DE2701323B2

DE2701323B2 - Toothed belt for rotary piston pump

Info

Publication number: DE2701323B2
Application number: DE2701323A
Authority: DE
Inventors: Hans 7410 Reutlingen Votteler
Original assignee: Albert Reiff Kg, 7410 Reutlingen
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1979-06-28
Also published as: IT7867060A0; IT1106525B; CH626689A5; GB1548119A; FR2377535A1; DE2701323A1; JPS5531320B2; DE2701323C3; JPS5390011A

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen für eine Rotationskolbenpumpe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Merkmalen.The invention relates to a toothed belt for a rotary piston pump with the in the preamble of Main claim mentioned features.

Ein solcher Zahnriemen ist durch das DE-GM 41 006 bekannt, wo Ausführungsformen eines Zahnriemens erwähnt sind, bei welchen der Trägerteil und die Zähne aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und lösbar oder unlösbar miteinander verbunden sein sollen. Dabei ist in Fig. 13 auch eine Ausführungsform mit Hohlzähnen dargestellt, bei welcher der Förderkörper aus einem als mäanderförmig gewundenem Band bestehend erscheint, das mit dem Trägerteil streckenweise verbunden ist. Der endlose Zahnriemen läuft über zwei Antriebs- und Umlenkrollen und transportiert in den Zahnlücken Flüssigkeit von einer Ansaugseite zu einer Druckseite der Rotationskolbenpumpe. Durch die elastische Nachgiebigkeit der Zähne lassen sich hierbei auch dickflüssige oder mit Steinen und Sand versetzte Flüssigkeiten pumpen. Ein hervorragendes Merkmal solcher Verdrängerpumpen ist ihr einfacher Aufbau.Such a toothed belt is known from DE-GM 41 006, where embodiments of a toothed belt are mentioned in which the carrier part and the teeth are made of different materials and should be connected to one another in a detachable or non-detachable manner. 13 is also an embodiment shown with hollow teeth, in which the conveyor body consists of a meandering wound belt appears existing, which is connected in parts to the carrier part. The endless toothed belt overflows two drive and deflection rollers and transports liquid into the tooth gaps from a suction side a pressure side of the rotary piston pump. The elastic resilience of the teeth allows you to also pump viscous liquids or liquids mixed with stones and sand. An excellent feature Such positive displacement pumps are simple in their construction.

Bei der Erprobung der Rotationskolbenpumpe hat sich gezeigt, daß insbesondere bei höheren Drehzahlen der Zahnriemen erheblichen Wechselbelastungen ausgesetzt ist, die dazu führen, daß die Zähne vom Antriebsband des Zahnriemens abgerissen werden, ob sie nun einstückig mit dem Antriebsband ausgebildet oder gesondert hergestellt und nachträglich mit dem Antriebsband verbunden sind. Es ist praktisch unmöglich, das Antriebsband des Zahnriemens mit den 7f hnen in fester Verbindung dieser Teile miteinander so herzustellen, daß der Antriebsteil, an welchem die von den Umlenkrollen ausgeübten Antriebskräfte angreifen, zwar biegbar, aber ansonsten verformungsbeständig ist, während die Zähne die von ihnen geforderte hoheWhen testing the rotary piston pump it has been shown that especially at higher speeds the toothed belt is exposed to considerable alternating loads, which lead to the teeth from Drive belt of the toothed belt will be torn off, whether it is now formed in one piece with the drive belt or manufactured separately and subsequently connected to the drive belt. It is practically impossible the drive belt of the toothed belt with the 7f hnen in a fixed connection of these parts with each other so to produce that the drive part on which the drive forces exerted by the pulleys act, bendable, but otherwise resistant to deformation, while the teeth are as high as they demanded

Have elasticity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zahnriemen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruches zu schaffen, der sich mit hohen Umdrehungszahlen ohne Bruchgefahr und mit einer angemessenen Lebensdauer in den Rotationskolbenpumpen anwenden läßtThe invention is based on the object of providing a toothed belt with the features of the preamble of Main claim to create, which is at high speeds without the risk of breakage and with a can apply reasonable life in the rotary piston pumps

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zähne einstückig mit einem durchgehenden auf das Antriebsband aufschiebbaren Trägerteil ausgebildet sind, das sowohl über den Zahnfuß als auch über den Zahnlückenbereich mit dem Antriebsband form- oder kraftschlüssig verbunden ist, und daß das Trägerteil mit den Zähnen aus einem elastischen Gummi- oder Kunststoffmaterial gefertigt ist Während das Antriebsband als in Umfangsrichtung zugfestes und mit Verstärkungseinichlüssen versehenes Teil ausgebildet ist, ist das einstückig mit den Zähnen ausgebildete und auf das Antriebsband aufgeschobene Trägerteil aus einem elastisch verformbaren Material gefertigt Durch die einstückige Ausbildung der Zähne mit dem sich sowohl über den Zahnfuß- als auch über den Zahnlückenbereich erstreckenden Trägerteil ist sichergestellt, daß bei einer Überlastung der Pumpe die Zähne des Zahnriemens nicht abgerissen werden.The object is achieved according to the invention in that the teeth are integral with a continuous one are formed on the drive belt pushable carrier part, both over the tooth root as well is positively or non-positively connected to the drive belt via the tooth gap area, and that the The support part with the teeth is made of an elastic rubber or plastic material while the drive belt is designed as a part that is tensile in the circumferential direction and is provided with reinforcing inclusions is, the integrally formed with the teeth and pushed onto the drive belt support part is made an elastically deformable material made by the one-piece design of the teeth with the It is ensured that the carrier part extends over both the tooth root and the tooth gap area, that the teeth of the toothed belt are not torn off when the pump is overloaded.

Das Trägerteil läßt sich so dimensionieren, daß die Zähne auch bei hohen Umdrehungszahlen unter der vom Fördermedium ausgehenden Belastung nicht abreißen können. Andererseits läßt sich das Antriebsband etwa durch die Wahl der Verstärkungselemente selbst bei kleinen Abmessungen so dimensionieren, daß es die durch den Antrieb auftretenden und auch die vom Trägerteil her rückwirkenden Kräfte aufnehmen kann. Durch die Trennung des Zahnriemens in ein Antriebsband und das mit den Zähnen besetzte Trägerteil verkraftet der Zahnriemen die bei hohen Umdrehungszahlen auftretenden starken Wechselwirkungen, ohne zu brechen. Die Koppelung von Trägerteil und Antriebsband durch Reibungsschluß oder Formschluß läßt sich hierbei auf verschiedene Weise erzielen.The support part can be dimensioned in such a way that the teeth are below the cannot tear off the load caused by the pumped medium. On the other hand, the drive belt For example, by choosing the reinforcement elements, even with small dimensions, dimension them so that it can absorb the forces occurring by the drive and also the forces acting back from the carrier part. By separating the toothed belt into a drive belt and the carrier part with the teeth the toothed belt can cope with the strong interactions that occur at high speeds without to break. The coupling of the carrier part and the drive belt by frictional engagement or positive engagement can be achieved in various ways.

Eine reibungsschlüssige Verbindung mit unerwartet großer Haftkraft läßt sich beispielsweise durch eine Rastzahnprofilierung der Innenseite des Trägerteiles erzielen, wobei die Rastzähne und der Innendurchmesser des Trägerteils im Verhältnis zum Außendurchmesser des Antriebsbandes so bemessen sein können, daß die Rastzähne unter Aufstaughung und Bildung eines starken Mitnahme-Reibungsschlusses in Anlage gegen eine unprofilierte Oberfläche des Antriebsbandes sind.A frictional connection with unexpectedly large adhesive force can be, for example, by a Achieve locking tooth profiling of the inside of the carrier part, the locking teeth and the inner diameter of the carrier part can be dimensioned in relation to the outer diameter of the drive belt so that the ratchet teeth with rise and formation of a strong drag-frictional connection in contact with are a non-profiled surface of the drive belt.

This embodiment has the advantage that the

gesonderte Antriebsband durch eine Bewegung entgegen der Antriebsbewegung relativ leicht in den mit den Zähnen versehenen Trägerteil einziehen läßt. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Rastzähne entgegen derseparate drive belt by moving against the drive movement relatively easily in the with the Can be pulled in with teeth provided carrier part. This is especially true when the ratchet teeth are contrary to the

Umlaufrichtung des Zahnriemens geneigt ausgebildet sind, weil die Rastzlhne in der genannten Relativbewegungsrichtungdann keine Aufstauchung erfahren. Diese Ausführungsform hat den weiteren Vorteil, daß bei einer Oberbelastung, beispielsweise bei einem Blockieren des Zahnriemens in der Pumpenkammer durch größere Steine im Fördermedium, kein Reißen des Trägerteiles befürchtet werden muß, sondern das Antriebsband unter Oberwindung des Reibungsschlusses am blockierten Trägerteil entlangschleifen kann.Circumferential direction of the toothed belt are inclined, because the locking teeth then in said relative direction of movement experience no upsetting. This embodiment has the further advantage that at an overload, for example when the toothed belt is blocked in the pump chamber larger stones in the conveying medium, no tearing of the carrier part has to be feared, but that Drive belt can drag along the blocked carrier part while overcoming the frictional connection.

Die Koppelung von Trägerteil und Antriebsband kann aber auch durch Formschluß mittels Zahnprofilen erfolgen, mit denen das Trägerteil auf seiner Innenseite und das Antriebsband auf seiner zugekehrten Kontaktseite versehen sind. Vorteilhafterweise kann das elastische Trägerteil unter Aufweitung auf das in Umfangsrichtung zugfeste Antriebsband aufgezogen sein, so daß durch die ineinandergreifenden Zahnprofile eine in Umfangsrichtung wirksame Formschlußverbindung zwischen beiden Teilen besteht Das Antriebsteil sitzt dann unter Vorspannung auf dem Antriebsband, wobei die Zähne des einen Teils zwischen die Zähne d;s anderen Teils greifen. Die Verzahnung kann verschiedene Profile aufweisen, beispielsweise ein Sägezahnprofil oder ein einfaches Rechteckzahnprofil. Durch die Wahl der Zahnprofile kann auch bei dieser formschlüssigen Verbindung eine Überlastschutzsicherung erreicht werden, die durch ein mögliches Ausspringen der Zähne des Trägerteils aus den Zahnlücken des Antriebsbandes bei Überlast wirksam wird.The coupling of the carrier part and the drive belt can also be achieved by positive locking by means of tooth profiles take place with which the carrier part on its inside and the drive belt on its facing contact side are provided. The elastic carrier part can advantageously be expanded onto the in Circumferential direction of tensile strength drive belt to be pulled, so that through the intermeshing tooth profiles there is a form-fit connection between the two parts that is effective in the circumferential direction then sits under pretension on the drive belt, the teeth of one part between the teeth d; s grab the other part. The toothing can have different profiles, for example a sawtooth profile or a simple rectangular tooth profile. By choosing the tooth profile, this can also be positively locked Connection an overload protection device can be achieved by a possible jumping out of the teeth of the Carrier part from the tooth gaps of the drive belt becomes effective in the event of an overload.

Entscheidend für die Betriebssicherheit und lange Lebensdauer des Zahnriemens sind die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften des Trägerteils und des Antriebsbandes unter Vermeidung einer festen Verbindung dieser Teile miteinander.The different ones are decisive for the operational safety and long service life of the toothed belt physical properties of the support part and the drive belt while avoiding a fixed Connection of these parts to one another.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnriemen anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of toothed belts designed according to the invention are based on Drawings explained in more detail It shows

F i g. 1 eine schematische Teildarstellung einer Rotationskolbenpumpe mit einem Zahnriemen gemäß der Erfindung;F i g. 1 is a schematic partial illustration of a rotary piston pump with a toothed belt according to the invention;

F i g. 2 eine perspektivische Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Zahnriemens in Explosionsdarstellung und in gegenüber F i g. 1 vergrößertem Maßstab;F i g. FIG. 2 shows a perspective partial illustration of a first exemplary embodiment of a toothed belt in FIG Exploded view and in relation to FIG. 1 enlarged scale;

Fig.3 einen Teillängsschnitt di'.rch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zahnriemens;3 shows a partial longitudinal section di'.rch a second Embodiment of a toothed belt;

Fig.4 einen der Fig.3 entsprechenden Teillängsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des Zahnriemens.4 shows a partial longitudinal section corresponding to FIG by a third embodiment of the toothed belt.

In der schematischen Fig. 1 ist Zahnriemen ein Teil des Gehäuses 11 einer Rotationskolbenpumpe 10 dargestellt. Das Gehäuse 11 umschließt, ähnlich wie bei einer Zahnradpumpe, einen Innenraum 12, in welchem zwei mit passenden und gleichen Außenzähnen 13 versehene Führungswalzen 14 und 15 untergebracht sind, von denen eine in nicht dargestellter Weise angetrieben ist Über die beiden Führungswalzen 14 und 15 ist ein endloser Zahnriemen 16 dicht an der Innenwandung des Gehäuses 11 entlanggeführt.In the schematic Fig. 1, the toothed belt is a part of the housing 11 of a rotary piston pump 10 is shown. The housing 11 encloses, similar to a gear pump, an interior space 12 in which two with matching and identical external teeth 13 provided guide rollers 14 and 15 are housed, one of which in a manner not shown is driven over the two guide rollers 14 and 15 is an endless toothed belt 16 close to the The inner wall of the housing 11 is guided along.

Der Zahnriemen 16 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem unmittelbar auf den Führungswalzen 14 und 15 aufliegenden Antriebsband 17 und einem darauf aufgesetzten Trägerteil 18, das einstückig mit nach außen anschließenden Zähnen 19 ausgebildet ist.The toothed belt 16 is made in two parts and consists of one directly on the guide rollers 14 and 15 overlying drive belt 17 and a carrier part 18 placed thereon, which is integral with outwardly adjoining teeth 19 is formed.

Zwischen den Zähnen 19 befinden sich Förderräume 20, in welchen das zu fördernde Medium in Richtung des Umlaufpfeües 21 jeweils im einen Trum des Zahnriemens 16 von einer am einen Ende des Gehäuses befindlichen Saugöffnung zu einer am anderen Ende, also im Bereich der Führungswalze 15, ausgebildeten, nicht dargestellten Förderöffnung des Gehäuses 11 bewegt wird.
F i g. 2 zeigt den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels des Zahnriemens 16. Das Antriebsband 17 ist durch in Richtung des Umlaufpfeiles 21 verlaufende, eingebettete Stahldrahtlitzen 22 als hochzugfester Kunststoffkörper ausgebildet und trägt auf seiner Innenseite Rechteckzähne 23, welche zwischen sichBetween the teeth 19 there are conveying spaces 20 in which the medium to be conveyed is formed in the direction of the circulation pipe 21 in one strand of the toothed belt 16 from a suction opening at one end of the housing to a suction opening at the other end, i.e. in the area of the guide roller 15 , not shown delivery opening of the housing 11 is moved.
F i g. 2 shows the structure of a first embodiment of the toothed belt 16. The drive belt 17 is formed by embedded steel wire strands 22 running in the direction of the circular arrow 21 as a high-tensile plastic body and has rectangular teeth 23 on its inside, which between them

is Zahnlücken 24 bilden, in welche die Außenzähne 13 der Führungswalzen 14 und 15 mit Antriebsformschluß eingreifen können. Das Antriebsband 17 ist auch auf seiner Außenseite, welche die Kontaktseite zum Trägerteil 18 bildet, mit einer regelmäßigen Verzahnung versehen, die durch Rechteckzähne 25 und Zahnlücken 26 gebildet ist Die Zähne 25 und die zugehörigen Zahnlücken 26 können größer dimensioniert sein als die Zähne 23 und die zugehörigen Zahnlücken 24 auf der Innenseite des Antriebsbandes 17. In die Zahnlücken 26 des Antriebsbandes 17 greifen passend dimensionierte Zähne ?_* ein, die auf der Innenseite des Trägerteiles 18 ausgebildet sind, das aus einem elastisch verformbaren Gummi- oder Kunststoffmaterial gefertigt ist und unter Aufweitung auf das Antriebsband 17 aufgeschoben wird.is tooth gaps 24, in which the outer teeth 13 of the Guide rollers 14 and 15 can engage with positive drive engagement. The drive belt 17 is also on its outside, which forms the contact side to the carrier part 18, with a regular toothing provided, which is formed by rectangular teeth 25 and tooth gaps 26 The teeth 25 and the associated Tooth gaps 26 can be dimensioned larger than the teeth 23 and the associated tooth gaps 24 on the Inside of the drive belt 17. In the tooth gaps 26 of the drive belt 17 suitably dimensioned grip Teeth? _ * A, on the inside of the carrier part 18 are formed, which is made of an elastically deformable rubber or plastic material and under Expansion is pushed onto the drive belt 17.

jo Die am Trägerteil 18 einstückig angeformten, quer zur Längsrichtung über die ganze Breite des Trägerteiles 18 verlaufenden Zähne 19 verjüngen sich nach außen und haben einen trapezförmigen Querschnitt Zwischen ihnen sind sich entsprechend trapezförmig nach außen erweiterte Förderräume 20 zur Aufnahme des Förder · mediums ausgebildetjo The integrally formed on the support part 18, transversely to In the longitudinal direction over the entire width of the carrier part 18 extending teeth 19 taper outwards and have a trapezoidal cross-section between them are correspondingly trapezoidal to the outside Extended conveying spaces 20 designed to receive the conveying medium

Fig.3 zeigt das Profil eines Zahnriemens 16', bei welchem keine formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsband 17' und dem mit dicht aufeinanuerfolgenden Zähnen 19' versehenen Trägerteil 18' besteht Das auf seiner Innenseite mit Antriebszähnen 23' versehene Antriebsband 17' weist auf seiner dem Trägerteil zugewandten Außenseite 31 eine unprofilierte Oberfläche auf. Gegen diese glatte Außenseite 31 liegen entgegen der Umlaufrichtung 21 geneigte Rastzähne 28 unter Aufstauchung an, die auf der Innenseite des Trägerteiles 18' des Zahnriemens 16' ausgebildet sind und eine reibungsschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsband 17' und dem3 shows the profile of a toothed belt 16 ', at which no form-fitting connection between the drive belt 17 'and the closely successive one The carrier part 18 'provided with teeth 19' consists of drive teeth 23 'on its inside The drive belt 17 'provided has an unprofiled outer side 31 facing the carrier part Surface on. Against this smooth outer side 31 are inclined against the direction of rotation 21 Ratchet teeth 28 with upsetting which are on the inside of the carrier part 18 'of the toothed belt 16' are formed and a frictional connection between the drive belt 17 'and the

w Trägerteil 18' schaffen. Der Reibungsschluß bei Belastung desTrägeneiles 18' entgegen der Förderrichtung 21 läßt sich durch die Wahl der Form de·· Rastzähne 28 erhöhen.w create carrier part 18 '. The frictional engagement when the carrying part 18 'is loaded against the conveying direction 21 can be increased by the choice of the shape of the locking teeth 28.

In the case of the toothed belt 16 "shown in FIG

wieder eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsband 17" u.id dem Trägerteil 18" vorhanden. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 wird die formschlüssige Verbindung jedoch nicht durch Rechteckzähne, sondern durch eine Profilierung der Kontaktseiten von Antriebsband 17" und Trägerteil 18" mit Sägezähnen 29 bzw, 30 bewirkt, Auch in diesem Falle ist keine feste Verbindung zwischen dem Antriebsband 17" und dem Trägerteil 18' vorhanden. Diese beiden Teile sind also nicht miteinander verklebt und nicht durch Vulkpnisation miteinander verbunden.Again there is a positive connection between the drive belt 17 "u.id the carrier part 18". In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 2, however, the form-fitting connection is not carried out Rectangular teeth, but by profiling the contact sides of drive belt 17 "and carrier part 18" with saw teeth 29 and 30 respectively, also in this case there is no fixed connection between the Drive belt 17 "and the carrier part 18 'are present. These two parts are therefore not glued to one another and not connected by vulcanization.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

t. Toothed belt for a rotary piston pump, which consists of a closed, guided over rollers Drive belt, which is provided with reinforcement inclusions running in the circumferential direction, increasing the tensile strength, and with the drive belt releasably connected teeth and that between the teeth and the pump housing Forms working chambers, which are located in the deflection area enlarge, characterized in that the teeth (19, 19 ') are integral with a continuous carrier part (18, 18 ', 18 ") which can be pushed onto the drive belt (17, 17', 17") are that both over the tooth root and over the Tooth gap area is connected to the drive belt (17, 17 ', 17 ") in a form-fitting or force-fitting manner, and that the carrier part (18,18 ', 18 ") with the teeth (19, 19 ') is made of an elastic rubber or plastic material

2. Toothed belt according to claim 1, characterized in that that the carrier part (18, 18 ") and the drive belt (17, 17") on their contact side Tooth profile (teeth 25, 27; teeth 29, 30) have the same dimensions and the elastic Carrier part (18, 18 ") expanding onto the drive belt (17, 17"), which is tensile in the circumferential direction is drawn up, so that through the interlocking tooth profiles one in the circumferential direction (21) there is an effective positive connection between the carrier part and the drive belt (FIG. 2, FIG. 4).

3. Toothed belt according to claim 1, characterized in that that the drive belt '17') is not profiled on its surface (31) facing the carrier part (18 ') is, while the Λ-drive belt (17 ') facing inside of the support part (18 ') has locking teeth (28) which are upset and formed a driving frictional connection against the unprofiled surface (31) of the drive belt (17 ') issue.

4. Toothed belt according to claim 3, characterized in that the locking teeth (28) against Direction of rotation (arrow 21) of the toothed belt (16) are inclined (Fig. 3).