Derartige Rotorpumpen sind aus der DE 102 07 348 AI und aus der DE 103 05 585 B3 bekannt. Diese Rotorpumpen haben den wesentlichen Vorteil, dass mit ihnen das Fördervolumen verändert werden kann, wobei durch die Verlagerung des Sauganschlusses und/oder des Druckanschlusses auch das aufzubringende Drehmoment abgesenkt werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei einer Verringerung des Fördervolumens das Drehmoment noch nicht ausreichend weit abgesenkt wird, weshalb der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, das aufzubringende Drehmoment bei einer Volumenverringerung noch weiter abzusenken.

Diese Aufgabe wird bei einer volumenstromvariablen Rotorpumpe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Änderung des Volumenstroms im Pumpengehäuse eine erste koaxial zur Antriebswelle gelagerte, verdrehbare Schieberplatte vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Sauganschluss vorgesehen ist, und eine zweite koaxial zur Antriebswelle gelagerte, verdrehbare Schieberplatte vorgesehen ist, in der der teilkreisförmige Druckanschluss vorgesehen ist.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung dieser Rotorpumpe können der Sauganschluss und der Druckanschluss dadurch verstellt werden, dass deren Schieberplatte verdreht wird.

Hierdurch kann gezielt auf den Saugbeginn und/oder auf das Saugende sowie auf den Öffnungsbeginn als auch das Öffnungsende zum Druckanschluss Einfluss genommen werden. Auf diese Weise kann die Rotorpumpe so angesteuert werden, dass ein früher Saugbeginn auch ein frühes Saugende bewirkt, wodurch der Volumenstrom reduziert wird. Die Verbindung des Förderraumes mit dem Druckanschluss wird so gewählt, dass im Förderraum gerade kein Unterdruck mehr herrscht, so dass aus dem Druckanschluss kein Fluid angesaugt wird. Da über den Druckanschluss kein Fluid angesaugt wird, muss auch lediglich das im Förderraum vorhandene Fluid und nicht zusätzlich zuvor über den Druckanschluss angesaugtes Fluid ausgestoßen werden.

Daher wird lediglich das Drehmoment benötigt, das erforderlich ist, um das über den Sauganschluss angesaugte Fluid aufzunehmen und über den Druckanschluss aus dem Förderraum auszustoßen.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Schieberplatte gegensinnig verstellbar sind. Dies bedeutet, dass dann, wenn der Sauganschluss in Umfangsrichtung gesehen, vorverlegt wird, der Druckanschluss nach hinten verschoben wird und dass der Druckanschluss dann nach vorne verschoben wird, wenn der Sauganschluss später schließt. Hierdurch wird vermieden, dass bereits gefördertes Fluid aus dem Druckanschluss in den Förderraum angesaugt wird, sobald der Förderraum mit dem Druckanschluss verbunden wird, sofern im Förderraum noch ein Unterdruck herrscht.

Durch Zurückverlegung des Druckanschlusses kann dieses unerwünschte Ansaugen von Fluid vermieden werden. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass durch die Verstellung des Sauganschlusses das Fördervolumen bestimmt wird und die Position des Druckanschlusses so gelegt wird, dass der Förderraum sich genau dann in den Druckanschluss öffnet, wenn im Förderraum weder ein Unterdruck noch ein Überdruck herrscht.

Um zu vermeiden, dass ein Überdruck im Kompressionsraum aufgebaut wird, kann dieser bereits dann in den Druckanschluss öffnen, wenn noch ein kleiner Unterdruck herrscht. Da das Fluid zu träge ist, um in den Förderraum angesaugt zu werden, besteht keine Gefahr, dass Fluid angesaugt wird, welches anschließend gleich wieder ausgestoßen werden muss.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schieberplatten um den gleichen Winkelbetrag gegenseitig verstellbar sind. Wird also der Sauganschluss zum Beispiel um 10° nach vorne verlegt, das heißt der Förderraum schließt um 10° früher, dann öffnet der Förderraum auch um 10° später in den Druckanschluss, wodurch sichergestellt wird, dass der Unterdruck im Förderraum abgebaut wurde.

Vorteilhaft sind die erste und die zweite Schieberplatte gleichzeitig verstellbar. Auf diese Weise wirken sich also Verstellbewegungen im Bereich des Sauganschlusses zur gleichen Zeit auf Verstellbewegungen im Bereich des Druckanschlusses aus, so dass automatisch ein früheres Schließen des Sauganschlusses ein späteres Öffnen des Druckanschlusses bewirkt.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste Schieberplatte auf der einen Seite des Außenrotors und die zweite Schieberplatte auf der anderen Seite des Außenrotors angeordnet. Durch diese Position der Schieberplatten wird eine einfache Weise die Möglichkeit geschaffen, die Position des Sauganschlusses unabhängig von der Position des Druckanschlusses zu verändern.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schieberplatten an einem Abschnitt ihrer Umfangsfläche eine Kegelradverzahnung aufweisen und zwischen den Kegelradverzahnungen ein mit diesen kämmendes Antriebskegelrad vorgesehen ist. Mittels des Antriebskegelrades können bei dieser Ausgestaltung beide Schieberplatten gleichzeitig verstellt werden, wobei die eine Schieberplatte in die eine und die andere Schieberplatte in die andere Richtung gedreht wird, das heißt die Schieberplatten werden in entgegengesetzte Richtungen gedreht, d. h. gegensinnig verdreht. Ein derartiger Antrieb ist relativ einfach im Aufbau und zuverlässig im Betrieb.

Die Antriebsvorrichtung für das Antriebskegelrad kann problemlos an diesem befestigt werden, da gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung das Antriebskegelrad eine zur Antriebswelle des Rotors orthogonale Antriebsachse aufweist. Die Antriebsvorrichtung, zum Beispiel ein Stellmotor oder dergleichen, kann also seitlich an der Rotorpumpe anmontiert werden.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schieberplatten einen radialen oder axialen Fortsatz aufweisen, und dass an diesem Fortsatz in tangentialer Richtung Antriebsmittel angreifen. Die Antriebsmittel können in Form von Zug-und/oder Druckmittel an diesem Fortsatz angreifen. Als Antriebsmittel sind eine Kugelumlaufstrecke, ein Seilzug oder aber auch hydraulische oder magnetische Elemente denkbar. Vorteilhaft greifen die Antriebsmittel beidseits des Fortsatzes an, so dass die Schieberplatten zwangsgeführt sind. Es ist auch denkbar, die Schieberplatten mittels einer Kulissensteuerung zu verstellen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.

Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

In der Zeichnung zeigen : Figur 1 eine perspektivische Ansicht zweier Schieberplatten mit einem gemeinsamen, als Antriebskegelrad angebildeten Antrieb ; Figur 2 eine perspektivische Ansicht zweier Schieber- platten, einen Außenrotor und einen Innenrotor zwischen sich aufnehmend, wobei die Schieberplatten über eine Kugelumlaufstrecke getrieben werden ; Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, gemäß einer ersten Ausführungsform, bei welcher die Schieberplatten mittels eines Antriebskegelrads angetrieben sind ; Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Schieberplatten mittels eines Rädergetriebes angetrieben sind ; Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei die Schieberplatten mittels einer Kugelumlaufstrecke angetrieben sind ; Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer Rotorpumpe, teilweise aufgeschnitten, wobei die Schieberplatten mittels eines Seilzuges angetrieben sind ; und Figur. 7 eine Explosionsdarstellung einer Rotorpumpe gemäß dem Stand der Technik.

Zunächst wird auf die Figur 7 Bezug genommen, in welcher eine insgesamt mit 10 bezeichnete Rotorpumpe gemäß dem Stand der Technik der DE 103 05 585 B3 dargestellt ist. Diese Rotorpumpe 10 weist einen Stellring 22 auf, der auf einer Antriebswelle 26 verdrehbar und feststellbar gelagert ist. Im Stellring 22 ist ein mit einem Innenrotor 28 kämmender Außenrotor 30 verdrehbar und exzentrisch gelagert. Zwischen zwei Zähnen des Innenrotors 28 und der zwischen zwei Zähnen gelagerten Innenumfangsfläche des Außenrotors 30 wird ein Förderraum gebildet, in welchem das über einen Sauganschluss 44 angesaugte Fluid gefördert und mit Druck beaufschlagt wird. Sobald eine Verbindung zwischen dem Förderraum und einem Druckanschluss 46 hergestellt ist, wird das im Förderraum sich befindende Fluid in den Druckanschluss 46 verdrängt.

Aus der Figur 7 ist noch deutlich erkennbar, dass der Sauganschluss 44 und der Druckanschluss 46 in eine teilkreisförmige Nut 50 münden, die sich in einer Schieberplatte 16 befindet, die beidseits der Rotoren 28 und 30 angeordnet sind. In der Nut 50 ist ein Schieber 58 in Richtung des Nutverlaufs verschieblich geführt. Der Schieber 58 trennt den Druckanschluss 46 vom Sauganschluss 44 und bestimmt zudem deren Größe. Wird der Schieber 58 in Richtung des Uhrzeigersinns in der Nut 50 verschoben, dann verkleinert sich der Druckanschluss 46, wohingegen sich der Sauganschluss 44 vergrößert. Mit dem Bezugszeichen 66 ist eine Verbindung des Schiebers 58 mit dem Stellring 22 angedeutet. Über diese Verbindung 66 wird bei einer Verdrehung des Stellrings 22 in dem Stellring umgebenden Gehäuse (nicht dargestellt) der Schieber 58 um den gleichen Winkelbetrag verdreht. Hierdurch wird zum Beispiel der Druckanschluss 46 verkleinert, wohingegen der Sauganschluss 44 vergrößert wird.

Eine Verstellung des Stellrings 22 erfolgt durch Druckbeaufschlagung von Flachkolben 12, wodurch der Stellring 22 im Rotorring 70 verdreht wird. Die Nut 50 erstreckt sich zwischen einem äußeren Kreisring 74 und einem inneren, die Antriebswelle 26 umgebenden Kreisring 76. In die Nut 50 greift außerdem ein Trennstück 78 ein, welches an einem die Schieberplatte 16 aufnehmenden Deckel 80 vorgesehen ist. In der Zeichnung ist die Dicke der Schieberplatte 16 übertrieben dargestellt. Sie beträgt lediglich 0,5 mm bis 2 mm und hat die Aufgabe, den Schieber 58 am gewünschten Ort zu halten.

Entsprechend dick ist somit auch das Trennstück 78 ausgeführt. Die beiden Deckel 80 sind mit dem Rotorring 70 über in Durchgangslöcher 84 angeordnete Bolzen miteinander verbunden.

Da die Schieberplatte 16 über in den Löchern 72 angeordnete Stifte, Bolzen oder dergleichen mit dem Stellring 22 drehverbunden ist, wird die Schieberplatte 16 gleichfalls in Richtung des Doppelpfeils 82 verstellt, wenn der Stellring 22 in Richtung des Doppelpfeils 14 gedreht wird. Hierdurch wird zum Beispiel der Sauganschluss 44 früher geschlossen, wodurch das angesaugte Volumen verringert wird, wobei gleichzeitig der Druckanschluss 46 früher geöffnet wird, was zur Folge hat, dass der im Förderraum sich gebildete Unterdruck noch nicht vollständig abgebaut wird, so dass Fluid aus dem Druckanschluss 46 in den Förderraum angesaugt wird, bis der Unterdruck abgebaut ist. Anschließend wird das nunmehr im Förderraum sich befindende Fluid, nämlich das über den Sauganschluss angesaugte Fluid und das über den Druckanschluss angesaugt Fluid vollständig in den Druckanschluss ausgestoßen. Dieser Vorgang hat zwar den Vorteil, dass das Fördervolumen durch Verstellen des Sauganschlusses verringert wird, besitzt jedoch auch den Nachteil, dass ein erhöhtes Drehmoment erforderlich ist, da durch Ansaugen von Fluid aus dem Druckanschluss der Unterdruck im Förderraum abgebaut wird.

Die Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei lediglich die Teile dargestellt sind, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Der Deckel 80 ist als Platte wiedergegeben, in welchem die Schieberplatte 16 drehbar gelagert ist. Dieser Schieberplatte 16 steht eine zweite Schieberplatte 16 gegenüber, wobei zwischen den beiden Schieberplatten 16 die beiden Rotoren 28 und 30 (nicht dargestellt) vorgesehen sind, wobei der Innenrotor 28 von der Antriebswelle 26 angetrieben wird.

Diese Antriebswelle 26 besitzt ihrerseits ein Antriebszahnrad 24, welches mit einem geeigneten Antrieb verbunden ist.

Die beiden Schieberplatten 16 sind mit jeweils einer Kegelradverzahnung 15 versehen, welche in Figur 3 deutlicher erkennbar ist. Die Kegelradverzahnung 15 erstreckt sich über einen Teil der Umfangsfläche 18 einer jeden Schieberplatte 16. Zwischen den beiden Kegelradverzahnungen 15 befindet sich ein Antriebskegelrad 20 mit einer zur Antriebswelle 26 orthogonal stehender Antriebsachse 32. Das Antriebskegelrad 20 kämmt mit den beiden Kegelradverzahnungen 15 derart, dass eine Verdrehung des Antriebskegelrades 20 eine gegensinnige Verdrehung der beiden Schieberplatten 16 bewirkt. Hierdurch wird erreicht, dass der Sauganschluss 44 zum Beispiel nach vorne und der Druckanschluss 46 nach hinten verlagert wird.

Wird also durch Vorverlagerung des Sauganschlusses 44 der Förderraum frühzeitig geschlossen, wodurch das Fördervolumen verringert wird, dann baut sich ein höherer Unterdruck in diesem Förderraum auf, der jedoch wieder abgebaut werden kann, da der Druckanschluss 46 nach hinten verlagert ist, das heißt der Förderraum später mit dem Druckanschluss verbunden wird. Die Verbindung von Förderraum und Druckanschluss 46 erfolgt erst dann, wenn der Unterdruck im Förderraum vollständig abgebaut ist. Entsprechend verhält es sich, wenn das Fördervolumen vergrößert wird, wobei dann der Sauganschluss 44 nach hinten verlagert wird, so dass der Förderraum mehr Fluid aufnehmen kann. Der Förderraum wird dann relativ früh mit dem Druckanschluss 46 verbunden, was dadurch ermöglicht wird, dass der Druckanschluss 46 vorverlagert wird.

In der Figur 1 ist noch erkennbar, dass die beiden Schieber- platten 16 mit axial abragenden Fortsätzen 34 versehen sind, welche Flachkolben darstellen. Diese Flachkolben sind in teilkreisförmigen Nuten 36 in den beiden Deckeln 80 geführt.

Demnach können die beiden Schieberplatten 16 auch durch Druckbeaufschlagung dieser beiden Fortsätze 34 bewegt werden.

Wird zum Beispiel der Fortsatz 34 der in der Figur 1 unteren Schieberplatte 16 auf der dem Betrachter zugewandten Seite mit Druck beaufschlagt, dann bewegt sich die Schieberplatte 16 in Richtung des Uhrzeigersinns. Diese Drehbewegung wird über das Antriebskegelrad 20 derart auf die obere Schieberplatte 16 übertragen, dass diese sich entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns bewegt. Eine Verstellung in die andere Richtung erfolgt dadurch, dass der Fortsatz 34 der oberen Schieberplatte 16 an der dem Betrachter zugewandten Seite mit Druck beaufschlagt wird, so dass die obere Schieberplatte 16 in Richtung des Uhrzeigersinns verdreht wird. Diese Verstellung wird ebenfalls über das Antriebskegelrad 20 derart übertragen, dass die untere Schieberplatte 16 entgegen der Richtung des Uhrzeigersinns verdreht wird. Die Antriebsachse 32 des Antriebskegelrades 20 kann bei dieser Variante des Antriebs entweder weggelassen werden oder an die Antriebsachse 32 kann ein Sensor montiert werden, der die Verstellbewegungen beziehungsweise die aktuellen Positionen der Schieberplatten 16 erfasst.

Die Figur 2 zeigt einen alternativen Antrieb für die beiden Schieberplatten 16, wobei dieser Antrieb von einer Kugelumlaufstrecke 38 gebildet wird. Hierfür weisen die beiden Schieberplatten 16 jeweils einen axialen Fortsatz 40 auf, an welchem die Endkugeln 42 jeweils einer Kugelkette 48 (gepunktet dargestellt) anliegen. Die Kugeln der Kugelkette 48 laufen in geeigneten Nuten beziehungsweise Führungsbahnen und werden aus der Ebene der einen Schieberplatte 16 in die Ebene der anderen Schieberplatte 16 mittels einer Umlenkbahn 52 überführt. Im Übrigen weisen die beiden Schieberplatten 16 noch die Fortsätze 34 auf, über welche sie, wie oben erläutet, in Drehbewegung versetzt werden. Diese Drehbewegung wird von der einen Schieberplatte 16 auf die andere Schieberplatte 16 mittels der Kugelumlaufstrecke 38 übertragen. In der Figur 5 ist die Umlenkbahn 52 sowie die Kugelkette 48 erkennbar.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 sind die Umfangsflächen 18 der beiden Schieberplatten 16 mit einer Verzahnung 54 versehen, die mit jeweils einem Zahnrad 56 kämmt. Außerdem stehen die beiden Zahnräder 56 miteinander in Eingriff. Bei dieser Variante kann die Achse einer der Zahnräder 56 nach außen geführt sein, so dass dieses Zahnrad 56 von einem externen Antrieb angetrieben werden kann. Die Schieberplatten 16 können aber auch, wie oben beschrieben, mit Fortsätzen 34 versehen sein, so dass sie mittels eines Druckmediums angetrieben werden. Das aus der Verzahnung 54 und den Zahnrädern 56 gebildete Rädergetriebe 60 dient also als Antrieb oder lediglich der Übertragung der Stellbewegung von der einen Schieberplatte 16 auf die andere Schieberplatte 16.

In der Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Schieberplatten 16 über einen Seilzug 62 miteinander verbunden sind. Die Enden des Seilzuges 62 sind an Fortsätzen 40 der beiden Schieberplatten 16 befestigt, und der Seilzug 62 umschlingt eine Umlenkung 64, um von der Ebene der einen Schieberplatte 16 in die Ebene der anderen Schieberplatte 16 zu gelangen. Der Antrieb der beiden Schieberplatten 16 erfolgt ebenfalls über Fortsätze 34, die als Flachkolben ausgebildet sind.