DE2050161C3 - Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolbenmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen bekannten Zahnradpumpe oder -motor (DT-OS 16 53 871) wird das Maschineninnere, abgesehen von dem Ansaugbereich und dem Unterdruckfeld, von Hochdruck eingenommen und das Hohlrad auf das Ritzel zu gedrängt. Um dem Hohlrad eine begrenzte Verschiebbarkeit in Richtung der Verbindungslinie der Mittelpunkte der Zahnräder zu schaffen, ist das Maschinengehäuse um zwei Krümmungspunkte ausgedreht, die längs der Verbindungslinie der Zahnradmittelpunkte in engem Abstand voneinander angeordnet sind. In Querrichtung zu dieser Verbindungslinie und saugseitig liegt das Unterdruckfeld, welches demnach das Hohlrad bezüglich der Kraftkomponenten entlastet, die quer zu der Verbindungslinie wirksam sind. Als Unterdruckfeld ist ein im Gehäuse verschieblicher Napf dargestellt, der in einem Raum der 'Gehäusewandung sitzt, welcher schwierig herzustellen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oberbegriffliche Rotationskolbenmaschine.so zu gestalten, daß die beschränkte Beweglichkeit des Hohlrades mit technisch einfachen Mitteln bewerkstelligt wird, und daß einer Deformation des Hohlrades entgegengewirkt Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Hauptanspruchs gelöst und durch die weiteren Maßnahmen der Unteransprüche ausgestaltet und weitergebildet

Aus der DT-PS 3 25 849 ist zwar ein das Hohlrad umgebender Ring bekannt, dieser dient jedoch lediglich dazu, einen verdreckten Druckmittelkanal zu schaffen, der mit der Innenseite des sichelförmigen Füllkörpers verbunden ist Durch diese Maßnahme werden das

ίο Nachfüllen der Zahnlücken ermöglicht und andernfalls entstehende Geräusche verhindert Der Ring besteht aus mindestens zwei getrennten Hälften, ist zwischen Ringflanschen des Hohlrades angeordnet und muß dort sowie in dem Maschinengehäuse eng anliegen, weil andernfalls sich erhebliche Leckströme ergeben. Eine wenn auch nur begrenzte Verschieblichkeit des Hohlrades zu dem Ritzel ist somit nicht möglich. Das besondere Problem des Hindurchtretenlassens von Druckflüssigkeit durch Spalte zwischen Ring und Gehäuse bzw. Hohlrad bei Beibehaltung einer Stützfunktion tritt nicht auf.

Die begrenzte Verschieblichkeit des Hohlrades zu dem Ritzel ist zwar bekannt (DT-AS 12 66134 und DT-OS 14 03 899), jedoch im wesentlichen quer zur

Verbindungslinie der Mittelpunkte der Zahnräder. Bei diesem bekannten System ist das Maschineninnere, abgesehen von der Druckkammer und eintm Druckfeld, drucklos, wobei die Druckkammer die Zahnräder voneinander zu trennen versucht und das Druckfeld diesem entgegenwirkt Die auftretenden Kräfte versuchen das Hohlrad zu deformieren. In der Ausführungsform der DT-OS ist ein hohlgebohrter Steuerkolben in der Druckleitung der Pumpe vorgesehen, der mit seinem rahmenartigen Rand das Hohlrad gegen das Ritzel drängt. Die Gestaltung des Gehäuses zur Aufnahme des Steuerkolbens sowie der Steuerkolben selbst stellen aufwendige Maßnahmen dar. Bei der Druckverteilung gemäß Erfindungsgegenstand braucht ferner das Hohlrad nicht gegen das Ritzel gedrängt zu werden, da dieser Zustand automatisch eintritt, wenn das Maschineninnere vorwiegend von Hochdruck eingenommen wi;rd.

Auf diese Weise ist das Hohlrad von einem Träger umgeben, auf welchem ein Unterdruckfeld vorgesehen ist, das eine Entlastungskraft auf das Hohlrad ausübt. Bei richtiger Bemessung und Anordnung des Unterdruckfeldes wirkt dieses den Druckkräften, die das Hohlrad zu deformieren trachten, entgegen. Das Unterdruckfeld auf der hohlradseitigen Innenfläche des Trägers bewirkt ein Ansaugen des; Trägers an das Hohlrad, während das äußere, gehäuseseitige Unterdruckfeld den Träger mit dem Hohlrad an das Gehäuse zu ziehen trachtet. Da das hohlradseitige Unterdruckfeld eine größere Fläche hat als das Unterdruckfeld auf der Außenseite des Trägers, wird sichergestellt, daß der Träger an dem Hohlrad festgesaugt bleibt und nicht durch das Gegeneinanderwirken der Druckkräfte und des äußeren Unterdruckfeldes von dem Träger abgezogen werden kann. Die nachgebenden Dichtmittel gestatten eine begrenzte Bewegung des Trägers relativ zu dem Gehäuse. Außerdem wird auf diese Weise das Problem gelöst, das Unterdruckfeld auf einen sich an das Hohlrad ansaugenden Träger aufzubringen. Andererseits ist eine freie Ausrichtung des Trägers an dem Hohlrad gewährleistet. Durch die radiale Federung kann sich der Träger kraftübertragend an das Hohlrad anlegen. Die Lage der Unterdruckfelder gewährleistet, daß einer Deformation des Hohlrades entgegengewirkt wird.

Die radiale Federung kann auf einfache Weise dadurch erhalten werden, daß an dem ringförmigen Träger abwechselnd von der einen und von der anderen Seite her axiale Einschnitte vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäße Anordnung macht es weiterhin möglich, daß das Ritzel im Gehäuse längs der Verbindungslinie der Zahnradmitte.'punkte begrenzt beweglich geführt ist.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Ztichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine;

F i g. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines bei einer solchen Maschine verwendeten ringförmigen Trägers.

In F i g. 1 sind in einem Gehäuse 1 ein Hohlrad 2 und ein Ritzel 3 angeordnet. Das Hohlrad hat einen wesentlich größeren Durchmesser als das Ritzel. Der zwischen Hohlrad und Ritzel gebildete mondsichelförmige Raum wird durch einen gehäusefesten Füllkörper 4 ausgefüllt. Das Ritzel 3 kann in nicht dargestellter Weise in Richtung der Verbindungslinie der Zahnradmittelpunkte begrenzt beweglich geführt sein und ist im übrigen im Gehäuse 1 gelagert. Zwischen Hohlrad 2, Ritzel 3 und Füllkörper 4 wird ein Unterdruckraum 5 gebildet, der mit einem Sauganschluß 6 in Verbindung steht. Der übrige Teil des Gehauseinnenraun.es steht unter Hochdruck und ist in Verbindung mit einem Hochdruckanschluß 7.

Der Innendurchmesser des Gehäuseinnenraume^ ist wesentlich größer als der Außendurchmesser des Hohlrades 2, so daß zwischen Gehäuse und Hohlrad ein Ringraum gebildet wird, in welchem ein ringförmiger Träger 8 sitzt. Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist der Träger 8 einen Abschnitt 9 auf, der in peripherer Richtung federnd ist. Zu diesem Zweck sind axiale Einschnitte 10,11 abwechselnd von der einen und von der anderen Seite her vorgesehen. Durch diesen federnden Abschnitt 9 kann der Träger 8 in radialer Richtung »atmen«. Der Träger 8 weist auf seiner Innenseite zwei einander gegenüberliegende hohlradseitige Unterdruckfeldanordnungen 12 bzw. — bei Drehrichtungsumkehr der Maschine — 13 auf. Die Unterdruckfeldanordnung 12 enthält ein hohlradseitiges Unterdruckfeld 14, welches durch eine rechteckige Ringnut 15 begrenzt ist. Die Ringnut 15 steht mit einem Kanal 16 in Verbindung. Der Kanal 16 mündet in einem Unterdruckfeld 18, welches zwischen dem Träger 8 und dem Gehäuse 1 durch ein Dichtmittel 17 in Form eines Rundschnurringes abgegrenzt ist. Dieses gehäuseseitige, äußere Unterdruckfeld 18 besitzt eine kleinere Fläche als das Unterdruckfeld 14. Es steht über einen Kanal 19 mit dem Sauganschluß 6 in Verbindung. Unter dem Einfluß des federnden Abschnitts 9 ist zunächst zwischen dem Hohlrad 2 und dem Träger 8 ein Spalt vorhanden. In dem Maße, wie sich in der Maschine ein Druck aufbaut, wird der ringförmige Träger 8 zusammengedrückt, und das Unterdruckfeld 14 saugt sich an das Hohlrad 2 an. Gleichzeitig wird der gesamte Träger 8 von dem Unterdruckfeld 18 gegen das Gehäuse gezogen. Hierdurch wird auf das Hohlrad 2 eine Saugkraft ausgeübt, die den Druckkräften entgegenwirkt, welche sonst eine Deformation des Hohlrades 2 hervorrufen könnten.

Während sich die in F i g. 1 senkrechten Kraftkomponenten der auf das Ritzel 3 und auf das Hohlrad 2 wirkenden Kräfte über den Zahneingriff im wesentlichen aufheben, werden die horizontalen Kräfte im wesentlichen durch das Unterdruckfeld 18 aufgenommen, so daß sich das Hohlrad nur mit einer stark verminderten Kraft auf der in F i g. 1 rechten Seite an das Gehäuse anlegt. Die Unterdruckfeldanordnungen 12 bzw. — bei Drehrichtungsumkehr der Maschine — 13 sind gegen den zur Verbindungslinie der'Zahnradmittelpunkte, d.h. der Vertikalen in Fig. 1, senkrechten Hohlraddurchmesser nach unten, also zu dem Ritzel 3 hin, versetzt. Dies ergibt sich aus der Kraftzerlegung mit dem relativ zu dem Gehäuse begrenzt vertikal beweglichen Ritzel 3.

Die Aufbringung der Saugkräfte auf das Hohlrad 2 erfolgt bei der Vorrichtung in einer solchen Weise, daß die freie Anlage des Hohlrades 2 an den Füllkörper 4 nicht beeinträchtigt ist, so daß also ein dichtes Arbeiten der Rotationskolbenmaschine gewährleistet ist. Andererseits sind die Andruckkräfte, mit denen das Hohlrad 2 an dem Füllkörper anliegt, durch die aufgebrachten Saugkräfte auf ein verschleißminderndes Maß reduziert.

Durch die axialen Einschnitte 10 und 11 in dem Träger 8 federt dieser im eingebauten Zustand gegen die Außenwandung an. Es entsteht ein Spiel zwischen Hohlrad und dem Träger 8, das die Unterdruckfeldanordnung 12 bei niederem Betriebsdruck überflutet. Trotzdem ist das äußere Unterdruckfeld 18 in Funktion, da hier kein Druck ist. Das Hohlrad läuft also bei niederem Betriebsdruck mit voll wirksamer Entlasiung durch die Ringnut 15 mit einem erträglichen Leckageverlust so lange, bis die hier im Unterdruckfeld auftretenden Kräfte imstande sind, die Federung im Abschnitt 9 zu überwinden. Mit dem hierbei gesteigerten Anfangsdruck der Pumpe stellt sich dann der hochdichte Betrieb einer solchen Maschine ein, der bis zu höchsten Betriebsdrücken erhalten bleibt.

H^:erzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Parallel- und innenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff zwischen einem innenverzahnten Hohlrad und einem außenverzahnten Ritzel in einem Gehäuse, mit einem sichelförmigen Füllkörper zwischen beiden Zahnrädern, wobei der Raum zwischen der äußeren Hohlradumfangsfläche und der Gehäuseinnenwandung mit dem Hochdruckbereich in Verbindung steht, mit einem saugseitig angeordneten und mit dem Sauganschluß verbundenen abgegrenzten Unterdruckfeld an der äußeren Hohlradumfangsfläche und mit einem von Füllkörper, Hohlrad und Ritzel begrenzten Ansaugbereich, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Hohlradumfangsfläche und der Gehäuseinnenwandung ein radial federnder ringförmiger Träger (8) zur Aufnahme eines Unterdruckfeldes (14) in einer an der Innenfläche des Trägers (8) befindlichen Aussparung angeordnet ist, wobei dieses Unterdruckfeld (14) mit einem anderen, von nachgebenden Dichtmitteln (17) begrenzten Unterdruckfeld (18) mit kleinerer Wirkfläche zwischen der äußeren Trägerumfangsfläche und der Gehäuseinnenwandung in Verbindung steht und wobei beide Unterdruckfelder konzentrisch etwa im Bereich der Mittelsenkrechten auf der Verbindungslinie beider Zahnradmittelpunkte gelegen sind.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ringförmigen Träger (8) abwechselnd von der einen und von der anderen Seite her axiale Einschnitte (10, 11) vorgesehen sind.

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (3) im Gehäuse (1) längs der Verbindungslinie der Zahnradmittelpunkte begrenzt beweglich geführt ist.