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Dokumentenidentifikation DE202007002686U1 31.05.2007
Titel Drehkolbenpumpe
Anmelder Menschik, Thomas, 31582 Nienburg, DE
DE-Aktenzeichen 202007002686
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 31.05.2007
Registration date 26.04.2007
Application date from patent application 23.02.2007
IPC-Hauptklasse F04C 2/28(2006.01)A, F, I, 20070223, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Drehkolbenpumpe die als Verdrängerpumpe sowohl gasförmige, als auch flüssige Medien fördern kann. Als reine Drehkolbenmaschine hat dieses Prinzip nur gleichförmig drehende Teile, die unmittelbar in sich ausgewuchtet sind. Alle Lager sind also nicht fliehkraftbelastet. Die Maschine eignet sich infolgedessen für höchste Drehzahlen.

Vorzugsweise sollte die Maschine ohne Dichtleisten an den Kolbenspitzen betrieben werden.

Das heißt, die Kolbenspitzen laufen berührungsfrei an allen Laufflächen. Dieses Prinzip wird auch bei den üblichen Schraubenverdichtern genutzt. Man akzeptiert hierbei geringe Spaltverluste.

Die Maschine besteht aus folgenden Bauteilen: Gehäuse mit zwei Ansaug- und zwei Ausströmkanälen, zwei Drehkolben und einem Gleichlaufgetriebe.

Das Gehäuse besteht in der Grundfläche aus zwei sich überschneidenden Kreisen und hat somit die Form einer Acht. Das Gehäuse hat jeweils zwei Ansaug- und zwei Ausstoßöffnungen. Die beiden Ansaugleitungen können außerhalb der Maschine in eine Rohrleitung zusammengeführt werden. Das Gleiche gilt für die Ausströmkanäle.

Die Kontur der zwei Drehkolben-Dreiecke besteht aus drei abgeflachten Kreisbögen. Die Grundform der Drehkolben ist das bekannte Reuleaux-Dreieck.

Die Vorteile sind die kostengünstige Herstellung der einfach aufgebauten Drehkolbenmaschine. Das Strömungsverhalten ist günstiger als bei Roots- und Zahnradpumpen.

Die Maschine benötigt keine Saug- bzw. Druckventile und hat einen, bei zusammengeführten Auslasskanälen, stetigen Förderstrom ist somit praktisch pulsationsfrei.

Durch die Fähigkeit auch Luft zu fördern ist die Flüssigkeitspumpen-Variante selbstansaugend.

Die Erfindung wird nachstehend erläutert. Es zeigen:

1 Gehäusegeometrie

2 Drehkolbengeometrie mit Gleichlaufgetriebe

3a3h Drehkolbenpumpen-Prinzip mit 120° Drehkolbendrehungen in jeweils 15°-Schritten

4 Gesamtansicht Drehkolbenpumpe (Vorderansicht mit abgenommenen Gehäusedeckel)

5 Gesamtansicht Drehkolbenpumpe (Rückansicht mit Gleichlaufgetriebe und Antrieb)

Das Drehkolbenpumpen-Prinzip besteht aus zwei Drehkolben, die durch ein Gleichlaufgetriebe (25) gesteuert werden. Die zwei Drehkolben rotieren synchron mit gleicher Winkelgeschwindigkeit in die gleiche Richtung in einem Gehäuse (1). Durch die dadurch entstehenden Volumenänderungen in den Arbeitsräumen (3, 4, 7, 8) wird das zugeführte Medium von der Saugseite zur Druckseite befördert.

Die Drehkolben sind in der Grundfläche Gleichdicke (Reuleaux-Dreieck). Die Tiefe der Kolben und die Tiefe des Gehäuses ist variabel.

Beschreibung der Funktionsweise anhand der Zeichnungen 3a bis 3h (3a) Beginn mit dem Ansaugen des zu fördernden Mediums durch den oberen Ansaugkanal (1) auf der rechten Seite. Gleichzeitig beginnt das Ausstoßen durch den oberen Ausströmkanal (2) auf der linken Seite.

Durch die weitere Kolbendrehungen wird der Arbeitsraum auf der Ansaugseite (3) immer größer und auf der Ausstoßseite (4) immer kleiner.

Nach einer 60°-Kolbendrehung ist das Ansaugen und Ausstoßen in oberen Teil der Maschine beendet. (3e) Ab dieser Kolbenstellung beginnt jetzt das Ansaugen und Ausstoßen im unteren Teil der Maschine. Beginn mit dem Ansaugen durch den unteren Ansaugkanal (5) auf der linken Seite. Gleichzeitig beginnt das zuvor durch den Ansaugkanal (1) angesaugten Mediums aus dem Ausströmkanal (6) auf der rechten unteren Seite auszuströmen.

Durch die weitere Kolbendrehungen wird der Arbeitsraum auf der Ansaugseite (7) immer größer und auf der Ausstoßseite (8) immer kleiner.

Nach einer weiteren 60°-Kolbendrehung ist das Ansaugen und Ausstoßen in unteren Teil der Maschine beendet. Die nächstfolgende Kolbenspitze ist wieder in der Ausgangposition. Ein Zyklus weist somit eine Drehkolbendrehung von 120° auf. Bei einer vollständigen 360°-Kolbendrehung findet der Prozess infolgedessen dreimal statt.

Ein Zurückströmen des zu fördernden Fluids gegen die Förderrichtung ist durch die Anordnung der Ansaug- und Ausstoßkanäle nicht möglich.


Anspruch[de]
Drehkolbenpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse, mit zwei besonders angeordneten Einlasskanälen und zwei besonders angeordneten Auslasskanälen, zwei Dreiecks-Drehkolben mit gleicher Drehgeschwindigkeit, gesteuert durch ein Gleichlaufgetriebe, synchron in gleicher Richtung rotieren. Drehkolbenpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Innenradien des Gehäuses (16) und die Radien des Drehkolbens (18) im Verhältnis 1 : √3 stehen. Drehkolbenpumpe nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaug- uns Ausstoßkanal-Höhe (17) die Hälfte des Innenradius (16) des Gehäuses entspricht. Drehkolbenpumpe nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das Durchlass-Maß (15) gleich dem Radiusmaß (16) der Innenradien des Gehäuses ist. Drehkolbenpumpe nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäusekreise im Querschnitt folgende Winkelaufteilung besitzen (Drehkolben drehen im Uhrzeigersinn): Abdichtwinkel (9) = 120°,

Ansaugöffnungswinkel (10) = 30°, Gehäuse-Arbeitswinkel (11) = 60°, Nebenkolben-Arbeitswinkel (12) = 60°,

Gehäuse-Arbeitswinkel (13) = 60°. Ausstoßöffnungswinkel (14) = 30°.
Drehkolbenpumpe nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass das Radiusmaß (18) der Kreisbogen des Reuleaux-Dreiecke gleich dem Achsabstand (19) der Drehachsen (21) der Drehkolben ist. Drehkolbenpumpe nach den vorangegangenen Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, dass durch die Form der Drehkolben die Kolbenspitzen (22) in jeder Drehungsposition immer die Stirnseiten (23) des Nebenkolbens oder die Gehäuseinnenwand (24) berühren, beziehungsweise mit gleich bleibendem geringem Spaltabstand fast berühren.






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