ロータリーピストン

本発明は、ロータリーピストンポンプ用ロータリーピストンに関するものである。

ロータリーピストンポンプは従来技術から知られており、例えば特許文献1に開示されている。この文献によるロータリーピストンポンプは、モーターと、ロータリーピストンが配置されるポンプハウジングとを備える。ポンプハウジングには、流入開口部及び流出開口部を更に設ける。ハウジングに配置される2つのロータリーピストンが反対の方向に回転して、継続中の相互接触が存在する場合に、運搬される媒体を抽出することができる。

ロータリーピストンポンプによって固形物を含む媒体を運搬する場合、ポンプハウジングのロータリーピストンは、磨耗が増加することがあり、この摩耗により、ロータリーピストンが機能不全となることがある。それ故に、そのような媒体の運搬は、より大掛かりなメンテナンスを伴う。

特許文献2には、固形物を含む液体を運搬するのにも適したロータリーポンプが記載されている。この従来技術では、ロータリーピストンポンプのロータリーピストンはそれぞれ、鋼製の支持体によって3つの弾性封止ストリップに取り付けられ、この支持体をここでは翼と呼ぶ。封止ストリップは全体として弾性材料から、例えばゴム又はプラスチックから形成され、圧力嵌め又は形状嵌めの接続によって、支持体に固定して取り付けられる。高い負荷の場合に、特に固形物を含む媒体を運搬する際に、それぞれのストリップは、当該負荷によって変形する。この従来技術は更に、異物によるロータの閉塞をもたらすことがある特に高い負荷の場合に、切り離される、ストリップと支持体との間の接続手段を提供する。当該従来技術において、弾性材料のストリップは高度の摩耗を受けることが示されている。高負荷によって、設定された破断限界点の結果として、ストリップが支持体から分離するおそれが実際に存在する場合、さらに動作中非生産的にもなる。このことは、ロータリーピストンポンプへ、完全な故障及び大きな損傷をもたらすことがある。

特許文献3及び特許文献4にはそれぞれ、ロータリーピストンポンプが記載されており、ロータリーピストンポンプのロータリーピストンには、支持体と複数の端部キャップ部とが設けられており、個々の部品がエナメルのコーティングによって囲まれ、さらに一部ではプラスチックの被覆材料で囲まれている点で、当該部品が攻撃的な媒体に対して保護される。このことは、用いたプラスチックのクリープ性と、結果として起こるポンプの動作に対する悪影響を抑制することを目的としている。

ドイツ特許出願公開第102 010 014 248号明細書

ドイツ特許出願公開第37 07 722号明細書

ドイツ特許出願公開第1 807 392号明細書

ドイツ特許出願公開第2 056 661号明細書

本発明の目的は、ロータリーピストンに関する摩耗を低減することができ、メンテナンスの間隔を伸ばすことができ、ロータリーピストンポンプの見込まれる停止時間を低減することができる、ロータリーピストンポンプ用のロータリーピストンを提供することである。

独立請求項1に係る構成を有するロータリーピストンポンプ用のロータリーピストンによって、この目的を達成する。

付随のサブクレームにおいて、本発明のさらなる実施形態を明らかにする。

本発明に係るロータリーピストンは、少なくとも1つの支持体と、少なくとも1つの実質的に寸法安定性のある端部キャップ部とを備え、多関節体の回転軸線は前記少なくとも1つの支持体を通って延在する。少なくとも1つの端部キャップ部は、少なくとも1つの支持体から半径方向外側に配置され、少なくとも1つの支持体に可撓的に、好ましくは弾性的に、接続される。それ自体が寸法的安定性のある少なくとも1つの端部キャップ部と少なくとも1つの支持体との間の接続の可撓性が、少なくとも1つの端部キャップ部の少なくとも1つの支持体に対するたわみ又は変位を可能にするため、少なくとも1つの支持体と少なくとも1つの端部キャップ部との可撓性のある、特に弾性の接続によって、本発明に係るロータリーピストンを設けたロータリーピストンポンプの固形物の可動性が向上する。動作中の実際の負荷状況に応じて、少なくとも1つの端部キャップ部の支持体に対する、ロータリーピストンの回転軸線方向、回転軸線に垂直な方向、及び回転軸線周りの方向の、たわみ及び傾斜運動が許容される。

少なくとも1つの端部キャップ部と少なくとも1つの支持部との間の可撓性のある、特に弾性の接続は所定の弾力を有するため、ロータリーピストンの動作中に、特に固形物を含む媒体の運搬中に、発生する力の効果は、特に、ロータリーピストンポンプのロータリーピストンの間、又はロータリーピストンとポンプハウジングとの間での固形物が誘発する負荷及び摩擦を軽減するように、少なくとも1つの支持体に対してたわませ又は変位させることができる。この間、少なくとも1つの端部キャップ部は変形せず、又は無視できる程度で変形する。それ故に、端部キャップ部を硬い材料から、例えば鋼から、製造することができる。

さらに、本発明に係るロータリーピストンによって、ロータリーピストンがポンプハウジング内で、媒体が原因で詰まることを抑制することができる。従来のロータリーピストンでは、例えば固形物がロータリーピストンの外周面とポンプハウジングとの間に詰まる可能性があり、このことは最悪の場合、ロータリーピストンを詰まらせ、運搬される媒体の供給を妨げる可能性がある。あるいは、従来技術は、発生する力により永続的な変形を受ける、非常に変形しやすいロータリーピストンの部品を示し、それ故に当該部品はすぐに摩耗することがある。本発明に係るロータリーピストンにおいて、少なくとも1つの寸法安定性のある端部キャップ部及び少なくとも1つの支持体は、互いに弾性的又は可撓的に接続されるため、少なくとも1つの端部キャップ部又は少なくとも1つの支持体への弾性接続は、押し戻されることができ、又は歪むことができる。このことは、ロータリーピストン又はロータリーピストンポンプが運搬される媒体内の固形物のために詰まることを抑制する。

本発明に係るロータリーピストンによって、ロータリーピストン上の摩耗を低減させることができ、またロータリーピストンポンプを通じた、固形物を含む媒体の連続的な運搬を確保することができる。2つ又は3つの端部キャップを有するロータリーピストンを好ましくは用いる。

少なくとも1つの支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部は互いに、少なくとも1つのエラストマー緩衝層経由で接続して、弾性接続を生み出すことができる。支持体は、1つの部品で構成され、又は複数の部品から構成される。

本発明の一実施形態では、ロータリーピストンは、少なくとも1つの輪状パケット経由で又は少なくとも1つの輪経由で、互いに接続される少なくとも2つの端部キャップ部を備えることができる。少なくとも1つの輪状パケット又は少なくとも1つの輪は、少なくとも1つの支持体への接続が生み出されるように、支持体の半径方向外側に配置される2つの端部キャップ部の間で導かれる。

少なくとも1つの輪状パケットは少なくとも1つの支持体に沿って延びることができ、輪状パケットは少なくとも2つの端部キャップ部を、互いに接続し又は支持体のみに接続する。例えば、少なくとも1つの支持体は、少なくとも1つの輪状パケットを、少なくとも部分的に、少なくとも1つの支持体に沿ってその中で導くガイド溝を有することができる。この端部へ向けて、少なくとも2つの端部キャップ部はそれぞれ、少なくとも1つの輪状パケットが巻き付く少なくとも1つの連結手段を有する。言い換えれば、輪状パケットはそれぞれ端部キャップ部の一方で少なくとも1つの連結手段に巻き付き、輪状パケットはそこから少なくとも1つの支持体に沿って延在し、輪状パケットは他方の端部キャップ部で少なくとも1つの連結手段に巻き付く。

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも1つの支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部を互いに、少なくとも1つの輪状パケット経由で接続することができる。すなわち、少なくとも1つの輪状パケットは、少なくとも1つの支持体と少なくとも1つの端部キャップ部との間に延びる。

少なくとも1つの輪状パケット及びエラストマー緩衝層は、少なくとも1つの端部キャップ部の支持体への連結式の又は可撓性のある接続を確保し、同時に少なくとも1つの端部キャップ部の支持体に対する、回転軸線の方向及び回転軸線に垂直な方向だけでなく回転軸線周りの方向の、変位及びたわみを可能にする。

回転軸線に向かう方向への変位中に少なくとも1つの端部キャップ部を、支持体上の緩衝層の圧縮の下、支持できるように、支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部をさらに設計することができる。

ロータリーピストンの動作中、少なくとも1つの輪状パケットに張力を主に作用させる。ロータリーピストンの動作中に発生する負荷の結果として、少なくとも1つの端部キャップ部が、例えばロータリーピストンの外側方向及びロータリーピストンの回転軸線に垂直な方向にたわむ場合、少なくとも1つの輪状パケットは引張荷重を受け、所定のたわみ経路の後、少なくとも1つの端部キャップ部の支持体に対する更なるたわみを制限する。その結果、エラストマー緩衝層に対して起こり得る損傷を抑制することができる。

少なくとも1つの支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部を互いに、少なくとも1つの輪状パケット配列経由で接続することができる。少なくとも1つのパケット配列の輪状パケットを互いに、ロータリーピストンの軸線方向にオフセットを設けて配置することができる。輪状パケット配列の輪状パケットを更に、少なくとも1つの支持体の、回転軸線の方向に軸線方向の範囲にわたって分布させて配置することができる。更に、輪状パケット配列の輪状パケットを、ロータリーピストンの回転軸線に垂直な平面に配置することもできる。

少なくとも1つの輪状パケット配列の輪状パケットを、少なくとも1つの支持体上及び少なくとも1つの端部キャップ部上に、少なくとも1つの輪状パケット配列の少なくとも2つの輪状パケットが交差するような方法で配置することができる。この実施形態では、輪状パケットは、少なくとも1つの支持体と少なくとも1つの端部キャップ部との間の領域で交差する。

しかしながら、少なくとも1つの輪状パケット配列の輪状パケットを、少なくとも1つの支持体上及び少なくとも1つの端部キャップ部上に、少なくとも1つの輪状パケット配列の輪状パケットが少なくとも1つの支持体と少なくとも1つの端部キャップ部との間に互いに平行に延びるような方法で配置することもできる。

少なくとも1つの輪状パケット経由で生み出される少なくとも1つの支持体と少なくとも1つの端部キャップ部との間の接続を可能にするために、少なくとも1つの支持体上と少なくとも1つの端部キャップ部上にそれぞれ、少なくとも1つの連結手段を設けることができる。ここで、少なくとも1つの輪状パケット配列の少なくとも1つの輪状パケットは、少なくとも1つの支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部の、連結手段に巻き付く。連結手段を例えばある種の突起として又はピンの形で構成することができ、連結手段は、少なくとも1つの支持体上及び/若しくは少なくとも1つの端部キャップ部上の、所定の開口部を通って延びることができ、又はこれらの開口部に収容されることができる。しかしながら、他の構造の連結手段も考えられることは言うまでもない。

上述した輪状パケット用のガイドの選択肢に加えて、本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの輪状パケット配列の輪状パケットの全てが、少なくとも1つの端部キャップ部上の少なくとも1つの連結手段に巻き付くこともできる。この端部に向けて、少なくとも1つの輪状パケット配列の輪状パケットは、例えば連結手段経由で、様々な連結位置で、少なくとも1つの支持体へ接続され、これらの連結位置から出発して、少なくとも1つの端部キャップ部上の少なくとも1つの連結手段の方向に支持体上で延びる。言い換えれば、この変形実施形態において、少なくとも1つの輪状パケット配列の輪状パケットの全ては、少なくとも1つの端部キャップ部の少なくとも1つの連結要素で集合し、この連結要素に巻き付く。

本発明の更なる展開によれば、少なくとも1つの輪状パケットを少なくとも1つのガイド要素の周りで導くことができる。ガイド要素は、それらの形状のために、少なくとも1つの端部キャップ部の、少なくとも1つの支持体に対する所定の方向(例えばロータリーピストンの回転軸線周りの方向)のたわみを支持することができる。少なくとも1つのガイド要素を、例えばアーチ形の形状に構成することができる。

一実施形態によれば、少なくとも1つの輪状パケットを、少なくとも一部で、少なくとも1つのエラストマー緩衝層に埋め込むことができる。好ましくは、所定の位置で、エラストマー材料によってロータリーピストンの表面を覆い、輪状パケットをエラストマー材料に埋め込む。このような方法で得られたブランクはその後、それ自体がエラストマーのプロセスから知られるような加硫プロセスにさらされる。

本発明の更なる実施形態によれば、少なくとも1つの支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部を互いに形状嵌めによって接続することができる。少なくとも1つの支持体及び少なくとも1つの端部キャップ部が、少なくとも1つの突起及び少なくとも1つの凹部の少なくとも1つの相補的な対を有するように、当該形状嵌めを製造することができる。とりわけ、形状嵌めを生み出すために、少なくとも1つの支持体と少なくとも1つの端部キャップ部との間の、燕尾形の接続がここでは考えられる。この種類の形状嵌めは、所定のたわみ経路の後に、少なくとも1つの端部キャップ部を支持体上で支持できる一方、支持体に対するたわみ又は変位の、方向又は種類に関わらず、同時に緩衝層を圧縮する。

本発明は更に、上述した種類に従う少なくとも1つのロータリーピストンを有するロータリーピストンポンプに関する。

添付の図面を参照して、本発明の典型的な実施形態を、以下詳細に説明する。

本発明の第1の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第1の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第1の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第1の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第2の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第2の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第2の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第2の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第3の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第3の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第3の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第3の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第4の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第4の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第4の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第4の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第5の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第5の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第5の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第5の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第6の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第6の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第6の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第6の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第7の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第7の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第7の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第7の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第8の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第8の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第8の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

本発明の第8の実施形態に係るロータリーピストンを表示する図である。

図33a〜33fは、支持体に対するロータリーピストンの端部キャップ部の、考えられるたわみを表示する図である。

図1は、本発明の第1の実施形態に係るロータリーピストン10の斜視図を示す。この種類のロータリーピストン10を例えば、特許文献1(ドイツ特許出願公開10 2010 014 248号明細書)に記載されるようなロータリーピストンポンプに用いることができる。

ロータリーピストン10は、支持体12と、半径方向外側端部それぞれの端部キャップ部14及び16とを備える。支持体12はエラストマー緩衝層18経由で端部キャップ部14, 16に接続される。エラストマー緩衝層18は、図1に示すように、支持体12の周りに構成される。

更に支持体12は、ロータリーピストンポンプ10のハブを形成する開口部20を備え、ロータリーピストン10がロータリーピストンポンプ内に組み込まれた状態のときに、開口部20はロータリーピストン10を駆動するための(図示しない)シャフトを収容できる。(図示しない)ロータリーピストンポンプのシャフトとの接続を生じさせることを可能とするために、開口部又はハブ20は、(図示しない)駆動要素又は嵌合キーを中に収容できる凹部22を備える。

図1に示されているように、端部キャップ部14及び16は初めに、少なくとも部分的において、ロータリーピストン10の側面を形成する。端部キャップ部14, 16はそれ故に、ロータリーピストンポンプを半径方向で外側に区切る。端部キャップ部14, 16はそれぞれ、実質的に半円形の部分24, 26を有する。半円形部分24, 26に隣接して、端部キャップ部14, 16は、エラストマー緩衝層18のための間隔で支持体12の表面32及び34とそれぞれ並行に延びる直線状の接続部28a, 28b及び30a, 30bに合流する。支持体12上の面32及び34は互いに、実質的に平行に延在し、接続部28a, 28b及び30a, 30bのように、エラストマー緩衝層18によって包み込まれる。

エラストマー緩衝層18は、エラストマー緩衝層18が輪状パケット36, 38(図2)を覆うために支持体12の平行な面32, 34を包み込む前に、支持体12と端部キャップ部14及び16との間の半円形部分24及び26の領域で最初に延びる。エラストマー緩衝層18は、支持体12の表面32及び34と、端部キャップ部14及び16の接続部28a, 28b及び30a, 30bとの両方のためのケーシングを形成する。

図2は、部分的に離脱した、ロータリーピストン10の斜視図を示す。

本発明のこの実施形態によれば、複数の部品から支持体12を構成する。支持体12は、上板12a、下板12b、板12aと12bとの間に延在するベース要素12cを備える。

図2に示す輪状パケット36及び38は、端部キャップ部14及び16を接続するに役立つ。連結手段40, 42を端部キャップ部14の接続部28aに構成し、輪状パケット36, 38は連結手段40, 42の周りに巻き付く。連結手段40, 42そして輪状パケット36, 38を、回転軸線Dの方向で、互いにオフセットして配置する。輪状パケット36, 38は、端部キャップ部14上の連結手段40, 42から始まり、支持体12又は支持体12のベース要素12cの、表面32に沿って延びる。輪状パケット36, 38を導くために、ガイド溝44を表面32上に構成し、輪状パケット36, 38を導くために、輪状パケット36, 38のストランドを収容できる。輪状パケット36, 38は、ガイド溝44を通過した後、端部キャップ部16上の(図示しない)連結手段に巻き付く。端部キャップ部16上の(図示しない)連結手段を、端部キャップ部14上の連結手段40, 42と同一に構成することができる。

図1及び2を共に観察することから、ロータリーピストン10の組立てられた状態で、輪状パケット36, 38は、エラストマー緩衝層18に埋め込まれ、又はエラストマー緩衝層18に囲まれることを理解できる。

図3は、支持体12及び端部キャップ部14及び16を有するロータリーピストン10の平面図を示す。支持体12の板12bは、開口部20によって貫通されていないが、開口部20に対する底部を形成し、開口部20の軸線方向の末尾をなすことを、図3は既に示している。

図4は、図3のIII−III切断線に沿ったロータリーピストン10の断面図を示す。

上述のように、図4から、開口部20は支持体12を完全には貫通しておらず、板12bによって終端されていることが明らかである。従って開口部20は、支持体12の板12a及びベース要素12cのみを貫通している。

端部キャップ部14及び16は、階段状の構造であり、階段部14a, 14b及び16a, 16bとともに、支持体12の板12aと12bとの間のロータリーピストン10の回転軸線Dに垂直な方向に延在する。エラストマー緩衝層18は支持体12と端部キャップ部14, 16との間の領域を充填して、支持体12及び端部キャップ部14, 16を、回転軸線Dの方向で、エラストマー緩衝層18経由で連続的に接続する。板12aと12bとの間の回転軸線Dに垂直な板12aと12bの広がりの結果として、板12a及び12bは、端部キャップ部14, 16の支持体12に対する回転軸線D方向のたわみの範囲を定めることができる。すなわち、端部キャップ部14, 16の一部14b, 16bは、緩衝層18の圧縮のもとで、板12a及び12bに当接することができる。

同様に、端部キャップ部14及び16の、回転軸線Dに垂直で回転軸線Dに向かうたわみが、端部キャップ部14及び16の一部14c及び16c、並びに板12a及び12bの周縁部によって制限される。端部キャップ部14及び16の一部14c及び16cは、緩衝層18の圧縮のもとで、板12a及び12bの周縁部と当接することができる。

図1から4を比較して見ると、輪状パケット36, 38は連結手段40, 42と共に、端部キャップ部14, 16間の直接接続を生み出すことを理解できる。輪状パケット36, 38は、支持体12のガイド溝44に収容され又は導かれ、それによってエラストマー緩衝層18によって包み込まれ又はエラストマー緩衝層18に埋め込まれるため、輪状パケット36, 38経由で支持体12への接続もさらに生み出される。

輪状パケット36, 38は、エラストマー緩衝層18と共に、端部キャップ部14又は16の支持体への連結式接続又は可撓性のある接続を確保する。このことは同時に、端部キャップ部14及び16の、支持体12に対する回転軸線Dの方向及び回転軸線Dに垂直な方向の変位及びたわみを許容するだけでなく、回転軸周りの変位及びたわみも許容する。さらに、緩衝層18の圧縮のもとでの回転軸線Dへ向かう方向の変位の場合には、端部キャップ部14及び16を支持体12上で支持することができる。

ロータリーピストン10の動作中、輪状パケット36, 38には主として張力が作用する。ロータリーピストン10の動作中に発生する荷重が、端部キャップ部14, 16の1つを例えば外側方向及び回転軸線Dに垂直な方向へたわませる場合に、輪状パケット36, 38は、引張荷重を受け、所定のたわみ経路の後、端部キャップ部14, 16の一つの支持体12に対するさらなるたわみを制限する。

輪状パケット36, 38は更に、支持体12と端部キャップ部14, 16との間のエラストマー緩衝層18と共に、端部キャップ部14, 16のたわみ後に、端部キャップ部14, 16を最初の位置に戻るよう導く復元移動を可能とする。

図5は、本発明の第2の実施形態に係るロータリーピストン110の斜視図を示す。以下の説明に関して、同様の又は同様に動作する構成要素に対して用いられる参照番号は、上述したものと同じであり、ただし100を加える。

ロータリーピストン110は、支持体112と、エラストマー緩衝層118経由で支持体112に接続される端部キャップ部114, 116とを備える。

本発明の第2の実施形態に従う支持体112は、回転軸線Dの方向に延在し開口部120と共にロータリーピストン110のハブを形成する管状部146を備える。

連結手段148, 150, 152を、支持体112上及び端部キャップ部114, 116上に設ける。連結手段148, 150, 152を、支持体112上の連結突起154と、端部キャップ部上の連結突起156及び158とに配置する。連結手段148, 150は、連結突起154, 156, 158の開口部(より詳細には説明しない)に収容される。ロータリーピストン110の動作中、端部キャップ部114及び116が緩衝層118の圧縮のもとで支持体112に当接できるように対応する構造である。

図6は、部分的に離脱した、ロータリーピストン110の斜視図を示している。これから図6を参照して、3つの連結層162, 164, 166を、端部キャップ部116と向かい合う支持体112の表面160上に構成していることを理解できる(図5及び7)。それぞれの連結層162, 164, 166は2つの連結突起154を有するが、図5に示すように、明瞭にする理由から、1つだけに154を表示している。連結層162, 164, 166はそれぞれ、ピン形状の連結手段148₁及び148₂を収容できる。

連結手段148₁及び148₂は、輪状パケット配列168を支持体112へ連結し、輪状パケット配列168はエラストマー緩衝層118と一緒に、端部キャップ部116への接続に役立つ(図5及び8)。支持体112は、更なる輪状パケット配列170経由で端部キャップ部116に接続される。図6では輪状パケット配列170は実質的に隠れて示されている。この実施形態によれば、連結手段148₁及び148₂はピン形状に構成され、連結手段148₁及び148₂の長さは、連結層162, 164, 166の大きさに適合している。

連結層162, 164, 166を、回転軸線Dの軸線方向に互いにオフセットして配置するだけでなく、表面160の向かい合う端部172及び174に互い違いにオフセットして配置する。層162, 166は表面160の同じ端部174に配置されるのに対し、連結部層164は表面160の端部172に配置される。

本発明の第2の実施形態によれば、輪状パケット配列168の輪状パケット168₁, 168₂及び168₃は、支持体112上の連結部層162, 164及び166と端部キャップ部116上の対応する連結層との間で表面160沿いに延在する(図8)。

支持体112は、ロータリーピストン110の管状部146を半径方向に取り囲み、例えば図示しない)ロータリーピストンポンプ上にロータリーピストン110を取り付け導くのに役立つ、凹部176を有する。支持体112の表面132上の、表面132の軸線方向端部に、エラストマー緩衝層118を支持するのに役立つストリップ状の突起を見ることができる。

図7は、支持体112を備えるロータリーピストン110の平面図を示す。

図7は更に、支持体112上及び端部キャップ部114, 116上に、連結突起154, 156, 158を順に示す。図7の点線は、輪状パケット配列168及び170の輪状パケット168₁及び170₁を示す。輪状パケット168₁及び170₁はそれぞれ、支持体112を、端部キャップ部114及び端部キャップ部116に接続する。この目的を達成するために、輪状パケット配列168及び170はそれぞれ、支持体112上の連結突起154₁と端部キャップ部114の連結突起156との間、及び支持体112上の連結突起154₂と端部キャップ部116の連結突起158との間で延在する。

輪状パケット配列168及び170は、ここで支持体112上の表面160及び178と並行に延びる。輪状パケット168₁及び170₁はそれぞれ、支持体112上の連結手段148₁及び148₃に巻き付き、並びに端部キャップ部114及び116の連結手段150及び152に巻き付く。

図8は、図7のVII−VII切断線に沿った断面図を示す。

ここで、端部キャップ部116上の連結部層180が、支持体112の連結層162と166との間に設けられる。端部キャップ部116の連結層180は、支持体112の連結層162と166との間に係合する。輪状パケット配列168は、4つの輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄を備え、4つの輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄はそれぞれ、連結手段148₁及び148₂経由で支持体112に連結し、連結手段152経由で端部キャップ部116に連結される。

言い換えれば、連結層162及び166に収容される輪状パケット168₁及び168₄は、連結手段148₁及び148₂経由で支持体112に連結する一方で、連結層180内の輪状パケット168₂及び168₃は、端部キャップ部116に連結する。それぞれの他方の端部で、輪状パケット168₁及び168₄は端部キャップ部116に連結し、図6に見られるように、輪状パケット168₂及び168₃は支持体112に連結する。

輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄のそれぞれはそれに応じて、支持体112及び端部キャップ部114へそれぞれ接続され、図5及び8に示すように、輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄の支持体上112での連結位置、並びに輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄の端部キャップ部114及び116上での連結位置は、それぞれ回転軸線Dの方向で互い違いになる。輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄の互い違いの連結位置にもかかわらず、輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄は、ロータリーピストンポンプ10の無負荷状態で、互いに平行に延びる。端部キャップ部114の支持体112に対するたわみ又は変位に関して、輪状パケット配列168の輪状パケット168₁, 168₂, 168₃及び168₄は、回転軸線Dの方向でそれらが互い違いに連結しているために、交差することができる。

輪状パケット配列168及び180は同様に、エラストマー緩衝層118に埋め込まれる。

図9は、本発明の第3の実施形態に係るロータリーピストン210の斜視図を示す。あらためて、用いられる参照番号は、上述したものと同じであり、ただし200を加える。

ロータリーピストン210は支持体212を有する。支持体212は、支持体212を囲む緩衝層218経由で、端部キャップ部214及び216に接触する。管状部246及び管状部246に構成される開口部220は、ロータリーピストン210のハブを形成する。

本発明の上述した実施形態のように、支持体212の外表面232及び234は、ゴム弾性被覆材料218に包み込まれている。

支持体212上に連結手段248₁及び248₂, 248₃及び248₄を設ける。端部キャップ部214及び216に、対応する連結手段250₁, 250₂, 252₁及び252₂を設ける。

さらなる説明のために、例示を目的として、特に端部キャップ部216の連結手段252₁及び252₂について、以下特に言及する。

図10は、部分的に離脱した、本発明の第3の実施形態に従うロータリーピストン210の斜視図を示す。

支持体212上の連結手段248₁, 248₂、並びに端部キャップ部216の連結手段252₁及び252₂(図9)は、輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄経由で互いに接続される。輪状パケット配列268の輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄はそれぞれ、端部キャップ部216の連結手段248₁, 248₂の一つに巻き付き、端部キャップ部216の連結手段251₁, 251₂の一つに巻き付く。例えば、輪状パケット268₁は、支持体212上の連結手段248₂に巻き付き、端部キャップ部216の連結手段251₂に巻き付く。

輪状パケット268₂及び268₃のように、輪状パケット268₁及び268₄は互いに平行に延びており、そのため、輪状パケット268₁及び268₄は輪状パケット268₂及び268₃と交差する。言及したように、輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄は、支持体212上のそれぞれの連結手段248₁及び248₂に巻き付く。輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄はそれから、端部キャップ部216の方向に延び(図9)、輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄は関連している端部キャップ部216の連結手段251₁及び251₂に巻き付く前に、互いに交差する。

輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄は連結層に収容されており、連結層262及び264のみを図10に示している。ここで連結層262及び264は、支持体212に形成される凹部であり、当該凹部内で輪状パケット268₁及び268₄は、連結手段248₁及び248₂経由で支持体212に連結される。連結手段250₁, 250₂, 252₁及び252₂は、端部キャップ部214及び216を通って連続的に延びる。

図11は、ロータリーピストン210の平面図を示す。

図11では、隠れて示されているが、それぞれ交差する輪状パケット268₁, 268₂及び270₁, 270₂を有する輪状パケット配列268及び270を認識できる。

一方では、輪状パケット268₁, 268₂及び270₁, 270₂は、支持体212上の連結手段248₁, 248₂, 248₃, 248₄に巻き付く。そして他方では、輪状パケット268₁, 268₂及び270₁, 270₂は、端部キャップ部214の連結手段250₁及び250₂の周り並びに端部キャップ部216の連結手段251₁及び251₂に巻き付き、輪状パケット268₁, 268₂及び270₁, 270₂は、連結手段248₁, 248₂, 248₃, 248₄と、250₁, 250₂又は252₁及び252₂との間の領域で交差する。

図12は、図11のXI−XI切断線に沿った断面図を示す。

本発明の第2の実施形態によれば、ロータリーピストン210の支持体212を単一部品で構成する。輪状パッケージ配列268及び270は、エラストマー緩衝層218に完全に埋め込まれる。

図12に示すように、端部キャップ部216上に連結層280が構成される。連結層282を有する端部キャップ部214も同様である。端部キャップ部216において、凹部280₁, 280₂, 280₃によって連結層280は形成されている。輪状パッケージ配列268及び270の輪状パケット268₁, 268₂, 268₃及び268₄は、少なくとも端部キャップ部216の領域で、少なくとも部分的に、連結層280によって導かれる。

図13は、本発明の第4の実施形態に係るロータリーピストン310の斜視図を示す。用いられる参照番号はさらに、上述したものと同じであり、ただし300を加える。

ロータリーピストン310は、ゴム弾性緩衝層318に取り囲まれ、ゴム弾性緩衝層318によって端部キャップ部314及び316に接続される、支持体312を備える。

端部キャップ部314及び316はそれぞれ、連結手段350, 352を有する。支持体312は全部で4つの連結手段348₁, 348₂, 348₃, 348₄を有し、それらの2つがそれぞれ、端部キャップ部314及び316の連結手段350及び352に関連している。

図14は、部分的に離脱した、ロータリーピストン310の斜視図を示す。

連結層362及び364は、支持体312の表面360上に、凹部の形で構成される。連結層362及び364は、連結手段348₁に連結するための輪状パケット368₁及び368₄を収容できる。この実施形態によれば、表面360の向かい合う端部372及び374に、連結手段348₁及び348₂も設ける。

2つの輪状パケット368₁及び368₄及び368₂及び368₃は、支持体312上の連結手段348₁, 348₂にそれぞれ巻き付く。回転方向Dから見て、外側の2つの輪状パケット368₁及び368₄は連結手段348₂に巻き付き、内側の輪状パケット368₂, 368₃は連結手段348₁に巻き付く。輪状パケット配列368の全ての輪状パケット368₁, 368₂, 368₃, 368₄は、端部キャップ部316の連結手段352に巻き付く(図13)。従って、連結手段352に巻き付くための輪状パケット368₁, 368₂, 368₃, 368₄は、端部キャップ部316の連結手段352で集合する。

図15は、ロータリーピストン310の平面図を示し、同図から、輪状パケット配列368及び370の輪状パケットの誘導が明らかである。輪状パケット368₁, 368₂及び370₁, 370₂は、支持体312上の連結手段348₁, 348₂, 348₃, 348₄に巻き付き、端部キャップ部314, 316上の連結手段350及び352に巻き付くことによって、V字形を形成する。

図16は、図15のXV−XV切断線に沿った、ロータリーピストン310の側面図を示す。

図16に、連結手段350及び352を端部キャップ部314上及び316上に示し、輪状パッケージ配列368及び370の輪状パケット368₁, 368₂, 368₃, 368₄及び370₁, 370₂, 370₃, 370₄はそれぞれ、連結手段350及び352に巻き付く。連結手段350, 352は、端部キャップ部314, 316を完全に通って延びる。輪状パケット配列368及び370は同様に、エラストマー緩衝層318によって覆われている。

図17は、本発明の第5の実施形態に係るロータリーピストン410の斜視図を示す。本発明の第5の実施形態に係るロータリーピストン410の構造及び動作モードは、大部分が本発明の第4の実施形態に係るロータリーピストン310の構造に相当する。それ故に図17をより詳細に説明する代わりに、上述した本発明の第4の実施形態からの相違点を明確にする図18から20についてこれから言及する。用いられる参照番号はさらに、上述したものと同じであり、ただし400を加える。

図18は、部分的に離脱した、ロータリーピストン410の斜視図を示している。図18において、ガイド要素486が示され、輪状パケット468₁, 468₂, 468₃, 468₄は、ガイド要素486の周りで、端部キャップ部416の連結手段452の方向に導かれる。輪状パケット配列468の輪状パケット468₁, 468₂, 468₃, 468₄は、連結手段448₁, 448₂からガイド要素468の周りで対応して湾曲した形で、連結手段452の方向に延びて、連結手段452に巻き付く。

図19は、ロータリーピストン410の平面図を示す。

図19は、ガイド要素486の周りの輪状パケット配列468及び470の輪状パケット468₁, 468₂及び470₁, 470₂の湾曲した行程を明確に示している。ガイド要素486は、回転軸線Dの方向でアーチ形であり、実質的に腎臓の形状である。ガイド要素486は、その形状のために、支持体412に対する端部キャップ部414及び416の回転軸線D周りの傾斜移動を支持する。

図20は、図19のXIX−XIX切断線に沿った断面図を示す。

図20は、一方では支持体412上の連結手段448₁を示し、他方では端部キャップ部414上の連結手段450を示す。輪状パケット配列468の輪状パケット468₂, 468₃、すなわち回転方向で見た内側の輪状パケット468₂, 468₃(図18)は、連結手段448₁に巻き付く。連結手段448₁は支持体412を通って連続的に延びる。

言及したように、輪状パケット配列470の全ての輪状パケット470₁, 470₂, 470₃, 470₄は、端部キャップ部414上の連結手段450に巻き付く。

ガイド要素486は、輪状パケット配列468及び480と同様に、エラストマー緩衝層480に完全に埋め込まれる。

輪状パケット468₁, 468₂, 468₃, 468₄及び470₁, 470₂, 470₃, 470₄は湾曲した形でガイド要素486の周りに導かれ、ガイド要素486自体は回転軸線Dの方向にアーチ形であるために、ロータリーピストン410への負荷時には、ガイド要素486は端部キャップ部414, 416の支持体412に対する回転運動を可能にしながら、エラストマー緩衝層418は同時に圧縮される。ガイド要素486のアーチ形状の結果として、当該回転運動を回転軸線D周りの方向において可能にする。

図21は、本発明の第6の実施形態に係るロータリーピストン510の斜視図を示す。用いられる参照番号はさらに、上述したものと同じであり、ただし500を加える。

図21は、ロータリーピストン510の支持体512並びに端部キャップ部514及び516を示す。端部キャップ部514及び516は、エラストマー緩衝層518経由で支持体512に接続される。エラストマー緩衝層518は、支持体512の周面を取り囲む。

図22は、部分的に離脱した、ロータリーピストン510の斜視図を示す。

図22において、輪状パケット配列568の輪状パケット568₁, 568₂は、それぞれの組において、支持体512上の連結手段548₁, 548₂の一つに巻き付き、端部キャップ部516の連結手段552₁, 552₂の一つに巻き付く(図31)。輪状パケット568₁及び568₂はそれぞれ、連結手段548₁, 548₂及び連結手段552₁, 552₂に関連する。

支持体512は、表面560内の凹部の形として連結層562及び564を有する。輪状パケット568₁, 568₂は、当該凹部又は連結層562及び564を通って延び、それによって連結手段548₁, 548₂に巻き付く。輪状パケット568₁, 568₂は、それから端部キャップ部516上で連結手段552₁, 552₂の方向に延びて、連結手段552₁, 552₂に巻き付く。

図23は、ロータリーピストン510の平面図を示す。

本発明のこの実施形態によれば、2つの輪状パケット568₁, 568₂及び570₁, 570₂はそれぞれ、輪状パケット配列568及び570を形成し、輪状パケット568₁, 568₂及び570₁, 570₂は、互いに平行に延び、それぞれ回転軸線Dに垂直な面に位置する。上述したように、輪状パケット568₁は、例えば、支持体512上の連結手段548₁に巻き付き、端部キャップ部516上の連結手段552₁に巻き付く。同じ事が更なる輪状パケット568₂及び570₁, 570₂に当てはまる。

図24は、図23のXXIII−XXIII切断線に沿った、ロータリーピストン510の断面図を示す。

支持体512内の凹部564と同様に、端部キャップ部516もその中に構成された凹部580を有し、凹部580内に輪状パケット568₁を部分的に収容する。

開口部が、支持体512及び端部キャップ部516を貫通し、連結手段548₁及び552₁を当該開口部内に収容できる。輪状パケット568₁を、支持部512の凹部564内へ挿入することができ、端部キャップ部516上の凹部580内へ挿入することができる。この後に、輪状パケット568₁を支持体512及び端部キャップ部516の両方に連結するために、連結手段548₁及び552₂を対応する開口部内へ挿入する。

輪状パケット568₁は、連結手段548₁と552₁との間の領域で、エラストマー緩衝層518に埋め込まれる。

図25は、本発明の第7の実施形態に係るロータリーピストン610の斜視図を示す。用いられる参照番号は、上述したものと同じであり、ただし600を加える。

ロータリーピストン610は、ゴム弾性緩衝層618に取り囲まれ、ゴム弾性緩衝層618によって端部キャップ部614及び616に接続される、支持体612を備える。端部キャップ部614及び616はそれぞれ連結手段650, 652を有する。支持体612は2つの連結手段648₁, 648₂を備え、連結手段648₁, 648₂はそれぞれ端部キャップ部614, 616の連結手段650及び652に関連する。

図26は、部分的に離脱した、ロータリーピストン610の斜視図を示す。

支持体612において、支持体612の表面660内に凹部662, 664を見ることができる。凹部662, 664を回転軸線Dの方向で互いに引き離して、すなわち互いにオフセットさせて配置する。しかしながら、凹部662, 664は、回転軸線Dの方向に一直線上に存在する。輪状パケット配列668の輪状パケット668₁及び668₂は、支持体612上の連結手段648₁に巻き付き、端部キャップ部616上の連結手段652に巻き付く(図25)。2つの輪状パケット668₁及び668₂はそれ故に、共に連結手段648₁及び652に巻き付く。

図27は、ロータリーピストン610の平面図を示す。

輪状パケット668₁及び670₁は、回転軸線Dの方向で互いに上方に配置されており、このことは、輪状パケットが回転軸線Dの方向で見て一直線上であることを意味するため、図27は、輪状パケット配列668及び670の輪状のパケットの1つ668₁及び670₁のみをそれぞれ示す。

図28は、図27のXVII−XVII切断線に沿った、ロータリーピストン610の断面図を示す。

支持体612上の凹部662, 664並びに端部キャップ部614及び616上の凹部680₁及び680₂は、輪状パケット668₁, 668₂及び670₁, 670₂を収容することができる。輪状パケット668₁, 668₂及び670₁, 670₂は、連結手段648₁, 648₂経由で支持体612に連結し、連結手段650, 652経由で端部キャップ部614, 616に連結する。輪状パケット668₁, 668₂及び670₁, 670₂の、凹部662, 664及び680₁, 680₂に収容されていない部分は、エラストマー緩衝層618に埋め込まれる。連結手段648₁, 648₂及び連結手段650, 652は、端部キャップ部614, 616及び支持体612を完全に通って軸線方向に延在する。

図29から32は、本発明の第8の実施形態に係るロータリーピストン710の様々な図を示す。用いられる参照番号、上述したものと同じであり、ただし700を加える。

ロータリーピストン710は、エラストマー緩衝層718によって取り囲まれる支持体712を有する。エラストマー緩衝層718は、支持体712を端部キャップ部714及び716に接続する。

図29において、本発明のこの実施形態に係る支持体712が、端部キャップ部714及び716に、形状嵌めによって接続されていることを既に理解できる。この目的を達成するために、突起788及び790を支持体712上に構成することができる。突起788及び790は、端部キャップ部714及び716の対応する凹部792及び794に収容される。エラストマー緩衝層718は、突起788, 790及び対応する凹部792, 794の間に延びる。

支持体712上で、回転軸線Dの軸線方向に、支持体712の全範囲にわたって、突起788及び790が構成される(図30)。同じ事が端部キャップ部714及び716内の凹部792, 794にも当てはまる。

図31を接近して観察すると、支持体712と端部キャップ部714と716との間の形状嵌めが、分離した燕尾形の接続によって生み出されていることが示されている。凹部792, 794と同様に、突起788及び790は、実質的に丸い燕尾形状を有する。端部キャップ部714及び716の支持体712に対する回転軸線D周りの、たわみ能力又は傾斜移動を促進するために、突起788及び790並びに凹部792及び794の両方が丸く構成される。突起788及び790並びに凹部792及び794の形状の結果として、端部キャップ部714及び716は、エラストマー緩衝層718の圧縮のもとで、突起788及び790に当接し又は突起788及び790に支持されるため、端部キャップ部714及び716の支持体712に対する伸長又はたわみを、所定のたわみ経路の後に制限することができる。結果的に、ロータリーピストン710の動作中、エラストマー緩衝層718には、主に圧縮力が作用し、ほんの小さな剪断力が作用する。

図33aから33fは、端部キャップ部14, 16に関する、支持体12に対する様々なたわみの選択肢を示す。

図33aは、例として、本発明の第1の実施形態の斜視図を示し、改良された姿勢に対する座標系を当該図に示す。

図33bは、ロータリーピストン10の正常位置を示す。

図33cは、端部キャップ部14の支持体12に対する(図33aの)Z軸線方向の変位、いわゆる剪断荷重を示す。

図33dは、端部キャップ部14の(図33aの)Y軸線周りの傾斜を示す。

図33eは、端部キャップ部14の支持体12の方向の、すなわち(図33aの)X軸線方向の運動のための、緩衝層18の圧縮又は座屈を示す。

図33fは、端部キャップ部14の支持体12に対する(図33aの)Z軸線周りの傾斜を示す。

上述した実施形態のすべては、端部キャップ部の支持体への連結式接続又は可撓性のある接続を可能にして、ロータリーピストンの回転軸線方向、当該回転軸線に垂直な方向及び当該回転軸線周りの方向の、端部キャップ部のたわみ又は変位を許容し、このことは、ロータリーピストンの摩耗を低減し、ロータリーピストンポンプの固形体の可動性を向上させるのに寄与する。