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2024-02-03T14:46:19Z

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[[Datei:Pompe à palettes.gif|mini|Prinzip einer Drehschieberpumpe]]
Eine '''Drehschieberpumpe''' oder '''Flügelzellenpumpe''' ist eine [[Verdrängerpumpe]] für Gase und Flüssigkeiten für Saug- oder Druckaufgaben. Sofern sie sich außerhalb des zu fördernden Mediums befindet, ist sie eine [[Saugpumpe]]. Sie besteht aus einem Hohlzylinder (Stator), in dem ein weiterer Zylinder (Rotor) rotiert. Die Drehachse des Rotors ist dabei exzentrisch zum Stator angeordnet, der Rotor berührt die Innenwand des Stators zwischen Einlass- und Auslassöffnung. Diese Stelle ist die Trennstelle zwischen Saug- und Druckraum. [[Vakuumpumpe]]n nach diesem Prinzip werden in chemischen Laboratorien oft auch '''Ölpumpen''' genannt, weil sie in der Regel große Mengen Schmieröl benötigen. Der Aufbau ähnelt dem eines [[Lamellenmotor|Lamellenmotors]].

== Arbeitsweise ==
[[Datei:Rotary vane pump.svg|miniatur|300px|Prinzipzeichnung]]
In den Rotor (2) sind ein oder mehrere, meist [[Radius|radial]] angeordnete Führungen eingearbeitet. In diesen [[Führungselement|Führungen]] sitzen die ''Drehschieber'' (3). Diese Schieber unterteilen den Raum zwischen Stator und Rotor in mehrere Kammern. Um die Abstandsänderung zwischen Rotor (2) und Stator (1) während eines Umlaufes auszugleichen, können sich die ''Drehschieber'' in den Führungen bewegen. Sie werden meist durch eine im Grund des Schlitzes angebrachte Feder (4) gegen die Innenwand des Stators gedrückt. Um die [[Schmierung]] zu gewährleisten, wird meist ein kleiner [[Schmieröl]]see innerhalb der Pumpe erzeugt, durch den die Drehschieber laufen. Die Pumpe fördert daher auch immer einen kleinen Teil des [[Schmierstoff]]es. Dieser wird meist im Auslasstrakt abgeschieden und wieder dem Schmierstoffreservoir zugeführt. Es werden auch schmiermittelfreie Drehschieberpumpen angeboten.

Auf das Schmiermittel ist die Bezeichnung ''Ölpumpe'' zurückzuführen, die in chemischen Laboratorien oft für Vakuumpumpen dieser Art gebraucht wird.

Ein im Querschnitt elliptisches Gehäuse dient zum Druckausgleich des Rotors, in Kammer (4).

== Konstruktive und funktionale Details ==
Einfache [[Vakuumpumpe]]n werden tatsächlich praktisch genau wie in der Prinzipzeichnung dargestellt gebaut. Dabei besteht ein variables Volumen, das weder zur Einlass- noch zur Auslassöffnung eine Verbindung hat, der sogenannte ''Fördertrakt''. Das Fördermedium wird während des Pumpens im abgeschlossenen ''Fördertrakt'' verdünnt und wieder verdichtet. Beim Einsatz als Vakuumpumpe wird jedoch ein Gas gefördert, das meistens sogar sehr stark verdünnt ist. Die für das Verdünnen bzw. Verdichten des Mediums im ''Fördertrakt'' erforderliche Arbeit ist daher gering, so dass sie zugunsten eines einfachen Aufbaus der Vakuumpumpe in Kauf genommen werden kann. Für andere Anwendungen, insbesondere das Fördern inkompressibler Medien wie Flüssigkeiten, muss durch konstruktive Maßnahmen Abhilfe geschaffen werden – üblicherweise durch Vergrößerung von Ein- und Auslassöffnung:
*Einlassöffnung ca. bis zur Marke ''90°''
*Auslassöffnung ca. ab der Marke ''270°''
Mit den durch die vergrößerten Öffnungen angepassten [[Steuerzeit]]en verschwindet der ''Fördertrakt'' und damit das Problem.

[[Datei:Drehschieberpumpe Rotor Schieber.jpg|miniatur|Rotor und Schieber einer Drehschiebervakuumpumpe. Die Kunststoffschieber (rechts) werden in die Längsnuten des Rotors eingelegt.]]
[[Datei:Drehschieberpumpe Lagerschild.jpg|miniatur|Innenansicht des Lagerschildes einer Drehschiebervakuumpumpe. Die exzentrische Lagerung der Achse ist zu erkennen. Ein- und Auslass sind unten links bzw. unten rechts.]]

== Gasballast ==
Beim Betrieb mit Gasballast wird, vor der Kompression des Gases, durch ein kleines Leckventil Luft in den Schöpfraum gelassen. Dadurch wird das Kompressionsverhältnis erniedrigt, so dass das Gas ausgestoßen wird, bevor der Kondensationspunkt erreicht ist.<ref>[https://www.bcp.fu-berlin.de/chemie/chemie/studium/ocpraktikum/ressourcen/laborpraxis/laborpraxis_webinfos/vakuum/oelpumpe/gasballast.html ''Gasballastöffnung einer Ölpumpe.''] In: ''bcp.fu-berlin.de''</ref>

Der erreichbare Minimaldruck der Anlage ist dadurch etwas erhöht, gleichzeitig werden flüchtige Substanzen aus dem Pumpenöl durch die größere Durchströmung ausgetrieben, bzw. neigen weniger zur Abscheidung darin (s. o.). Das Ventil ist häufig manuell verschließbar, so dass der Benutzer zwischen den Betriebsmodi wählen kann. Der im Betrieb mit Gasballast verstärkt ausgestoßene Ölnebel wird im Abscheider aufgefangen und zurückgeführt, wodurch sich das Pumpenöl vorübergehend trübt.

== Vorteile ==
[[Datei:Schmalz Vakuumtechnik Vakuumpumpe.jpg|miniatur|Drehschieberpumpe mit mehreren [[Fliehkraft]]-Schiebern]]
*geringe Volumenstrompulsation
*mittlere Geräuschemission
*kann in beide Fließrichtungen arbeiten
*Fördervolumen regelbar
*kostengünstig
*sehr effizient

== Nachteile ==
*hoher Verschleiß
*nur für mittlere Drücke geeignet (bis maximal ca. 300 [[Bar (Einheit)|bar]])

== Drehschieber mit konstanter Länge ==
[[Datei:Konstanter Drehschieber.gif|mini|Ein blauer '''Drehschieber mit konstanter Länge''' bewegt sich im blauen Gehäuse. Dabei bewegt er sich im gelben Rotor innerhalb eines Schlitzes.]]
[[Datei:Rotating Cylinder Wiki.png|mini|Durch die besondere Form des Gehäuses (blau) hat der Drehschieber (rot) auch bei rotierender Welle (schwarz) stets eine gleiche Länge. Im konstanten Drehquadranten (gelb) bewegt sich der Drehschieber nicht innerhalb der Welle.]]
Neben den Drehschieberpumpenformen mit Drehschiebern in veränderlichen Längen wurden in Patenten Sonderformen vorgeschlagen, welche beispielsweise Drehschieber mit einer gleichbleibenden Länge verwenden.<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=102009040647| Code=A1| Typ=Patentanmeldung| Titel=Schieberpumpe und orthopädietechnische Einrichtung mit einer Schieberpumpe| A-Datum=2009-09-09| V-Datum=2011-04-28| Anmelder=Bock Healthcare GmbH| Erfinder=Lars Benjamin Finke}}</ref> Teilweise gibt es bei diesen Sonderformen geometrische Ausführungen, welche einen Drehquadranten ohne Veränderungen der Position des Drehschiebers innerhalb der rotierenden Welle haben.

== Anwendungen ==
*[[Vakuumpumpe]] für den Grob- und Feinvakuumbereich (1 bis 0,001 mbar, bei Förderleistungen von ca. 20–500 m³/h)
*[[Hydraulikpumpe]] (z. B. Servolenkung, Aktivsitze von Automobilen)
*[[Dampfmotor]] (einige moderne Dampfmotoren funktionieren wie eine umgekehrte Flügelzellenpumpe)
*[[Klimakompressor|Kompressoren in Klimaanlagen]]
*[[Espressomaschine]]n<ref>{{Literatur |Autor=Hemant Nehete |Titel=Basic Piping Engineering |Ort=Walnut Publication |Datum=2020 |Sprache=en |ISBN=9789389744699 |Seiten=26 |Online={{Google Buch|BuchID=_oXgDwAAQBAJ|Seite=26}} |Zitat=Pumps for mid-range pressures include applications such as carbonators for fountain soft-drink dispensers and espresso coffee machines.}}</ref> (hauptsächlich größere Geräte in der Gastronomie)

== Siehe auch ==
*[[Pumpe]]
*[[Kreiselpumpe]]
*[[Rollenzellenpumpe]]

== Literatur ==
* {{Literatur | Autor=Dieter Oswald| Titel=Die Entwicklung der Drehschiebervakuumpumpe | Sammelwerk=Vakuum in Forschung und Praxis | Band=1 | Nummer=1 | Datum=1989 | Seiten=36-40 |DOI=10.1002/vipr.2230010110}}
* {{Literatur | Autor=Rudolf Konwitschny| Titel=Drehschieber-Vakuumpumpen | TitelErg=Die Entwicklung der letzten 40 Jahre | Sammelwerk=Physik Journal | Band=5 | Nummer=12 | Datum=2006 | Seiten=74-75 |Online=https://www.pro-physik.de/restricted-files/108966}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Rotary vane pumps|Drehschieberpumpe}}
*[https://physik-begreifen-zeuthen.desy.de/angebote/vakuumlabor/vakuum_information/vakuumpumpen/index_ger.html Animation von desy.de]
*[https://www.vacuum-guide.com/vacuum-pump/rotary-vane/deutschland-drehschieber.htm Hersteller von Drehschiebervakuumpumpen]
*[https://www.bcp.fu-berlin.de/chemie/chemie/studium/ocpraktikum/ressourcen/laborpraxis/laborpraxis_webinfos/vakuum/oelpumpe/gasballast.html Gasballastöffnung einer Ölpumpe]

== Quellen ==
<references />

[[Kategorie:Verdrängerpumpe]]
[[Kategorie:Hydraulik]]

Drehschieberpumpe - Versionsgeschichte

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