旋转活塞泵、用于固定旋转活塞泵的旋转活塞的方法和用于拆卸旋转活塞泵的旋转活塞的方法

摘要

本发明涉及一种旋转活塞泵，该旋转活塞泵具有在泵腔中布置在驱动轴上的相反环绕的至少两个旋转活塞。旋转活塞分别包括用于驱动轴的容纳部。相应的驱动轴以端部区域布置并固定在相应的旋转活塞的容纳部中。根据本发明，驱动轴在端部区域中的直径可弹性地扩宽。在旋转活塞布置在相应驱动轴上的运行状态中，在旋转活塞的相应容纳部和相应驱动轴的端部区域之间形成摩擦连接。本发明还涉及用于在旋转活塞泵中固定旋转活塞的方法和用于拆卸前述旋转活塞泵的旋转活塞的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1、7和15的前序部分特征所述的旋转活塞泵、用于固定前述旋转活塞泵的旋转活塞的方法以及用于拆卸前述旋转活塞泵的旋转活塞的方法。

背景技术

本发明涉及将旋转活塞泵的旋转活塞固定在相应的驱动轴上。

旋转活塞泵是自吸式的或按自吸式工作的、无阀的、正排量泵，其具有彼此嵌入运转的旋转活塞。尤其旋转活塞泵包括至少两个反向环绕的双叶片或多叶片式旋转活塞，其驱动轴包括密封件。优选地，旋转活塞泵具有用于两个旋转活塞的两个驱动轴。

根据DE 19806657，驱动轴在其在泵腔中布置的端部上设有用于固定旋转活塞的螺接件。驱动轴分别构造成一件式并且在安装或拆卸旋转活塞时保留在泵壳中。在这种情况下规定，其中一个驱动轴通过联接件与驱动器连接并且在脱开联接的状态下可相对于其他的驱动轴自由旋转。

DE102012003066B3描述了用于使旋转活塞泵的旋转活塞固定并且同步的方法和设备。在这种情况下旋转活塞安装在泵腔中。每一个旋转活塞的轴端通过泵后壁被推到相应的驱动轴上。借助泵腔中的模板使旋转活塞定向并且同步。在该定向步骤中，模板可松开地固定在泵壳上。定向的旋转活塞的轴端分别借助夹持装置与泵腔之外的相应驱动轴传力连接。

DE102013101185A1公开了一种旋转活塞泵，其中，密封件布置在相应旋转活塞的轴肩上并且每个密封件的滑环设有锁止装置，该锁止装置具有多个固定位置。具有锁止装置的密封件被插到管形的轴肩上并且每一个旋转活塞的轴肩通过泵后壁被推到相应的驱动轴上。通过旋转活塞的转动使得固定元件形状配合地连接到锁止装置的轴向凹槽中。然后使轴肩以及由此旋转活塞通过夹持装置以传力连接的方式与泵腔之外的相应驱动轴连接。

发明内容

本发明的目的是使得旋转活塞泵的旋转活塞轻松而快速地固定在相应的驱动轴上，从而使转矩和轴向力无间隙地从驱动轴传递到旋转活塞中。

上述目的通过包括在专利权利要求1、7和15中的特征的旋转活塞泵、用于固定前述旋转活塞泵的旋转活塞的方法或用于拆卸前述旋转活塞泵的旋转活塞的方法实现。其他有利的设计方案通过从属权利要求描述。

本发明涉及一种旋转活塞泵，该旋转活塞泵具有在泵腔中布置在驱动轴上的相反环绕的至少两个旋转活塞。在旋转活塞和包围泵腔的泵壳之间始终存在接触，其中，在旋转活塞和泵壳之间构造有泵腔。待输送的产品通过泵腔被抽吸、通过旋转活塞泵被输送并且在相对的一泵侧部上排出。

根据本发明，驱动轴在端部区域中的直径可弹性扩宽。在旋转活塞不可相对转动地布置在相应驱动轴上的运行状态中，在旋转活塞的相应容纳部和相应驱动轴的端部区域之间形成摩擦连接。由此可形成无间隙的力传递。而在例如在旋转活塞泵上进行维修工作并且为此必须将旋转活塞从驱动轴上取下的更换状态中，摩擦连接被取消。根据另一实施方式，在旋转活塞不可相对转动地布置在相应驱动轴上的运行状态中，在旋转活塞的相应容纳部和相应驱动轴的端部区域之间形成摩擦连接和形状配合连接。而在例如在旋转活塞泵上进行维修工作并且为此必须将旋转活塞从驱动轴上取下的更换状态中，取消该摩擦连接和形状配合连接。

以下列方法步骤将旋转活塞固定在前述旋转活塞泵的驱动轴上：将旋转活塞推到相应的驱动轴上，从而相应的驱动轴的端部区域布置在相应的旋转活塞的容纳部中。在该时间点中在驱动轴和容纳部之间构成间隙，从而旋转活塞可任意地在相应的驱动轴上定向。根据本发明的一个实施方式，同时借助类似于在DE102012003066中所述的现有技术的模板，对推到驱动轴上的旋转活塞进行定向。

然后分别扩宽驱动轴的端部区域，从而建立在旋转活塞的容纳部和驱动轴的端部区域之间的摩擦连接。由此实现旋转活塞在驱动轴上的不可相对转动的固定。

为了例如在旋转活塞泵等上的维修工作的情况中进行拆卸，通过减小驱动轴的端部区域的直径来取消或松开在旋转活塞的容纳部和驱动轴的端部区域之间的摩擦连接，从而可轻松地将旋转活塞从驱动轴上取下。

根据本发明的一个优选的实施方式，为驱动轴的端部区域和/或旋转活塞的容纳部分配夹紧和/或夹持装置，其用于借助摩擦连接将旋转活塞固定在相应的驱动轴上。在本发明中通过调节夹紧和/或夹持装置使旋转活塞固定在相应的驱动轴上，使得转矩和轴向力无间隙地从驱动轴传递到旋转活塞中。通过松开夹紧和/或夹持装置取消有效连接，从而没有转矩和轴向力从驱动轴传递到旋转活塞中。

旋转活塞与驱动轴的夹紧可以不同的方式来完成。例如可将机械元件插入驱动轴中，或者也可置入液压的和/或气动的元件。

例如，根据本发明的一个实施方式，夹紧和/或夹持装置包括大小可变的液压和/或气动元件。通过将合适的液压液体和/或合适的气体填充到夹紧和/或夹持装置中并且通过将所用流体置于压力条件下使得在泵腔中布置在容纳部之内的端部区域中的驱动轴直径加宽。相应地，通过从固定的驱动轴-活塞泵-组件中的夹紧和/或夹持装置中移除流体(即，液压液体和/或气体)的压力，使得驱动轴的端部区域的外直径减小，从而该外直径此时再次相应于沿着驱动轴的纵轴线的初始外直径，并因此再次形成在驱动轴的端部区域和旋转活塞的容纳部之间的间隙。

根据本发明的另一实施方式，夹紧和/或夹持装置作为机械元件包括所谓的锥形元件。通过使锥形元件在旋转活塞的容纳部的区域中朝第一运动方向移动和/或通过使锥形元件在驱动轴的端部区域(该端部区域在泵腔中布置在旋转活塞的容纳部之内)之内的移动使得端部区域的外直径加宽或增大，从而驱动轴的端部区域牢固地固定在旋转活塞的容纳部中。相应地，通过使锥形元件朝第二反方向移动使得在驱动轴的端部区域中的加宽的外直径再次减小到最初的第一外直径，从而取消在旋转活塞和驱动轴之间的摩擦连接并且可轻松地将旋转活塞从驱动轴上移除。

根据本发明的一个实施方式，驱动轴分别构造成空心轴，其具有沿着其相应的纵轴线贯穿的空腔。旋转活塞分别在侧面上具有用于相应驱动轴的布置在泵腔中的端部区域的容纳部，该侧面被分配给驱动轴的伸入泵腔的自由端部。相应驱动轴的布置在泵腔中的端部区域中的空腔具有加宽的横截面，即，驱动轴分别在旋转活塞支座的区域中构造成变薄的。尤其相应的空腔在相应驱动轴的布置在泵腔中的端部区域中具有加宽的横截面，该加宽的横截面具有至少一个第二内直径，该至少一个第二内直径大于沿着驱动轴的纵轴线的贯穿的空腔的第一内直径。优选地，旋转活塞泵的驱动轴沿着其相应的纵轴线分别具有第一外直径。第一外直径在驱动轴的布置在泵腔中的端部区域中可分别借助夹紧和/或夹持装置被加宽或增大，从而驱动轴的端部区域分别牢固地固定、尤其夹紧或夹持在旋转活塞的相应容纳部中。

尤其可能的是，驱动轴在加宽横截面的端部区域中分别从内向外地挤压在旋转活塞内侧上，并因此将转矩和轴向力无间隙地从驱动轴传递到旋转活塞中。为此，为驱动轴的加宽的空腔和/或旋转活塞的容纳部分别分配上面所述的用于将旋转活塞固定在相应的驱动轴上的夹紧和/或夹持装置。

根据本发明的一个优选的实施方式规定，通过沿着驱动轴的相应纵轴线的贯穿的空腔可引入用于加载夹紧和/或夹持装置的工具，尤其用于固定或松开夹紧和/或夹持装置的工具。

例如为了维修工作，通过沿着相应驱动轴的相应纵轴线的空腔引入工具，借助该工具松开旋转活塞在相应驱动轴上的固定。优选从空腔中移除工具，但是也可在维修工作期间保留在空腔中，只要这没有干扰其他工序。此时从相应的驱动轴上取下旋转活塞和相应的密封元件，并且在结束维修工作之后借助工具再次固定。

尤其借助通过空腔引入的工具调节夹紧和/或夹持装置，使得在驱动轴的端部区域中的外直径被加宽或增大。为了拆卸，借助通过空腔引入的工具松开夹紧和/或夹持装置，从而使得在驱动轴的端部区域中的外直径再次相应于沿着驱动轴的纵轴线的第一外直径，并且因此再次形成在驱动轴的端部区域和旋转活塞的容纳部之间的间隙。

可替代地或除了所述特征之外，用于安装或拆卸旋转活塞泵的旋转活塞的方法包括前面所述设备的一个或多个特征和/或特性。同样地，可替代地或额外地，该设备可具有所述方法的单个或多个特征和/或特性。

相对于已知现有技术的特殊优点是，无需再使用在泵壳的后侧上的多个螺钉来固定活塞，而是仅需要在固定位置上的固定并且无需在泵腔中构建螺钉或其他元件。

附图说明

下面应根据附图详细阐述本发明的实施例及其优点。各个元件彼此在附图中的尺寸比例不是始终与真实尺寸比例一致，因为相比于其他元件，一些形状被简化地示出并且为了更好地加以说明另一些形状被放大地示出。

图1示出了根据现有技术的旋转活塞泵的示意图；

图2示出了用于将旋转活塞固定在驱动轴上的固定装置的第一实施方式；

图3示出了根据图2沿着剖切线A-A的旋转活塞在驱动轴上的第一固定实施方式的剖面示意图；

图4示出了用于将旋转活塞固定在驱动轴上的固定装置的第二实施方式；

图5示出了用于将旋转活塞固定在驱动轴上的固定装置的第三实施方式。

对本发明的相同元件或作用相同的元件使用相同的附图标记。此外为了清楚起见，在各个附图中仅示出用于说明相应附图所必需的附图标记。所示出的实施方式仅是例如能够实现根据本发明的设备或根据本发明的方法的示例并且这些示例不是封闭性的限制。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的旋转活塞泵1的示意图，该旋转活塞泵具有两个旋转活塞8、9。马达3布置在机座2上。马达使得两个驱动轴6、7反向地被驱动。在泵壳4中，在驱动轴上分别布置有旋转活塞8、9，通过驱动轴6、7驱动旋转活塞并且使旋转活塞同时地且反向地围绕驱动轴6、7的轴线旋转。在旋转活塞8、9的旋转期间，在旋转活塞泵1的旋转活塞8、9和泵壳4之间始终有接触。通过在此构造的泵腔5抽吸待输送的产品、通过旋转活塞泵1朝运输方向TR输送并且在相对的一泵侧部排出。为了相对于周围环境密封泵腔，将密封件(未示出)布置在驱动轴6、7上。

图2示出了根据本发明构造的旋转活塞泵30的第一实施方式的第一部分视图，该旋转活塞泵具有使旋转活塞24固定在特殊构造的驱动轴10上的固定装置，并且图3示出了根据图2沿着剖切线A-A的旋转活塞24在驱动轴10上的第一固定实施方式的剖面示意图。

在驱动轴10贯穿泵壳4的区域中设有用于滑环密封件22或其他合适的密封元件的安装空间20，滑环密封件或其他合适的密封元件用于相对于周围环境密封泵腔。旋转活塞24布置在驱动轴10的与驱动轴10的驱动侧相对而置的端部区域12上。尤其在旋转活塞24上设有用于容纳驱动轴10的容纳部25，容纳部具有正圆形的横截面。借助分配给驱动轴10的端部区域12的夹紧装置15将旋转活塞24固定在驱动轴10上。

驱动轴10构造成所谓的空心轴11。尤其第一空腔13沿着驱动轴10的纵轴线L延伸。空心轴11在其整个长度上具有外直径d1。此外，空心轴11局部地具有第一内直径d2，第一内直径限定第一空腔13。

驱动轴10在端部区域12中、即在旋转活塞24通过容纳部25安置在驱动轴10上的区域中构造得更薄。尤其在驱动轴10的端部区域12中设有具有第二内直径d3的加宽的第二空腔14。适用：驱动轴10的外直径d1大于在驱动轴10的端部区域12中的加宽的第二空腔14的第二内直径d3，并且该内直径又大于沿着驱动轴10的纵轴线L的第一空腔13的第一内直径d2。

通过在驱动轴10的端部区域12中的第二空腔14的加宽使得在该区域中的壁厚W12小于驱动轴10的普通壁厚W10。尤其普通壁厚W10由外直径d1和第一内直径d2的差值乘以0.5算出：

W10＝0.5x(d1-d2)。

在驱动轴10的端部区域12中的减小的壁厚W12由外直径d1和第二内直径d3的差值乘以0.5算出：

W12＝0.5x(d1-d3)。

旋转活塞24的容纳部25具有基本相应于驱动轴10的外直径d1的内直径，尤其容纳部25的内直径稍微大于外直径d1，从而旋转活塞24以很小的间隙安置在驱动轴10的端部区域12上。

基于驱动轴10的减小的壁厚W12，能够使驱动轴10在端部区域12中从内向外挤压旋转活塞24的容纳部25。这引起驱动轴10在旋转活塞24的容纳部25中的不可相对转动的固定。因此能够使转矩和轴向力无间隙地从驱动轴10传递到旋转活塞24中。

对此可以不同的方式实现旋转活塞24在驱动轴10的端部区域12上的夹紧。对此的示例在图2至图5中示出。例如可将锥形的元件插入驱动轴10中(参见图4和图5)，或者也可使用液压和/或气动的元件(参见图2和图3)。

根据所示的实施方式，旋转活塞24连接在背离驱动轴10的一侧26上。优选地，旋转活塞24被推到驱动轴10上，从而驱动轴10的端部区域12至少部分地容纳在旋转活塞24的容纳部25中。

根据本发明的一个优选的实施方式以下列方法步骤将旋转活塞24安装到根据本发明的旋转活塞泵30中：首先分别将滑环密封件22推到驱动轴10上，然后分别将旋转活塞24推到驱动轴10上。对旋转活塞24进行定向。对此例如使用与在DE102012003066B3和DE102013101185A1中所述的现有技术类似的模板。然后通过空腔13从驱动轴10的驱动侧分别引入工具并且通过旋紧/拧紧夹紧装置15使旋转活塞24固定在相应的驱动轴10上。

根据本发明的一个实施方式，夹紧装置15布置在旋转活塞24的容纳部25中。在将旋转活塞24推上驱动轴10上时，夹紧装置15被推入驱动轴10的端部区域12的加宽的第二空腔14中。

根据一个可替代的实施方式中，夹紧装置15布置在驱动轴10的端部区域12的加宽的第二空腔14中，从而旋转活塞24同时被推到驱动轴10和夹紧装置15上。

图4示出了用于将旋转活塞(未示出)固定在驱动轴10b上的固定装置的第二实施方式。在这种情况下规定，在端部区域12b中的加宽的空腔14b朝旋转活塞的方向呈锥形地加宽。夹紧件15b构造成锥体或截锥体35，其中，锥体或截锥体35的横截面朝远离旋转活塞的方向减小。锥体或截锥体35在其底面36的区域中具有外直径dB，该外直径至少稍微大于加宽的空腔14b的最大内直径d3max。为了将旋转活塞(未示出)固定在驱动轴10b上，借助合适的工具将截锥体36进一步地推入或拉入驱动轴10的加宽的空腔14b中。这使得驱动轴10b的外直径d1(参见图2)增大并因此夹紧在旋转活塞24的容纳部25中(参见图2)。

图5示出了用于将旋转活塞24c固定在旋转活塞泵30c的驱动轴10c上的固定装置的第三实施方式。在这种情况下，夹紧件15c由构建在驱动轴10c中的锥形元件40和布置在旋转活塞24c的容纳部25c之内的对应的锥形容纳部28形成。

在将旋转活塞24c推到驱动轴10c上时，锥形容纳部28被推到布置在驱动轴10的端部区域12的加宽的空腔14中的锥形元件40上。

为了将旋转活塞24c固定在驱动轴10c上，借助合适的工具将旋转活塞24c进一步地拉到驱动轴10c上。截锥体40由此进一步地被推入锥形容纳部28中。这使得至少部分地扩张锥形容纳部28。通过将扩张力传递到驱动轴10c在具有减小的壁厚W12的端部区域12中的壁上，使得驱动轴10c在该区域中的外直径d1(参见图2)增大，并因此使驱动轴10c夹紧在旋转活塞24c(参见图2)的容纳部25c中。

本发明在参考优选的实施方式的情况下进行描述。但是本领域技术人员可想到能够对本发明进行变换或变化，而对此不会离开下述权利要求的保护范围。

附图标记列表

1 旋转活塞泵

2 机座

3 马达

4 泵壳

5 泵腔

6 驱动轴

7 驱动轴

8 旋转活塞

9 旋转活塞

10驱动轴

11空心轴

12端部区域

13第一空腔

14加宽的第二空腔

15夹紧装置

20安装空间

22滑环密封件

24旋转活塞

25容纳部

26背离的一侧

28锥形容纳部

30旋转活塞泵

35截锥体

36底面

40锥形元件

d 直径

L 纵轴线

TR运输方向

W 壁厚