DE2418032C3 - - Google Patents
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- DE2418032C3 DE2418032C3 DE19742418032 DE2418032A DE2418032C3 DE 2418032 C3 DE2418032 C3 DE 2418032C3 DE 19742418032 DE19742418032 DE 19742418032 DE 2418032 A DE2418032 A DE 2418032A DE 2418032 C3 DE2418032 C3 DE 2418032C3
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F01C1/14—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F01C1/20—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehkolbenverdrängungsmaschine mit innerer Verdichtung
für kompressible Medien in einem Gehäuse mit einem Saug- und einem Druckstutzen mit
Kämmeingriff zwischen einem in dem Gehäuse umlaufenden antreibenden Geradzahndrehkolben. welcher
/wischen den Zähnen auf der zylindrischen Oberfläche Vorsprünge aufweist, und einem von diesem
über ein Zahnradgetriebe angetriebenen Geradzahndrehkolben, dessen Zähne an ihrer in Laufrichtung
gesehen vorderen Kante bis zur Gehäuseinnenfiäche reichen und anschließend an ihrer zylindrischen
Außenfläche jeweils eine Lücke aufweisen, die zum Druckausgleich zwischen je einem Hohlraum des
antreibenden und des angetriebenen Geradzahndrehkoibens während der Verdichtung des Mediums dient
und in die jeweils einer der Vorsprünge des antreibenden Geradzahndrehkoibens eingreift und dabei den
Druck- und den Saugraum der Maschine voneinander trennt, wobei die axiale Breite der Vorsprünge der
axialen Breite der Lücken entspricht und an den Stirnflächen des Gehäuses zwei mit dem Druckstutzen
in Verbindung stehende Druckfenster angeordnet sind.
Eine Drehkolbenverdrängungsmaschine dieser Bauart ist aus der GB-PS 9 92 226 bekannt. Die bei
Maschinen dieser Art stattfindende innere Verdichtung macht sie geeignet zur Förderung des Mediums auch
gegen höhere Gegendrücke, während einfache Gebläse. z. B. Roots-Gcbläse, ohne innere Verdichtung nur bei
geringeren Gegendrücken mit zufriedenstellenden Wirkungsgraden arbeiten. Die vorliegend betrachtete
Maschinengattung Findet Verwendung z. 3. zur Drucklufterzeugung für den Antrieb von pneumatischen
Werkzeugen, zur Aufladung von Verbrennungsmotoren oder auch als Entspannungsmaschine bei der Verflüssigung von Gasen.
Bei der bekannten Ausbildung ist die axiale Breite der
Vorsprünge sowie der Lücken gleich der gesamten
ίο axialen Erstreckung der Geradzahndrehkolben, d. h. die
Vorsprünge und die Lücken erstrecken s:ch von der einen Stirnfläche des Gehäuses zur anderen. Nachteilig
ist dabei ein verhältnismäßig niedriger Wirkungsgrad aufgrund ziemlich hoher Strömungsverluste, was da durch bedingt ist, daß die Größe der Druckfenster in den
Stirnflächen des Gehäuses beschränkt ist Diese Beschränkung ergibt sich daraus, daß die radial äußere
Begrenzung der Druckfenster nicht in den Bereich der Lücken hineinragen darf, weil sonst der Effekt der inneren Verdichtung zunichte gemacht würde. Die Druckfenster müssen also in einem gewissen Abstand
von dem <\ußendurchmesser des Gehäuses enden,
wobei die Größe dieses Abstandes einen Kompromiß darstellt zwischen der Forderung nach niedrigen
Verlusten beim Ausschieben des Mediums in den Druckstutzen, die durch Vergrößerung der Druckfenster
befriedigt werden könnte, welche aber notwen digerweise eine Verkleinerung der Lücken des angetrie
benen Geradzahndrehkoibens bedingen würde, und der Forderung nach niedrigen Verlusten beim Druckausgleich
zwischen den Hohlräumen des antreibenden und des angetriebenen Geradzahndrehkoibens während der
Verdichtung, die durch Vergrößerung der Lücken befriedigt werden könnte, was wiederum eine Verkleinerung
der Druckfenster erzwingen würde.
Aufgabe der vorliegenden Frfindung ist die Schaffung
einer Drehkolbenverdrängungsmaschine der eingangs vorausgesetzten Bauart mit verringerten Strömungsverlusten
und dadurch verbessertem Wirkungsgrad.
insbesondere im Bereich größerer Druckerhohungsgrade.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die Lücken an der zylindrischen Außenfläche der Zähne des
angetriebenen Geradzahndrehkoibens an den beiden Stirnflächen der Zähne durch den Zahnkörper begrenzt
und die Druckfenster an den Stirnflächen des Gehäuses gehen in zusätzliche, an der zylindrischen Oberfläche
des Gehäuses im Bereich des Zahnkörpers der Aihne des angetriebenen Geradzahndrehkoibens angeordnete
5fl Druckfenster über.
Bei einer solchen Ausbildung können beide der vorstehend aufgezeigten und bei der bekannten
Ausbildung einander widersprechenden Forderungen befriedigt werden und es werden erheblich verbesserte
Wirkungsgrade erzielt. Dabei können die Dpu-kfenster
in den Stirnflächen des Gehäuses nicht nur bis an den Außendurchmesser des Gehäuses heranreichen, sondern
sogar noch in die zusätzlichen Druckfenster in der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses übergehen.
An sich ist aus der GB-PS b 81 038 eine Drehkolbenmaschine
bekannt, bei der Geradzahndrehkolben Verwendung finden, die seitliche Wangen besitzen, mit
denen während des Umlaufs der Kolben Fenster in der Stirnfläche des Gehäuses abwechselnd freigegeben und
überdeckt werden. Hier geht es allerdings um eine Drehkolbenverbrennungsmaschine. bei der der Durchtritt
des Strömungsmediums durch die Fenster mittels der Wangen gesteuert wird, um aufeinanderfolgend eine
Ansaugphase, eine Verdichtungsphase, eine auf die Zündung erfolgende Expansionsphase und eine Ausstoßphase zu verwirklichen. Um eine Verdichtermasciiine und deren Wirkungsgrad geht es von vornherein
nicht
Darüber hinaus ist diese bekannte Maschine von ziemlich komplizierter Konstruktion und jeder Geradzahndrehkolben hat nur an einer Stirnseite eine Wange,
was zu großen in Axialrichtung wirkenden Kräften führt. Dabei unterscheidet sich auch schon die Gestalt
von Koioen und Wangen erheblich von den Formen, die bei der vorliegend einschlägigen Maschinengattung
notwendig sind.
Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles weiter erläutert. Es
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Drehkolbenverdrängungsmaschine im Schnitt durch die Achse des
angetriebenen Geradzahndrehkolbens,·
F i g. 2 den Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1;
Fig. 3 das Zusammenwirken zwischen antreibenden
und angetriebenem Geradzahndrehkolben in perspektivischer Darstellung;
F i g. 4 den Schnitt nach Linie 1V-1V der F i g. 2 bei der
Stellung der Geradzahndrehkolben im Augenblick des Beginns der inneren Verdichtung des Arbeitsmediums
in deren Hohlräumen;
F i g. 5 den Schnitt nach Linie V-V der F i g. 2 bei der
Stellung der Geradzahndrehkolben im Augenblick des Beendens der inneren Verdichtung des Arbeitsmediums jo
und des Ausschiebens in den Druckstutzen;
F i g. 6 ausschnittweise die Lage der Geradzahndrehkolben
im Augenblick des Beendens des Ausschieber des Arbeitsmediums.
Die Drehkolbenverdrüngungsmaschinc. boispielswei- J5
se ein Verdichter, besitz! ein Gehäuse 1 mit einem Saugstutzen 2 und einem Druckstutzen 3. Der
Druckstutzen 3 hat Verbindung mit zwei Druckfenstern 4, von denen jedes in einer der StirntLiehen des
Gehäuses I ausgeführt ist und die in zusätzliche -to Druckfenster 31 übergehen, die in der an die
Stirnflächen des Gehäuses angrenzenden Umfangslläche desselben ausgeführt sind.
Innerhalb des Gehäuses 1 sind in Lagern 5 ein antreibender Geradzahndrehkolben 6 und ein angetrie- ■<">
bener Geradzahndrehkolben 7 angeordnet. Diese sind kinematisch verbunden mittels eines Zahnradgetriebes
aus zwei Verbindungsrädern 8 und 9. Das Verbindungsrad 8 sitzt auf der Welle 10 des antreibenden
Geradzahndrehkolbens 6 und das Verbindungsrad 9 auf w der Welle U des angetriebenen Geradzahndrehkolbens
7. Die Verbindungsräder 8 und 9 gewährleisten ein berührungsfreies Ineinandergreifen der Zahne der
Geradzahndrehkolben 6 und 7.
Der antreibende Geradzahndrehkolben 6 hat zwei ίί
Zähne 14 und weist auf jeder zylindrischen Oberflüche 12 /wischen diesen je einen Vorsprung 13 auf.
Der angetriebene Geradzahndrehkolben 7 hat drei
Zähne 15 und weist in jeder zylindrischen Außenfläche
16 derselben eine Lücke 17 auf. die gebildet ist durch m>
eine kurz hinter der in 1^ ■■ -htung, die durch einen
Pfeil A in Fig. 3 angedeutet ist, vorderen Kante jedes Zahns 15 beginnende zurückspringende IJmfangsfläche
und seitlich begrenzt ist durch wangenartige Bereiche des Zahnkörpers. >>5
Die Lücke 17 dient zum Druckausgleich zwischen dem Hohlraum 18 (Fig. 4) des angetriebenen Geradzahndrehkolbens 7 und dem Hohlraum 19 des
antreibenden Geradzahndrehkolbens 6 während der Verdichtung des Arbeitsmediums: dabei ist der Hohlraum 18 von der Lücke 20 zwischen den Zähnen 15 und
der Innenfläche 21 des Gehäuses 1 und der Hohlraum 19
von der Lücke 22 zwischen den Zähnen 14 und der Innenfläche des Gehäuses 1 gebildet.
Die Größe des Vorsprungs 13 an der zylindrischen Oberfläche 12 des antreibenden Geradzahndrehkolbens
6 entspricht der Größe der Lücke 17 in der zylindrischen Außenfläche 16 des Zahns 15 des angetriebenen
Geradzahndrehkolbens 7, so daß bei der Drehung der Kolben der Vorsprung 13 in die Lücke 17 eingreift und
das Gebiet der Druckerhöhung vom Sauggebiet trennt.
Der Betrieb der beschriebenen Drehkolbenverdrängungsmaschine verläuft wie folgt:
Die Welle 10 (Fig. 2) des antreibenden Geradzahn drehkolbens 6 wird von einem nicht gezeigten Motor
angetrieben. Die Drehung wird über das Verbindungsrad 8 zum Verbindungsrad 9 auf der Welle 11 des
angetriebenen Geradzahndrehkolbens 7 übertragen. Bei der Drehung der Drehkolben 6 und 7 füllt das
Arbeitsmedium aus dem Saugstutzen 2 die Lücke 20 des angetriebenen Drehkolbens 7 und die Lücke 22 Jes
antreibenden Drehkolbens 6.
Bei der Lage der Geradzahndrehkolben 6 und 7, die in
Fig. 4 wiedergegeben ist. ist eine Lücke 22 vom Saugstutzen 2 abgetrennt, was dem Augenblick des
Beginns der Verdichtung des Arbeitsmediums entspricht. Bei weiterer Drehung der Geradzahndrehkolben
6 und 7 dringt ein Zahn 15 des angetriebenen Geradzahndrehkolbens 7 Jn die Lücke 22 ein, so daß
dich der von ihr gebildete Hohlraum 19 verkleinert und die Verdichtung des Arbeitsmediums stattfindet.
Wenn der vordere Rand des Zahns 15 unter dem Kamm 27 des Gehäuses 1 durchgelaufen ist, erhält die
Lücke 17 Verbindung mit dem Hohlraum 19, so daß der Ausgleich des ansteigenden Drucks in den Hohlräumen
19 und 18 stattfinden kann. Die weitere Verdichtung des Arbeitsmediums erfolgt gleichzeitig in den beiden
Hohlräumen 18 und 19.
In dem Augenblick, der in Fig. 5 dargestellt ist,
erreicht der Hohlraum 18 des angetriebenen Geradzahndrehkolbens 7 die Ränder 28 der Druckfenster 4,
wodurch die innere Verdichtung des Arbeitsmediums aufhört und dessen Ausschieber! in den Druckstutzen 3
besinnt. Durch die Lage der Ränder 28 der Druckfen-SUT
4 ist konstruktiv vorgegeben, wie weit die innere Verdichtung gehen soll. Dies hängt vom Gegendruck ab,
gegen den der Verdichter im Betrieb fördern soll.
Der Ausschiebevorgang ist beendet, wenn die Geradzahndrehkolben die in Fig. 6 gezeigte Lage
erreichen, d. h. wenn der Hohlraum '.8 die hinteren Ränder 29 der Druckfenster 4 verläßt, wodurch er vom
Druckstutzen 3 wieder getrennt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das verdichtete Medium durch den Zahn
14 des antreibenden Geradzahndrehkolbens 6 vollständig aus dem Hohlraum 18 in die Druckfenster 4
verdrängt.
Die Kontur der Auslaßöffnung des Gehäuses, das
heißt die Berandung der Druckfenster 4 mit den zusätzlichen Druekfenstem 31, ist in F i g. 3 strichpunktiert
angedeutet, um zu zeigen, daß zum Ausschieben aes verdichteten Mediums recht große Strömungsquerschnitte
zur Verlügung stehen. Hierdurch werden entsprechend geringe Sirömungsverluste und damit
gute Wirkungsgrade erzielt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Drehkolbenverdrängungsmaschine mit innerer Verdichtung für kompressible Medien in einem Gehäuse mit einem Saug- und einem Druckstutzen mit Kämmeingriff zwischen einem in dem Gehäuse umlaufenden antreibenden Geradzahndrehkolben, welcher zwischen den Zähnen auf der zylindrischen Oberfläche Vorsprünge aufweist, und einem von diesem über ein Zahnradgetriebe angetriebenen Geradzahndrehkolben, dessen Zähne an ihrer in Laufrichtung gesehen vorderen Kante bis zur Gehäuseinnenfiäche reichen und anschließend an ihrer zylindrischen Außenfläche jeweils eine Lücke aufweisen, die zum Druckausgleich zwischen je einem Hohlraum des antreibenden und des angetriebenen Geradzahndrehkoibens während der Verdichtung des Mediums dient und in die jeweils einer der Vorsprünge des antreibenden Geradzahndrehkoibens eingreift und dabei den Druck- und den Saugraum der Maschine voneinander trennt, wobei die axiale Breite der Vorsprünge der axialen Breite der Lücken entspricht und an den Stirnflächen des Gehäuses zwei mit dem Druckstutzen in Verbindung stehende Druckfenster angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücken (17) an der zylindrischen Außenfläche der Zähne (15) des angetriebenen Geradzahndrehkoibens (7) an den beiden Stirnflächen der Zähne (15) durch den Zahnkörper begrenzt sind und die Druckfenster (4) an den Stirnflächen des Gehäuses (1) in zusätzliche, an der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses (1) im Bereich des Zahnkörpers der Zähne (15) des angetriebenen Geradzahndrehkoibens (7) angeordnete Druckfenster (31) übergehen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU1908874A SU548722A2 (ru) | 1973-04-17 | 1973-04-17 | Роторна объемна машина |
SU1906907A SU513160A1 (ru) | 1973-04-17 | 1973-04-17 | Роторна объемна машина |
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DE2418032C3 true DE2418032C3 (de) | 1980-09-11 |
Family
ID=26665483
Family Applications (1)
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Country Status (3)
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---|---|
DE (1) | DE2418032B2 (de) |
GB (1) | GB1448157A (de) |
SE (1) | SE418984B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007038966B4 (de) | 2007-08-17 | 2024-05-02 | Busch Produktions Gmbh | Mehrstufige Drehkolbenvakuumpumpe bzw. - verdichter |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU8743882A (en) * | 1981-08-19 | 1983-02-24 | Marsh, M. R. | Lobed rotor rotary engine |
DE19537674C1 (de) * | 1995-10-10 | 1997-02-20 | Adolf Dr Ing Hupe | Drehkolbenmaschine |
-
1974
- 1974-04-11 GB GB1618674A patent/GB1448157A/en not_active Expired
- 1974-04-13 DE DE19742418032 patent/DE2418032B2/de active Granted
- 1974-04-16 SE SE7405080A patent/SE418984B/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007038966B4 (de) | 2007-08-17 | 2024-05-02 | Busch Produktions Gmbh | Mehrstufige Drehkolbenvakuumpumpe bzw. - verdichter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2418032A1 (de) | 1974-11-14 |
DE2418032B2 (de) | 1980-01-10 |
SE418984B (sv) | 1981-07-06 |
GB1448157A (en) | 1976-09-02 |
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