I

Taumelscheibenmaschine

10 Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Taumelscheibenmaschine mit ei¬ nem hohlkugelförmigen Arbeitsraum, der durch eine Trennwand

15 in mindestens eine Hochdruckseite und eine Niederdruckseite geteilt ist, in welche das Arbeitsmedium durch ein Lei¬ tungssystem zuführbar ist, wobei die Trennwand bis zu einem Kolbenträger reicht und mit einer plattenförmigen Dicht¬ leiste zusammenarbeitet, mit einem kreisringförmigen dem

20 Durchmesser des Arbeitsraumes angepaßten Kolben, der durch eine gelagerte Welle mit dem Außenraum verbunden ist, die eine Taumelbewegung des Kolbens bewirkt, welcher Kolben mindestens einen radialen sich vom Umfang bis ungefähr zu einem Kolbenträger erstreckenden Kolbenschlitz aufweist, in

25 welchem ein Führungszapfen eingesetzt ist, der mit der

Trennwand zusammenarbeitet, und welcher Kolben sich nach außen zum Umfang hin verjüngt, wobei die Stirnflächen des Kolbens mit gegenüberliegenden und senkrecht zur Drehachse der Welle verlaufenden den Arbeitsraum seitlich begren-

30 zenden Seitenflächen in Berührung sind.

Technisches Gebiet

35 Die Erfindung betrifft das Gebiet der Taumelscheiben-Ar¬ beitsmaschinen zur Förderung von flüssigen und gasförmigen

Medien als Untergruppe des Gebiets der Arbeitsmaschinen, insbesondere Taumelscheibenpumpen und Taumelschei- benverdichter.

Stand der Technik

Eine solche Taumelscheiben-Arbeitsmaschine ist bekanntge¬ worden aus der deutschen Patentschrift DE 35 42 648 C2. Die dort offenbarte Lehre betrifft eine Taumelscheibenmaschine mit einem kreisringförmigen Kolben, der in einen hohlkugel¬ förmigen Arbeitsraum angeordnet ist. Der Kolben ist in ei¬ nem Kolbenträger gehalten und wird von einer Antriebswelle in eine taumelnde Bewegung versetzt, wobei der von der Welle unmittelbar beaufschlagte Kolbenträger in form¬ schlüssigem Eingriff mit dem Kolben steht und diesem die Taumelbewegung aufprägt. Dabei arbeiten die beiderseits des Kolbens befindlichen Teilarbeitsräume, die durch eine mit dem Kolben in Eingriff befindliche Trennwand gebildet sind, abhängig von der Drehrichtung der den Kolbenträger antrei¬ benden Antriebswelle als Hochdruck- und als Nieder¬ druckraum, in welche das jeweilige Medium zu- und abgeführt wird.

Für hochviskose Medien, z. B. Zuckermelasse oder Schweröl, ist die Dichtheit hierbei ausreichend und nur mäßige Rei¬ bung gewährleistet. Bei niedrigviskosen Medien hingegen können Undichtigkeiten und verstärkter Verschleiß infolge unvermeidbarer Reibung zwischen der Kolbenführung und der Trennwand auftreten.

Die Kolbenführung besteht hierbei aus einem in einem in den Kolben eingelassenen Radialschlitz eingesetzten Führungs¬ zapfen, welcher in seiner Grundform als kreiszylindrische

Säule ausgebildet ist mit einem der Wanddicke der Trennwand entsprechenden Schlitz, in welchen die Trennwand eingreift. Entsprechend der durch den von der Antriebswelle in Ro¬ tation versetzten Kolbenträger erzeugten Taumelbewegung des Kolbens gleitet der Führungszapfen an der Trennwand ent¬ lang.

Eine in solchen Fällen häufig ergriffene Maßnahme zur Behe- bung dieses Nachteils, nämlich an der bekannten Maschine die Maßtoleranzen, insbesondere der relativ zueinander bewegten Teile, zu verringern, z. B. die Breite des Schlit¬ zes im Führungszapfen, hat sich als nicht praktikabel er¬ wiesen. Eine Verringerung der Maßtoleranzen kann vielmehr zu erhöhtem Verschleiß oder gar zum Versagen der Maschine führen, zum Beispiel durch Verschweißen infolge zu großer Reibung, und scheidet daher aus.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Taumelscheibenmaschine der eingangs ge¬ nannten Art derart weiter zu bilden, daß die Reibung zwi¬ schen relativ zueinander bewegten Teilen vermindert ist, um die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und, ohne daß die Abdichtung beeinträchtigt ist, ein störungsfreier Betrieb mit allen Fluiden ermöglicht ist.

Beschreibung der Erfindung

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den kenn¬ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgese¬ hen, daß der Kolben einen in seinen Radialschlitz drehbe¬ weglich eingesetzten kreiszylindrischen Führungszapfen auf- weist, der in einer in der Trennwand angeordneten Führungs¬ nut geführt ist, welcher Radialschlitz mit abgewinkelten

Seiten lanken versehen ist, deren Öffnungswinkel an den Schwenkhub des Kolbens angepaßt ist und daß der Führungs- zapfen mit einem in dem Kolbenträger angeordneten Dich¬ tungselement zusammenarbeitet, welches an den Öffnungswin¬ kel des Radialschlitzes des Kolbens angepaßt ist.

Diese vorstehend beschriebene Lösung kommt insbesondere für den schnellaufenden Betrieb der erfindungsgemäßen Taumel- Scheibenmaschine in Betracht, da die miteinander im Ein¬ griff bzw. in Anlage zueinander befindlichen Flächen im Vergleich zu der bekannten Taumelscheibenmaschine beträcht¬ lich vermindert sind und überdies weitere reibungsmindernde Maßnahmen möglich sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der drehbewegliche Führungszapfen über ein Axiallager im Grund des Radialschlitzes abgestützt. Hieraus resultiert eine weitere Verminderung der Reibung, da anstelle von

Haftreibung nur noch der deutlich kleinere Rollwiderstand des drehbeweglichen zylindrischen Führungszapfens in der Führungsnut in der zum Arbeitsraum weisenden Stirnseite der Trennwand bei der Taumelbewegung des Kolbens entgegensteht. Wenn überhaupt tritt Reibung dabei allenfalls als Gleitrei¬ bung auf und dann auch nur linienförmig entlang der druck¬ seitigen Berührungslinie des kreiszylindrischen Führungs¬ zapfens an der hierzu tangential verlaufenden Innenwand der Führungsnut.

Daher eignet sich diese Anordnung vorzüglich für den Be¬ trieb der erfindungsgemäßen Taumelscheibenmaschine als Hochdruckpumpe oder als Kompressor. In beiden Fällen, insbesondere aber beim Betrieb als Kompressor, erweist sich die erfindungsgemäße Führung des Radialkolbens in einer

Führungsnut in der Trennwand mittels des in den Radial¬ schlitz eingesetzten drehbeweglichen Führungszapfens als sehr verschleißunempfindlich auch bei hohen Antriebsdreh¬ zahlen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Trennwand, die in den im Kolben angeordneten Radial¬ schlitz eingreift, den Führungszapfen mit einer bestimmten Toleranz an zwei gegenüberliegenden Seiten mit der

Führungsnut umfaßt, so daß nur jeweils eine Seite der bei¬ den möglichen Anlageflächen, nämlich die jeweilige Innen¬ wandseite der Führungsnut in der Trennwand, kraft¬ beaufschlagt ist und die Gegenseite entlastet ist. Hieraus resultiert in erfindungsgemäßer Weiterbildung eine sehr vorteilhafte Verschleißminderung infolge der vergleichs¬ weise geringen, fast vernachlässigbaren Reibung.

Entsprechend einer weiteren durch die Merkmale des An¬ spruchs 3 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Lösung, ist vorgesehen, daß der Kolben einen Radialschlitz mit abgewin¬ kelten Seitenflanken, deren Öffnungswinkel dem Schwenkhub des Kolbens angepaßt sind, aufweist und daß der Schlitz- grund sowie die Stirnfläche der in den Radialschlitz ein¬ greifenden Trennwand jeweils mit einer aufeinander abge¬ stimmten, dem Radius des Schlitzgrundes angepaßten sphäri¬ schen Wölbung versehen sind.

Im Unterschied zu der ersten Lösung besitzt der Kolben zwar ebenfalls einen Radialschlitz jedoch keinen Führungszapfen. Stattdessen wird die Führung des Radialkolbens durch die dem Schwenkhub des Kolbens angepaßten Seitenflanken er- reicht. Um die dabei auftretende Reibung zu mindern, ist die gemeinsame Berührungsfläche von Kolben und Trennwand-

Stirnfläche einander in der Form angepaßt. Hiermit sehr gute Dichtwirkung erzielt, jedoch ist mit der so gestalte¬ ten erfindungsgemäßen Taumelscheibenmaschine nur ein Be¬ trieb mit niedrigen Drehzahlen möglich.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung sind beider¬ seits des Eingriffs der Trennwand in den Radialschlitz des Kolbens kraftbeaufschlagte, tangential bewegliche Dich- tungswalzen im Radialschlitz angeordnet, die sich an die Trennwand anlegen.

Diese Dichtungswalzen haben dabei eine Doppelfunktion. Einerseits dienen sie, wie die Bezeichnung anzeigt, zur Ab¬ dichtung der beiden Druckkammern gegeneinander. Anderer¬ seits dienen sie aber auch der Führung des Kolbens, wobei wegen der kreiszylindrischen Walzenform der Dichtungswalzen jeweils nur eine linienförmige Berührungsfläche zwischen den Dichtungswalzen und dem Kolben besteht. Demgemäß ist die hieraus resultierende Reibung nahezu vernachlässigbar.

An Stelle der Dichtungswalzen können aber auch Dichtlippen vorgesehen sein, die ebenfalls eine abgerundete, einem

Halbzylinder entsprechende Anlagefläche für die Trennwand aufweisen und darüberhinaus ebenfalls tangential beweglich angeordnet sein können, so daß sie sich stets an die Trenn¬ wand anschmiegen. Zur weiteren Verminderung der hierbei auftretenden Gleitreibung kann die Werkstoffpaarung von

Dichtlippe und Trennwand so gewählt sein, daß ein gewisser Schmiereffekt und hierdurch gleichzeitig eine verbesserte Dichtwirkung auftritt, z.B. durch Verwendung von Lagerme¬ tall für die Dichtlippen

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Dichtungswalzen durch Druckfedern beauf¬ schlagt sind, die die Dichtungswalzen gegen die Trennwand drücken.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Dichtungswalzen durch Druckmedium aus dem Arbeitsraum beaufschlagt, wobei gegebenenfalls zu- sätzlich auch mechanische Federn vorgesehen sein können..

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dichtleiste wie ein Kolbenring in einer Umfangsnut am Kolben angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist die Dichtleiste aus federndem Werkstoff gefertigt und so in die Umfangsnut eingelegt, daß sie stets mit ausreichend ho¬ her Andruckkraft an der Innenwand des Arbeitsraums anliegt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtleiste zusätzlich oder auch nur ausschließlich durch das Arbeitsmedium gegen das Gehäuse drückbar ist, wodurch die Dichtwirkung erheblich verbessert ist, ohne daß unzulässige hohe Reibungskräfte angreifen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen zur Änderung der bekannten Taumelscheibenmaschine besteht nun- mehr auch die Möglichkeit, niedrigviskose und gasförmige

Medien zu fördern, ohne Gefahr für die bewegten Teile auf¬ grund zu hoher Reibung wegen unzureichender Schmierung. Hierzu ist vorgesehen, die durch Reibung infolge Relativbe¬ wegung zueinander besonders beanspruchten Bereiche, wie zum Beispiel die Kolbenführung in der Trennwand sowie die Sei-

tenflachen des Radialschlitzes im Kolben, mittels besonde¬ rer Maßnahmen gegen unzulässige Reibung zu schützen.

Eine solche Maßnahme kann erfindungsgemäß darin bestehen, daß in den Seitenflächen des Radialschlitzes tangential bewegliche, kraftbeaufschlagte walzenförmig ausgebildete Teile angeordnet sind, die zur Führung des Kobens entlang der hierin eingreifenden Trennwand sowie gleichzeitig zur Abdichtung der durch den Kolben und die Trennwand gebilde¬ ten Teilarbeitsräume gegeneinander dienen.

Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß diese Führungskörper bzw. Dichtungswalzen durch

Druckfedern gegen die Trennwand gedrückt werden und so in ständigem Kontakt mit der Trennwand stehen und für eine gute Abdichtung sorgen. Dabei ist die Federkraft so bemes¬ sen, daß einerseits ausreichende Andruckkraft aufgebracht wird und andererseits keine unzulässig hohe Reibung resul¬ tiert.

An Stelle einer Druckfeder kann aber auch vorgesehen sein, daß die Dichtungswalzen vom Druckmedium aus dem jeweiligen Teilarbeitsraum beaufschlagt sind, so daß stets nur die zur Abdichtung für den vorherrschenden Druck erforderliche An¬ druckkraft aufgebracht wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann darüberhinaus vorgesehen sein, daß die Druckfedern zum An¬ drücken der Dichtungswalzen gemeinsam mit der Beaufschla¬ gung durch das Druckmedium vorgesehen sind, um auf diese Weise sicherzustellen, daß auch im drucklosen Zustand, zum

Beispiel bei Stillstand der Taumelscheibenmaschine eine Ab¬ dichtung gegen einen Mindestdruck gewährleistet ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, welche speziell für die Verwendung bei der Förderung verunreinigter Flüs¬ sigkeiten vorgesehen ist, weist der Kolben für die Taumelscheibenmaschine auf wenigstens einer Stirnfläche zu¬ mindest bereichsweise radial verlaufende Nuten auf, die von messerartigen Stegen begrenzt sind. Hiermit wird erreicht, daß die Verunreinigungen, wie z.B. Späne und Holzschliff bei der Papierherstellung oder Gräten bei der Fischverar¬ beitung oder Frucht- bzw. Traubenreste bei der Wein- und Mostherstellung, sich nicht zwischen dem Kolben und der In- nenwand des Arbeitsraums verklemmen können und so die Tau¬ melscheibenmaschine in ihrer Pumpwirkung beinträchtigen.

In zweckmäßiger Weiterbildung ist bei dem Kolben der mit den radialen Nuten versehene Bereich des Kolbens ein Kreis¬ sektor, dessen Winkelhalbierende sich senkrecht zur Achse des Kolbenschlitzes erstreckt. Dabei können entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf beiden Stirnseiten des Kolbens radiale Nuten angeordnet sein, wo- bei die Nuten auf der jeweiligen Stirnfläche des Kolbens in einem Sektor angeordnet sind, dessen eine Seite am Kolben¬ schlitz angrenzt.

Hierbei erweist es als vorteilhaft, daß die mit den Nuten versehenen Bereiche des Kolbens jeweils auf den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Kolbens so angeordnet sind, daß eine entlang der Kolbenschlitzachse liegende Tei¬ lungsebene des Kolbens diesen in eine erste Kolbenhälfte mit Radialnuten bzw. mit radial verlaufenden messerartigen

Stegen und in eine zweite Kolbenhälfte mit glattflächigen Kolben lächen ohne Nuten und Stege unterteilt.

Für einen störungsfreien Betrieb ist es hierbei von Bedeu¬ tung, daß der glatte Kolbenbereich auf der Saugseite ange¬ ordnet ist, während der mit messerschneidenartigen Stegen versehene Nutbereich des Kolbens auf dessen Druckseite an¬ geordnet ist. Dies bedeutet, daß eine Drehrichtungsänderung mit einhergehendem Wechsel der Saugseite in die Druckseite und umgekehrt vermieden werden sollte, da anderenfalls mög¬ licherweise beim Ansaugen aufgrund der durch die Nuten ver¬ ursachten Zwischenräume zwischen Kolbenfläche und Arbeits¬ raumwand Undichtigkeiten resultieren, die dazu führen, daß der für die Förderung des betreffenden Mediums erforderli¬ che Unterdruck nicht entstehen kann.

Vorzugsweise sind die Nuten gemäß der Erfindung nur auf den angeschrägten Stirnflächen des Kolbens vorgesehen, welche mit der Arbeitsraumwand in Berührung gelangen. Die übrige Kolbenstirnfläche hingegen ist glatt, d.h. ohne Nuten und Stege.

Vorzugsweise ist als maximale Nutbreite eine lichte Weite von 15 mm am inneren Umfang vorgesehen, d.h. bei dem Ra¬ dius, bei welchem die Anschrägung des Kolbens beginnt. Die Nuttiefe steht in einem bestimmten Verhältnis zur Nutbreite und beträgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Er¬ findung beispielsweise 4 mm, entsprechend 40% der zugehöri¬ gen Nutbreite.

Prinzipiell ist jedoch die Breite der radial angeordneten Nuten entsprechend einer Winkelteilung von 7,5° + 2,5° vor¬ gesehen. Hieraus folgt, daß abhängig vom jeweiligen Kolben¬ durchmesser die lichte Weite der Nuten sich anpaßt und bei großen Kolbenabmessungen auch breite Nuten resultieren.

Dies erweist sich insofern als günstig für den Betrieb, als mit einer Taumelscheibenmaschine mit großem Kolbendurchmes¬ ser auch üblicherweise große Medienströme gefördert werden, welche oftmals auch größerstückige Fremdbestandteile auf- weisen.

Für die Ausgestaltung der Nuten hat es sich als sehr vor¬ teilhaft erwiesen, daß die Nuten ein Viereckprofil aufwei- sen. Dieses kann bevorzugterweise ein Rechteckprofil sein, welches in Nutlängsrichtung eben oder gekrümmt verläuft. Es kann hierbei aber auch von Vorteil für die Standfestigkeit der die Nuten gegeneinander abgrenzenden Stege sein, daß die Nuten ein Trapezprofil mit einem ebenen Nutgrund und angeschrägten Nutflanken aufweisen.

Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, daß die Nuten asymmetrisch in bezug auf ihre Längsachsen profiliert sind bzw. daß die Nuten ein V-Profil mit schmalem Nutgrund und gleich oder verschieden steil angestellten Flanken aufwei¬ sen. Günstig ist es dabei, wenn die kolbenschlitzseitigen Flanken einer jeden Nut, das heißt die Flanken, die jeweils näher zum Kolbenschlitz liegen, steiler angestellt sind als die gegenüberliegenden Flanken. Hierdurch kann erreicht werden, daß beim Abrollen des Kolbens an der Arbeitsraum¬ wand die festen Förderstoffe gleichsam wie von einer Schau¬ fel mitgenommen werden, ohne zurückzufallen.

Ein besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Anstellwinkel der kolbenschlitzseitigen Nutflanken in bezug auf den Nutgrund 105° bis 120°, vor¬ zugsweise 112° beträgt und daß der Anstellwinkel der gegen- überliegenden Nutflanken in bezug auf den Nutgrund >135° beträgt.

Bezüglich der näheren Ausgestaltung der Nutflanken ist es für die Förderung von mit Feststoffen angereicherten Fluid- edien günstig, daß die die Nuten begrenzenden messerarti¬ gen Stege eine schneidenförmige Außenkante und eine im Ver¬ gleich hierzu breitere Basis am Nutgrund aufweisen, welche den jeweiligen Steg verstärken.

Um die Abnutzung des Kolbens bzw. seiner mit den Nuten und Messern versehenen Kolbenflächen zu mindern, erweist es sich als günstig, daß die messerartigen Stege oberflächen¬ gehärtet sind. Stattdessen oder ggf. zusätzlich kann vorge¬ sehen sein, daß die messerartigen Stege eine Beschichtung mit einem verschleißfesten Material aufweisen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Stege als se¬ parate Einsätze aus Hartmetall hergestellt und in den Kol¬ ben eingesetzt sind.

Insbesondere für die Verwendung im Weinbau ist vorgesehen, daß der Kolben aus rostfreiem Material, vorzugsweise aus Stahl, gefertigt ist

Ferner kann es vorteilhaft sein, insbesondere bei Kolben mit großem Durchmesser, daß der die messerartigen Stege aufnehmende Nutgrund als separat gefertigtes Kolbenteil ausgebildet ist, welches mit dem Kolben verbunden ist.

Im praktischen Betrieb bewirkt die messerschneidenartige Außenkante eines jeden Steges, daß beim sukzessiven Ab¬ rollen des Kolbens an der Innenwand des Arbeitsraumes zwi¬ schen dieser und dem Kolben befindliche feste Bestandteile nicht wie seither geguetscht werden mit der Folge, daß hierdurch eventuell Undichtigkeiten der Arbeitsräume er¬ zeugt werden, sondern aufgrund der scharfen Schneidkante eines jeden Steges durchtrennt und somit zerkleinert wer¬ den. Hierbei dient die Innenwand des Arbeitsraumes als Schneidauflage ähnlich einem Amboß. Aus diesem Grund ist es beispielsweise problemlos möglich, jegliche Fluidmedien mit Feststoffanteilen zu fördern, wie zum Beispiel in der Pa¬ pierindustrie die Holzschliffe- oder im Weinbau der mit den sogenannten Kämmen durchsetzte Most. Das vorher erwähnte Problem, das unter Umständen auftreten kann, wenn der mit Nuten versehene Kolbenbereich auf der Saugseite eingesetzt wird, hat für die Druckseite keine Relevanz, da hier be¬ reits geförderte Feststoffanteile im Kolbenarbeitsraum vor¬ handen sind, welche die Nuten ausfüllen und so zur Abdich- tung beitragen.

Ein weitere Ausgestaltung der Erfindung, welche darauf ab¬ zielt, Störungen bei der Förderung von Medien, welche mit körnigen Verunreinigungen versetzt sind, zu vermeiden, sieht vor, daß der Kolben auf seinen Kolbenflächen, vor¬ zugsweise jeweils nur auf dem angeschrägten Bereich mit ei¬ ner Weichschicht versehen ist. Diese Weichschicht kann aus Gummi bestehen und auf dem Kolbenrohling aus Stahl aufvul- kanisiert sein. Stattdessen ist es auch möglich, daß an

Stelle von Gummi ein flexibler aber verschleißbeständiger Kunststoff als Weichschicht vorgesehen ist. In jedem Fall wird durch die Weichschicht bewirkt, daß die körnigen Bei¬ mengungen wie Sand, Granulat, Kies oder ähnliches nicht zu Undichtigkeiten beim Pumpbetrieb führen können, da der Kol¬ ben sich mit seiner Dichtfläche stets an der Arbeisraumwand

anlegt und eventuell dazwischen befindliche Verunreinigun¬ gen sich in die Weichschicht eindrücken bzw. zuvor wie mit einem Spachtel entfernt werden.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin¬ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Kurzbeschreibung der Figuren

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei¬ spiels der Erfindung sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie be- sondere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Tau¬ melscheibenmaschine mit innengeführtem Führungszapfen

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie I-I in Fig. 1 (Draufsicht auf den Kolben)

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Arbeitsraum mit ein¬ gesetztem Kolben und Kolbenführung der erfindungsgemäßen Taumelscheibenmaschine

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Kolbens ohne Führungs¬ zapfen mit auszugsweiser Schnittdarstellung des Kolben- Trennwandbereiches

Fig. 5 eine Kolbenanordnung mit einem ersten Dichtungs- segment mit eingelegtem Führungszapfen und seitlichen Schlitzflanken in zeichnerischer Explosionsdarstellung

Fig. 6 ein zweites Dichtungssegment

Fig. 7 ein drittes Dichtungssegment mit einstückig ange- formtem Führungszapfen

Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Arbeitsraum der Tau¬ melscheibenmaschine gemäß Fig. l mit einem neuen Kolben mit Radialnuten

Fig. 9 eine Seitenansicht des neuen Kolbens

Fig. 10 eine aus zwei Ansichten aus zwei um 90° zueinander versetzten Blickrichtungen zusammengesetzte Draufsicht auf die Stirnseite des neuen Kolbens

Beschreibung der Zeichnung

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Taumelscheibenmaschine 10 im Längsschnitt dargestellt, die ein aus einem linken

Gehäuseteil 13 und einem rechten Gehäuseteil 14 gebildetes Gehäuse 12 aufweist, in welchem ein Arbeitsraum 16 angeord¬ net ist. Die beiden das Gehäuse 12 bildenden Gehäuseteile 13, 14 sind in bekannter Weise mittels Schraubverbindung zusammengehalten.

In dem Arbeitsraum 16, der kugelförmig ausgebildet ist, be¬ findet sich eine Trennwand 18, die den Arbeitsraum 16 gemeinsam mit einem kreisringförmigen Kolben 20 in einen Hochdruckraum 23 und in einen Niederdruckraum 24 unter¬ teilt.

Der Kolben 20 wird von einem Kolbenträger 26 gehalten, der auf einer Antriebswelle 28 aufgesetzt ist. Die Antriebs-

welle 28 ist seitlich nach außen geführt, wo sie von einem hier nicht näher dargestellten Motor beaufschlagbar ist.

Der Kolbenträger 26 ist in bekannter Weise aus zwei Hälften zusammengesetzt, deren Trennfuge schräg, das heißt unter einem Winkel gegen die Antriebswelle 28, angestellt ist, so daß in ebenfalls bekannter Weise auch der zwischen die bei¬ den Hälften des Kolbenträgers eingefügte Kolben 20 schräg zur Längsachse der Antriebswelle 28 angestellt ist. Aus diesem Grund ist der periphere Bereich des Kolbens 20 , d. h. sein umfangsnaher Bereich angeschrägt entsprechend der bei der Taumelbewegung verursachten maximalen Schwenkstel¬ lung, wodurch einerseits seine volle Beweglichkeit inner- halb des Arbeitsraums gewährleistet ist und gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Taumelscheibenmaschine eine vereinfachte Herstellung ermöglicht ist.

An der zur Trennwand 18 weisenden Seite besitzt der Kolben 20 einen Radialschlitz 30, in welchen die Trennwand 18 ein¬ greift. Die Flanken 32,33 des Radialschlitzes 30 sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, entsprechend dem Schwenkhub des Kol¬ bens 20 angeschrägt. Im Schlitzgrund 34 des Radialschlitzes 30 ist ein mittels Axiallager, das hier als Wälzlager aus¬ gebildet ist, abgestütztes Dichtungssegment 37 angeordnet, auf welches ein Führungszapfen 38 angesetzt ist.

Der Führungszapfen 38 ist ein kreiszylindrischer Körper, der mittig in den Schlitzgrund 34 eingesetzt ist und an zwei Seiten von einer in die dem Kolben 20 zugewandten Stirnseite der Trennwand 18 eingeformten Führungsnut 40 ge¬ führt ist. Der in der Führungsnut 40 geführte Führungszap- fen 38 dient dazu, den über den sich drehenden Kolbenträger 26 in eine Taumelbewegung versetzten Kolben 20 daran zu

hindern, daß er sich mitdreht. Stattdessen macht der Kol¬ ben, verursacht durch die Führung des Führungszapfens 38 in der Führungsnut 40, eine Hin- und Herbewegung, bei welcher er eine der Winkelanstellung des Kolbenträgers 26 in bezug auf die Antriebswelle 28 entsprechende Schwenkbewegung aus¬ führt, die insgesamt als Taumelbewegung erscheint. Der Schwenkweg oder anders ausgedrückt der Schwenkhub des Kol¬ bens ist im Hinblick auf den vorgesehenen Einsatzzweck, z.B. als Hochdruckpumpe oder als Kompressor, abgestimmt, das heißt, je höher die für die Antriebswelle vorgesehene Antriebsdrehzahl ist, desto höher ist auch die Schwenk¬ oder Taumelfreguenz und umso geringer ist der Schwenkweg oder Schwenkhub, um die sichere Funktion der Taumelschei¬ benmaschine 10 zu gewährleisten.

Um die Abdichtung des Kolbens 20 an der Innenwand des Ar¬ beitsraums 16 zu verbessern, ist in einer Umfangsnut 22 des Kolbens 20 eine Dichtleiste 21 eingelegt. Die Dichtleiste 21 legt sich ähnlich einem Kolbenring an die Innenwand des Arbeitsraums 16 an und sorgt so für gute Abdichtung des Niederdruckraums 23 gegen den Hochdruckraum 24 bei ver¬ gleichsweise geringer Reibung.

In Fig. 2 ist die Taumelscheibenmaschine 10 gemäß Fig. 1 in Schnittansieht von oben dargestellt, wobei der Schnitt ent¬ lang der Schnittlinie I-I in Fig. 1 geführt wurde. Zur Erläuterung und zum besseren Verständnis wurden hierbei für gleiche Merkmale die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet.

Insbesondere ist in dieser Ansicht die Anordnung der Füh¬ rungsnut 40 in der zum Kolben 20 weisenden Stirnfläche der Trennwand 18 zu erkennen, welche den Führungszapfen beider¬ seits einfaßt und jeweils idealisiert nur in der jeweiligen

Tangentiallinie berührt. Hieraus ist leicht verständlich, daß mit dieser Lösungsvariante gegenüber dem Stand der Technik ein erheblicher Vorteil bezüglich Reibungsminderung erreicht wird, da ja die miteinander in Kontakt befindli- chen Berührungsflächen bei der erfindungsgemäßen Taumel¬ scheibenmaschine nur jeweils eine Linie sehr geringer Aus¬ dehnung ist, wohingegen beim Stand der Technik die Berüh¬ rungsfläche zwischen der Trennwand und dem dort vorgese¬ henen Führungszapfen von dessen gesamter Schlitzfläche ge- bildet ist.

Sowohl in Fig. 1 als auch in den Figuren 2 und 3 sind Schmierkanäle bzw. Schmierbohrungen 54 und Entlüftungskanäle bzw. Entlüftungsbohrungen 56 gezeigt, die dazu dienen, einerseits die relativ zueinander beweglichen Gleitflächen, z.B. den Führungszapfen 38 und die Führungsnut 40, sowie Lagerstellen, z.B. die ersten und zweiten Kolbenlager 42, 44 im Kolbenträger 26 oder das Axiallager 36 im Schlitzgrund 34 wie auch die Stützlager 46 zur Lagerung der Antriebswelle 28, ausreichend mit Schmiermittel zu versehen und gleichzeitig andererseits eine Überdosierung an Schmiermittel zu verhindern, indem überschüssiges Schmiermittel selbsttätig durch Unterdruck aus dem Taumelscheibenprozeß abgesaugt wird.

Mit den Bezugsziffern 58 sind Gehäuseschrauben bezeichnet, welche zur Verbindung der beiden Gehäuseteile 13, 14 des Taumelscheibenmaschinengehäuses 12 dienen. Sie sind konzen¬ trisch um den Arbeitsraum 16 angeordnet, um so sicherzustellen, daß keine Undichtigkeiten beziehungsweise Gehäuseversatz mit entsprechenden nachteiligen Folgen für den Betrieb auftreten können.

In Fig. 4 ist eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 3 ge¬ zeigt, nämlich eine Seitenansicht des kreisringförmigen Kolbens 20, der jedoch hier abweichend eine andere, spezi¬ ell für den Betrieb mit niedrigen Antriebsdrehzahlen vorge- sehene Kolbenführung an der Trennwand 18 aufweist. An

Stelle eines hier nicht vorhandenen Führungszapfens 38 wird die Führung des Kolbens 20 allein durch die Flanken 32, 33 des Radialschlitzes 30 erreicht, welche dicht an der in den Radialschlitz 30 eingreifenden Trennwand 18 anliegen.

Zur weiteren Reibungsverminderung sind in den beiden sich gegenüberliegenden Scheitelpunkten der gegenläufig abgewinkelten Flanken 32, 33 sogenannte Dichtungswalzen 60 angeordnet, welche jeweils von einer nicht näher gezeigten Druckfeder und/oder vom jeweiligen Arbeitsmedium beauf¬ schlagt sich an die Trennwand 18 anlegen.

Aufgrund der zuvor erläuterten, einer Ausführungsform der Erfindung entsprechenden Anordnung der Schmierbohrungen bzw. Schmierkanäle 54 und der Entlüftungsbohrungen bzw. Entlüftungskanäle 56 im Hochdruckraum 23 und im Nieder¬ druckraum 24 bietet sich die Möglichkeit, die Lagerstellen 42, 44, 46 im Gehäuse 12 sowie im Kolben 20 gleichmäßig zu schmieren sowie ferner einen zur Abdichtung der Wellen¬ durchführung vorgesehenen Simmerring 51 und eine Stopf¬ buchse 53 bzw. eine alternativ statt dieser beiden Dichtun¬ gen eingesetzte Gleitringdichtung 52 guasi drucklos zu hal- ten, das heißt, vom Mediumdruck zu entlasten. Zu diesem Zweck ist jeweils am tiefsten Punkt jeder betreffenden Dichtung 50, 51, 52 eine Entlüftungsbohrung 56 vorgesehen.

Um die zur Abdichtung der Wellendurchführung vorgesehenen und der Beaufschlagung durch das Schmiermedium unmittelbar ausgesetzten Dichtungen 51 oder 52 vor mechanischer Beschä¬ digung durch den Druckstrahl des Schmiermediums zu schüt¬ zen, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine sogenannte Prallplatte 50 eingebaut, welche aus metalli¬ schem Werkstoff besteht und zu einer erheblichen Minderung der mechanischen Beanspruchung der Dichtungen 51 bzw. 52 führt.

Eine hier verwendete herkömmliche Gleitringdichtung 52 überdauert infolge der mechanischen Beaufschlagung durch den unter hohem Druck stehenden Strahl des Schmiermediums nur eine kurze Betriebszeit von wenigen hundert Betriebs¬ stunden problemlos, d.h. störungsfrei. Hierdurch werden die Betriebskosten deutlich erhöht wegen der Ersatzbeschaffung und des für den Austausch erforderlichen zwangsläufigen Stillstandes der erfindungsgemäßen Taumelscheibenmaschine 10. Mit der vorgesehenen Prallscheibe 50 hingegen, welche die Antriebswelle 28 mit ausreichendem Spiel umgreift, ist eine wesentlich erhöhte Standzeit erreichbar, was sich in allen Belangen als vorteilhaft erweist. Das erwähnte Spiel der Prallscheibe oder Prallplatte 50 verhindert einen nicht erwünschten Pumpeffekt für das Schmiermittel, der bei zu enger Passung zwischen der Antriebswelle 28 und der Prall¬ scheibe 50 unvermeidlich auftritt und Schmiermittel in den Abdichtungsbereich der Wellendurchführung der Antriebswelle 28 durch das Gehäuse fördert, was Leckagen begünstigen würde, so aber verhindert.

Bei einer nach der Erfindung möglichen Verwendung der Taumelscheibenmaschine 10 als Kompressor ist in zweckmäßi- ger Weiterbildung vorgesehen, daß die Schmierung der Lager¬ stellen 42, 44, 46 durch Einbringung von Fremdschmiermittel

über einen Schmiermittelanschluß 62, z.B. in Form eines Kugelventils, erfolgt, auf welches ein hier nicht näher dargestellter aber im Stand der Technik allgemein bekannter Schmiermittelschlauch mit Steckkupplung ansetzbar ist. Mit- tels dieser externen Schmiermittelversorgung werden über einen in der Antriebswelle 28 angeordneten als Zentralboh¬ rung ausgebildeten Schmiermittelkanal 64 die einzelnen La¬ gerstellen 42 und 44 im Kolben 20 einschließlich der Füh¬ rungszapfen 38 sowie die Stützlager 46 im Gehäuse 12 zur Lagerung der Antriebswelle 28 mit der ausreichenden Menge an Schmiermittel versorgt. Außerdem ist neben dem Führungs¬ zapfen 38 im Kolben 20 auch die Führungsnut 40 in der Stirnseite der Trennwand 18 in. diesen Schmierkreislauf ein¬ bezogen, wobei das Schmiermittel über den Schmiermittelan- schluß 62 mit ausreichendem Druck zugeführt wird und über die bereits erwähnten Entlüftungsbohrungen auf der Nieder¬ druckseite wieder abfließen kann, um den Druckraum von Schmiermittel frei zu halten und so eine ungewünschte An¬ reicherung der verdichteten Luft mit Schmiermittel, z.B. Öl, zu vermeiden.

Entsprechend der Erfindung wirken die Schmierkanäle 54 bei entgegengesetzter Drehrichtung der Antriebswelle 28 Taumel- scheibenmaschine 10 als Entlüftungsbohrungen 56 und umge¬ kehrt die Entlüftungsbohren 56 als Schmierkanäle 54. Im Hinblick auf diesen doppelten Einsatzfall kann das Schmier¬ system mit den Bohrungen 54, 56 mit nicht näher dargestell¬ ten Kugelventilen oder ähnlichem entsprechend konstruktiv ausgestaltet sein.

Ein weiterer Vorteil, der aus einer bevorzugten Weiterbil¬ dung der Erfindung, nämlich der Maßnahme, den Führungszap- fen 38 in der Nut in der Trennwand mit ausreichend großem Spiel anzuordnen, resultiert, zeigt sich darin, daß auf-

grund des zuvor beschriebenen Entlüftungssystems 56 die un¬ terschiedlichen Druckverhältnisse von Niederdruck zu Hoch¬ druck mit einer Verringerung der Anlagepressung des Füh¬ rungszapfens 38 an der Innenwand der Führungsnut 40 einher- geht, so daß der hierauf beruhende mögliche Reibverschleiß stark verringert ist, was erheblich die Lebensdauer der er¬ findungsgemäßen Taumelscheibenmaschine verlängert.

In Fig. 5 ist in sogenannter Explosionsdarstellung eine Kolbenanordnung mit einem ersten Dichtungssegment 37 zum Einsatz in einer Taumelscheibenmaschine gemäß Fig. 1 im Längsschnitt bzw. in Seitenansicht gezeigt. Das Dichtungs- segment 37 besteht aus einem Einsatzstück 39, einem Radialschlitzelement 31 und dem hierin angeordneten Füh¬ rungszapfen 38, der zum Eingriff in die in der druckraum- seitigen Stirnwand der Trennwand 18 eingeformten Führungs¬ nut 40 vorgesehen ist und der mittels lösbarer Verbindung, z.B. Gewinde bzw. Schraubverbindung, das Radialschlitzele- ment 31 mit dem Einsatzstück 39 und dem Kolben 18 verbin¬ det. Diese Lösungsvariante bietet den Vorteil, daß durch eine geeignete Werkstoffpaarung der Werkstoffe des Füh¬ rungszapfens 38 und der Trennwand 18 mit der Führungsnut 40 bzw. der gegebenenfalls vorgesehenen Auskleidung ihrer In- nenwandung der zuvor erläuterte Reibverschleiß zusätzlich vermindert werden kann.

Eine weitere Funktion des Dichtungssegments 37, über die Haltefunktion für den Führungszapfen 38 hinaus, besteht darin, den Radialschlitz 30 aufzunehmen. Mit Hilfe des X- förmig eingeformten Radialschlitzes 30 mit seitlichen, im Winkel zueinander angeordneten Schlitzflanken 32, 33, in welche die Trennwand 18 mit dichtem Sitz eingreift, wird, wie bereits zu Fig. 1 erläutert, der Schwenkwinkel des Kol¬ bens 20 und damit dessen Schwenkhub begrenzt. Auch hier

bietet sich die Möglichkeit, durch entsprechende Werkstoff- auswahl die erforderliche Dichtwirkung zu verbessern und den auftretenden Reibverschleiß zu verringern.

Aus Fig. 5 ist ferner ersichtlich, daß der Kolben 20 auf der dem Radialschlitz 30 bzw. dem Dichtungssegment gegenüberliegenden Seite eine radiale Ausnehmung 35 auf¬ weist, in welcher ein Körper 65 mit kreisförmigem Quer- schnitt angeordnet ist. Die radiale Ausnehmung 35 dient zum Ausgleich von Unwuchten des Kolbens 20, die aus dem bei der Herstellung des X-förmigen Radialschlitzes 30 entstehenden Materialabtrag resultierend, wobei durch Einbringung von Wucht-Gewichten 65 in die radiale Ausnehmung 35 ein Ge- wichtsausgleich auch bei Verwendung eines Radialschlitzes

30 mit anderer Geometrie und hierdurch bedingtem geringerem Materialabtrag möglich ist.

In Fig. 6 ist ein zweites Dichtungssegment 66 in Seitenan¬ sicht sowie darunter in Draufsicht dargestellt, wie es an Stelle des in Fig. 5 gezeigten Dichtungssegments 37 einge¬ setzt werden kann. Im Unterschied zu dem in Fig. 5 darge¬ stellten Dichtungssegments 37 besitzt das hier gezeigte Dichtungssegment 66 jedoch kein Radialschlitzelement son¬ dern nur ein Einsatzstück 67. Der Schwenkweg des Kolbens 20 wird in diesem Fall durch einen mit Schlitzflanken 32, 33 versehenen, im Kolben eingeformten Radialschlitz 30 be¬ grenzt. Zur Verbesserung der Abdichtung zwischen Trennwand 18 und Kolben 20 ist das Einsatzstück 67 an seiner den Füh¬ rungszapfen 38 tragenden Oberfläche sphärisch gewölbt, wo¬ bei die Wölbung mit der Ausgestaltung der entsprechenden Stirnseite der Trennwand 18 kompatibel ist. Zur eindeutigen Fixierung im Kolben 20 besitzt das Einsatzstück 67 auf zwei gegenüberliegenden Seiten V-förmige Einformungen, die dem

X-förmigen Radialschlitz 30 im Kolben 20 kongruent ent¬ sprechen.

In Fig. 7 ist ein drittes Dichtungssegment 68 in Seitenan¬ sicht sowie darunter in Draufsicht dargestellt, wie es an Stelle des in Fig. 5 oder in Fig. 6 gezeigten Dichtungsseg¬ ments 37 bzw. 66 eingesetzt werden kann. Im Unterschied zu den in Fig. 5 oder 6 dargestellten Dichtungssegmenten 37 bzw. 66 ist das hier gezeigte Dichtungssegment 68 einstüc¬ kig mit dem Führungszapfen 38 verbunden. In seiner weiteren Ausgestaltung entspricht es dem zweiten Dichtungssegment 66, das in Fig. 6 gezeigt ist. Demgemäß besitzt es eben¬ falls kein Radialschlitzelement, jedoch eine sphärisch ge- wölbte Oberfläche sowie an zwei gegenüber liegenden Längs¬ seiten V-förmige Einformungen, die mit dem X-förmigen Radi¬ alschlitz 30 im Kolben 20 kongruent sind und so einen fe¬ sten Sitz im Kolben 20 gewährleisten.

Zusammenfassend ist darauf hinzuweisen, daß das bei der er¬ findungsgemäßen Taumelscheibenmaschine vorgesehene Schmier¬ system, welches sich die unterschiedlichen Drücke des Pum¬ pensystems zunutze macht, durch die mittels Unterdruck be- wirkte Absaugung von überschüssigem Schmiermittel sehr sau¬ ber, sparsam und effizient arbeitet.

In Fig. 8 ist eine Schnittansicht durch die Taumelschei¬ benmaschine 10 gemäß Fig. 1 dargestellt, die in ihrem Ar- beitsraum 16 einen neuen Kolben 20 aufweist. Die beiden das Gehäuse 12 bildenden Gehäuseteile 13, 14 sind in bekannter Weise mittels nicht näher gezeigter Schraubverbindung zusammengehalten.

In dem Arbeitsraum 16, der kugelförmig ausgebildet ist, be¬ findet sich eine Trennwand 18, die den Arbeitsraum 16 gemeinsam mit dem kreisringförmigen Kolben 20 in den unten befindlichen Hochdruckraum 23 und in den oben befindlichen Saug- oder Niederdruckraum 24 unterteilt.

Der Kolben 20 wird von einem Kolbenträger 26 gehalten, der auf einer Antriebswelle 28 aufgesetzt ist. Die Antriebs- welle 28 ist seitlich nach außen geführt, wo sie von einem hier nicht näher dargestellten Motor beaufschlagbar ist.

Der Kolbenträger 26 ist auch hier in bekannter, nicht näher gezeigter Weise aus zwei Hälften zusammengesetzt, deren Trennfuge schräg, das heißt unter einem Winkel gegen die Antriebswelle 28, angestellt ist, so daß in ebenfalls be¬ kannter Weise auch der zwischen die beiden Hälften des Kol¬ benträgers 26 eingefügte Kolben 20 schräg zur Längsachse der Antriebswelle 28 angestellt ist. Der periphere Bereich des Kolbens 20 , d. h. sein umfangsnaher Bereich 33, 34 , ist angeschrägt, so daß er sich mit seinen Kolbenflächen 33, 34 entsprechend der bei der Taumelbewegung verursachten jeweiligen maximalen Schwenkstellung an die Innenwand des Arbeitsraumes 16 anlegen kann, wodurch seine volle Beweg¬ lichkeit innerhalb des Arbeitsraums 16 gewährleistet ist.

An der zur Trennwand 18 weisenden Seite besitzt der Kolben 20 einen Radialschlitz 30, in welchen die Trennwand 18 ein¬ greift. Im Radialschlitz 30 ist ein Führungszapfen 32 ein¬ gesetzt, der die Schwenkkräfte des Kolbens 20 aufnimmt. Der in dem Radialschlitz 30 geführte Führungszapfen 32 dient dazu, den von dem sich drehenden Kolbenträger 26 in eine Tau?-slbewegung versetzten Kolben 20 daran zu hindern, daß er sich mitdreht. Stattdessen macht der Kolben 20, verur-

sacht durch die Führung des Führungszap ens 32 in dem Radialschlitz 30, eine Hin- und Herbewegung, bei welcher er eine der Winkelanstellung des Kolbenträgers 26 26 in bezug auf die Antriebswelle 28 entsprechende Schwenkbewegung aus- führt, die insgesamt als Taumelbewegung erscheint.

Um bei der Förderung von mit festen Bestandteilen, wie Fa¬ sern, Spänen, Gräten, Halmen, Granulat, Schnitzel o.a., angereicherten Fluidmedien Störungen zu vermeiden, besitzt der Kolben 20 auf seinen beiden zum Druckraum 23 gehörigen Druck-Kolbenflächen 72 Nuten 76, die von messerartigen Ste¬ gen 78 begrenzt sind. Hierbei haben die messerartigen Stege 78 die Aufgabe, die festen Bestandteile, welche bei der Schwenkbewegung des Kolbens 20 zwischen die Kolbenfläche 72 und der Innenwand des Arbeitsraums 16 geraten, zu zer¬ schneiden. Dabei dient der Hohlraum der Nuten 76 jeweils dazu, die zerkleinerten Reste vorübergehend aufzunehmen, wodurch überdies eine gewisse Abdichtung erreicht wird, bis die so zerkleinerten Bestandteile weitergefördert sind.

Demgegenüber ist die Saug-Kolbenflache 74 glatt belassen, also ohne Nuten bzw. Stege. Dies hat den Grund, einen aus- reichenden Unterdruck aufzubauen, um das jeweils zu för¬ dernde Fluid anzusaugen. Hierbei würde die Profilierung der Kolbenflächen 74 auf der Saugseite zu störenden Undichtig¬ keiten führen, die die Erzeugung des erforderlichen Unter¬ drucks verhindern. Ein eventuelles Einklemmen von festen Bestandteilen zwischen der Kolbenfläche 74 und der Innen¬ wand des Arbeitsraums 16 ist demgegenüber weniger problema¬ tisch. Jedenfalls reicht die dabei erreichte Dichtheit aus, um den gewünschten Unterdruck aufzubauen.

In Fig. 9 ist der Kolben 20 gemäß Fig. 8 in Seitenansicht dargestellt, d. h. mit einer mit Nuten 76 und Stegen 78 versehenen Druck-Kolbenfläche 72 und mit einer glatten Saug-Kolbenflache 74. Zur Erläuterung und zum besseren Ver- ständnis wurden hierbei für gleiche Merkmale die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 8 verwendet.

Insbesondere ist in dieser Ansicht die Anordnung der Nuten 76 und Stege 78 und ihre radiale Ausrichtung sowie ihre Lage zum Radialschlitz 30 zu erkennen, welcher den hier nicht gezeigten Führungszapfen 32 beiderseits einfaßt. Die Nutbreite hängt vom jeweiligen Kolbendurchmesser ab und kann annähernd mit einer Winkelteilung von etwa 7,5°+2,5° angegeben werden.

In Fig. 10 schließlich ist eine Ansicht aus zwei verschie¬ den Richtungen auf die Stirnfläche des Kolbens 20 gezeigt mit einem Teilschnitt durch eine Kolbenfläche, aus welchem das Nutlängsprofil der Nuten 76 ersichtlich ist. Oberhalb der gestrichelt gezeichneten Teilungsebene ist die Ansicht auf den Radialschlitz 30 wiedergegeben. Unterhalb davon ist eine um 90° geschwenkte Ansicht dargestellt.

Die Nuten 76 können demgemäß entweder als durchlaufende Nu¬ ten mit geradlinigem, d.h. ebenem, Nutgrund oder mit ge¬ krümmtem Nutgrund (gestrichelter Verlauf) ausgebildet sein. Letztere Ausführungsvariante ist einerseits hinsichtlich der angestrebten Schneidwirkung der die Nuten 76 begrenzen¬ den Stege 78 von geringerer Wirkung als bei ebenem Nut¬ grund; dafür weist diese Gestaltung eine günstigere Stand¬ zeit auf, was ihre Einsatzdauer erhöht.

Während des Pumpbetriebs wird das Fördermedium auf der Saugseite des Kolbens 20 angesaugt und infolge der Taumel¬ bewegung vom Saugraum 24 in den Druckraum 23 gefördert, wo, soweit erforderlich, die messerartigen Stege 78 die festen Bestandteile des Förcar ediums zerkleinern.

Die Nuten 76 sind, wie bereits erwähnt radial ausgerichtet, ebenso wie die sie begrenzenden Stege 78, wobei die Nut¬ breite am Außenumfang je nach Kolbendurchmesser 5 bis 10 mm betragen kann. In Verbindung mit der Taumelbewegung des

Kolbens 20 sorgen die radial ausgerichteten Nuten 76 bzw. die sie begrenzenden Nutflanken der Stege 78 dafür, daß das Fördergut, insbesondere die festen Bestandteile, beim Ab¬ rollen des Kolbens 20 an der Wand des Arbeitsraums 16 selbsttätig mitgeführt und ähnlich wie in einer Tasche ge¬ halten wird, so daß das Fördergut nicht zurückbleibt und keinen Rückstau verursacht, sondern stetig weitergefördert wird. Auf diese Weise ist es ermöglicht, auch schwer zu fördernde Medien abzupumpen.

Die Dicke der Stege beträgt vorzugsweise 1 mm + 0,5 mm, wo¬ bei durch entsprechende Bearbeitung der Stegquerschnitt ko¬ nisch vorgesehen sein kann mit breiter Basis und schmaler Außenkante. Hierdurch wird einerseits die Schneidwirkung der Stege 78 verbessert und gleichzeitig andererseits deren Standzeit erhöht.