DE2115432A1

DE2115432A1 - Fluid gear motor

Info

Publication number: DE2115432A1
Application number: DE19712115432
Authority: DE
Inventors: Wlladysllaw; Piotrowski Jan; Szeler Zbigniew; Gdynia Wisniewski (Polen)
Original assignee: Centrum Techniki Okretwej Przedsieebiorstwo Panstwowe Wyodreebnione, Danzig (Polen)
Priority date: 1970-04-04
Filing date: 1971-03-30
Publication date: 1971-10-28
Also published as: FR2083255A5; BR7102367D0; ES389721A1; AT310567B; BE765226A; NL7104236A; CH534296A

Description

Plui d- Zahnradmot or
(Priorität: 4. April 1970, Polen, Ur. P- 139 727} Plui d gear motor or
(Priority: April 4, 1970, Poland, Ur. P- 139 727}

Die Erfindung betrifft einen Fluid-Zahnradmotor
für Flüssigkeiten, Gase oder Dampf der, durch einen anderen Motor angetrieben, je nach dem verwendeten Treibmittel auch als
Pumpe oder Kompressor arbeiten kann.The invention relates to a fluid gear motor
for liquids, gases or steam which, driven by a different motor, also called depending on the propellant used
Pump or compressor can work.

Die bisher bekannten Zahnradmotoren, -pumpen oder -kompressoren bestehen aus einer Anzahl von Zahnrädern, die als
aäderpaar oder als eine Reihe von Räderpaaren auf einer gemeinsamen Achse bzw. als Zahnräderkranz ausgebildet sind, wobei die Kranzräder ein Antriebsrad umgeben. Hierbei sind je nach dem geforderten Moment und Druck eine Anzahl von Hilfsrädern im Kranz vorgesehen.The previously known gear motors, pumps or compressors consist of a number of gears, which as
a pair of wheels or as a series of pairs of wheels on a common axis or as a gear rim, the rim wheels surrounding a drive wheel. A number of auxiliary wheels are provided in the rim depending on the required torque and pressure.

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Bei den -bekannten Zahnradmotoren wirkt der Druck des Treibmittels nur auf eine Verzahnung des HilfsZahnrades.In the known gear motors, the pressure of the propellant acts only on a toothing of the auxiliary gear.

Bin Nachteil der bekannten Flüssigkeitsmotoren bzw. -pumpen besteht darin, daß es nicht möglich ist, bei hohem Volumen-Wirkungsgrad hohe Drehmomente zu erreichen.A disadvantage of the known liquid motors and pumps is that it is not possible with high volume efficiency to achieve high torques.

Ein Grund hierfür ist, daß es nicht möglich ist, den Druck auf die Verzahnung auf einen viert zu erhöhen, bei dem die Dichtheit der Verzahnung gewährleistet ist. Dieser Kachteil beschränkt die Verwendung der Zahnradpumpen und Motoren auf einen kleinen Drehmomentbereich und auf hohe Drehzahlen. Der Volumen-Vfirkungsgrad ist bei niedrigen Drehzahlen so klein, daß die Verwendung derartiger Zahnradmechanismen als Mittelläufer- und Langsamläufermotoren unmöglich ist. Dies ist ein erhebliche^Tachteil, da in der Technik meist Motoren mit hohem Drehmoment und mittleren-oder kleinen Drehzahlen benötigt werden. Zahnradtriebe, die als einfachste Antriebsvorrichtungen bekannt sind, werden daher nur als Schnellaufende Zahnradpumpen verwendet, die meist aus zwei Zahnrädern bestehen. Bin weiterer Nachteil der bekannten Zahnrädtriebe besteht darin, daß bei ihrem Betrieb Vibrationen und Geräusche auftreten.One reason for this is that it is not possible to increase the pressure on the toothing to a fourth in which the tightness of the toothing is guaranteed. This part of the kite is limited the use of gear pumps and motors on a small torque range and at high speeds. The volume efficiency is so small at low speeds that the use of such Gear mechanisms as center-runner and slow-runner motors is impossible. This is a considerable ^ disadvantage because in the Technology mostly motors with high torque and medium or low speeds are required. Gear drives being the simplest Drive devices are known, are therefore only used as high-speed gear pumps, which usually consist of two gear wheels exist. Another disadvantage of the known gear drives is that vibrations and noises during their operation appear.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Drehmoment der Motoren bzw. die auf die Drehzahl bezogene Leistung bei Pumpen und Kompressoren in Bezug auf die Hauptab-The present invention is based on the object of determining the torque of the motors or the relative speed Performance of pumps and compressors in relation to the main

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messungen und das Gewicht zu vergrößern, den Gesamtwirkungsgrad insbesondere inydnteren Drehzahlbereich zu erhöhen und die Schwingungen und Geräusche zu beseitigen.measurements and to increase the weight, the overall efficiency in particular to increase the inner speed range and reduce the vibrations and eliminate noise.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, ist es notwendig, die Hilfsräder der Zahnradmotoren von außen abzustützen und die Zahl der Zahnräder zu vergrößern, die am Aufbau des Gesamtdrehmoments beteiligt sind.To accomplish this task, it is necessary to use the auxiliary wheels to support the gear motors from the outside and to increase the number of gears involved in building up the total torque are.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei fester und normaler Lage der Radachsen durch die Verwendung von gegenüber dem Antriebsrad symmetrisch angeordneten Zahnradsystemen, sowie durch entsprechende Wahl des Materials und der Anzahl bei mit hohen, niedrigen oder mittleren Drehzahlen laufenden Anlagen gelöst.According to the invention, this task is achieved with solid and normal Position of the wheel axles through the use of gear systems arranged symmetrically with respect to the drive wheel, as well as through Appropriate choice of material and number solved for systems running at high, low or medium speeds.

Die Zahnlückenräume der Räder sind an der Stirnseite durch die Gehäusewände oder durch besonders für diesen Zweck vorgesehne Einlagen verschlossen. Auf dem Kreisumfang sind die Zahnlückenräume durch dasselbe Gehäuse - bzw. bei eingesetzten Einlagen durch einen zusätzlich zwischen den Einlagen angebrachten Körper verschlossen. The gaps between the teeth of the wheels are provided on the front side by the housing walls or by specially designed for this purpose Deposits closed. On the circumference, the tooth gaps are through the same housing - or with inserted inserts closed by an additional body attached between the inserts.

Die Zuflußöffnungen sind im Gehäuse bzw. in der Einlage an einer Seite der Zahnradstirnflächen und in der Kähe der Verbindungsachse der zusammenarbeitenden Räder derart angebracht, daß das Treibmittel in den sich erweiternden Zahnlückenraum eingeführtThe inflow openings are in the housing or in the insert on one side of the gear wheel end faces and in the cage of the connecting axis the cooperating wheels mounted so that the propellant is introduced into the widening tooth space

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wird. Die Austrittsöffnungen sind an den entgegengesetzten Zahnradstirnflächen, ebenfalls in der Nähe der Verbindungsachse der Räder, jedoch an der Gegenseite derselben so angebracht, daß das Treibmittel während des Betriebs aus dem sich verkleinernden Zahnlückenraum abgeführt wird. Diese Ausbildung und Anordnung der Zu- und Abflußkanäle ermöglicht es, im Verhältnis zu der großen Anzahl der Verzahnungen große Querschnitte der Durchflußöffnungen zu erreichen, so daß sich geringe Treibmittel-Durchflußgeschwindigkeiten ergeben.will. The outlet openings are on the opposite gear wheel end faces, also near the connecting axis of the wheels, but on the opposite side of the same so that the Propellant is discharged from the decreasing tooth space during operation. This training and arrangement of the and drainage channels allow large cross-sections of the flow openings in relation to the large number of toothings to achieve, so that low propellant flow rates result.

Die Antriebsräder der oben beschriebenen Flüssigkeitsmotoren bzw. -pumpen können auch reihenweise auf einar gemeinsamen Welle befestigt werden, wobei sämtliche Drehmomente oder Leistungen der Drehzahl anzupassen sind.The drive wheels of the above-described liquid motors or pumps can also be shared in rows on one another Shaft are fastened, with all torques or powers are to be adapted to the speed.

Durch die gleichzeitige Druckeinwirkung des arbeitenden Treibmittels auf den gesamten Zahneingriff erfolgt eine stufenweise Leistungserhöhung in der Verzahnung, von der kleinsten in der äußeren Verzahnung bis zur maximalen in der Verzahnung auf dem Antriebsrad. Ebenso verringern sich bei den erfindungsgemäßen Pumpen und Kompressoren die durch das Antriebsdrehmoment hervorgerufenen größten Leistungen an der Verzahnung des Antriebsrades zu den äußeren Verzahnungen hin.Due to the simultaneous application of pressure from the working Propellant to the entire meshing, there is a gradual increase in performance in the toothing, from the smallest in the outer toothing up to the maximum in the toothing on the drive wheel. Also decrease in the inventive Pumps and compressors caused by the drive torque greatest performance on the toothing of the drive wheel to the outer toothing.

Dieses Ergebnis wird zur Erhöhung des Volunienwirkungsgrades durch eine bessere Abdichtung in der Zahneingriffslinie ausgenützt.This result is used to increase the volume efficiency exploited by a better seal in the tooth contact line.

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Da die Abdichtung in der Zahneingriffslinie von der Materialhärte und vom Zahneingriffsdruck abhängig ist, werden für die äußeren Bäder mit geringem Zahneingriffsdruck je nach dem angewendeten Druck und der aufTretenden Leistung Materialien von geringerer Härte verwendet, beispielsweise Kunststoffe oder Hartgummi. Mit zunehmendem Zahneingriffsdruck bei den näher zum Antriebsrad liegenden Hilfsrädern wird die Härte und Festigkeit des Materials bis hin zu gehärtetem Stahl erhöht. Durch die symmetrische Belastung des Antriebsrades und durch die Verteilung der Belastung auf eine dem angewandten Druck und dem geforderten Drehmoment entsprechende Anzahl von Verzahnungen bzw. Zahnrädern, und durch die Möglichkeit, Materialien mit geringerer Härte und dichterer Passung bei besserer Dichtungsmöglichkeit bei geringeren Drehzahlen zu verwenden, können Motoren, Pumpen und Kompressoren von bisher nicht erreichbaren geringen Abmessungen und geringem Gewicht im Verhältnis auf die Drehmomente und auf den Wirkungsgrad je Umdrehung hergestellt werden. Ferner ist es möglich, bei mit hohen, mittleren und niedrigen Drehzahlen laufenden Anlagen einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen. Infolge der stirnseitigen Zu- und Abfuhr des Treibmittels zu und aus den Zahnlückenräumen, können Räder mit einr größeren Zähnezahl als der äußersten /erwendet werden, so daß der erfindungsgemäße Motor bzw. die erfindungsgemäße Pumpe äußerst geräuscharm arbeiten kann. Die Geräuscharmut wird noch durch die Symmetrie der Gesamtbelastung unterstützt.Because the seal in the line of tooth contact depends on the hardness of the material and the meshing pressure are dependent on the outer Baths with low meshing pressure depending on the one used Pressure and the performance of the materials are lower Hardness used, for example plastics or hard rubber. With increasing meshing pressure for those closer to the drive wheel Auxiliary wheels will increase the hardness and strength of the material up to hardened steel. Due to the symmetrical load of the drive wheel and by distributing the load to a level corresponding to the applied pressure and the required torque Number of teeth or gears, and the possibility of materials with lower hardness and closer fit Motors, pumps and compressors of the past can be used with better sealing options at lower speeds unattainable small dimensions and low weight in relation to the torques and the efficiency per revolution getting produced. It is also possible for systems running at high, medium and low speeds to have a high To achieve efficiency. As a result of the frontal supply and removal of the propellant to and from the spaces between the teeth, can Wheels with a larger number of teeth than the outermost / are used, so that the motor according to the invention or the inventive Pump can work extremely quietly. The low noise level is supported by the symmetry of the overall load.

Die Erfindung ermöglicht eine Verwendung von hydraulischen Antrieben, die die bisher bekannten Getriebe ersetzen, bei denen die mögliche Ausnützung der Materialien für die -Leistungsübertragung sehr gering ist. Ferner können durch die vorliegende Erfindung die bisherigen, teuren hydraulischen Kolbeneinrichtungen · durch kompakte und billige Zahnradanlagen ersetzt werden.The invention enables the use of hydraulic Drives that replace the previously known gears, in which the possible utilization of the materials for the power transmission is very low. Furthermore, by means of the present invention, the previous, expensive hydraulic piston devices be replaced by compact and cheap gear systems.

Ferner ist durch die geringe Anzahl unterschiedlicher Elemente der erfindungsgemäßen Motoren bzw. Pumpen, sowie durch die einfache Bauart dieser Elemente eine billige Massenfertigung aus standardisierten und vereinheitlichten Teilen möglich, so daß insgesamt bei außerordentlich geringem Verschleiß der Materialien je Einheit die Motoren, Pumpen oder Kompressoren in jedem Gebiet der Technik besonders günstig verwendbar sind. Zu erwähnen ist ferner die Möglichkeit, die Motoren auf einfache Weise in bisher nicht erreichbaren Kleinstausführungen zu bauen, weil beliebige Drehmomentwerte erreichbar sind oder auch durch Erweiterung der Anzahl der Hilfsräder und/oder Vergrößerung ihrer Abmessungen erreicht werden -können. Über die Wahl der ,geeigneten Konstruktion entscheidet der hierdurch bei gegebenen technischen Parametern erzielbare maximale Wirkungsgrad.It is also different due to the small number Elements of the motors or pumps according to the invention, as well as by the simple design of these elements means that they can be mass produced cheaply from standardized and unified parts possible, so that overall with extremely low wear of the materials per unit the motors, pumps or compressors can be used particularly favorably in any field of technology. To mention is also the possibility to use the motors in a simple way to build unattainable miniature versions, because any torque values can be achieved or through expansion the number of auxiliary wheels and / or enlargement of their dimensions can be achieved. About the choice of the appropriate construction the maximum efficiency that can be achieved with the given technical parameters is decisive.

Anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Ansicht eines geöffneten Zahnradmotor^; mit vierThe invention is explained in more detail below with the aid of the exemplary embodiments shown in the accompanying drawing. Show it:
Fig. 1 is a view of an open gear motor ^; with four

Hilfyradicränzen, die das Antriebsrad umgeben;Auxiliary wheel wreaths surrounding the drive wheel;

Pig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 3 die Ansicht eines geöffneten Zahnradmotors in zweiarmigerPig. Figure 2 is a cross-section along the line A-A in Figure 1; Fig. 3 is a view of an open gear motor in two-armed

Ausführung mit vier Hilfsrädern in jedem Arm; und Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 3·Version with four auxiliary wheels in each arm; and Fig. 4 is a cross-section along the line A-A in Fig. 3.

Bei de:n in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel befinden sich zwischen Deckeln 1 und 2 Zahnräder 4, deren Stirnseiten durch Einlagen 5 und 6 abgedichtet sind. Die Umkreise sind mittels Distanzeinlagen 7 abgedichtet. Die Zahnräder übertragen das Drehmoment auf ein Zahnrad 3, das auf der Antriebswelle befestigt oder an diese angeformt ist.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, there are gears 4 between covers 1 and 2, their end faces are sealed by inserts 5 and 6. The perimeters are sealed by means of spacer inserts 7. The gears transmit the torque to a gear 3 on the drive shaft is attached or formed on this.

Das Drehmoment wird durch ein Antriebsmittel erzeugt, das von einer Zuflußkammer 8 durch Öffnungen 10 in die während des Betriebs sich vergrößernden Zahnlückenräume hineinfließt und von den sich verkleinernden Zahnlückenräumen an der anderen Seite der Achse, die durch die Mitte der Verzahnung läuft, durch Öffnungen 11 zu einer Abflußkammer 9 abfließt.The torque is generated by a drive means which is fed from an inflow chamber 8 through openings 10 into the during the In operation, the growing gaps between the teeth flows in and from the decreasing gaps between the teeth on the other side of the Axis, which runs through the center of the toothing, flows through openings 11 to a drainage chamber 9.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem ein zweiarmiger Zahnradmotor verwendet wurde, befinden sich zwischen Decket 20 und 12 Hilfszahnräder 14, die außen durch den Körper bzw. das Gehäuse 15 abgedichtet sind. Das Antriebsmittel fließt von einer Zuflußkammer 17 durch Öffnungen 18 in die sich vergrößernden Zahnlückenräume und entweicht von den sich verkleinernden Zahnlückenräumen durch Abflußöffnungen 19 und 16. DieIn the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, in which a two-armed gear motor was used, 20 and 12 auxiliary gears are located between the decket 14, the outside through the body or the housing 15 are sealed. The drive means flows from an inflow chamber 17 through openings 18 into the increasing tooth gap spaces and escapes from the decreasing tooth gap spaces through drainage openings 19 and 16. The

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HilfsZahnräder 14 übertragen ihre Drehmomente auf das Antriebsrad 13, das auf der Nabe bzw. Welle zur Verbindung mit der angetriebenen Einrichtung befestigt bzw. an diese angeformt ist. Auxiliary gears 14 transmit their torques to the drive wheel 13, which is attached to the hub or shaft for connection to the driven device or is molded onto it.

AnsprücheExpectations

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Claims

21154332115433

· ■■ ι is proohe

Ί .J fluid gear motor that, driven by another

Motor _(can also work as a pump or compressor, with a housing, with a drive gear, and with auxiliary gears cooperating with the drive gear, characterized in that the auxiliary gears (4) surround the drive gear (3) in at least two concentric circles.

2. Fluid gear motor that is driven by another Motor, can also work as a pump or compressor, with a housing, with a drive gear, and with auxiliary gears cooperating with the drive gear, characterized in that the auxiliary gears (14) the Drive gear (13) surrounded in concentric circles and in at least two arms of the housing (15) are attached.

3. Fluid gear motor according to claim 1 or 2, characterized in that the auxiliary gears (4, 14) in Intermediate and final distances from the drive gear (3, 13) attached, made of elastic materials such as plastic or rubber, and without play at the sealing points are pitted.

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