DE102008038625A1 - Spur gear pump - Google Patents

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Felix Arnold
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Abstract

Es wird eine Stirnzahnradpumpe vorgeschlagen, in deren Pumpengehäuse (2) ein angetriebener Wellenrotor (6) und ein von diesem mitgenommener Gegenrotor (9) gelagert sind, wobei die Rotoren (6, 9) abschnittsweise nach außen und zueinander kugelig ausgebildet sind und wobei die Halbkugelausnehmung (10) zur Aufnahme der Rotoren (6, 9) im Pumpengehäuse (2) durch einen Zentrierdeckel (12) verschlossen ist und Lagerzapfen (21, 24) aufweist zur Drehlagerung der Rotoren (6, 9).It is a spur gear pump proposed in the pump housing (2) a driven shaft rotor (6) and a driven by this counter rotor (9) are mounted, wherein the rotors (6, 9) are formed in sections outwardly and mutually spherical and wherein the Halbkugelausnehmung (10) for receiving the rotors (6, 9) in the pump housing (2) by a centering cover (12) is closed and bearing pin (21, 24) for pivotally mounting the rotors (6, 9).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Stirnzahnradpumpe mit einem angetriebenen in einem Pumpengehäuse gelagerten Wellenrotor und einem von diesem beim Rotieren über die Zähne mitgenommenen Gegenrotor, wobei die Rotoren mindestens abschnittsweise nach außen und zueinander kugelig ausgebildet sind, die kugeligen Lagerwände sowie die Zähne der Zahnradpumpe die Arbeitsräume begrenzen, welche im Pumpengehäuse einen Zugang und einen Abgang für das zu fördernde Medium aufweisen und wobei die Drehachse des Wellenrotors die Drehachse des Gegenrotors unter Einschluss eines bestimmten Winkels schneidet.The Invention is based on a spur gear pump with a driven mounted in a pump housing shaft rotor and a from this when moving over the teeth taken Counter rotor, the rotors at least partially outward and are formed spherical to each other, the spherical bearing walls as well as the teeth of the gear pump the working spaces limit which in the pump housing an access and a Have outlet for the medium to be conveyed and wherein the axis of rotation of the shaft rotor, the axis of rotation of the counter-rotor intersecting at a certain angle.

Derartige Stirnzahnradpumpen sind in unterschiedlicher Gestaltung seit langem bekannt und weisen je nach Entwicklung und entsprechender Zielsetzung unterschiedliche Vorteile und Effekte auf, die mit Pumpen anderer Gestaltung nicht erreichbar sind. So wird meistens mit derartigen Stirnzahnradpumpen auch angestrebt, außer einer Förderung von gasförmigen oder flüssigen Medien, solche Maschinen auch als Motoren zu verwenden, indem die zugeförderten Medien über die Pumpenarbeitsräume einen entsprechenden Abtrieb am Wellenrotor erzielen.such Spur gear pumps have been in different design for a long time known and wise depending on the development and the corresponding objectives different benefits and effects with other pumps Design are unreachable. This is usually the case with such Spur gear pumps also sought, except a promotion of gaseous or liquid media, such Machines also use as motors by the conveyed Media about the pump work spaces a corresponding Achieve output on the shaft rotor.

Bei einer bekannten Drehkolbenmaschine der gattungsgemäßen Art ( DE 42 41 320 C2 ) besteht der Vorteil darin, dass der Kamm der Zähne des jeweils mit dem anderen Rotor kämmend zusammenwirkenden Rotors einen Radius aufweist, der frei gestaltbar ist. Erst bei näherem Überprüfen des Vorteils dieser Erfindung ist erkennbar, dass durch diese frei gestaltbare Abrundung der Zähne ein dichtender Formschluss zwischen den Zahnkämmen und den diesen zugeordneten Ablaufflächen am Zykloidenteil entsteht, ohne dass deshalb die zykloidische Grundfunktion verlassen wird. Bekannt war vorher lediglich Dichtleisten einzusetzen, um die Vorteile einer Trochoide zu nutzen.In a known rotary engine of the generic type ( DE 42 41 320 C2 ) there is the advantage that the comb of the teeth of the rotor cooperating in each case with the other rotor has a radius which can be freely designed. It is only on closer examination of the advantage of this invention that it can be seen that this free-formable rounding of the teeth results in a sealing positive connection between the toothed ridges and the drainage surfaces associated therewith at the cycloidal part without, therefore, leaving the basic cycloidal function. It was previously known only use sealing strips to take advantage of a Trochoide.

Bei einer anderen gattungsgemäßen Stirnzahnradpumpe ( US PS 3,865,440 ) beanspruchen Wellenrotor und Gegenrotor mit ihrer nahezu kompletten Kugelgestaltung ein entsprechend großes Pumpengehäuse, wobei Wellenrotor und Gegenrotor etwa das gleiche Volumen aufweisen, ohne dass deshalb eine Verbesserung oder Vergrößerung der Arbeitsräume entsteht.In another generic spur gear pump ( U.S. Patent 3,865,440 ) claim wave rotor and counter rotor with their almost complete ball design a correspondingly large pump housing, shaft shaft and counter rotor have approximately the same volume, without therefore an improvement or enlargement of the working spaces arises.

Bei wieder einer anderen bekannten gattungsgemäßen Stirnzahnradpumpe ( US PS 3,236,186 ) erfolgt der Antrieb des Wellenrotors über einen Mitnahmering, der kugelig gelagert ist aber mit dem vollen Förderdruck auf die Kugelebene gepresst wird.In yet another known generic spur gear pump ( U.S. Patent 3,236,186 ), the drive of the shaft rotor via a driving ring, which is mounted spherically but is pressed with the full delivery pressure on the ball level.

Der Erfindung zugrundeliegende AufgabeThe invention is based task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Stirnzahnradpumpe der gattungsgemäßen Art weiter zu entwickeln, wobei vor allem aufgrund der Konstruktion die äußeren Abmaße verringert werden und die Drehlagerreibung verringert wird, so dass aufgrund des Prinzips der Stirnzahnradpumpe mit Trochoidenverzahnung eine Pumpe mit hohem Wirkungsgrad erzielt wird.Of the Invention, the object is based on a spur gear pump generic type to develop further, wherein mainly because of the construction the outer ones Dimensions are reduced and reduces the pivot bearing friction so, due to the principle of the spur gear pump with trochoidal teeth a pump with high efficiency is achieved.

Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages

Die erfindungsgemäße Stirnzahnradpumpe der gattungsgemäßen Art, bei der es sich bei der Verzahnung um eine Trochoidenverzahnung handelt, bei der sowohl Wellenrotor als auch Gegenrotor mit ihrer äußeren kugeligen Gestaltung in einer Halbkugelausnehmung des Pumpengehäuses angeordnet sind, deren Achse in die Drehachse des Gegenrotors fällt, bei der die Halbkugelausnehmung zur Aufnahme der Rotoren im Pumpengehäuse durch einen mit dem Gegenrotor achsgleichen Zentrierdeckel verschlossen ist, an dem sich der Gegenrotor mit der den Zähnen abgewandten Seite abstützt und bei der Lagerzapfen zur Drehlagerung der Rotoren gegenüber Pumpengehäuse und Zentrierdeckel vorhanden sind, hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Pumpe mit sehr geringen Außenabmessungen konstruierbar ist aber mit einem außerordentlich hohen Wirkungsgrad, wobei zu berücksichtigen ist, dass derartige Pumpen außerordentlich gefragt sind. Schon der konstruktive Unterschied zu dem oben erwähnten Stand der Technik zeigt, wie schwierig derartige Entwicklungen sind und dass hier vor allem eine Voreingenommenheit der Fachwelt überwunden werden musste, da, wie einem Teil des Standes der Technik entnehmbar ist, Konstruktionen der dort gegebenen Art lange zurückliegen, wohingegen das Problem unverändert geblieben ist.The Spur gear pump according to the invention of the generic type Type in which the toothing is a trochoid toothing in which both shaft rotor and counter rotor with their outer spherical design in a hemispherical recess of the pump housing are arranged, whose axis falls in the axis of rotation of the counter-rotor, in which the Halbkugelausnehmung for receiving the rotors in the pump housing closed by a centering cover which is the same axis as the counter rotor is where the counter rotor turns away with the teeth Side supports and the bearing journal for pivotal mounting the rotors opposite the pump housing and centering cover are present, has the advantage that a Pump with very small outside dimensions constructable but with an exceptionally high efficiency, bearing in mind that such pumps are extraordinary are in demand. Already the constructive difference to the above mentioned state The technique shows how difficult such developments are and that above all a bias of the professional world overcome had to be, since, as a part of the state of the art removable is, constructions of the type given there are long ago, whereas the problem has remained unchanged.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen sowohl Zentrierdeckel als auch Endabschnitt der Halbkugelausnehmung einen ineinander passenden zylindrischen Abschnitt auf. Hierdurch ist es in einfacher Art möglich den Zentrierdeckel in den Endabschnitt der Halbkugelausnehmung, nämlich deren offene Seite, einzuführen und zu befestigen. Bei den bekannten Vorrichtungen ist ein solcher zylindrischer Abschnitt nicht vorgesehen, so dass ein zweiter eine Halbkugelausnehmung aufweisender Teil mit dem ersten Teil verbunden werden muss.To an advantageous embodiment of the invention have both centering lid as well as end portion of the hemispherical recess a mating cylindrical section on. This makes it possible in a simple way the Zentrierdeckel in the end portion of the Halbkugelausnehmung, namely their open side, insert and fasten. at the known devices is such a cylindrical section not provided, so that a second having a Halbkugelausnehmung Part must be connected to the first part.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Antrieb des Wellenrotors über einen Elektromotor, vorzugsweise Außenläufermotor, der an dem Pumpengehäuse achsgleich befestigt ist und zum Wellenrotor hin eine Drehkupplung aufweist. Es ist zwar eine Pumpe bekannt, bei der die Förderung des Mediums über Flügelzellen erfolgt und der Antrieb über einen Elektromotor gegeben ist ( DE 32 21 389 A1 ), nur handelt es sich hierbei um eine Pumpe völlig anderer Gattung, wobei auch das dort zugrundeliegende Problem ein völlig anderes ist.According to an additional advantageous embodiment of the invention, the drive of the shaft rotor via an electric motor, preferably external rotor motor, the axis of the pump housing takes place is fastened equal and has a rotary coupling to the shaft rotor. Although it is known a pump in which the promotion of the medium via vane cells and the drive is given by an electric motor ( DE 32 21 389 A1 ), but this is a pump of a completely different genus, and the underlying problem is a completely different.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen auch zur Axiallagerung von Wellenrotor oder Gegenrotor Wälzlager, die auf den Lagerzapfen von Wellenrotor bzw. Zentrierdeckel angeordnet sind. Durch derartige Wälzlager wird natürlich einerseits die Rotation der Rotoren gefördert, aber es werden außerdem Konuskräfte in axialer Richtung des Lagers aufgenommen, so dass die Reibungsbelastung an den Kugelwänden innerhalb des Gehäuses oder auch des Gegenrotors zum Wellenrotor hin verringert werden kann. Dies trägt vor allem zu einem günstigen Wirkungsgrad bei, wie er meist nicht erwartet wird.To an additional advantageous embodiment of the invention also serve for the axial bearing of shaft rotor or counter rotor rolling bearings, arranged on the journal of shaft rotor or centering cover are. By such bearings is natural on the one hand promoted the rotation of the rotors, but it will be In addition, cone forces in the axial direction of the bearing absorbed, so that the friction load on the ball walls within the housing or even the counter rotor to the shaft rotor can be reduced. This mainly contributes to one favorable efficiency, as he usually does not expect becomes.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Lagerzapfen des Wellenrotors auf der den Zähnen abgewandten Seite angeordnet und dient als Drehkupplung, wobei er in eine entsprechende Bohrung des Pumpengehäuses ragt auf der den Zähnen abgewandten Seite. Auch hierdurch ist eine vollständige Entlastung des Wellenrotors in axialer Richtung zum Elektromotor hin gegeben, ohne dass deshalb die Mitnahmedrehqualität leidet.To an additional advantageous embodiment of the invention is the journal of the shaft rotor on the teeth arranged on the opposite side and serves as a rotary joint, where he in a corresponding bore of the pump housing projects the side facing away from the teeth. Also this is one complete relief of the shaft rotor in the axial direction given to the electric motor, without therefore the driving torque suffers.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ragt der Lagerzapfen am Zentrierdeckel des Pumpengehäuses als Führungsmittel in eine Bohrung des Gegenrotors und zwar auf der den Zähnen abgewandten Seite des Gegenrotors. Dies hat erst beim zweiten Hinschauen erkennbar den Vorteil, dass der Zentrierdeckel und damit die Außenabmessungen der Pumpe flach gehalten werden können und dass außerdem das Massevolumen des Gegenrotors mit seiner lediglich Pumpenarbeitsraum begrenzenden Funktion stark verringert wird. Auch dies kommt dem Wirkungsgrad der Pumpe zugute.To an additional advantageous embodiment of the invention The bearing pin protrudes on the centering cover of the pump housing as a guide means in a bore of the counter rotor and Although on the side facing away from the teeth of the counter-rotor. This has only the second look recognizable the advantage that the Centering cover and thus the external dimensions of the pump can be kept flat and that as well the mass volume of the counter-rotor with its only pump workspace limiting function is greatly reduced. This too is coming Efficiency of the pump benefits.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Zu- und Abgang der Pumpe in Form von Rohrstutzen ausgebildet, welche zueinander parallel und weitgehend rechtwinklig zur Achse des Wellenrotors verlaufen, wobei innerhalb des Pumpengehäuse entsprechende Verbindungen zu den Arbeitsräumen der Pumpe vorhanden sind. Auch dieses Merkmal dient den günstigen Einsatzmöglichkeiten der Pumpe, wobei normalerweise die Zu- und Abgänge von Pumpen auf unterschiedlichen Seiten liegen und im Falle einer gewünschten Parallelisierung umgeleitet werden müssen.To an additional advantageous embodiment of the invention the inlet and outlet of the pump are in the form of pipe sockets, which are parallel to each other and largely perpendicular to the axis of the shaft rotor, wherein within the pump housing appropriate connections to the working spaces of the pump available. Also this feature is the cheap Possible uses of the pump, whereby usually the supply of and outlets from pumps are on different sides and redirected in case of a desired parallelization Need to become.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung betreffen den Wirkungsgrad verbessernde Gestaltung der Zähne, beispielsweise deren Querschnitts aber auch in deren Längsausdehnung, die gekrümmt eine besonders gute Wirkung bringt. So ist auch bei der gewählten Gestaltung die erfindungsgemäße Stirnzahnradpumpe besonders im Bereich von gasförmigen Medien, beispielsweise Luft, vorteilhaft.additional Embodiments of the invention relate to improving the efficiency Design of the teeth, but for example their cross-section also in their longitudinal extent, the curved one brings particularly good effect. So is the case with the chosen one Design the spur gear pump according to the invention especially in the field of gaseous media, for example Air, advantageous.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.One Embodiment of the subject of the invention shown in the drawing and explained in more detail below.

Es zeigen:It demonstrate:

1. einen Längsschnitt durch das gesamte erfinderische Pumpenaggregat; 1 , a longitudinal section through the entire inventive pump unit;

2 eine Ansicht des Aggregats von der Pumpenseite her; 2 a view of the unit from the pump side;

3 den Wellenrotor im Längsschnitt und die 3 the shaft rotor in longitudinal section and the

47 Volumenstromkurven der erfinderischen Pumpe mit einer Leistung bis zu 200 Liter pro Minute. 4 - 7 Volume flow curves of the inventive pump with a capacity up to 200 liters per minute.

Wie in 1 dargestellt ist eine Stirnzahnradpumpe 1 mit ihrem Gehäuse 2 mit einem sehr vereinfacht dargestellten Elektromotor 3 verbunden. Dieser Elektromotor 3 ist nicht näher dargestellt, wird aber bevorzugt als Außenläufermotor ausgebildet sein. Jedenfalls wird über eine Welle 4 des Motors und eine Drehkupplung 5 ein Wellenrotor 6 der Pumpe angetrieben, welcher stirnseitig Zähne 7 aufweist, welche in Zähne 8 eines Gegenrotors 9 greifen, so dass beim durch den Elektromotor 3 angetriebenem Rotieren des Wellenrotors 6 dieser den Gegenrotor 9 drehschlüssig mitverdreht. Die Drehachsen der beiden Rotoren 6 und 9 schließen einen bestimmten Winkel ein, so dass ein zwischen den Zähnen 7 und 8 befindlicher Pumpenarbeitsraum beim Rotieren verkleinert bzw. vergrößert wird, um dadurch die Saug- bzw. Druckwirkung der Pumpe zu bewirken.As in 1 shown is a spur gear pump 1 with her case 2 with a very simplified illustrated electric motor 3 connected. This electric motor 3 is not shown in detail, but will preferably be designed as an external rotor motor. Anyway, it's about a wave 4 of the engine and a rotary joint 5 a wave rotor 6 the pump driven, which front teeth 7 which is in teeth 8th a counter-rotor 9 grab, so when passing through the electric motor 3 driven rotating the shaft rotor 6 this the counter rotor 9 rotatably mitverdreht. The axes of rotation of the two rotors 6 and 9 include a certain angle, so that one between the teeth 7 and 8th Rotary pumping space is reduced or increased, thereby causing the suction or pressure effect of the pump.

Beide Rotoren, nämlich Wellenrotor und Gegenrotor, sind in einer Halbkugelausnehmung 10 des Gehäuses 2 angeordnet, so dass sie von der Öffnungsseite 11 in das Gehäuse 2 eingesetzt werden können. Da es sich um eine Halbkugelausnehmung handelt ist es möglich ungehindert von der Öffnungsseite 11 her beide Rotoren einzusetzen. Um die notwendige Pumpwirkung zwischen den Rotoren erzeugen zu können wird diese Halbkugelausnehmung 10 durch einen Zentrierdeckel 12 verschlossen, der dem Gegenrotor 9 zugewandt einen zylindrischen Abschnitt 13 aufweist, der in einen entsprechend gestalteten zylindrischen Endabschnitt 14 der Halbkugelausnehmung gesteckt wird.Both rotors, namely shaft rotor and counter rotor, are in a hemispherical recess 10 of the housing 2 arranged so that they are from the opening side 11 in the case 2 can be used. Since it is a Halbkugelausnehmung it is possible unhindered from the opening side 11 to use both rotors. To be able to generate the necessary pumping action between the rotors this Halbkugelausnehmung 10 through a centering lid 12 closed, the counter rotor 9 facing a cylindrical section 13 having, in a corresponding gestal teten cylindrical end portion 14 the Halbkugelausnehmung is plugged.

Wie besonders 2 entnehmbar ist, wird der Zentrierdeckel 12 am Pumpengehäuse 2 über Schrauben 15 befestigt. Sowohl das Gehäuse 2 als auch der Bereich um die Schrauben 15 wird in Bezug auf Materialanhäufung so stark wie möglich reduziert, um dadurch ein möglichst leichtes Aggregat zu erhalten. Dies gilt natürlich auch für die Verbindung zwischen Pumpengehäuse 2 und Elektromotor 3, wofür Nasen 16 vorgesehen sind – in der Zeichnung allerdings ohne Verbindungsschrauben dargestellt.How special 2 is removable, the centering lid 12 on the pump housing 2 about screws 15 attached. Both the case 2 as well as the area around the screws 15 is reduced as much as possible in terms of material accumulation, thereby obtaining as light aggregate as possible. Of course, this also applies to the connection between the pump housing 2 and electric motor 3 , for which noses 16 are provided - but shown in the drawing without connecting screws.

Von dem Pumpengehäuse 2 zweigen, wie in 2 gezeigt, zwei Anschlüsse 17 ab, die für das zu fördernde Medium eine Verbindung zu den zwischen den Zähnen 7 und 8 gebildeten Arbeitsräumen besteht und die aus praktischen Gründen weitgehend parallel verlaufen, um so mehr als eine Stirnzahnradpumpe Saug- und Druckseite nahezu auf der gleichen Gehäusehälfte aufweisen.From the pump housing 2 branches, as in 2 shown, two connections 17 starting to connect to the medium to be conveyed to the between the teeth 7 and 8th formed working spaces and for practical reasons are largely parallel, the more so than a spur gear pump suction and pressure side almost on the same housing half.

Der Gegenrotor 9 hat zum Wellenrotor 6 hin eine kugelige Erhebung 18, die in eine entsprechende kugelige Vertiefung 19 des Wellenrotors 6 ragt. Hierdurch wird die aufgrund der einen bestimmten Winkel einschließenden Drehachsen von Wellenrotor und Gegenrotor sich zueinander ergebende Lageänderung gelöst, allerdings üblicherweise mit dem Nachteil der starken Materialanhäufung durch diese kugelige Erhebung. Um dieses Volumen der kugeligen Erhebung 18 zu verringern, ist in der kugeligen Erhebung 18 von der Seite des Zentrierdeckels 12 her eine zentrale Bohrung 20 vorgesehen, in die ein Zentrierzapfen 21 des Zentrierdeckels 12 ragt. Über ein zwischen dem Zentrierzapfen 21 und der zentralen Bohrung 20 angeordnetes Wälzlager 22 wird einerseits die Leichtläufigkeit des Gegenrotors gefördert, aber andererseits auch Reibkräfte zwischen Gegenrotor 9 und Zentrierdeckel 12 verringert bzw. ganz abgebaut, da ein solches Wälzlager 22 auch entsprechende Axialkräfte aufnehmen kann, die am Gegenrotor entstehen durch die Druckkräfte in den Pumpenarbeitsräumen zwischen den Zähnen 7 und 8. Zur Aufnahme der Axialkräfte sind natürlich entsprechende Schultern durch Abdrehungen im Lagerbereich vorgesehen.The counter rotor 9 has to the wave rotor 6 towards a spherical elevation 18 in a corresponding spherical depression 19 of the shaft rotor 6 protrudes. As a result, the due to a certain angle enclosing axes of rotation of the shaft rotor and counter-rotor to each other resulting position change is achieved, but usually with the disadvantage of the strong accumulation of material through this spherical survey. Around this volume of the spherical elevation 18 to decrease is in the spherical elevation 18 from the side of the centering cover 12 fro a central hole 20 provided, in which a centering pin 21 of the centering lid 12 protrudes. About one between the centering pin 21 and the central hole 20 arranged rolling bearing 22 on the one hand, the smoothness of the counter-rotor is promoted, but on the other hand also frictional forces between the counter-rotor 9 and centering lid 12 reduced or completely degraded, since such a rolling bearing 22 can also absorb corresponding axial forces that occur at the counter rotor by the pressure forces in the pump work spaces between the teeth 7 and 8th , To accommodate the axial forces of course corresponding shoulders are provided by Abrehungen in the storage area.

Diese den Wirkungsgrad aufgrund Herabsetzung der Reibung verbessernde Effekt ist besonders auch bei Betrachtung von 3 in Verbindung mit 1 erkennbar. Der in 3 vergrößert dargestellte Wellenrotor 6 hat, im Unterschied zum Gegenrotor 9, einen Unterschied von einem Zahn, um die gewünschte Pumpwirkung zu erzielen. Das Wälzlager 23 ist hier auf einem Zapfen 24 des Wellenrotors 6 angeordnet, wobei sich axial dieses Wälzlager 23 an einer Querschulter 25 des Wellenrotors 6 abstützt und andererseits an einem Abstützring 26 des Gehäuses 2, bei dem es sich beispielsweise um einen Segerring handeln kann. Maßgebend ist, dass durch die Wälzlager 22 und 23 die Radialkräfte auf die kugelförmige Wandung mit ihrer konischen Klemmwirkung verringert oder gar aufgehoben werden. Die Drehkupplung 5 zwischen Drehwelle 4 und Wellenrotor 6 kann eine einfache einen Axialhub zulassende Zahnkupplung sein mit einer Keilverzahnung 27 odgl.This effect improving the friction reduction effect is particularly remarkable when considering 3 combined with 1 recognizable. The in 3 enlarged wave rotor shown 6 has, in contrast to the counter rotor 9 , a difference from a tooth to achieve the desired pumping action. The rolling bearing 23 is here on a cone 24 of the shaft rotor 6 arranged, with axially this rolling bearing 23 on a cross shoulder 25 of the shaft rotor 6 supported and on the other hand on a support ring 26 of the housing 2 , which may be, for example, a Segerring. Decisive is that through the bearings 22 and 23 the radial forces are reduced to the spherical wall with its conical clamping action or even canceled. The rotary joint 5 between rotary shaft 4 and wave rotor 6 may be a simple axial clutch allowing a toothed coupling with a spline 27 or the like.

Aus den Diagrammen ist der Vorteil der Erfindung herleitbar, wobei eine grundsätzliche Verbesserung gegenüber bekannten Pumpen von mindestens 20% erzielt ist.Out The diagrams of the advantage of the invention can be derived, with a fundamental improvement over known ones Pumps of at least 20% is achieved.

In 4 ist der Volumenstrom über der Drehzahl aufgetragen, in 5 der volumetrische Wirkungsgrad über dem Volumenstrom, in 6 der Druckaufbau über dem Volumenstrom und in 7 der Verdichterwirkungsgrad über dem Volumenstrom. Wie deutlich erkennbar ist sind bei allen grundsätzlichen Untersuchungen ähnliche Ergebnisse erzielt worden, wobei besonders für die Praxis der Wirkungsgrad gemäß 7 bedeutungsvoll ist.In 4 the volume flow is plotted against the speed, in 5 the volumetric efficiency over the volume flow, in 6 the pressure build-up above the volume flow and in 7 the compressor efficiency over the volume flow. As can be clearly seen, similar results have been obtained in all of the fundamental investigations, with the efficiency according to 7 meaningful.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the Drawing illustrated features can both individually as well as in any combination essential to the invention essential to the invention be.

11
StirnzahnradpumpeSpur gear pump
22
Gehäuse von 1 Housing of 1
33
Elektromotorelectric motor
44
Welle von 3 Wave of 3
55
Drehkupplungrotary joint
66
Wellenrotorwave rotor
77
Zähneteeth
88th
Zähneteeth
99
Gegenrotoragainst rotor
1010
HalbkugelausnehmungHalbkugelausnehmung
1111
Öffnungsseiteopening side
1212
Zentrierdeckelcentering
1313
zylindrischer Abschnitt von 12 cylindrical section of 12
1414
zylindrischer Abschnitt von 10 cylindrical section of 10
1515
Schraubenscrew
1616
Nasennose
1717
Anschlüsseconnections
1818
kugelige Erhebung von 9 spherical survey of 9
1919
kugelige Vertiefung in 6 spherical depression in 6
2020
zentrale Bohrungcentral drilling
2121
Zentrierzapfenspigot
2222
Wälzlagerroller bearing
2323
Wälzlagerroller bearing
2424
Zapfen von 6 Cones of 6
2525
Querschultertransverse shoulder
2626
Abstützringsupport ring
2727
Keilverzahnungspline

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4241320 C2 [0003] - DE 4241320 C2 [0003]
  • - US 3865440 [0004] - US 3865440 [0004]
  • - US 3236186 [0005] - US 3236186 [0005]
  • - DE 3221389 A1 [0009] - DE 3221389 A1 [0009]

Claims (9)

Stirnzahnradpumpe – mit einem von außen angetriebenen in einem Pumpengehäuse gelagerten Wellenrotor und einem von diesem beim Rotieren über die Zähne mitgenommenen Gegenrotor, – wobei die Rotoren mindestens abschnittsweise nach außen und zueinander kugelig ausgebildet sind, – die kugeligen Wände sowie die Zähne die Arbeitsräume der Pumpe begrenzen, welche im Pumpengehäuse einen Zugang und einen Abgang aufweisen und – wobei die Drehachse des Wellenrotors die Drehachse des Gegenrotors unter Einschluss eines bestimmten Winkels schneidet, dadurch gekennzeichnet, – dass es sich bei der Verzahnung um eine Trochoidenverzahnung handelt, – dass sowohl Wellenrotor (6) als auch Gegenrotor (9) mit ihrer äußeren kugeligen Gestaltung in einer Halbkugelausnehmung (10) des Pumpengehäuses (2) angeordnet sind, deren Achse in die Drehachse des Gegenrotors (9) fällt, – dass die die Halbkugelausnehmung (10) zur Aufnahme der Rotoren (6, 9) im Pumpengehäuse (2) durch einen mit dem Gegenrotor (9) achsgleichen Zentrierdeckel (12) verschlossen ist, an dem sich der Gegenrotor (9) mit der den Zähnen (7, 8) abgewandten Seite abstützt und – mit Lagerzapfen (21, 24) zur Drehlagerung der Rotoren (6, 9) gegenüber Pumpengehäuse (2) und Zentrierdeckel (12).Spur gear pump - with a driven from the outside in a pump housing shaft rotor and a taken from this when rotating on the teeth counter rotor, - the rotors are at least partially outwardly and mutually spherical, the spherical walls and the teeth limit the working space of the pump which have an access and an outlet in the pump housing and - wherein the axis of rotation of the shaft rotor intersects the axis of rotation of the counter-rotor enclosing a certain angle, characterized in that - the toothing is a trochoid toothing, - that both shaft rotor ( 6 ) as well as counter rotor ( 9 ) with its outer spherical shape in a hemispherical recess ( 10 ) of the pump housing ( 2 ) are arranged whose axis in the axis of rotation of the counter-rotor ( 9 ) - that the hemisphere recess ( 10 ) for receiving the rotors ( 6 . 9 ) in the pump housing ( 2 ) by one with the counter rotor ( 9 ) same centering cover ( 12 ) is closed, at which the counter rotor ( 9 ) with the teeth ( 7 . 8th ) facing away from side and - with bearing pin ( 21 . 24 ) for the rotary bearing of the rotors ( 6 . 9 ) opposite pump housing ( 2 ) and centering cover ( 12 ). Stirnzahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl Zentrierdeckel (12) als auch Endabschnitt der Halbkugelausnehmung (10) einen ineinanderpassenden zylindrischen Abschnitt (13, 14) aufweisen und darin zusammengefügt sind.Spur gear pump according to claim 1, characterized in that both centering covers ( 12 ) as well as end portion of the hemisphere recess ( 10 ) a mating cylindrical portion ( 13 . 14 ) and are joined together. Stirnzahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Wellenrotors (6) über einen Elektromotor (3) erfolgt, der an dem Pumpengehäuse (2) befestigt ist und zum Wellenrotor (6) hin eine Drehkupplung (5) aufweist.Spur gear pump according to claim 1 or 2, characterized in that the drive of the shaft rotor ( 6 ) via an electric motor ( 3 ) carried on the pump housing ( 2 ) and to the wave rotor ( 6 ) a rotary coupling ( 5 ) having. Stirnzahnradpumpe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auch zur Axiallagerung von Wellenrotor (6) oder Gegenrotor (9) Wälzlager (22, 23) dienen, die auf den Lagerzapfen (21, 24) von Wellenrotor (6) bzw. Zentrierdeckel (12) angeordnet sind.Spur gear pump according to claim 1 to 3, characterized in that also for the axial bearing of wave rotor ( 6 ) or counter rotor ( 9 ) Roller bearing ( 22 . 23 ), which on the journal ( 21 . 24 ) of wave rotor ( 6 ) or centering cover ( 12 ) are arranged. Stirnzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (21, 24) des Wellenrotors (6) auf der den Zähnen (7, 8) abgewandten Seite angeordnet ist, als Drehkupplung (5) dient und in eine entsprechende Bohrung des Pumpengehäuses (2) ragt auf der den Zähnen (7, 8) abgewandten Seite.Spur gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing journal ( 21 . 24 ) of the shaft rotor ( 6 ) on the teeth ( 7 . 8th ) facing away from side, as a rotary joint ( 5 ) and in a corresponding bore of the pump housing ( 2 ) protrudes on the teeth ( 7 . 8th ) facing away. Stirnzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (21, 24) am Zentrierdeckel (12) des Pumpengehäuses (2) als Führungsmittel in eine Bohrung des Gegenrotors (9) ragt auf der den Zähnen (7, 8) abgewandten Seite des Gegenrotors (9).Spur gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing journal ( 21 . 24 ) on the centering cover ( 12 ) of the pump housing ( 2 ) as a guide means in a bore of the counter-rotor ( 9 ) protrudes on the teeth ( 7 . 8th ) facing away from the counter rotor ( 9 ). Stirnzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass mindestens eines der Drehlager als Wälzlager (22, 23) ausgebildet ist.Spur gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the pivot bearing as a rolling bearing ( 22 . 23 ) is trained. Stirnzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zu- und Abgang der Pumpe in Form von Rohrstutzen ausgebildet sind, welche zueinander parallel und weitgehend rechtwinklig zur Achse des Wellenrotors (6) verlaufen, wobei innerhalb des Pumpengehäuses (2) entsprechende Verbindungen zu den Arbeitsräumen der Pumpe vorhanden sind.Spur gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that inlet and outlet of the pump in the form of pipe sockets are formed, which are mutually parallel and substantially perpendicular to the axis of the shaft rotor ( 6 ), wherein within the pump housing ( 2 ) corresponding connections to the working spaces of the pump are present. Stirnzahnradpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung als Schrägverzahnung ausgebildet ist.Spur gear pump according to one of the preceding claims, characterized in that the toothing as a helical toothing is trained.
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