Drehliolbenmasehine. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Drehkolbenmaschine.
Es sind Zahnradpumpen bekannt, welche ein innenverzahntes Zahnrad und ein mit diesem kämmendes, mit Aussenverzahnung ausgestattetes Zahnrad aufweisen und bei welchen im Hohlraum zwischen den beiden Zahnrädern ein sichelförmiges Füllstück an geordnet ist, wobei das innenverzahnte Zahn rad zwangsläufig in Umdrehung versetzt wird. Diese bekannten Zahnradpumpen wei sen ein mit am Umfange der Zahnräder in der Nähe des Zahnein- bezw. des Zahn austrittes angeordneten Saug- und Druck kanälen für das Fördermittel ausgestattetes Gehäuse auf.
Bei diesen Zahnradpumpen besteht die Gefahr, dass das Fördermittel, bei hoher Drehzahl der Zahnräder besonders, durch die Fliehkraft nach aussen in den Saugkanal zurückgeschleudert wird und die Zahn lücken nicht völlig ausgefüllt werden. Um die Füllung der Zahnlücken zu verbessern, hat man auch schon Zweigkanäle an den Stirnseiten der Zahnräder angeordnet, welche mit den Saug- und Druckkanälen unmittel- bar verbunden sind, die aber die Herstellungs kosten verteuern.
Ein weiterer Nachteil be steht darin, dass sie sich, weil sie nur ein stufig gebaut sind, nicht für die Erzeugung sehr hoher Drucke eignen, welche bis jetzt nur mit Kolbenpumpen erreicht werden können. Die Kolbenpumpen ihrerseits laufen aber verhältnismässig langsam, eignen sich nicht für direkte Kupplung mit Elektro motoren, beanspruchen viel Platz, müssen für den Enddruck abgedichtet werden und arbei ten zudem nur stossweise.
Die den Erfindungsgegenstand bildende Drehkolbenmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass diese mindestens zwei mit je einem innenverzahnten und einem mit diesem käm menden aussenverzahnten Drehkörper ver sehene, nacheinander auf ein Fluidum ein wirkende Druckstufen aufweist, und dass die Druckseite der einen Druckstufe mit der Saugseite der anschliessenden Druckstufe in Zierbindung steht,
ferner dass die Druckstu- fen in einem Gehäuse mit mindestens einer Saug- und einer Druckleitung untergebracht sind. Bei zweckmässiger Ausbildung der Drehkolbenmaschine als Pumpe können die oben erwähnten Nachteile bekannter Zahn radpumpen vermieden werden.
Auf der Zeichnring ist ein @usführnnbs- beispiel des Erfindungsgegenstandes in der Form einer zweistufigen Zahnradpumpe schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Vertikalschnitt nach der Linie I-1 in Fig. 2 und Fig. 2 einen Horizontalschnitt nach der Linie 1I-11 in Fig. 1.
Mit a, ist ein ringförmiges Organ mit zentrischer Bohrung für eine Welle b be zeichnet, das eine exzentrische Ausdrehung für die Aufnahme eines Zahnrades c, mit Innenverzahnung aufweist. Mit diesem Zahn rad c, kämmt ein auf der Welle b aufge- keiltes, aussenverzahntes Zahnrad d,. Der Hohlraum zwischen den beiden Zahnrädern ist durch ein sichelförmiges Füllstück e, aus gefüllt, das ein Bestandteil des Rin"",-es a, ist.
Die beiden Zahnräder c, und d, bilden zusammen mit dem Organe a, die erste Druckstufe der Pumpe mit der Ansaugzone f und der Druckzone g. wobei die Ansaugzone in nicht gezeichneter Weise mit dem Ansaug kanal im Gehäuse la, das in Fig. 2 angedeu tet ist, in Verbindung steht.
An das ringförmige Organ a, ist ein zweites analog ausgebildetes Organ a, mit einer Ausdrehung angelegt, in welcher ein Zahnrad c. mit Innenverzahnung drehbar liegt. Mit diesem Zahnrad c_ steht ein Zahn rad d. mit Aussenverzahnung in Eingriff, das durch die Welle b in Umdrehung ver setzbar ist. Ein sichelförmiges Füllstück e_ am ringförmigen Organ a, füllt den Zwi schenraum zwischen den beiden Zahnrädern c_ und d., aus.
Das ringförmige Organ a_ ist in bezug auf das ringförmige Organ a, derart im Maschinengehäuse untergebracht, dass die Saugzone der zweiten Druckstufe mit der Druckzone der ersten Druckstufe auf die gleiche Höhe zu lieben kommt. Die Verbin dung dieser beiden Zonen miteinander er- folgt über eine Ausnehmung i im Organ a, die in Fig. 1 angedeutet ist.
U'eitere. analog ausgebildete Druckstufen können ohne weiteres an die zweite Druck stufe angeschlossen werden, wobei deren Anzahl sich nach dem gewünschten End- druck richtet. Da in einer Stufe erfahrungs gemäss ziemlich hohe Drucke erzeugt wer den können. genügt die Ilintereina.nderschal- tung relativ weniger Stufen, um auf sehr hohe Drucke zu kommen. Dabei ist jede ein zelne Stufe nur derart belastet, wie wenn sie als normale einstufige Pumpe den betreffen den Stufendruck zu erzeugen hätte.
Ledig lich das Gehäuse muss für den Enddruck ge baut sein. Es muss ferner keine Welle für den Enddruck gedichtet werden, indem die Welle auf der Ansaugseite durch das Ge häuse eingeführt wird und die dortige Dich tung lediglich für den Druck der ersten Stufe bestimmt sein muss. Die Druckzone der letzten Stufe ist in nicht gezeichneter Weise mit dem Drizckkana,l im Gehäuse, bezw. mit den. Druckkanälen, wenn deren mehrere vor gesehen sind, verbunden.
Die Maschine kann direkt mit einem Elektromotor gekuppelt werden und weist auch bei mehr als zwei Druckstufen bei ge räuschlosem Lauf und günstigen Beanspru chungen beringe Abmessungen auf.
Die beschriebene Drehkolbenmaschine lässt sieh als Pumpe, hj#draulischer Motor. Kompressor oder Drueligasmotor ausbilden, wobei sämtliche Druckstufen durch eine ge meinsame Welle angetrieben werden. Auf dieser Welle sind die aussenverzahnten Zahn räder angeordnet.
An Stelle der aufgekeilten Ritzel können auch Zahnräder in Frage kommen, welche in die Welle selbst geschnitten sind. In diesem Falle ist die Welle zwischen je zwei Zahn kränzen bis auf den Grundkreis der Ver zahnung abgedreht und die feststehenden Zwischenwände a,, n..., sind zweiteilig mit gutlichtenden Trennfugen ausgeführt.
Die Durchlassöffnungen in den Trenn wänden zwischen den einzelnen Druckstufen sind beim gezeichneten Ausführungsbeispiel achsial seitlich der Verzahnung der Dreh körper angeordnet. Sie können aber auch eine andere Richtung aufweisen, insbesondere dann, wenn die Abmessungen der einzelnen Druckstufen voneinander abweichen. Es kön nen aber auch im Gehäuse selbst Verbin dungskanäle zwischen zwei benachbarten Druckstufen vorgesehen sein, welche einzeln durch regelbare Drosselorgane ganz oder teilweise absperrbar sind.
Werden nämlich mehrere Druckstufen hintereinander geschal tet, so müssen alle zwangsläufig dieselben Fördermittelmengen fördern. Sind aber zu folge Differenzen in der Bearbeitungsge nauigkeit :die volumetrischen Wirkungsgrade der einzelnen Druckstufen voneinander ver schieden, so ergeben sich entsprechende Un terschiede in der Verteilung des Gesamt druckes auf die einzelnen Stufen.
Die ge nannten drosselbaren Verbindungskanäle von Druckstufe zu Druckstufe ermöglichen es, die Leckverluste jeder Stufe auf denselben Wert abzustimmen, so dass sämtliche Stufen mit dem gleichen volumetrischen Wirkungsgrad und mit gleichem Druckunterschied arbeiten. Zur Kontrolle der einzelnen Stufendrucke kann jede Stufe einen Anschluss für ein Mano meter erhalten, mit welchem die einzelnen Stufendrucke für sich kontrollierbar sind.
Es kann ein Manometer für jede Druckstufe vorgesehen sein oder ein solches für sämt liche Druckstufen, welches über ein Schalt organ beliebig an jede Stufe anschliessbar ist.
Die Entlastung des äussern Zahnkranzes gegen einseitigen hydraulischen Druck kann durch radiale Kanäle erfolgen, welche im Zahnkranze des innenverzahnten Zahndreh körpers angeordnet sind und in den Zahn lücken endigen. Diese radialen Kanäle füh ren einen über den ganzen Umfang des Zahn kranzes sich erstreckenden Druckausgleich zwischen der Innen- und Aussenseite der Drehkörper herbei.
An Stelle von Zahnrädern können auch andere Drehkörper wie Trommeln mit Aussen- und Innenverzahnung zur Anwen dung gelangen. Bei Ausbildung der Drehkolbenmaschine als Kompressor oder Druckgasmotor kann die Ausbildung der einzelnen Stufen derart er folgen, dass das Fördervolumen sich von Stufe zu Stufe entsprechend der zu- oder abnehmen den Gasdichte ändert.
Rotary Violet Machine. The present invention relates to a rotary piston machine.
There are gear pumps known which have an internally toothed gear and a meshing with this, equipped with external gear and in which a crescent-shaped filler is arranged in the cavity between the two gears, the internal gear is inevitably set in rotation. These known gear pumps wei sen with on the circumference of the gears in the vicinity of the Zahnein- BEZW. of the tooth outlet arranged suction and pressure channels for the conveyor equipped housing.
With these gear pumps there is a risk that the conveying medium, especially at high gear speeds, will be thrown back outward into the suction channel by the centrifugal force and the gaps between the teeth will not be completely filled. In order to improve the filling of the tooth gaps, branch channels have already been arranged on the end faces of the gears, which are directly connected to the suction and pressure channels, but which increase the manufacturing costs.
Another disadvantage is that, because they are only built in stages, they are not suitable for generating very high pressures, which until now could only be achieved with piston pumps. The piston pumps, for their part, run relatively slowly, are not suitable for direct coupling with electric motors, take up a lot of space, have to be sealed for the ultimate pressure and, moreover, only work intermittently.
The rotary piston machine forming the subject matter of the invention is characterized in that it has at least two pressure stages each having an internally toothed and an externally toothed rotary body meshing with it, one after the other acting on a fluid, and that the pressure side of one pressure stage with the suction side of the subsequent Pressure stage is in decorative binding,
Furthermore, the pressure stages are accommodated in a housing with at least one suction line and one pressure line. With appropriate design of the rotary piston machine as a pump, the above-mentioned disadvantages of known gear wheel pumps can be avoided.
An example of the subject of the invention in the form of a two-stage gear pump is shown schematically on the drawing ring, namely: FIG. 1 is a vertical section along line I-1 in FIG. 2 and FIG. 2 is a horizontal section along line 1I- 11 in FIG. 1.
With a, an annular member with a central bore for a shaft b is characterized, which has an eccentric recess for receiving a gear c, with internal teeth. An externally toothed gear d, wedged onto the shaft b meshes with this gear c i. The cavity between the two gears is filled by a sickle-shaped filler piece e, which is a component of the ring "", - it is a.
The two gears c, and d, together with the organ a, form the first pressure stage of the pump with the suction zone f and the pressure zone g. wherein the suction zone in a manner not shown with the suction channel in the housing la, which is indicated in Fig. 2 is connected.
A second, analogously designed organ a, with a recess in which a gear c. rotatable with internal teeth. With this gear c_ is a gear wheel d. with external teeth in engagement, which can be set ver by the shaft b in rotation. A sickle-shaped filler piece e_ on the annular organ a, fills the intermediate space between the two gears c_ and d.
The annular organ a_ is housed in relation to the annular organ a in the machine housing in such a way that the suction zone of the second pressure stage comes to be at the same level as the pressure zone of the first pressure stage. The connection of these two zones to one another takes place via a recess i in the organ a, which is indicated in FIG.
Others. Analogue pressure stages can easily be connected to the second pressure stage, the number of which depends on the desired final pressure. Since experience shows that quite high pressures can be generated in one stage. the Ilintereina.shifter is enough to have relatively fewer steps to achieve very high pressures. Each individual stage is only loaded as if it had to generate the relevant stage pressure as a normal single-stage pump.
Only the housing has to be built for the ultimate pressure. Furthermore, there is no need to seal a shaft for the final pressure, in that the shaft is inserted through the housing on the suction side and the device there only needs to be intended for the pressure of the first stage. The pressure zone of the last stage is in a manner not shown with the Drizckkana, l in the housing, respectively. with the. Pressure channels, if several are seen before, connected.
The machine can be coupled directly to an electric motor and has ringed dimensions even at more than two pressure levels with noiseless running and favorable stresses.
The rotary piston machine described can be seen as a pump, hj # hydraulic motor. Train compressor or Drueligasmotor, all pressure stages are driven by a common shaft. The externally toothed gears are arranged on this shaft.
Instead of the splined pinion, gears can also be used which are cut into the shaft itself. In this case, the shaft is turned between two tooth wreaths down to the base circle of the toothing and the fixed partitions a ,, n ... are made in two parts with well-clearing joints.
The passage openings in the partition walls between the individual pressure levels are arranged axially laterally to the teeth of the rotating body in the illustrated embodiment. But they can also have a different direction, in particular if the dimensions of the individual pressure levels differ from one another. But it can also be provided in the housing itself connec tion channels between two adjacent pressure levels, which can be individually or completely shut off by adjustable throttle elements.
If several pressure levels are switched one behind the other, they all must inevitably promote the same amounts of funding. If, however, there are differences in the machining accuracy: the volumetric efficiencies of the individual pressure stages differ from one another, then there will be corresponding differences in the distribution of the total pressure on the individual stages.
The aforementioned throttling connection channels from pressure stage to pressure stage make it possible to adjust the leakage losses of each stage to the same value, so that all stages work with the same volumetric efficiency and with the same pressure difference. To control the individual stage pressures, each stage can have a connection for a manometer, with which the individual stage pressures can be checked individually.
A manometer can be provided for each pressure level or one for all pressure levels, which can be connected to any level via a switching organ.
The relief of the external gear ring against unilateral hydraulic pressure can be done through radial channels, which are arranged in the ring gear of the internally toothed rotating body and end in the tooth gaps. These radial channels lead to a pressure equalization extending over the entire circumference of the toothed ring between the inside and outside of the rotating body.
Instead of gears, other rotating bodies such as drums with external and internal teeth can also be used. When the rotary piston machine is designed as a compressor or compressed gas engine, the individual stages can be designed in such a way that the delivery volume changes from stage to stage according to the increase or decrease in the gas density.