindung dieses Längenverhältnis durch die Ein-' wirkung äußerer
Verstellkräfte so verändert werden, daß die Leitkurve im Grenzfall nahezu die Gestalt
eines Kreises annimmt, so daß die Förderleistung der Pumpe auf Null herabsinkt.
Zum Zwecke dieser Veränderung der Leitkurvenform sind z. B. in derRichfung der großenHauptachseI-1
in dem Gehäuse 14 zwei polschuhförmige Verstellkörper 15 radial beweglich geführt
und unter die Wirkung von Verstellkolben 16 gestellt, die in an dem Gehäuse angeflanschten
Zylindern 17 geführt sind. Ansätze 2o an den Leitkurven, welche in entsprechende
Ausnehmungen an den Verstellkörpern 15 greifen, dienen, dazu, die Leitkurve in der
ihr zugedachten Lage -zu den Verstellkörpern festzuhalten.The guide curve 12 has. in both cases the shape of an ellipse,
whose major axis 1-I is arranged horizontally in the drawing. The difference in length
between the large and the small radius of the ellipse is decisive for the
Delivery stroke of the pump. While now the length ratio in known star piston pumps
the large to the small guide curve axis and accordingly also the pump stroke unchangeable
is, according to the invention, this aspect ratio by the action can be external
Adjusting forces can be changed so that the guide curve in the borderline case almost the shape
assumes a circle, so that the delivery rate of the pump drops to zero.
For the purpose of this change in the shape of the guide curve z. B. in the direction of the major major axis I-1
in the housing 14 two pole shoe-shaped adjustment bodies 15 are guided so as to be radially movable
and placed under the action of adjusting pistons 16 which are flanged to the housing
Cylinders 17 are guided. Approaches 2o to the guide curves, which in corresponding
Recesses on the adjusting bodies 15 are used to set the guide curve in the
her intended position -to hold the adjusting bodies.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn die Leitkurve
12 ihre langgestreckte elliptische Form hat, wie dies jeweils in der linken Hälfte
der Fig. i und 2 gezeigt ist, so ist der Förderhub der Pumpe am größten. Soll nun
die Förderleistung vermindert werden, so wird in die Zylinder 17 ein Druckmittel
eingeleitet, das die Kolben 16 gegen die Drehachse 2 hin bewegt. Durch diesen gegen
den Umfang der Leitkurve wirkenden Druck wird die Leitkurve in der Richtung der
großen Hauptachse 1-I zusammengedrückt, während sie gleichzeitig in Richtung der
kleinen Hauptachse II-II gespreizt wird. Sie nähert sich also in Abhängigkeit von
dem auf sie wirkenden Verstelldruck nahezu der Kreisform, wie dies in der rechten
Hälfte der Fig. i und 2 gezeigt ist. Bei dieser Gestalt der Leitkurve i2 bleiben
die Förderräume io während jeder Drehung des Umlaufkörpers i unverändert, so daß
keine Förderleistung entsteht. Werden die Verstellkolben 16 von dem auf sie wirkenden
Verstelldruck entlastet, so kehrt die Leitkurve wieder in ihre ursprüngliche Ellipsenform
zurück. Diese Rückverformung kann entweder durch die Elastizität der Leitkurve bewirkt
werden oder durch von außen auf sie wirkende Rückstellkräfte, z. B. durch Federn,
oder durch in der Richtung ihrer kleinen Achse II-11 angeordnete Rückstellkolben
18 (Fig. 2). Als Druckmittel zur Betätigung der Verstell- bzw. Rückstellkolben 16,
18 kann entweder ein Fremdmittel (Druckwasser, Öl, Dampf o. dgl.) oder das von der
Pumpe selbst geförderte Mittel verwendet werden. Selbstverständlich kann die Verstellkraft
aber auch durch mechanische Mittel, z. B. durch von Hand verstellbare Druckschrauben
o. dgl., die Rückstellkraft durch verstellbare Federn o. dgl. aufgebracht werden.
Die Verwendung hydraulischer Mittel hat den Vorzug, daß es bei diesen in einfachster
Weise möglich ist, die Verstellkraft in Abhängigkeit von irgendeiner Betrielrgröße,
z. B. von dem in den Förderräumen i o der Pumpe oder in einem von der Pumpe gespeisten
Raum (Druckspeicher o. dgl.) herrschenden Druck zu steuern. So kann man z. B. den
Druckkanal 3 in Fig. i durch Steuerleitungen i9 mit den beiden Verstellzylindern
17 verbinden. In diesem Fall werden die Verstellkolben 16 mit steigendem Förderdruck
immer weiter nach innen bewegt, wobei sie die Leitkurve 12 mit wachsendem Druck
immer mehr der Kreisform angleichen, bis diese bei einem bestimmten, vorzugsweise
einstellbaren maximalen Förderdruck angenähert erreicht ist. In dieser Stellung;
läuft die Pumpe so lange leer, bis ein Absinken des Förderdrucks die Verstellkolben
16 entlastet und der Leitkurve die Möglichkeit gibt, sich wieder zur Ellipse zurück
zu verformen. Bei der Verwendung eines fremden Druckmittels besteht die Möglichkeit,
die Einwirkung dieses Druckmittels sowohl von dem Förderdruck der Pumpe oder von
irgendeiner anderen Betriebsgröße als auch einfach von einer nach bestimmten Gesichtspunkten
festlegbaren Steuerkurve abhängig zu machen.
Bei der Herstellung
der Leitkurve 12 geht man zweckmäßig von einem Kreisring aus, der nach seiner Fertigbearbeitung
gehärtet wird, um ihm die erforderliche Elastizität zu verleihen. Man kann nun entweder
gleich den Kreisring härten, so daß dieser durch Einwirkung von Druckkräften in
seiner Ebene elastisch verformt werden muß. Die nach der Verformung sich ergebende
Gestalt des Kreisrings entspricht in dem hier in Betracht kommenden Bereich mit
großer Annäherung einer Ellipse. Der Einfhchheit halber ist daher kurzerhand von
einer elliptischen Form gesprochen worden. Hierbei hat die unter Zwang entstandene
Ellipse das Bestreben, unter <lern Einfluß der elastischen Kräfte in die ursprüngliche
Kreisform zurückzukehren. Die Ellipse kann durch Querkräfte, die senkrecht zu den
erstgenannten Kräften stehen, aus denselben Überlegungen, wie oben erwähnt, nur
angenähert in die ursprüngliche Kreisform zurückverformt werden. Man kann aber auch
den Kreisring vor dem Härten angenähert zur Ellipse verformen, welche dann durch
in Richtung ihrer großen Hauptachse 1-I auf sie wirkende Druckkräfte zum Kreis verformt
werden kann und in sich das Bestreben hat, zu ihrer elliptischen Ruhegestalt zurückzukehren.The operation of the device is as follows: When the guide curve
12 has its elongated elliptical shape, as in each case in the left half
As shown in FIGS. i and 2, the delivery stroke of the pump is greatest. Should now
the delivery rate are reduced, a pressure medium is in the cylinder 17
initiated, which moves the piston 16 towards the axis of rotation 2. By this against
The pressure acting on the circumference of the guide curve becomes the guide curve in the direction of the
major main axis 1-I compressed while simultaneously moving in the direction of the
small main axis II-II is spread. So it approaches as a function of
the adjustment pressure acting on it is almost circular, as shown in the right
Half of Figs. I and 2 is shown. Remain with this shape of the guide curve i2
the conveying spaces io unchanged during each rotation of the rotating body i, so that
there is no delivery rate. The adjusting piston 16 of the acting on them
When the adjustment pressure is relieved, the guide curve returns to its original elliptical shape
return. This deformation can either be caused by the elasticity of the guide curve
or by restoring forces acting on them from the outside, e.g. B. by springs,
or by return pistons arranged in the direction of its minor axis II-11
18 (Fig. 2). As a pressure medium for actuating the adjustment or return piston 16,
18 can either be a foreign medium (pressurized water, oil, steam or the like) or that of the
Pump self-funded funds can be used. Of course, the adjusting force
but also by mechanical means, e.g. B. by manually adjustable pressure screws
The restoring force can be applied by adjustable springs or the like.
The use of hydraulic means has the advantage that it is very simple with these
Way is possible to adjust the adjustment force depending on any operating size,
z. B. fed by the pump in the delivery chambers i o or in one of the pump
Space (pressure accumulator or the like) to control the pressure prevailing. So you can z. B. the
Pressure channel 3 in Fig. I through control lines i9 with the two adjusting cylinders
17 connect. In this case, the adjusting piston 16 with increasing delivery pressure
moved further and further inwards, with the guide curve 12 with increasing pressure
align more and more of the circular shape until this is at a certain, preferably
adjustable maximum delivery pressure is approximated. In this position;
the pump runs empty until the delivery pressure drops
16 relieves the load and gives the guide curve the opportunity to return to the ellipse
to deform. When using a third-party pressure medium, there is the possibility of
the action of this pressure medium both from the delivery pressure of the pump or from
any other size of operation as well as simply one according to certain criteria
to make definable control curve dependent.
In the preparation of
the guide curve 12 is expediently based on a circular ring, which after its finishing
is hardened to give it the necessary elasticity. You can either
equal to harden the circular ring, so that this by the action of compressive forces in
its plane must be elastically deformed. The one resulting after the deformation
The shape of the circular ring corresponds to the area in question here
large approximation of an ellipse. For the sake of simplicity, therefore, without further ado
an elliptical shape has been spoken of. Here, the one created under duress
Ellipse the effort to learn under the influence of elastic forces in the original
Return circular shape. The ellipse can be caused by transverse forces perpendicular to the
For the same reasons as mentioned above, the former forces only exist
be reshaped approximately into the original circular shape. But you can also
before hardening, deform the circular ring approximately to an ellipse, which is then carried out by
in the direction of its major main axis 1-I, compressive forces acting on it are deformed into a circle
and strives to return to its elliptical shape at rest.