Drehkolbenmaschine. Bekannte Drehkolbenmaschinen, bei spielsweise Zahnradpumpen und hydrau lische Motoren dieser Bauart, weisen ein Fördervolumen bezw. ein Durchflussmenge auf, welches konstant und durch die Abmes sungen der Verdrängungskörper bestimmt ist, so dass die Fördermenge bezw. die Durch flussmenge bei Motoren nur durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der sich drehen den Teile verändert werden kann.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Drehkolbenmaschine mit zwei ge- zahnten, miteinander kämmenden Drehkör pern, welche sich von bekannten Ausführun gen darin unterscheidet, dass einer der Dreh körper in bezug auf den andern Drehkörper zur Änderung und Regulierung des. Förder volumens bezw. der Durchflussmenge achsial verschiebbar angeordnet ist.
Auf der Zeichnung ist als Ausfülirun:gs- beispieli des Erfindungsg.-genstandes eine Zahnradpumpe dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Pumpe.
Mit 1 ist ein auf einer Welle 2 aufge- keiltes Zahnritzel bezeichnet, das mit einem exzentrisch zu ihm angeordneten innenver zahnten Zahnring $ kämmt. Der Zahnring ist als Schleppring ausgebildet, der inner halb eines zylindrischen Führungskörpers, 4 angeordnet ist undl die Rotationsbewegung des Zahnritzels 1 mitmacht. Der Führungs- körper 4 weist einen sichelförmigen Ansatz 4a auf, .der ;sich zwischen das Zahnritzel 1 und den Zahnring 3 einschiebt.
Am Füh rungskörper 4 ist eine Scheibe 5 angebracht, mittels welcher der Zahnring 3 achsial: in Stellung gehalten ist.
Führungskörper 4 und Scheibe 5 liegen innerhalb eines zylindrischen Gehäuses. 6, wobei der Führungskörper -4 mit dem Ge häuse 6 mittels eines geilk 7 derart in Ver bindung gebracht ist, dass sich der Füh rungskörper 4 mit der Scheibe 5 und dem Zahnring 3 wohl achsial verschieben lassen, dass aber Führungskörper und Scheibe 5 innerhalb des Gehäuses keine Drehbewegung ausführen können.
Das Gehäuse 6 ist durch zwei Deckei 8 und 9 abgeschlossen, welche je eine bis an das Zahnritzel 1 lieranreiehende Nabe 8a bezw. 9a aufweisen, -elche Naben gleichzeitig zur Lagerung der Welle 2 aus gebildet sind. Die Nabe 9a weist einen Aussendurchmesser auf, der dem Innend.urch- messe.r des Führungskörpers 4 und dem Kopfkreisdurchmesser des Ritzels 1 ent spricht.
Die Nabe 8a weist teilweise einen Aussendurchmesser auf, der gleich gross ist wie der Kopfkrei,:durchmesser des Ritzels .1, während der übrige Teil dieser Nabe exzen trisch auf einen Durchmesser abgedreht ist, der dem Kopfkreisdurehmesser des Ringes 3 entspricht.
Der Zahnring 3 lä.sst sich somit frei über diese Nabe hinweg,sehieben, wobei der Teil der Nahe 8a. dessen Durchmesser dem Kopfkreisdurehmes-ser des Ringes 3 ent spricht, die gegenseitige seitliche Abdich tung der Zahnlücken im obern Teil des letzteren übernimmt. Die Bohrung der Scheibe 5 entspricht genau dein Profil der exzentrisch abgedrehten Nabe 8a und dichtet auf derselben ab. Die Anordnung der Zu- und Abflusskanäle auf der Saug- und der Druckseite ist, weil bekannt, weder darge stellt noch beschrieben.
Zwischen Scheibe 5. Gehäuse 6 lind I@@ckc@l 8 einerseits und zwischen Führungskörper 4, Gehäuse 6 und Deckel 9 anderseits ist. je ein ringförmiger Raum 10 bezw. 11 vorge sehen. Der Raum 10 ist. mittels einer Lei tung 12. der Raum 11 mittels einer Leitung 13 mit einem Drehschiebergehäuse 13a ver bunden, welches eine Zuleitung 14 und eine Ableitung 15 nach einem nicht. gezeichneten Sammelgefäss aufweist.
Der in der Mitte'- stellung gezeichnete Drehschieber 16 lässt sich mach beiden Seiten verdrehen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Pumpe ist folgende: In der in Fig. 2 dargestellten Stellung der gezahnten Drehkörper 1 und 3, in wel eher nur die rechte Hälfte des Zahnringes 3 mit der linken Hälfte des Zahnritzel'.s 1 in Wirkungsverbindung steht, wird eine ge- wisse Menge des zu fördernden Mediums von der Ansaugseite nach der Druckseite der Pumpe befördert, wenn das Zahnritzel 1. durch die Welle 2 in Umlauf versetzt wird und dabei den Zahnring 3 zwangsläufig mit nimmt.
Dabei bleibt der an der Verdrängung nicht teilnehmende Teil der Zahnlücken der beiden Drehkörper, also die Zahnlücken in der linken Hälfte des Zahnringes 3 und in der rechten Hälfte des Zahnritzels 1 stets mit Fördermedium angefüllt, wobei aber sämtliche vorhandenen und mit Medium an gefüllten Hohlräume nach allen Seiten ab gedichtet sind.
Soll nun das Fördervolumen verkleinert werden, so wird der Drehschieber 16 aus der in Fig. 2 gezeichneten Stellung heraus im U hrzeigerdrehsinn gedreht. Dies hat zur Folge, dass Druckmedium aus der Leitung 14 durch die Leitung 13 in den Ringraum 11 gelangt. und eine Verschiebung des Füh- rungskGrpers 4 mit der Scheibe 5 und dem Zahnring 3, nach links veranlasst, wobei gleichzeitig im Ringraum 10 vorhandenes Druckmedium durch die Leitungen 12 und 15 nach dem nicht gezeichneten Sammel behälter abfliesst.
Ist das gewünschte ver kleinerte Fördervolumen erreicht, dann wird der Drehschieber 16 wieder senkrecht ge stellt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, um in dieser Stellung einerseits den weiteren Zufluss von Druckmedium durch die Lei tung 14 nach der Ringkammer 11 und ander seits den Abfluss von Druckmedium aus der Ringkammer 10 durch die Leitung 15 zu unterbinden.
Zur Vergrösserung des Fördervolumens der Pumpe hingegen wird der Drehschieber 16 nach links. gedreht, so dass das in die Ringkammer 10 einströmende Druckmedium eine Verschiebung des Zahnringes 3 nach rechts zur Folge hat, wobei .gleichzeitig aus der Ringklammer 11 Druckmedium nach dem Sammelbehälter abfliesst.
Die beiden Ring kammern 10 und 11 sind derart bemessen lind die Anschlüsse der Leitungen 12 und 13 an die Kammern so angeordnet, dass so wohl in die eine als auch in die andere dieser Kammern Druckmittel einströmen kann, wenn das Fördervolumen der Pumpe auf seinen Minimalwert oder Maximalwert ein gestellt ist,. Als Druckmittel zur Vergrösse rung oder Verkleinerung des Fördervolumens der Pumpe kann beispielsweise das von der letzteren zu fördernde Medium selbst heran gezogen werden.
Die Se'itwärtsverschiebung des Zahn ringes 3 in der beschriebenen Weise lässt sich auch auf rein mechanischem Wege ausfüh ren, beispielsweise durch stirnseitige An ordnung bekannter Konstruktionselemente, welche entweder mit der Platte 5 oder mit dem Führungskörper 4 in Verbindung ge bracht :sind. Auch können die den Zahnring in Stellung haltenden und ihn bei der Ver schiebung mitnehmenden Teile anders ahs dargestellt, ausgebildet sein, wobei aber stets sowohl der radiale als auch der achsiale Abschluss der gezahnten Drehkörper in jeder Stellung sichergestellt sein muss.
Während beim beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel das Zahnritzel 1 ortsfest und der Zahnring verschiebbar gelagert sind, kann auch der letztere unverrückbar im Ge häuse untergebracht sein, derart, dass er stets an .derselben Stelle dreht. In einem sol chen Fall kann die Welle mit dem Zahn ritzel oder das letztere allein in bezug auf den Zahnring verschiebbar angeordnet sein, stets unter Wahrung des radialen und ach sialen Abschlusses der gezahnten Drehkörper nach aussen.
An Stelle der gezeigten Zahnkörper kön nen auch andere gezahnte Drehkörper, wie Trommeln mit: Aussen- und Innenverzah nung, zur Anwendung gelangen, und es kann die Drehkolbenmaschine auch mehr als eine je aus einem Drehkörperpaar bestehende Stufe aufweisen.
Bei der beschriebenen Pumpe lässt sich in einfacher Weise bei konstant bleibender Tou renzahl des Ritzels 1 durch hydraulische R-,guli.erung das Fördervolumen zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert nach Belieben und Bedarf einstellen. Es kann aber auch eine automatische Regelung vorgesehen sein, indem man beispielsweise den Schieber 16 durch zusätzliche, bekannte Steuerorgane betätigen lässt, derart, dass das Fördervolumen sich selbsttätig nach dem Druck .oder einer andern Betriebsgrösse ein stellt, dass also beispielsweise der Druck der Pumpe konstant bleibt.
Die Drehkolbenmaschine mit mindestens zwei bezahnt'en Drehkörpern kann auch als hydraulischer Motor ausgebildet sein, indem mittels eines unter Druck 'stehenden Mediums die Welle in Umlauf versetzt wird.
Ein sol cher hydraulischer Motor kann durch An wendung geeigneter bekannter Mittel auch reversierbar sein, indem diese Mittel ermög lichen, das Medium in der einen oder andern Drehrichtung der Welle wirken zu lassen. Durch Verwendung von bekannten Steuer organen kann beispielsweise bei konstanter Durchflussmenge die Tourenzahl eines sol chen Motors oder bei konstantem Druck und variabler Durchflussmenge die Leistung und die Tourenzahl geregelt werden.
Ferner be steht beispielsweise die Möglichkeit der selbsttätigen Regulierung auf konstantes Drehmoment bei veränderlichem Druck oder auf konstante Tourenzahl bei veränderlicher Leistung und konstantem oder variablem Druck.
Rotary piston machine. Known rotary piston machines, for example gear pumps and hydrau lic motors of this type, have a delivery volume respectively. a flow rate, which is constant and determined by the dimensions of the displacement body, so that the flow rate BEZW. The flow rate in motors can only be changed by changing the speed of the rotating parts.
The present invention relates to a rotary piston machine with two toothed, intermeshing rotary bodies, which differs from known versions in that one of the rotary body with respect to the other rotary body to change and regulate the. Delivery volume BEZW. the flow rate is arranged axially displaceable.
In the drawing, a gear pump is shown as an embodiment of the subject matter of the invention, namely: FIG. 1 shows a cross section and FIG. 2 shows a longitudinal section through the pump.
1 designates a pinion wedged on a shaft 2, which meshes with an internally toothed toothed ring arranged eccentrically to it. The toothed ring is designed as a drag ring, which is arranged within a cylindrical guide body 4 and the rotational movement of the pinion 1 participates. The guide body 4 has a sickle-shaped projection 4a, which slides between the pinion 1 and the toothed ring 3.
On the guide body 4 a disc 5 is attached, by means of which the toothed ring 3 axially: is held in position.
Guide body 4 and disk 5 lie within a cylindrical housing. 6, the guide body -4 with the Ge housing 6 by means of a geilk 7 is brought into Ver connection that the guide body 4 with the disc 5 and the ring gear 3 can be moved axially, but the guide body and disc 5 within the Housing cannot rotate.
The housing 6 is closed by two Deckei 8 and 9, each of which has one up to the pinion 1 lieranreiehende hub 8a respectively. 9a, -elche hubs are formed at the same time for mounting the shaft 2 from. The hub 9a has an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the guide body 4 and the tip diameter of the pinion 1.
The hub 8a partially has an outer diameter that is the same size as the head circle: diameter of the pinion .1, while the remaining part of this hub is turned off eccentrically to a diameter that corresponds to the head circle diameter of the ring 3.
The toothed ring 3 can thus be pushed freely over this hub, with the part of the vicinity 8a. whose diameter corresponds to the head circle diameter of the ring 3, the mutual lateral sealing of the tooth gaps in the upper part of the latter takes over. The bore of the disk 5 corresponds exactly to the profile of the eccentrically turned hub 8a and seals on the same. The arrangement of the inflow and outflow channels on the suction and pressure side is, because it is known, neither represents nor described.
Between the disk 5. the housing 6 and 8 on the one hand and between the guide body 4, the housing 6 and the cover 9 on the other hand. each an annular space 10 respectively. 11 provided. The room 10 is. by means of a Lei device 12. the space 11 by means of a line 13 with a rotary valve housing 13 a connected, which a supply line 14 and a discharge line 15 after a not. has drawn collecting vessel.
The rotary slide 16 shown in the middle position can be rotated on both sides.
The operation of the pump described is as follows: In the position of the toothed rotating body 1 and 3 shown in FIG. 2, in which only the right half of the toothed ring 3 is in operative connection with the left half of the Zahnritzel'.s 1, a ge - A certain amount of the medium to be conveyed is conveyed from the suction side to the pressure side of the pump when the pinion 1. is set in rotation by the shaft 2 and inevitably takes the toothed ring 3 with it.
The part of the tooth gaps of the two rotating bodies that does not participate in the displacement, i.e. the tooth gaps in the left half of the toothed ring 3 and in the right half of the toothed pinion 1, always remains filled with the conveying medium, but all cavities that are present and filled with medium after all Pages are sealed off.
If the delivery volume is now to be reduced, the rotary slide valve 16 is rotated from the position shown in FIG. 2 in the clockwise direction. This has the consequence that pressure medium passes from the line 14 through the line 13 into the annular space 11. and a displacement of the guide body 4 with the disk 5 and the toothed ring 3 to the left, whereby at the same time pressure medium present in the annular space 10 flows through the lines 12 and 15 to the collecting container (not shown).
If the desired ver smaller delivery volume is reached, then the rotary valve 16 is again vertical ge, as shown in Fig. 2, in this position on the one hand the further inflow of pressure medium through the Lei device 14 to the annular chamber 11 and on the other hand the To prevent the outflow of pressure medium from the annular chamber 10 through the line 15.
To increase the delivery volume of the pump, however, the rotary valve 16 is moved to the left. rotated so that the pressure medium flowing into the annular chamber 10 results in a shift of the toothed ring 3 to the right, with pressure medium flowing out of the annular clamp 11 to the collecting container at the same time.
The two ring chambers 10 and 11 are dimensioned and the connections of the lines 12 and 13 to the chambers are arranged so that pressure medium can flow into one as well as the other of these chambers when the delivery volume of the pump has reached its minimum value or Maximum value is set. As a pressure medium for enlarging or reducing the delivery volume of the pump, for example, the medium to be delivered by the pump itself can be used.
The side shift of the toothed ring 3 in the manner described can also be carried out purely mechanically, for example by frontal arrangement of known construction elements, which are either connected to the plate 5 or to the guide body 4. The parts holding the toothed ring in position and driving it along during the displacement can also be configured differently, but both the radial and the axial closure of the toothed rotating body must be ensured in every position.
While in the exemplary embodiment described, the pinion 1 is stationary and the toothed ring is slidably mounted, the latter can also be housed immovably in the housing so that it always rotates at the same place. In such a case, the shaft with the toothed pinion or the latter alone can be slidably arranged with respect to the toothed ring, always while maintaining the radial and axial closure of the toothed rotating body to the outside.
Instead of the toothed bodies shown, other toothed rotating bodies, such as drums with external and internal toothing, can also be used, and the rotary piston machine can also have more than one stage each consisting of a rotating body pair.
In the case of the described pump, while the number of revolutions of the pinion 1 remains constant, the delivery volume can be adjusted between a minimum and a maximum value as desired and required by hydraulic regulation. However, an automatic control can also be provided, for example by letting the slide 16 be actuated by additional, known control elements in such a way that the delivery volume adjusts itself automatically according to the pressure or another operating variable, so that for example the pressure of the pump is constant remains.
The rotary piston machine with at least two toothed rotating bodies can also be designed as a hydraulic motor, in that the shaft is set in rotation by means of a pressurized medium.
Such a hydraulic motor can also be reversible by using suitable known means, in that these means enable the medium to act in one or the other direction of rotation of the shaft. By using known control organs, for example, with a constant flow rate, the number of revolutions of such a motor or with constant pressure and variable flow rate, the power and number of revolutions can be regulated.
Furthermore, for example, there is the possibility of automatic regulation to constant torque with variable pressure or to constant number of revolutions with variable power and constant or variable pressure.