(57)【要約】本発明は、回転可能な１つ若しくは複数のピストン（３；１０３；２０３；３０３；４０３）を備えていて、特に実質的に流動性の媒体を輸送するためのポンプ（１）であって、ピストン（３；１０３；２０３；３０３；４０３）が少なくとも部分的に、ポリマー、特にエラストマーから成る表面層（１７；１１７；２１７；３１７；４１７）を有している形式のものに関し、本発明に基づき、ポリマー層に少なくとも１つの切欠き（１９；１１９；２１９；３１９；４１９）が配設されており、該切欠き内に、ポリマー層（１７；１１７；２１７；３１７；４１７）を伸ばすための支持部材（２０；１２０；２２０；３２０；４２０）が挿入されるようになっている。
2004527689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な１つ若しくは複数のピストン（３；１０３；２０３；３０３；４０３）を備えたポンプ（１）であって、ピストン（３；１０３；２０３；３０３；４０３）が少なくとも部分的に、ポリマーから成る表面層（１７；１１７；２１７；３１７；４１７）を有している形式のものにおいて、ポリマー層に対応して少なくとも１つの切欠き（１９；１１９；２１９；３１９；４１９）が配置してあり、該切欠き内に、ポリマー層（１７；１１７；２１７；３１７；４１７）を伸ばすための支持部材（２０；１２０；２２０；３２０；４２０）が挿入されるようになっていることを特徴とする、ロータ形ポンプ。
【請求項２】
切欠き（１９；１１９；２１９；３１９；４１９）がポリマー層（１７；１１７；２１７；３１７；４１７）内に配置されている請求項１記載のロータ形ポンプ。
【請求項３】
切欠き（１９；１１９；２１９；３１９；４１９）が実質的にロッド状の支持部材（２０；２２０；３２０；４２０）の受容のための通路として形成されている請求項１又は２記載のロータ形ポンプ。
【請求項４】
通路が、ポンプ室（２）の壁（１５；１６）に対するピストン（３；１０３；２０３；３０３；４０３）の接触ラインの領域に位置している請求項３記載のロータ形ポンプ。
【請求項５】
通路（１９；２１９；３１９）が実質的に軸線平行に向けられている請求項３又は４記載のロータ形ポンプ。
【請求項６】
切欠き（４１９）がピストン（４０３）の回転軸線（９）に対して垂直方向に延びていて、かつ回転軸線（９）に対して垂直なピストン縁部（４０３ｃ；４０３ｄ）の領域に位置している請求項１から４のいずれか１項記載のロータ形ポンプ。
【請求項７】
複数の羽根のピストン（３；１０３；２０３；３０３；４０３）を設けてあり、ピストンの各羽根が、ポンプ（２）の、羽根を取り囲む壁（１５；１６）と接触する領域に少なくとも１つの切欠き（１９；１１９；２１９；３１９）を備えている請求項１から６のいずれか１項記載のロータ形ポンプ。
【請求項８】
ポンプ（１）が２つの回転ピストンを含んでおり、該回転ピストンが相互に滑動するようになっている請求項１から７のいずれか１項記載のロータ形ポンプ。
【請求項９】
ポンプ（１）が軸線方向の長さにわたってねじられたロータ（２０３）を有しており、切欠き（２１９）がロータ（２０３）の半径方向で最大の寸法の箇所のラインに沿って延びている請求項１から８のいずれか１項記載のロータ形ポンプ。
【請求項１０】
切欠き（１９；１１９；２１９；３１９；４１９）が、要求に適合させて直径の異なる支持部材（２０；２０ａ，１２０；２２０；３２０；４２０）の差し込みによって拡大可能である請求項１から９のいずれか１項記載のロータ形ポンプ。
【請求項１１】
支持部材（２０；２０ａ，１２０；２２０；３２０；４２０）が金属ピンによって形成されている請求項１から１０のいずれか１項記載のロータ形ポンプ。
【請求項１２】
流体吐出用のポンプのポンプピストン、特にロータの外側のポリマー層の摩耗に因る消耗を補償する方法において、ポリマー層内に支持部材を挿入して、ポリマー層の厚さ方向の伸びを生ぜしめることを特徴とする、ポンプのポンプピストンの外側のポリマー層の損耗を補償する方法。
【請求項１３】
ポリマー層に必要に応じて孔を設け、該孔内に該孔の拡大のための支持部材を押し込む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
支持部材をピストンの取り外しなしに挿入する請求項１２又は１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、回転可能な１つ若しくは複数のピストン又はロータを備えていて特に流動媒体を圧送するためのポンプであって、ピストンが少なくとも部分的に、ポリマー、特にエラストマーから成る表面層を有している形式のもの、並びに流体吐出用のポンプのポンプピストン、特にロータの外側のポリマー層の摩耗に因る消耗を補償する方法に関する。
【０００２】
固形物の含まれる流体の吐出のためのロータ形ポンプにおいては、ロータとポンプ室の壁との間の密閉（シール）、並びに複数のロータを設けてある場合にはロータ間の密閉が必要である。壁に対する若しくはロータ相互の密閉が良好であればあるほど、得られる効率は高くなる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許第２００２５１８Ｃ３号明細書にポンプのロータのためのエラストマー被覆が開示してあり、該ポンプは固形物の含まれる懸濁液の輸送のために投入される。この種の被覆は、固形粒子がロータと壁との間の間隙内に若しくは互いにできるだけ密接するロータ間の間隙内に入り込んだ場合に弾性的に後退する。これによって、固形物による回転運動のロックが避けられる。
【０００４】
特に間隙内に入り込む固形物によって、ロータの外側の弾性的な層の強い摩耗が生ぜしめられる。摩耗の増大に伴ってプラスチック層の厚さが減少して、ロータ間の間隙若しくはロータと壁との間の間隙が増大し、これによってポンプの効率が低下する。ロータの交換には著しい費用がかかる。
【０００５】
従ってヨーロッパ特許第０５９９３３３Ｂ１号明細書に、ピストン全体を交換することなしに個別に交換可能なピストン部分が開示してある。例として羽根先端が差し込み式のシール条片として形成されており、シール条片がありみぞ形の案内内に取り付けられて、必要に応じて交換される。しかしながらこのような構造の製作費用は著しく高い。多数の羽根を有するロータにおいては通常はすべてのシール条片が同時に交換されねばならず、従ってこのような交換のための整備費用が高く、それというのは交換すべき部品の数が１つのロータの一回の交換に比べて著しく増大している。さらに、ありみぞ案内の形成は著しい製作費用を必要とする。
【０００６】
本発明の課題は、ポンプピストンの外側のポリマー層の摩耗に因る消耗をできるだけ経済的に補償することである。
【０００７】
前記課題が請求項１に記載の本発明に基づく構成、並びに請求項１２に記載の本発明に基づく手段によって解決される。本発明の有利な実施態様が請求項２乃至１１並びに請求項１３及び１４に記載してある。
【０００８】
ポンプの本発明に基づく構成によって、ピストン若しくはロータの外側の摩耗層の調整が可能である。予め設けられた切欠き内への支持部材の必要に応じた差し込みによって、ポリマー層の材料減少が補償され、即ち、切欠きが支持部材の差し込みによって拡大され、これによってポリマー層がほぼもとの厚さまで伸ばされる。切欠きはポンプ室の壁に対するピストンの接触ラインにほぼ沿って延びていて、即ち、外側のポリマー層の半径方向の減少を支持部材の差し込みによって補償し、或いは回転軸線に対して実質的に垂直に配置されていてよく、この場合には挿入された支持部材が、回転軸線に対して垂直方向に延びていてポンプ室の壁と接触するピストン領域を伸ばすようになる。
【０００９】
外径寸法の異なる種々の一揃いの支持部材を用いると有利であり、これによって摩耗に因る材料減少量を考慮することができる。
【００１０】
次ぎに図示の実施例に基づき本発明を説明する。
【００１１】
図１に示す実施例のポンプ１のポンプ室２内には、同等に形成された２つのピストン３，４が相互に転動して、流体を吸い込み口５から吐き出し口６へ圧送する。この場合、ピストン３，４はそれぞれ二葉形に形成されているが、このことは必須ではない。ピストンは回転軸線９，１０を中心として矢印７，８の方向に回転するようになっていて、嵌合キー１１，１２を介して軸１３，１４に取り外し可能に保持されている。
【００１２】
羽根先端３ａ，３ｂ；４ａ，４ｂが回転に際して密接な間隔でポンプ室２の壁１５，１６並びに互いに相手のピストン４，３に沿って案内される。ピストン３，４は外側を全周にわたって、少なくとも強く負荷される羽根先端３ａ，３ｂ；４ａ，４ｂを弾性的なポリマー層、特にエラストマー層で被われている。該層がピストン３，４を相互に、かつポンプ室２の壁１５，１６に対して密閉する。図１（図２も参照）のピストンにおいては、羽根先端３ａ，３ｂ；４ａ，４ｂ内でエラストマー層１７，１８の内側にそれぞれ切欠きを配置してあり、該切欠きが回転軸線９，１０に対して平行に延びていて、支持部材２０を受容するようになっている。切欠き１９は実施例では完全にエラストマー層１７，１８内に配置されている。切欠き１９をエラストマー層と該エラストマー層の下に位置する特に金属製のピストンとの間に配置することも可能である。
【００１３】
図３にねじれたピストン１０３を示してあり、該ピストンが同じく嵌合キー１１１を用いて軸１１３に取り付けてあって、回転軸線１０９を中心として回転可能である。切欠き１１９が螺旋状に、軸１１３に関して同じく螺旋状に延びる羽根先端１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ内に形成されている。挿入された図示の支持部材１２０は、たわみ可能であってよく、若しくは相応の曲線で、即ち湾曲をなして製造されていてよい。図示の実施例では該ピストン１０３は三葉形に形成されているものの、このことは必須ではない。ポンプ１内で、複数のピストン１０３が相互に滑動するようになっている。
【００１４】
別の実施例（図５）では、ベーンポンプ（セル形ポンプ）の多くの羽根（８つの羽根）のピストン２０３を示してあり、該ピストンが軸２１３に保持されていて、回転軸線２０９を中心として所定の方向２０７に回転する。ピストン２０３は表面層を有しており、表面層が完全にポリマーから成っていて、ピストン２０３を実質的に完全に取り囲んでいる。ピストン先端２０３ａ乃至２０３ｈ内に切欠き２１９をそれぞれ軸線平行に形成してあり、該切欠きが支持部材２２０の受容のために用いられている。
【００１５】
図６に別のピストン３０３を示してあり、該ピストンは図１のピストン３にほぼ相応するものの、羽根先端３０３ａ及び３０３ｂに凹設成形部３２１，３２２を有していて、これによってポリマー層３１７の持ち上がりに対する確実な保持並びにポリマー層３１７の回動防止を保証している。図６で下側の端部（羽根先端３０３ａ）の切欠き３１９は、軸線平行な通路（管路若しくは溝）として形成されていて、支持部材の挿入の前の状態で示してある。外側のポリマー層３１７の摩耗に因る扁平部が見られる。上側の羽根先端３０３ｂにおいては支持部材３２０の挿入の後の状態が示してあり、支持部材の挿入によって切欠き３１９が広げられていて、これによって周囲のエラストマー層の矢印３２３の方向での伸びが生じている。
【００１６】
図７に示すピストン４０３の切欠き４１９は、回転軸線４０９に対して垂直に延びており、従って支持部材４２０の挿入によって、回転軸線４０９に対して垂直に位置する上側及び下側の制限面の膨らみが生じ、これによって羽根先端の膨らみの代わりに若しくは付加的に、横方向に延びる面を膨らませることも可能である。
【００１７】
図４に、外側のポリマー層の摩耗の補償のための本発明に基づく方法のプロセスが示してある：図４ａではポリマー層１７が羽根先端３ａの領域でも損なわれておらず、もとの完全な厚さを有している。切欠き１９内に、切欠き１９によって形成された通路の直径に相応する支持部材２０、例えば鋼ピン若しくはプラスチック製のピンが挿入されている。
【００１８】
図４ｂではポリマー層１７が薄くなっており、壁１５とピストンの外側の制限面との間に隙間が生じている。
【００１９】
従って、支持部材２０を取り除き、直径の大きな支持部材２０ａを差し込み、該支持部材が大きな直径に基づき切欠き１９を拡大して、ポリマー層１７に作用し、その結果、ポリマー層が間隙を再び閉鎖する（図４ｃ）。
【００２０】
すでに存在する支持部材２０を外径の大きな支持部材２０ａと交換するか、はじめは支持部材なしで切欠き１９をポリマー層の加硫成形時に形成することも可能である。存在する孔を該孔よりも外径寸法の大きな支持部材２０ａの挿入によって拡大するか、若しくはまず例えば直径２ｍｍ乃至３ｍｍの孔を穿ち、次いで例えば１０ｍｍ乃至１２ｍｍの支持部材２０ａを該孔内に押し込む。このような方法においては、すでに存在する直径の小さな支持部材２０の押し出しが省略されることによって、ポリマー層１７の押し広げがそれぞれのピストン３，１０３，２０３，３０３，４０３の取り外しなしに行われ得る。
【００２１】
特に有利には支持部材２０，２０ａとして、切り込み作用のあるねじ山を備えたねじピンが用いられる。このような支持部材は、ピストン３の装着された状態でも切欠き１９から再びねじ戻され、従ってピストン３の取り外しを必要とする支持部材２０におけるような押し出しは支持部材の交換に際して不要である。ねじ付きの支持部材も種々の材料から成っていてよく、かつ必要な場合には湾曲されていてよい。
【００２２】
ねじ付きの若しくはねじなしの種々の直径の一揃いの支持部材２０，２０ａ，１２０，２２０，３２０，４２０が用意されていてよい。適合した支持部材を決定するために、まず壁１５とエラストマー層１７との間の間隙が測定され、次いで相応に適合する支持部材２０，２０ａ，１２０，２２０，３２０，又は４２０が選ばれる。
【００２３】
支持部材は、図４ｃに示す円形の横断面形状を有する必要はなく、薄くなった領域に合わせて、例えば卵形、楕円形若しくは別の形の形状を有していてよい。並んで位置する複数の切欠き１９を設けることも可能であり、これによって、押し伸ばされる領域が全体的に拡大される。
【００２４】
層１７の弾性的な変形が行われて、これによって外側への伸びが生じ、その結果、摩耗に因る材料減少が補償される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ピストンの周囲に施されたポリマー層及び軸線平行に挿入された支持部材を備える二葉形の回転ピストンポンプの概略的な平面図。
【図２】
図１のピストンの部分的に破断して示す斜視図。
【図３】
半径方向の最大の寸法の箇所に設けられた切欠き及び挿入された支持部材を備えるねじれたピストンの斜視図。
【図４】
はじめの状態から、ポリマー層の外側の摩耗された状態、次いで外径寸法の大きな支持部材の挿入によってポリマー層の伸びた状態に至る経過を示す概略的な部分平面図で、
図４ａがはじめの状態を示しており、
図４ｂがピストンのポリマー層の部分的に摩耗した状態を示しており、
図４ｃが外径寸法の大きな支持部材の挿入によってポリマー層の伸びた状態を示している。
【図５】
フレキシブルな多数の羽根から成るロータピストンを備えるロータ形ポンプの平面図。
【図６】
ピストン外周とポリマー層とを互いに適合させて相対回動不能に保持されて成るピストンの概略的な平面図。
【図７】
軸線方向に向いた縁部領域に配置されて軸線方向に対して垂直に延びる切欠き及び該切欠き内に挿入された支持部材を有するピストンの斜視図。
【図８】
図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った断面図。
【符号の説明】
１  ポンプ、  ２  ポンプ室、  ３，４  ピストン、  ３ａ，３ｂ；４ａ，４ｂ  羽根先端、  ９，１０  回転軸線、  １１，１２  嵌合キー、  １５，１６  壁、  １７，１８  ポリマー層、  １９  切欠き、  ２０  支持部材
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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