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Verdichter, Pumpe od. dgl. mit kreisenden Kolben.
Die Erfindung betrifft Verdichter, Pumpen od. dgl., bestehend aus einem m : t Einlass- und Auslass- öffnungen versehenen Gehäuse und zwei ineinandergreifenden Zahnkränzen, nämlich einem äusseren Kranz mit Innenzahnung und einem inneren Rad mit äusserer Verzahnung. Diese gezahnten Kränze sind exzentrisch ineinander gelagert und der äussere Zahnkranz hat mehr Zähne als das innere Zahnrad, so dass Einlass (Saug) kammern entstehen, deren Fassungsraum in der Richtung vom Fussberührungspunkte der Zahnelemente zu deren Kopfberührungspunkt zunimmt, und Verdichtungskammern, deren Inhalt in der Richtung vom Kopf- zum Fusspunkte abnimmt.
Es sind Pumpen bekannt, bei denen die seitliche Abdichtung der kreisenden Kolben durch eine in axialer Richtung auf eine verschiebbare Wand der Kammern wirkende und diese Kolben an eine feststehende Gehäusewand andrückende Kraft erzielt wird. Für die Erzeugung dieses Dichtungsdruckes wurden sowohl mechanische Mittel wie auch die Anwendung von Gasen vorgesehlagen. Arbeitet die Pumpe mit Vakuum, so kann der atmosphärische Luftdruck als Dichtungsdruck ausgenützt werden. Dabei ist dieser Druck aber vom ersten Augenblicke am stets gleich stark.
Es ergibt sich daher der Übelstand, dass die Pumpe sehr schwer anläuft, wenn dieser gleichbleibende Druck eine gute Dichtung bewirken soll, was bei unmittelbarer Kupplung m't Elektromotoren weitere Übelstände im Gefolge hat, oder dass die Dichtung während des Betriebes nicht genügt, wenn der Druck ein leichteres Anlaufen gestatten soll.
Die Erfindung hilft diesem Übelstande dadurch ab, dass das Andrücken der erwähnten Teile während des Stillstandes und zu Beginn des Betriebes nur durch ein schwach wirkendes mechanisches Mittel, z. B. eine Feder, erfolgt und dass dieser Druck dann bei ste : gender Geschwindigkeit der Teile bzw. nach Entstehen eines Förderdruekes durch diesen verstärkt wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Anordnung, um einen Ausglei ch derDrücke innerhalb derMaschine nach dem Stillsetzen zu ermöglichen und schliesslich eine Ausgestaltung, um die Kolben während des Betriebes teilweise zu entlasten und hiedurch auch einen Umlauf des Schmiermittels zu ermöglichen.
Dabei werden dieselben Öffnungen oder Leitungen, die zum Druckausgleich und für die Zufübrung des Mittels dienen, auch dazu benutzt, um das Schmier- und Abdichtungsmaterial innerhalb der ganzen Pumpe zu verbreiten.
Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes ; Fig. l ist eine Seitenansicht eines mit einem Elektromotor unmittelbar gekuppelten Verdichters ; Fig. 2 ein Querschnitt
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bleibenden Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in der Regel zylindrische Gehäuse 1 bildet eine Pumpenkammer 2, die vorne durch einen Deckel 3 abgeschlossen ist. Das Gehäuse ist mit einem E'nlasskana14 und einem Auslasskanal5 versehen, der Deckel mit dem Einströmkanal 6 und dem Ausströmkanal 7, der aus der Pumpenkammer zum Gehäuseauslasskanal 5 führt. Die Antriebsscheibe 8 ist so bemessen und eingebaut, dass sie in axialer
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dass sie von der Welle gedreht wird, dabei aber in der axialen Bewegung nicht behindert ist. Auf der Antr : ebsschébe 8 sitzt starr der Zahnkranz. M mit einer Innenverzahnung, in welchedie Zähne des inneren Rades 15 eingreifen.
In dessen Bohrung 1'7 ist das Kugellager 16 untergebracht, das auf dem im Deckel 3 befestigten Zapfen 18 sitzt. Dieser liegt nicht in einer Linie mit der Achse der Antriebswelle 13, so dass die Achse des inneren Zahnrades exzentrisch zu der des äusseren ist. Das äussere Rad hat mehr Zähne als das innere und arbeitet mit diesem so zusammen, dass sich die bekannte Saug-und Verdichtungswirkung ergibt. Antriebsscheibe und Zahnelemente bilden zusammen somit die Pumpenelemente.
Hinter der Antriebsscheibe ist im Gehäuse eine Kammer 20 vorgesehen, die mit der Pumpenkammer 2 in Verbindung steht und mittels eines Rohres 22 an die Förderleitung 42 bzw. den Auslasskanal5 der Pumpe angeschlossen ist. Diese Verbindung bezweckt in erster Linie die Zuführung des Förderdrueke. in die Kammer 20, so dass er auf die Rückseite der Pumpenelemente wirkt und diese dichtend an die Innenfläche des Gehäusedeckels anpresst. Weiters dient sie dazu, Schmiermittel, das aus den Fugen zwischen den zusammenarbeitenden Flächen der Pumpenelemente ausgespresst wurde, in die Kammer 20 zurückzuführen. Diese Wirkung der Kammer 20 bleibt dieselbe bei allen Ausführungsformen nach den Fig. 1, 5, 6 und 8. Eine Stopfbüchse verhindert den Austritt von Flüssigkeit aus der Kammer 20.
Der Förderdruck kann auch dadurch in die Kammer 20 gelangen, dass das Mittel zwischen dem Rande der Antriebsscheibe und der Gehäusewand durchdringt ; zweckmässiger ist es jedoch, hiefür eine besondere Leitung vorzusehen. Erfindungsgemäss wird noch eine schwache Feder 19 in der Kammer 20 angeordnet, die sich gegen den äusseren Laufring 12 des Kugellagers stützt und die Antriebsscheibe gegen den Gehäusedeckel drückt. Bei allen Ausführungsformen werden in dieser Weise die Pumpenelemente beim Anlaufenlassen der Pumpe nur leicht an den Deckel angedrückt, so dass die Pumpe auch leicht anläuft. In dem Ausmasse, als der Förderdruck anwächst, wirkt er auch auf die Rückseite der Antriebsscheibe und unterstützt so die Dichtungswirkung der Feder.
Ohne eine solche Feder müssten alle Teile ganz genau passend gearbeitet sein, und es würde sich unnötigerweise eine starke Reibung bzw. ein grösserer unnützer Energieverbrauch ergeben. So aber können die Teile ohne Genauigkeit hergestellt werden, wobei trotzdem sowohl der Förderdruck als auch die Abdichtung leicht zustande kommen.
Führt man ein Sehnrer-und Abdichtungsmittel in die Kammer 20 ein, so gelangt es von hier zwischen die arbeitenden Flächen der Pumpenelemente und verringert so die Reibung, wobei es gleich- zeit'g auch e'ne Abdichtung zwischen diesen Flächen bewirkt. Wird Schmiermittel durch den Auslass in d e Förderleitung 42 gerissen, so fliesst es aus dieser durch das Rohr 22 in die Kammer 20 zurück, so dass eine ununterbrochene Schmierung und Abdichtung erzielt wird. Infolgedessen ist es auch nicht nötig, dass die arbeitenden Teile mit besonderer Genauigkeit zusammengepasst sind, weil zu Beginn genügend Dichtung für das Anlaufen durch den Federdruck geschaffen ist und die Abdichtung dann im Verhältnis mit dem Förderdruck steigt.
Die Pumpe kann daher bis an die Grenze ihrer mechanischen Festigkeit bzw. zu der durch die Kraftquelle gezogenen Grenze verdichten.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 5 ist in der Nabe 9 der Antliebsseheibe ein Kanal 24 vorgesehen, der die Kammer 20 mit dem das Kugellager 16 enthaltenden Hohlraum 1'1 des inneren ZahnRades verbindet. Dieser Kanal hat vor allem den Zweck, einen Teil des auf die Rückseite der Antriebsscheibe wirkenden Förderdruckes unwirksam zu machen und so die Reibung der Pumpenelemente am Gehäusedeckel zu verringern, indem di eser Druck auch auf den mittleren Teil der Vorderseite der Antriebssehe be wirkt und so den Druck auf eine gleich grosse Teilfläche der Rückseite aufhebt. Ferner dient dieser Kanal dazu, einen ununterbrochenen Umlauf des Schmier-und Abdichtungsmittels zwischen allen Pumpenteilen zu ermöglichen.
Beim Betriebe der Pumpe genügt die Fliehkraft und der Umstand, dass
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Kanal 24a im Deckel kann der Förderdruck in den Hohlraum 17 gelangen, wodurch gleichfalls die schon erwähnte teilweise Entlastung der Antriebsscheibe und eine sich auf alle Pumpenteile erstreckende Verteilung des Schmiermittels erzielt wird.
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überwinden und so das Ventil offen halten. Da sich Im Verdichter keine wechselnden Vorgänge asp'helen und das Mittel gleichmässig zuströmt, macht das Ventil auch keine Bewegungen. Bei Stillsetzen der Pumpe schliesst sich aber das Ventil sofort, weil keine Strömung erfolgt, die es offen halten würde.
Der auf der Förderseite gegebenenfalls Fortbestehende Druck setzt sich infolge Durchsickerns zwischen den Zahnflächen allmählich auch auf die Saugseite fort und von d e : er durch den Kanal 6 bis zur Rückseite
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des Ventiles 26. Erdrücktes daher anseinen Sitz an, so dasse'nWeiterdringen des Mittels hierverhindert, innerhalb der Pumpe aber der Druck auf beiden Seiten der Pumpenelemente gleich erhalten wird. Jetzt werden diese nur mehr durch den Druck der Feder 19, also leicht an den Gehäusedeckel angedrückt und leisten dem Motor keinen grösseren Widerstand, als wenn beiderseits atmosphärischer Druck herrschen würde. Ist eine solche Ausgleichseinrichtung vorhanden, so schadet es auch n'chts, wenn der Abschluss zwischen den Zähnen nicht vollkommen ist.
Man kann im Gegenteil dort, wo es nötig ist, den Verdichter häufig abzustellen und wieder anzulassen, das Durchsickern in einem etwas grösseren Ausmasse zulassen, wodurch sich auch der erwähnte Ausgleich schneller vollzieht und der Motor stets leicht anläuft.
Dieses Ausgleichsventil hat auch noch eine weitere vorteilhafte Wirkung. Dadurch, dass es den an den beiden Enden des durch die Antriebsscheibe gehenden Schmierkanals herrschenden Druck ausgleicht, wird auch der Umlauf des Schmiermittels unterbunden, da jetzt kein Überdruck vorhanden ist, der es durch den erwähnten Kanal treiben würde und auch die Zähne es nicht weitertreiben. Durch die Wirkung des Ausgleichventiles wird also be : m Abstellen des Verdichters gleichzeitig auch der Schmiermittelumlauf unterbrochen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verdichter, Pumpe od. dgl. mit kreisenden Kolben, die von zwei ineinandergreifenden Zahnkränzen eines angetriebenen Aussenrades und eines von diesem mitgenommenen Innenrades gebildet werden, ax : al verschiebbar gelagert sind und durch einen in axialer Richtung wirkenden Druck gegen eine Wand des Gehäuses angedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Druck ständig durch eine Feder od. dgl. erfolgt und während des Betriebes durch den Druck des geförderten Mittels verstärkt wird.