DE2240632C2

DE2240632C2 - Rotationskolbenmaschine für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2240632C2
Application number: DE2240632A
Authority: DE
Inventors: Svend Dipl.-Ing. Soenderborg Giversen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1972-08-18
Filing date: 1972-08-18
Publication date: 1983-09-01
Also published as: JPS5332525B2; SE391007B; GB1408806A; DE2240632A1; JPS4959302A; IT1059810B; US3876343A; FR2196678A6; BE802032R; CH582833A5; DD106440A6

Description

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

Eine solche Rotationskolbenmaschine ergibt sich aus dem älteren Recht gemäß DE-PS 21 24 006. Dort bilden Hllfskanäle ein sekundäres Verteilerventll, das eine sehr genaue Steuerung erlaubt, so daß das primäre Verteilerventll nur eine Grobvertellung übernehmen muß. Das primäre Verteilerventll Ist als Steuerdrehventil ausgebildet und In der Ausführungsform mit zylindrischen Schleberflächen verwirklicht.

Es Ist ferner eine Rotationskolbenmaschine für Flüssigkelten bekannt (US-PS 31 06 163), bei der eine Tellmaschlne einer Mehrfachpumpe bzw. eines Mehrfachmotors erste Steueröffnungen In der den Zahnelementen benachbarten Platte in zwei radial beabstandeten Reihen angeordnet sind, deren Mittelpunkte auf der Achse des mit der Platte verbundenen Zahnelements liegen, wobei die äußere Reihe einzelne Steueröffnungen aufweist und die Innere Reihe durch eine zentrische Bohrung gebildet Ist. Die eine Reihe Ist mit dem Zulauf und die andere Reihe mit dem Ablauf verbunden. Die zweiten Steueröffnungen liegen auf einem Kreis um den Mittelpunkt des anderen Zahnelements und sind über je einen Verbindungskanal mit einer um 90 Grad versetzten Verdrängungskammer verbunden. Der Durchmesserunterschied der beiden Reihen Ist derart der Exzentrizität der Kreisbahnbewegung des einen Zahnelements angepaßt, daß die zweiten Steueröffnungen abwechselnd mit den beiden Reihen der ersten Steueröffnungen In Verbindung kommen. Der Vorteil einer solchen Maschine besteht darin, daß die beiden Teile des Vertellerventlls fest mit dem Zahnrad bzw. dem Zahnring verbunden oder sogar unmittelbar an einem dieser Zahnelemente ausgebildet sein können. Nachteilig 1st demgegenüber, daß das Verteilerventll eine schlechtere Steuerfunktion hat als Vertellerventlle mit zwei zueinander konzentrisch angeordneten Teilen. Insbesondere sind die zweiten Steueröffnungen beim Übergang von der einen zur anderen Reihe der ersten Steueröffnungen über einen größeren Drehwinkel des zugehörigen Zahnelements völlig abgedeckt und die mit Ihnen verbundenen, sich In Ihrer Größe ändernden Verdrängungskammern verschlossen.

Bei einer als Pumpe ausgebildeten Rotationskolbenmaschine mit feststehendem Zulauf und zwei sich um feste Achsen drehenden Zahnrädern ist es bekannt (CH-PS I 09 955), jeweils die eine Flanke aller Zähne des einen Zahnrades abzuschrägen. Hierdurch sollen auf der Saugseile alle Verdrängungskammern miteinander verbunden werden, während auf der Druckseite die Zähne dichtend miteinander zusammenwirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine anzugeben, deren Verteilerventil einen sehr einfachen, platzsparenden Aufbau hat und dennoch einwandfreies Füllen und Entleeren der Verdrängerkammern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei dieser Konstruktion wird ein primäres Verteilerventil, das eine schlechte Funktion hat, mit einem durch Hilfskanäle gebildeten sekundären Vertellerventll kombiniert. Beide Verteilerventile lassen sich platzsparend unmittelbar am Zahnrad oder einem daran anliegenden Teil ausbilden. Man erhält eine einfach ausgebildete Maschine mit genauer Steuerfunktion. Diese Ist vor allem auch für kleine Maschinen geeignet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 ergeben sich Steueröffnungen maximalen Querschnitts, die über den kleinstmöglichen Drehwinkel des zugehörigen Zahnelements vollständig abgedeckt sind.

Anspruch 3 läßt erkennen, daß sich sehr kleine Rotationskolbenmaschlnen herstellen lassen.

Mit der Ausführungsform nach Anspruch 4 wird erreicht, daß die Steueröffnung mit einer um 90 Grad versetzten Verdrängungskammer verbunden wird, der Verbindungskanal aber die Nachbar-Steueröffnung nicht beeinträchtigt.

Die Unterteilung des Einsatzes nach Anspruch 5 erleichtert die Fertigung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Flg. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Motor,

FI g. 2 eine Seltenansicht der Zahnelemente der Steueröffnungen In vergrößerter Darstellung mit einer Verdrängungskammer maximaler Größe und

Flg. I eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit einer Verdrängungskammer minimaler Größe.

Die Rotationskolbenmaschine weist ein Gehäuse 1 auf, an dessen einer Stirnseite mit Hilfe von Schrauben 2 ein Deckel 3 befestigt Ist und an dessen anderer Stirnseite mit Hilfe von Schrauben 4 eine Zwischenplatte 5, ein innenverzahnter Zahnring 6, eine Zwischenplatte 7 und eine Anschlußplatte 8 befestigt sind. Im Gehäuse 1 ist eine Hauptwelle 9 gelagert. Diese Ist über eine Gelenkwelle 10 mit einem außenverzahnten Zahnrad 11 verbunden.

Das Zahnrad U hat vier Zähne 12, der Zahnring 6 hat fünf als 2;yllnderrollen ausgebildete Zähne 13. Zwischen diesen Zähnen und den Zwischenplatten 5 und 7 werden Verdrängiungskammern 14 gebildet. Die Verdrängungskammern werden über eine Verteilerventilanordnung in der zum Betrieb richtigen Weise i?ilt zwei Anschlußstutzen 115 und 16, die dem Zulauf und dem Ablauf entsprechen, verbunden.

Diese Verbindung erfolgt über ein primäres Verteilerventil 17. Dieses weist ia der Zwischenplatte 7 als erste Steueröffnungen eine zentrische Bohrung 18 auf, die unmittelbar mit dem Stutzen 15 verbunden ist, und auf einem hierzu konzentrischen Kreis fünf Steueröffnungen 19, die über eine Ringnut 20 In der Anschlußplatte 8 mit dem Studien 16 verbunden ist. Die Bohrung 18 und die Reihe der Steueröffnungen 19 sind konzentrisch zur Mittelachse des Zahnringes 6 angeordnet. Im Zahnrad sind vier zweite Steueröffnungen 21 vorgesehen, die auf einem Kreis um die Mittelachse des Zahnrades 11 liegen.

Die ersten Steueröffnungen 19 der äußeren Reihe haben eine Längserstreckung In Urnfangsrlchtüng. Ihre nach Innen gerichtete Begrenzungskante 22 läuft tangential zu einem zur Bohrung 18 konzentrischen Kreis. Die Begrenzungsllnlen 23, 24, 25 und 26 jeder zweiten Steueröffnung 21 sind so gewählt, daß sie in der F i g. 2 veranschaulichten Stellung, In der eine Verdrängungskammer 14 ihr maximales Volumen hat, auf beiden Selten der Symmetrieiinle S-S parallel zu der Begrenzungslinle Xl der ersten Steueröffnungen 19 verlaufen und dabei zwischen der Bohrung 18 und diesen Steueröffnungen 19 liegen.

Die zweiten SteueröfFnungen 21 sind In einem ersten Einsatzteil 27 vorgesehen, das zusammen mit einem zweiten Einsatzteil 28 in einem Hohlraum 29 des Zahnrades 11 untergebracht Ist. In dem zweiten Einsatzteil 28 sind erste Verbindungskanalabschnitte 30 vorgesehen, die als Nuten ausgeführt und durch den ersten Einsatzteil 27 abgedeckt sind. Im Zahnrad 11 sind zweite Verblndungskanalabschnltte 31 vorgesehen, die vom Umfang des Hohlraums 29 bis zum Zahngrund zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen reichen. Die beiden Verbindungskanalabschnitte 30 und 31 stehen in einem Winkel zueinander.

Ferner sind am Zahnrad Il Hilfskanäle 32 vorgesehen. Sie sind an beiden Stirnseiten des Zahnrades als Nuten ausgeführt und liegen an beiden F^-nken jedes Zahnes. Sie haben eine solche Erstreckung, dali sie jeweiis eine Verbindung zwischen benachbarten Verdrängungskammern 14 ermöglichen, diese Verbindung aber durch Anlage der verbleibenden Zahnfiguration an den Zähnen des Zuhringes 6 im Bereich der Symmetrielinie i'-5' unterbrochen wird.

Auf diese Weise ergibt sich der folgende Betriebsablauf. Es sei angenommen, daß Druckflüssigkeit über den Anschlußstutzen 15 zugeführt und der Ap.schluBstutzen 16 mit dem Rücklauf verbunden ist. Dann erhält die in Fig. 2 obere zweite Steueröffnung 21 über den schraffierten Teil ihrer Fläche Druckflüssigkeit, während die untere zweite Steueröffnung 21 über die kreuzschraffierte Fläche mit dem Rücklauf verbunden ist. Bezeichnet man die Verdrängungskammern 14 im Uhrzeigersinn mit a. b, c. d und e, so hat die Kammer α das maximale Volumen und ist nach beiden Selten hin abgedichtet. Die Kammer e steht unter Druck; dasselbe gilt auch für die Kammer d. die mit der Kammer e über Hilfskanäle 32 verbunden ist. Umgekehrt haben die Kammern b und c Rücklaufdruck. Das Zahnrad 11 und demzufolge die Hauptwelle 9 werden daher Im Uhrzeigersinn gedreht. Nach einer halben Zahnteilung hat das Zahnrad die in FIg.3 gezeigte Stellung, bei der die Kammer α eine minimale Größe hat. Auch In diesem Zustand verbinden die Hilfskanäle 32 jeweils benachbarte Kammern b und c bzw. d und e, wobei aber diese Verbindung im Bereich der Symmetrielinie vom Zahnring unterbrochen 1st. Bei einer Drehung des Zahnrades aus der Stellung der Flg. 2 muß die Kammer α möglichst fchnell an den Rücklaufdruck angeschlossen werden. Dies erfolgt durch eine Verbindung der Kammer α mit der Kammer b über einen Hilfskanal 32. Ls ist daher unerheblich, einen wie großen Drehwinkel das Zahnrad zurücklegen muß, ehe die der Kammer α In diesem Moment zugeordnete rechte Steueröffnung 21 mit einer Steueröffnung 19 In Berührung tritt.

Ähnliches gilt für die Stellung der FI g. 3, wo die Kammer ο nach einer kurzen Drehung über einen Hilfskanal 32 mit der Kammer b, die unter Druck steht, verbunden wird, auch wenn es noeh einer ganz erheblichen Drehung bedarf, ehe ein zugehöriger Verbindungskanal mit Druck versorgt wird.

Hierzu 1 BIaH Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

I. Rotationskolbenmaschine für Flüssigkeiten mit einem Zahnrad und einem dieses umschließenden, s einen Zahn mehr aufweisenden und mit dem Zahnrad Verdrängungskammern bildenden Zahnring, mit einem zwei Teile aufweisenden Verteilerventil, von dem der eine Teil mit einem der Zahnelemente gekuppelt ist und mit ersten Steueröffnungen zweite Steueröffnungen im anderen Ventilteil übersteuert, und mit Verbindungskanälen, die von den Steueret fnungen zu den Verdrängungskammern führen, wobei fest an einem der Zahnelemente angebrachte Hilfskanäle vorgesehen sind, die auf jeder Seite der Symmetrielinie zwischen Eintritts- und Austrittsverdrängungskammern jeweils die benachbarten Verdrängungskammern verbinden, diese Verbindung aber im Bereich der Symmetrieiinie vom anderen Zahnelement im wesentlichen unterbrochen wird, insbesondere mit an -Jen Zahnfianken des Zahnrades angebrachten HiiSkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Steueröffnungen (18, 19) in der den Zahnelementen (6, 11) benachbarten Platte (7) in zwei radial beabstandeten Reihen angeordnet sind, deren Mittelpunkte auf der Achse des mit der Platte (7) verbundenen Zahnelementes (6) leigen und von denen die eine Reihe mit dem Zulauf und die andere mit dem Ablauf verbunden ist, daß die zweiten Steueröffnungen (21) auf einem Kreis um den Mittelpunkt des anderen Zahnelements (11) liegen und über je einen Verbindungskanal (30, 31) mit einer um 90 Grad versetzten Verdrängungskammer (14) verbunden sind und daß der Durchf.iesserunterschied der beiden Reihen derart der txzentrizität der Kreisbahnbewegung des einen Zahnelemen:, (U) angepaßt ist.

daß die zweiten Steueröffnungen abwechselnd mit den beiden Reihen der ersten Steueröffnungen In Verbindung kommen.
2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Reihe der ersten Steueröffnungen durch eine zentrische Bohrung

(18) gebildet Ist, die äußere Reihe SteueröFnungen

(19) aufweist, die eine Längserstreckung In Umfangsrichtung haben und Innen durch eine Tangente (22) an einen Kreis um die Mittelachse des Zahnelements (6) begrenzt sind, und jede zweite Steueröffnung (21) BegrenzungsIInlen (23 bis 26) aufweist, die - wenn eine Verdrängungskammer (14) maximaler Größe gebildet 1st - auf beiden Seiten der Symmetrielinie parallel zu der Tangente (22) und zwischen den beiden Reihen verlaufen.
3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (U) mit vier Zähnen (12) und ein Zahnring (6) mit fünf Zähnen (13) verwendet Ist.
4. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (U) einen zentrischen Hohlraum (29) aufweist, In den ein die zweiten Steueröffnungen (21) tragender Einsatz (27, 28) eingefügt Ist, wobei die Im Einsatz und Im Zahnrad verlaufenden Abschnitte (30, 31) des Verbindungskanals in einem Winkel zueinander stehen.
5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus zwei Teilen (27, 28) besteht, von denen der eine die Verblndungskanalabschnltte (30) und der andere die zweiten Steueröffnungen (21) aufweist.