DE102008038625A1 - Spur gear pump - Google Patents
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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 (
Bei
einer anderen gattungsgemäßen Stirnzahnradpumpe
(
Bei
wieder einer anderen bekannten gattungsgemäßen
Stirnzahnradpumpe (
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 (
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:
Wie
in
Beide
Rotoren, nämlich Wellenrotor und Gegenrotor, sind in einer
Halbkugelausnehmung
Wie
besonders
Von
dem Pumpengehäuse
Der
Gegenrotor
Diese
den Wirkungsgrad aufgrund Herabsetzung der Reibung verbessernde
Effekt ist besonders auch bei Betrachtung von
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
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 of1 - 33
- Elektromotorelectric motor
- 44
-
Welle
von
3 Wave of3 - 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 of12 - 1414
-
zylindrischer
Abschnitt von
10 cylindrical section of10 - 1515
- Schraubenscrew
- 1616
- Nasennose
- 1717
- Anschlüsseconnections
- 1818
-
kugelige
Erhebung von
9 spherical survey of9 - 1919
-
kugelige
Vertiefung in
6 spherical depression in6 - 2020
- zentrale Bohrungcentral drilling
- 2121
- Zentrierzapfenspigot
- 2222
- Wälzlagerroller bearing
- 2323
- Wälzlagerroller bearing
- 2424
-
Zapfen
von
6 Cones of6 - 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
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