DE1935621A1 - Displacement pump - Google Patents
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Description
VERDRÄNGERPUMPEDISPLACEMENT PUMP
Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe vorzugsweise zur Vakuumerzeugung. Nach Reuleaux "Theoretische Kinematik',' Braunschweig 1875, Seiten 399 ff ist eine Vorrichtung bekannt, die als Payton1scher Wassermesser bezeichnet wird» Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse, in dem sich zwei Vreisevolventenförinige B5gen an ihrer Außenseite berühren und bei jeder Drehung Flüssigkeit fördern. Die Fßrderkammern werden dabei jeweils durch die zylindrische Gehäusewand und einen "volventenbogen einerseits sowie die ebenen Stirnseiten des Gehäuses andererseits gebildet. Einer der Hauptnachteile dieser Anordnung besteht in der hohen Gleitgeschwindigkeit der Enden der Evolventenbögen auf der Gehäusewand.The invention relates to a positive displacement pump, preferably for generating a vacuum. According to Reuleaux 'Theoretische Kinematik', 'Braunschweig 1875, pages 399 ff, a device is known which is referred to as Payton 1 shear water knife The conveyor chambers are each formed by the cylindrical housing wall and a volvent arc on the one hand and the flat end faces of the housing on the other. One of the main disadvantages of this arrangement is the high sliding speed of the ends of the involute arcs on the housing wall.
Ferner sind Einrichtungen verschiedener Art, die je nach dem Zweck und dem Arbeitsmedium entweder Hydromotoren, Pumpen, pneumatische Motoren, Kompressoren» Ventilatoren, oder Luftpumpen sind, in vielen Ausführungen bekannt. Als pneumatische Einrichtungen für kleine und mittlere Drucke bei großen und mittleren Fördermengen werden zumeist mit Schiebern versehene, schraubenförmige oder andere schnelllaufende Systeme verwendet, von denen jedes verschiedene Nachteile aufweist. Der Nachteil der Schieberkompressoren besteht z.B. in der großen Reibung, Sehraubenkompressoren sind zu kompliziert wegen der vielen Arbaitsstufen, die bei höhern Drucken erforderlich sind.There are also various types of equipment that, depending on the purpose and the working medium, either have hydraulic motors, Pumps, pneumatic motors, compressors, fans, or air pumps are known in many designs. as Pneumatic devices for small and medium pressures with large and medium flow rates are mostly included Sliders, helical or other high-speed ones Systems are used, each of which has various disadvantages. The disadvantage of slide compressors consists, for example, in the large amount of friction, super-screw compressors are too complicated because of the many stages of work that are required for higher pressures.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die geschilderten Nachteile zu umgehen und ein System anzugeben, welches einfach in Aufbau und Herstellung ist und welches die Nachteile der großen Reibung, insbesondere der komplizierten Antriebs- und Hitnehmermechanismen sowie der kostspieligen Fertigung vermeidet»The invention has set itself the task of circumventing the disadvantages outlined and specifying a system which is easy to assemble and manufacture and which the disadvantages of high friction, in particular the complicated drive and clutch mechanisms as well as the avoids costly manufacturing »
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung der Schöpfkammern (V) zwei mit Vorsprangen (2) 'ineinandergreifende, ebene, parallele Scheiben (1) vorgesehen sind, und daß diese Vorsprünge (2) an beider. Scheiben (1> hinsichtlich der Mittellinie (L) Kreisevolventen mit gleichem Grundkreis (rg) bestimmen, und daß wenigstens eine Scheibe (1) mit einem Antriebselement (6)' zur kreisförmigen Translationsbewegung der einen Scheibe (1) gegenüber der anderen verbunden ist, wobei die Schöpfkammern (V) von der Außenseite des einen Vorsnrungs (2) und der Innenseite des anderen Vorsprungs (2) begrenzt sind. Die erfindungsgemäße Anordnung hat gegenüber dem bekannten Stand des» Technik den wesentlichen Vorteil, daß die Scheiben keiner besonderen Führung bedürfen, sondern die kreisevolventenförmigen Vorsprünge in erster Linie diese Aufgabe, die bei anderem Aufbau einen komplizierten Mechanismus.erfordern, übernehmen. Ein weiterer erheblicher Vorteil einer Ausführung gemäß der Erfindung wird darin gesehen,.daß die Anfertigung der kreisevolventenförmigen Vorsprünge kontinuierlich erfolgen kann durch Oberlagerung einer Dreh- und einer Vorschubbewegung. Ferner ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäße Einriebtung^erlaubt, volumetrische Maschinen herzustellen, bei denen mehrere kreisevolventenförmige Vorsprünge auf einer Scheibe angeordnet sind. Dadurch läßt sich eine besonders gleichmäßige Förderwirkung erzielen. Außerdem ist bei einer solchen Anordnung, die Scheibe mit den kreisevolventenförmigen Vorsprangen völlig ausgewuchtet,This object is achieved in that for Formation of the scoop chambers (V) two with projections (2) 'interlocking, flat, parallel disks (1) are provided, and that these projections (2) on both. Discs (1> with regard to the center line (L) determine involute circles with the same base circle (rg), and that at least a disc (1) with a drive element (6) 'for circular Translational movement of one disc (1) is connected with respect to the other, the scooping chambers (V) from the outside of one Vorsnrungs (2) and the inside of the other projection (2) are limited. The inventive Arrangement has the significant advantage over the known state of the art that the disks do not have any require special guidance, but the circular involute-shaped projections primarily this task, the require a complicated mechanism for a different structure, take over. Another significant advantage of an embodiment according to the invention is seen in that .that the Production of the circular involute-shaped projections continuously can be done by superimposing a rotary and a feed movement. It should also be emphasized that the Rubbed in accordance with the invention allows the production of volumetric machines in which several circular involute Projections are arranged on a disc. This enables a particularly uniform conveying effect to be achieved. In addition, with such an arrangement, the disk with the circular involute-shaped projections is completely balanced,
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, beide Seheiben auf versetzten Achsen, die durch den Nullpunkt der kreisevolventenförmigen Vorsprünge verlaufen, drehbar anzuordnen. Hierdurch wird es möglieh, daß eine der Scheiben über ein Antriebselement in Drehbewegung versetzbar ist, wobei die angetriebene Seheibe mittels Kraftübertragung über die Flanken der kreisevolventenförmigen Vorsprünge die andereIt has been shown to be beneficial to open both discs staggered axes that run through the zero point of the circular involute projections to be arranged rotatably. This makes it possible that one of the disks has a Drive element can be set in rotary motion, the driven Seheibe by means of power transmission via the flanks of the circular involute projections the other
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Scheibe in eine Drehbewegung mit gleicher Drehzahl und gleicher Drehrichtung versetzt, wodurch beide Scheiben die Relativbewegung in Form der Kreisverschiebung ausführen.Disc set in a rotary movement with the same speed and direction of rotation, whereby both discs the relative movement in the form of a circular shift.
In verschiedenen Fällen kann es zweckmäßig sein, daß beide Scheiben über entsprechende Antriebselemente in gleicher Drehrichtung und mit gleicher Drehzahl antreibbar sind.Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß am äußeren Umfang der Scheiben Zahnkränze angeordnet sind, in welche ein gemeinsames Zahnrad eingreift. Ferner kann es zweckmäßig sein, daß eine Scheibe fest angeordnet ist und daß die andere Scheibe mittels entsprechender Antriebselemente die "Relativbewegung in Form der Kreisverschiebung ausführt.In different cases it may be useful that both Discs can be driven via corresponding drive elements in the same direction of rotation and at the same speed can be done, for example, by arranging ring gears on the outer circumference of the disks, in which a common Gear meshes. Furthermore, it can be useful that one disk is fixedly arranged and that the other disk "Performs the relative movement in the form of the circular displacement by means of appropriate drive elements.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Parallelführung bei der Kreisverschiebebewegung durch die Flanken der kreisevolventenförmigen Vorsprünge bewirkt wird. In besonderen Fällen kann es zweckmäßig sein, daß die Parallelführung bei der Kreisverschiebebewegung durch Mitnehmerelemente bewirkt wird. Aus Dichtungsgründen kann es vorteilhaft sein, daß wenigstens eine Scheibe an ihrem äußeren Umfang mit einem kreisförmigen Vorsprung versehen ist, der zusammen mit der anderen Scheibe eine radiale Abdichtung bildet. Es erscheint ferner zweckmäßig, daß zur kontinuierlichen Einstellung des Radialspiels wenigstens eine der Scheiben exzentrisch und drehbar auf der versetzten Achse angeordnet ist.It has proven to be advantageous that the parallel guidance during the circular displacement movement through the flanks of the Circular involute projections is effected. In special cases it can be useful that the parallel guidance is caused in the circular displacement movement by driver elements. For sealing reasons it can be advantageous that at least one disc is provided on its outer periphery with a circular projection, which together with the other disc forms a radial seal. It also appears expedient that for continuous adjustment of the radial play, at least one of the disks is arranged eccentrically and rotatably on the offset axis.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß zum Ausgleich des axialen Druckes in den zwischen den Scheiben und den kreisevolventenförmigen Vorsprüngen gebildeten Kammern in der von der Evolventenseite abgewandten Seite der einen Scheibe eine ringförmige Unterlage angeordnet ist, welche auf in Gehäuseausnehmungen angeordneten Abstützelementen aufliegt und mit*- tels Dichtungsringen abgedichtet ist, und daß der Raum zwischen der ringförmigen Unterlage und der Scheibe über eine Druckausgleichsleitung mit einer der Kammern in Verbindung steht.It has proven to be advantageous that to compensate for the axial pressure in the between the disks and the circular involute Projections formed chambers in the side facing away from the involute side of the one disc annular base is arranged, which on in housing recesses arranged support elements rests and is sealed with * means of sealing rings, and that the space between the annular base and the disc in communication with one of the chambers via a pressure equalization line stands.
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Um den axialen Druck in den zwischen den Scheiben gebildeten Kammern auszugleichen, ist es auch möglich, da!5, eine ringförmige Unterlage verschiebbar angeordnet ist, welche mittel« einer Druckfeder die beiden Scheiben gegeneinander preßt. Hierbei kann es zweckmäßig sein, da^ die'Federkraft der Druckfeder mittels Einstellschrauben einstellbar ist.To compensate for the axial pressure in the chambers formed between the discs, it is also possible because! 5 , an annular base is slidably arranged, which presses the two disks against one another by means of a compression spring. It can be useful here for the spring force of the compression spring to be adjustable by means of adjusting screws.
Es kann ferner ^zweckm'i.ßig sein, daß in die Stirnseiten der kreisevolventenförmigen Vorsprünge Dichtungsleisten eingelegt sind.It can also be useful that the Circular involute projections inserted sealing strips are.
Die Scheiben und die kreisevolventenf'innigen Vorsprünge werden normalerweise aus Metall gefräst -und-gegossen oder gesintert. Es kann jedoch zweckmäßig sein, die metallischen Scheiben und kreisevolventenförmigen Vorsprung« mit nachgiebigem Material, wie Gummi oder Kunststoff zu überziehen. Z.B. bei der Förderung säurehaltiger Medien oder Gase kann es aber auch zweckmäßig sein, daß die Scheiben und die krfiisevolventenförmigeii VorsprÜnpe ganz aus Kunststoff gefertigt sind. In einer zweckmäßigen AusFt!hrungsform der eriindungsgem'lßen Haschine ist zwischen zwei feststehenden Scheiben mit kreitevolventenförmigen Vorsprüngen eine drehbare, beidseitig mit kroisevolventen^örmigen trorsprüngen versehene Scheibe angeordnet, deren "orsprünge im Eingriff mit den Vorsprüngen der feststehenden Scheiben stehen, wobei zur Erzielung einer gleichmäßigen rörderleistung die Vorsprünge der einen.Seite gegenüber denjenigen der anderen Seite verdreht sind.The disks and the circular involute projections are normally milled - and - cast or sintered from metal. However, it can be expedient to cover the metallic disks and circular involute-shaped projection with a flexible material such as rubber or plastic. For example, when conveying acidic media or gases, it can also be expedient for the disks and the force-involute projection to be made entirely of plastic. In an expedient from F t! Guide form of eriindungsgem'lßen Haschine is arranged a rotatable örmigen both sides with kroisevolventen ^ tr orsprüngen disc provided between two stationary discs with kreitevolventenförmigen projections whose stand orsprünge in engagement with the protrusions of the stationary discs ", where for achieve a uniform r Flow capacity of the projections einen.Seite are compared with those of the other side twisted.
Es hat sich *erner als vorteilhaft erwiesen, daß die kreisevolventenförmi<?en Vorsprünge trapezförmigen oder recht- ' eckigen Querschr tt haben. In besonderen F-Mllen ist eine andere Querschnittsform der Vorsprünge nicht ausgeschlossen.It has also proven to be advantageous that the circular involute shapes Projections have trapezoidal or rectangular cross-section. In special F-garages there is one other cross-sectional shape of the projections not excluded.
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Ausflhrun^sbeispiele der erpindunPSCTenv!!^en Pumpe werden nachstehend anhand der Zeichnungen n'iher erläutert. rn zeigen:Examples of the er p indunPSCTenv ! The pumps are explained in more detail below with the aid of the drawings. r n show:
^ifr. 1 ) das Grundprinzip der Einrichtung in^ if r . 1) the basic principle of the establishment in
einer nin<*äncri(r,en, einstufigen ^umne mit einer ^oaten und einer beweglichen Fcheib« im Längsschnitt nach II~II der Fic». 2.a nin <* äncri ( r , en, single-stage ^ umne with a ^ oat and a movable disc "in longitudinal section according to II ~ II of the Fic". 2.
Fig. 2 ) einen Querschnitt nach I-1 der Fip,. 1.Fig. 2) a cross section according to I-1 of the Fip ,. 1.
Fig. 3 ) eine ein^Mn^ige, dreistufige Pumpe mit zwei feststehenden Scheiben und dazwischen angeordneter beweglicher Scheibe mit beidseitit^en kreisevolventen*ftrmi<Ten Vorf?prfln"en in Schnitt nach IV-IV der Fin. H.Fig. 3) a ^ Mn ^ strength, three-stage pump with two stationary discs and arranged therebetween movable disc with beidseitit ^ en involutes a * ftrmi <Ten Vorf? Pr f ln "s in section according to IV-IV of the fin. H.
Fit*, Ι ) ainan Schnitt nach ITI-III der Fi^,. 3.Fit *, Ι) ainan section according to ITI-III of Fi ^ ,. 3.
Fiir. 5) eine eincr^n^ip.G, mehrstvifi«e Punpe mit einer festen und einer beweglichen Schoibe mit ausoleichskaramer und mit Mitnehir.erelementp.n Teilschnitt V-V ist ein Schnitt durch ein ftitnehmerelement und durch eine der die rint^fArmiere Unterlage abstützende Kugeln.For. 5) a single, multi-faceted point with a fixed and one movable slide with ausoleichskaramer and with Mitnehir.erelementp.n Partial section V-V is a section through a driver element and by one of the rint ^ fArmiere pad supporting balls.
Fig. 6 ) eine zweityrHngiße, einstufige Pumpe mit sich drehenden Seheiben, einstellbarem Radialspiel und Druckausgleichskammer im LängsschnittFig. 6) a two-cast, single-stage pump with it rotating discs, adjustable radial play and pressure compensation chamber in longitudinal section
Fig. 7 ) einen Querschnitt entsprechend-VI-VI der Fiq;. S,Fig. 7) a cross-section corresponding to VI-VI of Fig. S,
-S-BAD ORIGINAL-S-BAD ORIGINAL
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Fi?*. S ) cine Maschine nit sich drehenden und -in T'nfancr niit Zahnkränzen versnhp.Rfn ^cheibnn, in die ein n;emeinsanies Zahnrad eingreift in Längsschnitt nach I"~™ der ri"ir ^.Fi? *. S) cine machine nit rotating and -in t 'nfancr niit gear rims versnhp.Rfn ^ cheibnn, in which a n; emeinsanies gear meshes in longitudinal section after I "~ ™ der r i" ir ^.
Ft«». 9 ) einen Querschnitt nach VTII-"IIT der ri*. ζ.Ft «». 9) a cross section according to VTII- "IIT of the r i *. Ζ.
Fif*. 1 und 2 zeilen das Grundprinzip der Erfindung, dargestellt durch eine ein^ilnerige, einstufige nur>pe. Diese besteht aus einer feststehenden Scheibe la η it einer? η ir.:; if er. kreisevolventcnf^rmipen Vorsprung 2a und einer ^1·"!"1 iehen Scheibe Ib nit einem einzigen kreisevolventer.4r"^'ri'T<""i "orsprung 2b. ^eide Vorspr^n^e 2a und 2b haben-ent auf pi^. 1 dargestellten Schnitt trapez firnis« deren Hflhe und Flankenneifrunw crleich sein nu°-, deren jedoch verschieden sein kann. F.s sind iedoch auch r Querschnitte m^lich, wobei die gleichen "edin^ur.fen Im Schnitt entsprechend der FIf?. 7. sind die r?"nde dor '^rspr'inRe la und Ib und ihre Mittellinien L1 und L9 Kreisevo\- venten mit gleichem ^rund^reisradius νσ und einer ^o^enl'n^e von 1 1/2 r-;indun?en, entsprechend einer einstufiger, "-nnhir.e Die Scheiben la und Ib und die nit ihnen ^e^tverhunderien kreisförmic;en Abdichtun^svor'spr'in^e la und 1V bilden Λ\~. Äußere Be^rensunw der Maschine", wobei der Vorsprung ?b zur besseren Abdichtung rat einer Dichtungsleiste 2°h versehen ist. Somit sind die einzigen ^f^nun^en nach A.u-^en die in der feststehenden Scheibe la angeordnete Eintritts^^fnun^ η und Austrittsöffnunff 5. Me Antriebswelle Ra ist in der feststehenden Scheibe Ia1 der rait ihr festverbundene exzentrische Zapfen 6b in der beweglichen Scheibe Ib ^ela^ert.. Fin Bund 8 und eine Mutter 9dienen zun Zusammenhalt der Maschine und zur Aufnahme der Axialkräfte. Die Mittellinie A1 der Antriebswelle Ba f^eht durch den Nullpunkt O1 des VreisevolventehfJrmifjen Vorsprung 2a, die Mittellinie A2 des Tapfens 6b durch den Nullpunkt ^2 des kreisevolventenf^rnitren Vor-Fif *. 1 and 2 lines, the basic principle of the invention, represented by a ^ a ilnerige, single-stage n ur> pe. This consists of a fixed disc la η it one? η ir.:; if he. Kreisevolventcnf ^ rmipen projection 2a and a ^ 1 · "!" 1 pull disc Ib with a single circle involute. 4r "^ 'ri' T <""i" orsprung 2b. ^ eide both protrusions ^ n ^ e 2a and 2b have-ent on p i ^. 1 section of trapezoidal varnish, whose height and flanks may be the same, but which can be different. Fs are also iedoch r cross sections m ^ Lich, using the same "edin ^ ur.fen In the section corresponding to the FIF ?. 7 are the r? 'Hands dor' ^ rspr'inRe Ia and Ib and their center lines L 1 and L 9 circular ev \ - vents with the same ^ round ^ rice radius ν σ and a ^ o ^ enl'n ^ e of 1 1/2 r -; indun? En, corresponding to a one-stage, "-nnhir.e The discs la and Ib and The nit them ^ e ^ tverhunderien circular; en Abdichtun ^ svor'spr'in ^ e la and 1 V form Λ \ ~. Outer Be ^ rensunw of the machine ", the projection? b for better sealing advice of a sealing strip 2 ° h is provided. Thus, the only ^ f ^ nun ^ en according to A .u- ^ en are arranged in the fixed disc la the inlet ^^ fnun ^ η and outlet opening 5. Me drive shaft Ra is in the fixed disc Ia 1 the rait firmly connected eccentric pin 6b in the movable disc Ib ^ ela ^ ert .. Fin collar 8 and a nut 9 serve to hold the machine together and to absorb the axial forces. The center line A 1 of the drive shaft Ba runs through the zero point O 1 of the involute projection 2a, the center line A 2 of the tap 6b through the zero point ^ 2 of the involute projection
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sprunges 2b. Von der Ausgangslage ausgehend, in welcher die Nullpunkte O1, O2 zusammenfallen und die Mittellinie L. und L2 der kreisevolventenförmigen Vorsprünge 2a und 2b deckungsgleich sind, sind die beiden Grundflächen la und Ib gegeneinander um 180° verdreht und um die Strecke O1 O2 radial verschoben bis zur Entstehung der Abdichtungspunkte Bq1, Bq- und B11, B12, welche auf Geraden liegen, deren Abstand von den Nullpunkten O1 und 0„ gleich dem Grundkreisradius r ist. Die Verschiebung ist gleich dem Umfang eines Grundkreisradiuses, abzüglich der halben Breite des Vorsprunges der einen Scheibe, abzüglich der halben Breite des Vorsprunges der anderen Scheibe.leaps 2b. Starting from the starting position, in which the zero points O 1 , O 2 coincide and the center line L. and L 2 of the circular involute-shaped projections 2a and 2b are congruent, the two base surfaces la and Ib are rotated by 180 ° against each other and by the distance O 1 O 2 shifted radially until the formation of the sealing points Bq 1 , Bq- and B 11 , B 12 , which lie on straight lines whose distance from the zero points O 1 and 0 "is equal to the base circle radius r. The displacement is equal to the circumference of a base circle radius, minus half the width of the projection of one disk, minus half the width of the projection of the other disk.
Es bilden sich somit zwei abgeschlossene Kammern V11 und V12 und die zentrale Kammer V«. Bei der Drehbewegung der Antriebswelle 6a in Pfeilrichtung Io führt die bewegliche Scheibe Ib eine Kreisverschiebebewegung aus, die Kammern V11 und V12 wandern nach innen und öffnen sich gegen die zentrale Kammer V0, da die Abdichtungspunkte BQ1 und BQ2 verschwinden. Nach einer vollen KreisVerSchiebung befinden sich die Abdichtungspunkte B11 und B12 an der Stelle der. früheren Abdichtungspunkte Bq1 und Bq2 j das ursprünglich in den Kammern V11 und V12 enthaltene Medium wurde stetig in die Kammer VQ gefördert und es haben sich neue Kammern V11 und V12 gebildet. Der Hubraum der Maschine ist somit gleich der Summe der Kammervolumina V11 und V12. Reibungsund Druckkräfte erzeugen ein auf die bewegliche Scheibe Ib in Pfeilrichtung 11 wirkendes Drehmoment. Der Vorsprung 2b der beweglichen Scheibe Ib stützt sich deshalb am Berührpunkt B12 auf dem Vorsprung 2a der festen Scheibe la ab, wodurch ein gegenseitiges Verdrehen der beiden Scheiben verhindert und die Kreisverschiebebewegung ohne zusätzliche λ Führungsmechanismen möglich wird. Das im Berührungspunkt B12 angreifende Rückstel!moment ist bei beliebiger StellungTwo closed chambers V 11 and V 12 and the central chamber V «are thus formed. When the drive shaft 6a rotates in the direction of the arrow Io, the movable disk Ib performs a circular displacement movement, the chambers V 11 and V 12 migrate inward and open towards the central chamber V 0 , since the sealing points B Q1 and B Q2 disappear. After a full circle displacement, the sealing points B 11 and B 12 are at the point of. earlier sealing points Bq 1 and Bq 2 j the medium originally contained in the chambers V 11 and V 12 was continuously conveyed into the chamber V Q and new chambers V 11 and V 12 have formed. The displacement of the machine is thus equal to the sum of the chamber volumes V 11 and V 12 . Frictional and compressive forces generate a torque acting on the movable disk Ib in the direction of arrow 11. The projection 2b of the movable disk Ib is therefore supported at the contact point B 12 on the projection 2a of the fixed disk la, which prevents mutual rotation of the two disks and the circular displacement movement is possible without additional λ guide mechanisms. The reset torque acting at contact point B 12 is in any position
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909885/1172909885/1172
_—___ .—. :—_ _ :— 193561_ — ___ .—. : —_ _: - 193561
gleich der dort auftretenden Normalkraft-N multipliziert mit dem Grundkreisradius r . Bei der Herstellung der Pumpeequal to the normal force N occurring there with the base circle radius r. When making the pump
g ,g,
mittels spanabhebender Bearbeitung der evolventenförmigen Vorsprünge dreht sich die Scheibe um den Nullpunkt der Vorsprünge. Diese Drehbewegung wird überlagert durch eine gekoppelte konstante Vorschubbewegung senkrecht zur Drehachse. Der Eingriff des ortsfesten Werkzeuges befindet sich dabei seitlich der Vorschubrichtung im Abstand r^ Der Vorschub je Umdrehung der Scheibe ist gleich der Ganghöhe g der evolventenförmigen Vorsprünge. Zwischen Grundkreisradius und Ganghöhe besteht die Beziehung r =· g/2't*' .By means of machining of the involute-shaped projections, the disk rotates around the zero point of the projections. This rotary movement is superimposed by a coupled constant feed movement perpendicular to the axis of rotation. The engagement of the stationary tool is located to the side of the feed direction at a distance r ^ The feed per revolution of the disk is equal to the pitch g of the involute projections. The relationship r = · g / 2't * 'exists between the base circle radius and the pitch.
Die dreistufige Pumpe mit Axialdruckausgleich nach Fig. 3 und 4 besteht aus 2 feststehenden Scheiben la und Ic mit den dazugehörigen kreisevolventenförmigen Vorsprüngen 2a und 2c. Zwischen den beiden feststehenden Scheiben befindet sich die bewegliche Scheibe Ib mit beidseitigen kreisevolventenförmigen Vorsprüngen 2b und 2b'. Alle Vorsprünge haben mehrere Windungen und erzeugen somit beiderseitig der beweglichen Scheibe Ib mehrere hintereinandergeschaltete Kammern VQ, V11, V12, V21, V22 usw. Die Antriebswelle mit ihren Enden 6a und 6c ist in den feststehenden Scheiben gelagert. Auf ihrem Exzenter 6b ist die bewegliche Scheibe Ib lose aufgesteckt. Die Auslaßöffnungen 5a verbinden die oberen Kammern mit der Auslaßöffnung 5, Da bei mehrstufigen Pumpen zwischen den einzelnen hintereinandergeschalteten Kammern eine innere Kompression erfolgt, können Flüssigkeiten nur1 unter Anwendung besonderer Vorkehrungen gefördert werden, Bei Gasen besteht jedoch der Vorteil, daß mehrere Dichtstellen hintereinandergeschaltet sind, so daß an einer Dichtstelle nur ein Teil des gesamten Druckgefälles auftritt. Da bei der beidseitig mit Evolventen versehenen Scheibe die beidseitig auftretenden Drücke gleich sind, wirken auf die Scheibe keine Axialkräfte. Diese werdenThe three-stage pump with axial pressure compensation according to FIGS. 3 and 4 consists of 2 stationary disks la and Ic with the associated circular involute-shaped projections 2a and 2c. The movable disk Ib with circular involute-shaped projections 2b and 2b 'on both sides is located between the two stationary disks. All projections have several turns and thus generate several chambers V Q , V 11 , V 12 , V 21 , V 22 etc. connected in series on both sides of the movable disc Ib. The drive shaft with its ends 6a and 6c is mounted in the stationary discs. The movable disc Ib is loosely attached to its eccentric 6b. The discharge ports 5a connecting the upper chambers with the outlet opening 5, since an internal compression takes place in multi-stage pumps between the individual series-connected chambers, liquids only 1 promoted using special precautions For gases, however, there is the advantage that a plurality of sealing points are connected in series, so that only part of the total pressure drop occurs at a sealing point. Since the pressures occurring on both sides of the washer provided with involute on both sides are the same, no axial forces act on the washer. These will
-9--9-
9 0-9886/1 172 I9 0-9886 / 1 172 I.
direkt von den feststehenden Scheiben la und Ic aufgenommen. Zu beachten ist, daß die oberen und unteren Vorsprünge der beweglichen Scheibe Ib um einen gewissen Betrag gegeneinander verdreht sind, um eine gleichmäßige Förderung zu erzielen. Bei sämtlichen Pumpen können zur besseren Abdichtung die metallischen Innenflächen mit einem nachgiebi-taken directly from the fixed disks la and Ic. Note that the top and bottom protrusions the movable disc Ib by a certain amount against each other are twisted in order to achieve an even delivery. All pumps can be used for better sealing the metallic inner surfaces with a flexible
2S
gen Material, z.B. Gummi, Überzogen sein» oder es können die Stirnflächen der Vorsprünge mit Dichtungsleisten 2Sa
versehen sein.2S
The material, for example rubber, can be coated, or the end faces of the projections can be provided with sealing strips 2Sa.
Die eingängige -mehrstufige Maschine der Figur 5 besteht aus der feststehenden Scheibe la mit den dazugehörigen kreisevolventenförmigen Vorsprüngen und der darin untergebrachten Eintrittsöffnung 4 und Austrittsöffnung 5. Darauf aufgesetzt ist das Gehäuse 12, in welchem die Antriebswelle 6* nit ihrem exzentrischen Zapfen 6b gelagert ist. Auf denThe catchy multi-stage machine of Figure 5 consists of the fixed disk la with the associated Circular involute-shaped projections and those housed therein Inlet opening 4 and outlet opening 5. Then The housing 12, in which the drive shaft 6 * is mounted with its eccentric pin 6b, is placed on top. On the
tungselemante m abgedichtet· Der Zwischenraum zwischen ringförmiger Unterlage 13 und beweglicher Scheibe Ib bildet die Druckausgleichskammer 15» Diese ist durch die Druckausgleichsleitung 16 mit der sentralen Kammer VQ verbunden. Ober mehrere in zylinderförmigen Ausnehmungen 18 geführte Kugeln 1? stützt sich die ringförmige Unterlage 13 auf das Gehäuse 12 ab.tungselemante m sealed · The space between the ring-shaped base 13 and the movable disc Ib forms the pressure equalization chamber 15 »This is connected to the central chamber V Q by the pressure equalization line 16. Above several balls 1? the annular support 13 is supported on the housing 12.
In besonderen Fällen kann et zweckmäßig sein, daß mehrere Stifte 19 mit der beweglichen Scheibe Ib fest verbunden sind. Die Stifte 19 berühren an ihrem Umfang die in das Gehäuse 12 eingesenkten zylindrischen Ausnehmungen 20. Die Differenz der Durchmesser zwischen den Stiften 19 und den Ausnehmungen 20 ist gleich dem Durchmesser der Kreisverschiebung abzüglich dem zwischen den kreisevolventenförmigen Vorsprüngen gewünschten Spiel. Der Bewegungsablauf ent-In special cases it can be useful that several Pins 19 are firmly connected to the movable disc Ib. The pins 19 touch on their periphery those in the housing 12 countersunk cylindrical recesses 20. The difference in diameter between the pins 19 and the Recesses 20 is equal to the diameter of the circular displacement minus the clearance desired between the circular involute-shaped projections. The sequence of movements
-10-909885/1172 -10-909885 / 1172
Spricht demjenigen der Fig. 1 und 2. Das durch die Druck- und Reibungskräfte auf die bewegliche Scheibe Ib ausgeübte Drehmoment wird jedoch nicht mehr von den Flanken der-kreisevolventenförmigen Vorsprünge, sondern durch die Stifte 19 aufgenommen. Die wirksame Fläche in der Druckausgleichskammer ( 1 5 ) muß so groß sein, daß die daraus resultierende Axialkraft größer ist als diejenige, welche durch die Drucke in den Förderkammern hervorgerufen wird.Speaks to that of Figs. 1 and 2. The pressure However, torque exerted on the movable disc Ib and frictional forces is no longer caused by the flanks of the -circular involute Projections, but received by the pins 19. The effective area in the pressure compensation chamber (1 5) must be so great that the resulting axial force is greater than that caused by the pressures is caused in the conveyor chambers.
Die in Fig. 6 und 7 dargestellte zweigängige einstufige Maschine mit sich drehenden Tellern besteht aus den beiden beweglichen Scheiben Id und Ie mit je 2 kreisevolventenförmigen Vorsprüngen von rechteckigem Querschnitt. Die Scheibe Id ist fest verbunden mit der drehbaren Welle 6a, die Scheibe Ie lose auf den exzentrischen Zapfen 7 der Achse-21 aufgesteckt, wobei Achse 21 und Welle 6a ebenfalls exzentrisch sind. Mittels eines Bundes 8 und einer Mutter wird die Achse 21 auf dem Gehäusedeckel 2 2 festgeklemmt. Nach Lösen der Mutter 9 kann die Achse 21 in sich verdreht und s'omit die Exzentrizität zwischen den Scheiben Id und Ie und damit das Spiel zwischen den krexsevolventenförmigen Vorsprüngen stufenlos eingestellt werden. Die ringförmige Unterlage 13 liegt dicht auf der Scheibe Ie auf und drückt diese gegen die gegenüberliegende Scheibe Id infolge der Axialkräfte, welche durch die Scheibenfeder 23 und dem in der Druckausgleichskammer- 15 herrschenden Druck erzeugt werden. Die Druckausgleichsleitung 16 verbindet die Druckausgleichskammer mit der Austrittsöffnung 5. Die Anpreßkraft der Scheibenfeder ist durch mehrere Stellschrauben 24 einstellbar. Die Einlaßöffnung 4 befindet sich seitlich im ßehäusedeckel 22. Die Auslaßöffnung 5 befindet sich innerhalb der feststehenden Achse 21.The two-speed single-stage shown in FIGS. 6 and 7 Machine with rotating plates consists of the two movable disks Id and Ie, each with 2 circular involute-shaped disks Projections of rectangular cross-section. The disk Id is firmly connected to the rotatable shaft 6a, the disk Ie loosely attached to the eccentric pin 7 of the axis-21, with the axis 21 and shaft 6a also are eccentric. The axle 21 is clamped onto the housing cover 2 2 by means of a collar 8 and a nut. After loosening the nut 9, the axis 21 can be twisted and thus the eccentricity between the disks Id and Ie and with it the game between the volvent-shaped ones Projections can be adjusted continuously. The annular base 13 rests tightly on the disk Ie and presses this against the opposite disk Id as a result of the axial forces caused by the disk spring 23 and the in the pressure equalization chamber 15 prevailing pressure can be generated. The pressure equalization line 16 connects the pressure equalization chamber with the outlet opening 5. The contact pressure the woodruff spring can be adjusted by several adjusting screws 24. The inlet opening 4 is located laterally in the housing cover 22. The outlet opening 5 is located inside the fixed axis 21.
-11--11-
9 0 9 885/117 29 0 9 885/117 2
Durch Drehen der Welle 6a dreht sich die Scheibe la,und mittels Kraftübertragung über deren Vorsprünge dreht sich die Scheibe Ib in gleicher Richtung. Der Kreisverschiebebewegung entsprechend Fig. 1 und 2 ist somit eine Drehbewegung überlagert. Diese Antriebsart ist auch bei eingängigen evolventenförraigen Vorsprüngen möglich, bei zwei- und mehrgängigen VorSprüngen ist jedoch jede Scheibe für sich vollkommen ausgewuchtet. Durch die zweigängigen Vorsprünge werden 4 parallele Kammern V11, V12, V13 und V3μ gebildet, welche sich im Abstand von IA Umdrehung gegen die Kammer V0 öffnen. Dadurch erfolgt ein gleichmäßigeres Fördern als bei eingängigen Maschinen, wo sich die beiden Kammern gleich zeitig gegen die zentrale Kammer V« öffnen. Das Hubvolumen ist gleich dem Vierfachen des Inhaltes der Kammer V1,,. Ausgehend von der Ausgangslage, in welcher die Hittellinien der Vorsprünge beider Scheiben deckungsgleich sind, ist der Verdrehungswinkel °*· der Scheiben kai ja -eiaam «volventanförjnln og nach Montage gleich 180° geteilt durch 2, nämlich 90°j Shee eft£efi#&ffsf— Sigoe-, ■■ et Si«rBy rotating the shaft 6a, the disk la rotates, and by means of power transmission via its projections, the disk Ib rotates in the same direction. The circular displacement movement according to FIGS. 1 and 2 is thus superimposed on a rotary movement. This type of drive is also possible with single-thread involute projections, but with two-thread and multiple-thread projections each disc is completely balanced. The two-thread projections form 4 parallel chambers V 11 , V 12 , V 13 and V 3μ , which open towards chamber V 0 at a distance of IA rotation. This results in a more uniform conveying than with single-thread machines, where the two chambers open simultaneously towards the central chamber V «. The stroke volume is equal to four times the content of the chamber V 1 ,,. Starting from the starting position, in which the center lines of the projections of both panes are congruent, the angle of rotation ° * · of the panes kai ja -eiaam «volventanförjnln og after assembly is equal to 180 ° divided by 2, namely 90 ° j Shee eft £ efi # & ffsf - Sigoe-, ■■ et Si «r
ÄJicUU<tX O ' ÄJicUU <tX O '
der Formel «*· = ±j± , wobei Z die Anzahl der evol-of the formula «* = ± j ± , where Z is the number of evolu-
ventenförmigen Vorsprünge je Scheibe bedeutet.Vent-shaped projections per disc means.
Bei zweigängigen Pumpen ist die radiale Verschiebung der beiden Scheiben und damit die Exzentrizität zwischen der Mittellinie A1, der Welle 6a und der Mittellinie /- des Zapf fms 7 Vloincr als box eingängigen Maschinen und damit auch die Gleit -Geschwindigkeit zwischen den jeweiligen Vorsprüngen der beiden Scheiben.In two-speed pumps, the radial displacement of the two disks and thus the eccentricity between the center line A 1 , the shaft 6a and the center line / - of the tap fms 7 Vloincr as box-catching machines and thus also the sliding speed between the respective projections of the two Discs.
Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Maschine hat gegenüber derjenigen der Fig. 6 und 7 die Besonderheit, daß die beiden beweglichen Scheiben Id und Ie lose auf der feststehenden exzentrischen Achse 7a bzw, der darauf festgeklemmten exzen-The machine shown in FIGS. 8 and 9 has the peculiarity over that of FIGS. 6 and 7 that the two movable disks Id and Ie loosely on the stationary one eccentric axis 7a or the eccentric
-12-9 0 9885/1172 -12- 9 0 9885/1172
trischen Hülse 7b·angeordnet sind. Wie bei Fig. 6 und 7
kann durch Verdrehen der Hülse'7b das Radialspiel zwischen
den Vorsprüngen der beiden Scheiben eingestellt werden. Zu-.
sätzlich sind jedoch am Umfang der Scheiben Id und Ie Zahnkränze
6d und Ce angeordnet, in welche ein gemeinsames mit
einer Welle 2G fest' verbundenes Zahnrad 6f .·eingreift ο Der
Antrieb kann vom Zahnrad 6f über die Zahnkränze auf die
beiden Scheiben oder von einer der beiden Scheiben über
das Zahnrad auf die andere Scheibe erfolgen. Beide Drehrichtungen
sind möglich,und es.ergibtsich je nach Drehrichturifv
eivtwed'-jr ein Fördern von außen nach innen oder von
innen nach außen*. -Die Übertragung, der, Drehmomente von einer
Scheibe auf die andere erfolgt in diesem·FaIL über die Verzahnung. Bei genauer Einstellung des, Radialspieles zwischenden
VorsprHngen der Scheiben ist ein Betriebv der Pumpe auch
ohne Schmierung der Berühr- bzw. Dichtstellen zwischen den
VorSprüngen der beiden Scheiben möglich. · ■ -tric sleeve 7b · are arranged. As with Figs. 6 and 7
can by turning the sleeve'7b the radial play between
the projections of the two discs can be adjusted. To-. In addition, however, ring gears 6d and Ce are arranged on the circumference of the disks Id and Ie, in which a common with
a shaft 2G firmly connected gear 6f. · engages ο the
Drive can from the gear 6f over the ring gears on the
both discs or from one of the two discs over
the gear is done on the other disc. Both directions of rotation are possible, and depending on the direction of rotation there is a delivery from the outside to the inside or from the inside to the outside *. -The transmission of the torques from one disc to the other takes place in this case via the toothing. If the radial play between the projections of the disks is precisely adjusted, the pump can also be operated without lubrication of the contact or sealing points between the
Projections of the two panes possible. · ■ -
Der Gegenstand der Erfindung kann außerdem zur Förderung
und/oder Kompression von gasförmigen oder flüssigen. Medien
verwendet \mväen, z.R. als. Gaskomprossor, als Förderpumpe
-für Flüs.sϊeVe.iten mit kleiner und großer Viskosität und als
Hydraulikpumpo. Er eignet sich auch als Wasser-, Gas- und
Dampfturbine.sowie als Verbrennungsmotor und Druckluftmotor,The subject matter of the invention can also be used to promote
and / or compression of gaseous or liquid. Media uses \ mvä en, zR as. Gas compressor, as a feed pump
-for liquid seuve.iten with small and high viscosity and as hydraulic pump. It is also suitable as a water, gas and
Steam turbine. As well as combustion engine and compressed air motor,
909885/1172909885/1172
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