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Kapselwerk, insbesondere Räderkapselwerk Die Erfindung betrifft ein
Kapselwerk, insbesondere Räderkapse-lwerk, mit gleichbleibender Förderrichtung bei
wechselnder Antriebsrichtung mit einem an den Antrieb angeschlossenen, Außenzahnprofile
aufweisenden Inhenrotor und einem im Gehäuse frei drehbar geführten Außenrotor,
dessen Innenzahnprofile in die Zahnprofile des Innenrotors eingreifen, wobei die
Rotoren eine unterschiedliche Anzahl von Zahnprofilen und exzentrisch zueinander
liegende Drehachsen zur Bildung von Förderzellen aufweisen.
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Es sind bereits Pumpen der genannten Art bekannt geworden, bei denen
zur Ermöglichung der Umkehr-der Drehrichtung des Antriebsrotors bei gleichbleibender
Förderrichtung die Saug- bzw. Druckleitung gegenüber den FördeTkammprn durch Verstellung
vertauscht werden können. Dies erfolgt dabei mit Hilfe eines vom Pumpendruck verstellbaren
Kolbenschiebers.
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Es ist außerdem eine Pumpe bekannt geworden, bei welcher eine Einrichtung
zur Ermöglichung gleicher Zu- bzw. Abflußrichtung trotz Umke)#r des Antriebs der
Pumpe-vorgesehen ist. Die Umsteuerung erfolgt bei dieser bekannten Einrichtung mit
Hilfe eines Umsteuerventils.
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Perner ist eine Pumpenkonstruktion der genannten Art
bekannt,
bei welcher der Außenrotor nur partiell an seinem Außendurchmesser in Gehäuse geführt
ist und die Ausnehmung zu dessen Aufnahme zur Verstellung der Exzentridittätslage
von Außen- und Innenrotor einen größeren Durchmesser als den des Außenrotors aufweist.
Ursache des Umschwenkens bzw. der Veränderung der Exzentrizitätslage des.Außtenrotors
ist bei der bekannten Einrichtung die bei der Übertr'agung des Drehmoments auftretende
Reibung zwischen den Zahnprofilen der Pumpenrotoren.
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Die durch die Drehmomentübertragung in der Rotorenverzahnung auftretende
Kraft wirkt in .--Ihrer Richtung entgegen der Anlage des Außenrotors am Gehäuse,
wodurch der Außenrotor von seiner Anlage im Gehäuse abgehoben wird. Es hat sich
dabei gezeigt, daß der Außenro-tor in die'falsche 11--*"xzentriszitätslage zum Innenrotor
bzw. zum Ansaug- bzi".,. Drul-,kraum gedrückt werden kann, und zwar insbesondere
bei entleerter Pumpe. Derartige Pumpenkonstruktionen eignen sich daher nur für den
Einbau unter dem Flüssigkeitsspiegel bzw. es muß bei diesen Pumpen dafür Sorge getragen
werden, daß die Pumpe bei Stillstand nicht leerlaufen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüseigkeitspumpe
zu schaffen, mit der die den bekannten Einrichtungen anhaftenden Mängel beseitigt
sind und die gegenüber dem Bekannten mit einem wesentlich geringeren Aufwand an
Bauteilen auskommt sowie einen unkomplizierten Aufbau aufweist.
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Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß eine in Abhängigkeit
vom Drehrichtungswechsel des Antriebs beeinflußbare,
selbsttätig
wirkende, die Exzentrizitätslage der Rotoren gegenÜber der Saug- bzw. Druckseite
-umstellende., aus einer Exzenterführung,des Außen- oder innenrotors und den Verstellweg-begrenzenden
Anschlägen gebildete Einrichtung-vorhanden ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine den Außenrotor
umfassende, im Gehäuse geführte frei drehbare Exzenterbüchse vorhanden ist, dgren
Mantelfläche konzentrisch zur Drehachse des Innenrotors un#, deren -5ohrung konzentrisch
zur Drehachse des Außenrotors verläuft.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Kapselwerk ermöglicht, daß dasselbe
auch nach.längerem Stillstand ansaugt und..mit Sicherheit selbsttätig von der einen
in die andere Exzentrizitätslage der Rotoren,-zueinander umschaltet, wenn sich-die
Drehrichtung des Antriebarotors ändert, so daß stets die, gleiche Förderrichtung
beibehalten wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungebeispiel gemäß der Erfindung-dargestellte
Fig. 1 zeigt einen durch die Druckmittelpumpequer zur Drehachse der Ro.toren
geführten Schnitt.
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Fig. 2 zeigt-einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig.
1.
Fig. 3- zeigt eine gegenüber Fig. 1 veränderte Exzentrizitätslage
der Pump enrotoren zueinander.
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Fig. 4 zeigt.eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung in einem
Ausschnitt aus Fig. 3.
In Fig. 1 bis 4 ist beispielsweise
ein Kapselwerk mit einem Außenrotor 2 und einem Innenrotor 3 dargestellt,
wobei der Innenrotor 3 Außenzahnprofile -5 und der Außenrotor 2 Innenzahnprofile
6 aufweist, die miteinander in Eingriff stehen. Der Innenrotor
3 ist dabei drehfest mit einer Antriebewelle 4 verbunden. Der Außenrotor
2 ist exzentrisch zum Innenrotor 3 im Pumpengehäuse 8 gelagert und
besitzt gegenüber diesem in üblicher Weise ein Zahnprofil mehr, so daß Kammern 10a
bzw. 10b zur Förderung der Flüssigkeit vom Saugraum 11 zum Druckraum
12 gebildet sind, wobei über Leitungen der Saugraum 11 an einen Flüssigkeitereservebehälter
und der Druckraum 12 an einen Verbraucher angeschlossen ist (nicht dargestellt).
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Stirnseitig sind die Förderkammern 10a bzw. 10b durch die Gehäusestirnwand
13 und durch den Deckel 14 abgeschlossen. In die Gehäusestirnwand
13 ist dabei der'Saugraum 11
und der Druckraum 12 eingearbeitet. Die
zur Aufnahme des Aussenrotors 2 dienende Bohrung 211 im Gehäuse 8 weist einen
größeren Bohrungsdurchmesser als der Durchmesser der Mantelfläche 16 des
Außenrotors 2 auf. In diesen Zwischenraum ist ein exzentrischer Ringteil
18 eingesetzt, dessen Bohrung 15
zur Aufnahme des Außenroters 22 dient.
Die Bohrung 15 ist dakonzentrisch zur Drehachse des Außenrotors 2 und die
Mantelflä.che 21 des Exzenterringes 18 konzentrisch zur Drehachse des innenrotors
3.
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-Ferner*ist in die Geh#-usestirnwand 13 eine sich auf einen
Teil des Umfangs erstreckende kreisförmige Nut,23 eingearbeitet, die konzentrisch
zum Innenrotor 3 verläuft, wobei
die Enden der Nut Anschläge
27 bzw. 28 bilden. In eine entsprechende Bohrung 25 im Exzenterring
18 ist ein Bolzen 26 fest eingestzt, der in die Nut 23 an der
Stirnwand 13
des Gehäuses 8 eingreift. Die Stirnflächen des Exzenterringes
18 sind abgesetzt ausgebij-det, so daß zur H-A-rabsetzung der Säherreibung
zwischen dem Exzenterring 18 und dem Gehäuse 8 nur reduzierte Anlageflächen
31 und 32 zu-rAnlage an die Stirnfläche 34 des Gehäuses
13 bzw. an d41.e Stirn--Pläehe 35 des Deckels 14 gelangen.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie nachfolgend beschrieben:
Unter der Annahme, daß die Drehr-ichtung des ursprünglieh entgegen des Pfeil-es
A drehenden Innenrotors 3 (Fig. 1)' in eine Drehrichtung entsprechend
des Pfeiles A geändert wird, bildet sich in den Saugkammern 10a ein gewisser
UberdrÜck und in den Druckkammern 10b ein gewisser Unterdruck aus. Dadurch
wird der Außenrator 2 mit seiner Umfangsfläehe 16 radial nach'a.ußen in Richtung
des Pfeiles für die Kraft P gegen die BohrungsfViche 15 des Exzenterringes
18 gedrückt und damit eine erhöhte Reibung zwischen dem Außenrotor 2 und
dem Exzenterring 18 hervorgerufen. Durch die um einen Betrag exzentrisch
zueinander liegenden Achsen der Rotoren 2 bzw. 3 und-den sich in den Kammern
10a ausbilLdenden Überdruck ergibt sich in der Fig. 1 dargestellten Exzentrizitätslage
der Rotoren *zueinander eine in Rich tung des Pfeiles P wirkende Kraft. Aus, dieser
Kraft
mit dem Abstand e der beiden Rotorenachsen resultiert ein
in Umfangsrichtung des Pfeiles A (Fig.1) wirkendes Moment" durchdas der Exzenterring
18 um seine Achse gedreht wird. Dies erfolgt-dann, wenn der einer Drehung
des Exzenterringes 18 im Gehäuse 8 entgegenstehende Widerstand-überwunden
istg d. h. wenn der Zustand der ruhenden Reibung (Haftreibung) in den Zustand
der Bewegungsre:#bung (Gleitreibung) ühergeht. Die Drehung des Exzenterringes
18 wird begÜnstigt durch die zwischen dem Exzenterring 18 und
dem Gehuse 8 vorhandenen reduzierten Anlagefläähen 31 und
32. Diese Reduzierung der Anlageflächen ist dabei so vorgenommen, daß der
Abstand des Schwerpunktskreises der Anlageflächen von der Mittelachse möglichst
genau bemessen ist und sich damit auch die Größe des -Heibmamentes vermindert. Ferner
wird der Umschaltvorgang durch die Reibung zwischen Aißenrctor und Exzen-lu-ering
unterstützt. Damit hebt sich der Stift 26 von seiner durch die Nut
23 gebildeten Anlage 28 ab und legt sich an die entgegengesetzte Anschlagfläche
27 dieser Nut -an. Damit hat der Exzenterring hier um
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eine Drehbewegung gegenüber dem Gehäuse 8 und dem Saug-und Druckraum
11 bzw. 12 ausgeführt, wobei trotz der Umkehrung der Drehrichtung des-Antriebes
weiterhin Druckmittel aus dem Anaaugraum 11 zum Druckraum 12 gefördert wird
(Fig. 3).
Die Förderrichtu ng ist somit die gleiche geblieben. Wird aus der
Stellung des Exzenterringes 18 gemäß Fig. 3 die Drehrichtung des Antiiebes
entgegen-der Pfeilrichtung A geändert, sowirken die Druckkammern
10b kurzfristig als Saugkammern und die Kammern 10a als Druckkammern. Damit
bilden sich in den
Kammern 10a ein Überdruck und in den Kammern
10b dagegen ein Unterdruck aus. -Infolge des aus der Exzentrizität e' der
Rotoren 2 bzw. 3 und der duräh den Überdruck in den Kammern 10a hervorgerufenen
Kraft PI reaultierenden Moments wird der Exzenterring 18 in Richtung der
Drehung des Außenrotors 2 mitgenommen, und zwar soweit, bis der Stif t
26 an die entgegengesetzte Anschlagfläche er'8(Fig. 1) zur Anlage
g31angt. Damit saugt die Pumpe trotz Umkehrung der Drehrichtuing des Antriebs weiterhin
Druckmittel aus dem Saugraum 11 an und fördert zim Druckraum 12.
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Fig. 4 zeigt einIrucklager z-(j.r Erzeugung einer erhöhten Reibunge
zwischen dem Exzenterring 18 und dem Außerrotor 2. Das Drucklager besteht
aus einem in-eine Vertiefung 40 am Exzenterring 18 eingesetzten und sich
an die Mantelf1Mehe 16 des Außenrotors anlegenden Gleitstein 41, den eine
in radialer Richtung nach innen wirkende und Ünter gewisser Vorspannung stehende
Schraubenfeder 43 beeinflußt. Die Feder 43 ist dabei in eine Bohrung 44 im Exzenterring
18 eingesetzt,' wobei deren Spannung mittels einer in die Bohrung'einschraubbaren
Stellschraube 45 regulierbar ist.
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Durch eine solche Einrichtung wird die Reibung zwischen dem Exzenterring
18 und dem Außenrotor 2 verstärkt und das Umschwenken des Rotors 2 mit dem
Exzenterring 18 von der einen in diä andere Exzentrizitätslage (el bzw. e)'bei.
Drphrichtungswechsel des Antriebs unterstützt.
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Es ist auch möglich, eine Exzenterbüchse gemäß der Erfindung derart
anzuordneng daß dieselbe den Innenrotor 3 bzw.
dessen Antriebswelle
4 umschließt und sich an einer Auenehmung am Gehäuse 8 führt. Dabei muß die
Mantelfläche des Exzenterringes 18 konzentrisch zur Drehachse des Außenrotors
und dessen Bohrung zur Aufnahme des -.ir-nnenrot-Ors 3 bzw. der Antriebswelle
4 konzentrisch zur Drehachse des Innenrotors 3 sein. Die Anschläge können
in der gleichen wie btareits bie Fig. 1 bis 4 beschriebenen Weise gebildet
sein.