DE2752036C2

DE2752036C2 - Rotationskolbenmaschine für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2752036C2
Application number: DE2752036A
Authority: DE
Inventors: Christian Boerge Nordborg Hansen; Gunnar Lyshoej Hansen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1977-11-22
Publication date: 1985-06-27
Also published as: US4316707A; IT7869654A0; FR2409400B1; JPS5478503A; IT1109629B; FR2409400A1; DE2752036A1; DK144484C; GB2008198A; JPS5730992B2; DK144484B; DK495878A; GB2008198B

Description

vollführt, bereitet es keine Schwierigkeiten, ihn in Verbindung mit einem gehäusefesten Anschlußkanal zu halten.

Anspruch 5 führt zu erheblichen Fertigungsvereinfachungen. Wenn nach Anspruch 6 die Ventilscheibe ein Stanzteil ist, brauchen lediglich die beiden Stirnflächen noch geschliffen zu werden.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 7 wirken die Steueröffnungen der Ventilscheibe nach beiden Seiten. Dies ergibt einen Motor oder eine Pumpe mit doppelter Leistung. Außerdem ist die Ventilscheibe druckmäßig ausbalanciert, da sie jeweils von beiden Seiten mit demselben Druck beaufschlagt, wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine,

F i g. 2 eine Ansicht längs der Linie A-A der F i g. 1 in einer Stellung kleinsten Verdrängungskammervolumens,

Fig.3 eine Darstellung ähnlich Fig.2 in einer Stellung größten Verdrängungskammervolumens und

Fig.4 einen Längsschnitt durch eine abgev/andehe Ausführungsform.

Bei der Rotationskolbenmaschine nach F i g. 1 besteht das Gehäuse aus einem Lagerblock 1, einer Zwischenscheibe 2, einem innenverzahnten Außen-Zahnrad 3, einer Ringscheibe 4 und einem Anschlußblock 5, der zwei mit Gewinde versehene Anschlußkanäle 6 und 7 aufweist. Die genannten Teile werden durch Schrauben

8 zusammengehalten. Mit dem Außenzahnrad 3 kämmt ein außenverzahntes Innenzahnrad 9, das über eine Gelenkwelle 10 mit einer im Lagerblock 1 gelagerten Antriebs- bzw. Abtriebswelle 11 verbunden ist. Mit dem Innenzahnrad 9 ist eine Ventilscheibe 12 drehfest verbunden, beispielsweise durch in Bohrungen 13 greifende Stifte 14, von denen einer in Fig. 1 um 90° versetzt dargestellt ist. Zwischen den beiden Zahnrädern 3 und 9 werden Verdrängungskammern 15 gebildet. Die Ventilscheibe 12 ist außen von einem ringartigen Raum 16 umgeben, in welchen die Anschlußleitung 6 mündet. In der Mitte der Scheibe befindet sich ein zentraler Raum 17, welcher mit der Anschlußleitung 7 in Verbindung steht.

Aus F i g, 2 und 3 '.st ersichtlich, dßü das Außenzahnrad 3 fünf Zähne 18 mit entsprechenden Zahnflanken 19 und 20 aufweist. Die Zähne sind jeweils durch den Zahngrund 21 voneinander getrennt. Das Innenza'nnrad

9 weist vier Zähne 22 auf Die Ventilscheibe 12 weist auf einem Kreis zwei Sätze Steueröffnungen auf, nämlich die Steueröffnungen 23, die zum ringartigen Raum 16 hin offen sind, und Steueröffnungen 24. die über Radialkanäle 25 mit dem zentralen Raum 17 verbunden sind. Die Radialkanäle 25 sind durch Nuten in der den Zahnrädern 3 und 9 abgewandten Stirnfläche der Ventilscheibe 12 gebildet. Diese Steueröffnungen 23 und 24 sind abwechselnd durch schmale Stege 26 und breite Stege 27 voneinander getrennt. Die Stege 26 haben durchgehend dieselbe Breite und decken in der in F i g. 2 veranschaulichten Stellung, bei der eine Verdrängungskammer 15a kleinsten Volumens vorgesehen ist. annähernd den Zahngrund 21 ab. Die breiten Stege 27 sind durch Bögen 28 und 29 begrenzt, bei denen in der in F i g. 3 veranschaulichten Stellung, in der eine Verdrängungskammer 156 größten Volumens vorgesehen ist, annähernd Obereinstimmung mit den Zahnflanken 19 und 20 zu beiden Seiten dieser Verdrängungskammer

ίο gegeben ist. Die radial äußere Begrenzung 30 der Steueröffnungen 24 liegt bei dieser Ausführungsform auf einem Kreis, der in der Stellung der F i g. 2 etwa den den Zahngrund 21 definierenden Kreis tangiert

Man erkennt in Fig.2, daß die beiden linken

π Verdrängungskammern 15 und die untere Verdrängungskammer 15a von den Steueröffnungen 23 teilweise überdeckt werden, während die beiden rechten Verdrängungskammern 15 mit den Steueröffnungen 24 in Verbindung stehen. Wenn bei Motorbetrieb der Ringraum 16 mit Druckflüssigkeit versorgt wird, beginnt sich das Innenzahnrad 9 hf Uhrzeigersinn zu drehen, wobei die Ventilscheibe 1." die gleiche Drehbewegung vollführt wodurch sich die Obersteuerungsverhältnisse in der Weise ändern, daß die Druck- und Niederdruckseite trennende Symmetrielinie im Uhrzeigersinn mit fünffacher Drehzahl umläuft. Bei der in Fig.3 veranschaulichten Stellung wechselt gerade die Verdrängungskammer 150 von der Druck- zur Niederdruckseite, die beiden rechten Verdrängungs-

jo kammern 15 sind mit dem zentraler/ Raum 17, die restlichen beiden Kammern mit dem Ringraum 16 verbunden. Infolgedessen kann sich das außenverzahnte Zahnrad 9 weiter im Uhrzeigersinn drehen. Ähnliche Verhältnisse gelten bei einer Drehrichtungsumkehr,

j-, wenn also über den zentralen Raum 17 Druckflüssigkeit zugeführt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 werden für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet Hinzu kommt ein weiteres, gehäuscfestes,

4» Außenzahnrad 31 und ein damit Verdrängerkammern 32 bildendes Innenzahnrad 33. Letzteres ist mit Hilfe eines verlängerten Stiftes 34 drehfest mit der Ventilscheibe 12 und dem Zahnrad 9 verbunden. Die Steueröffnungen 23 und 24 haben dieselbe Form wie in

r, dem vorangehenden Ausführungsbeispiel. Sie steuern nunmehr Verdrängungskammern 15 und 32 auf beiden Seiten.

Infolgedessen ist die Druckbelastung der Ventilscheibe 12 symmetrisch auf beiden Seiten, so daß eine die

Vi Reibung herabsetzende Entlastung auftritt. In diesem Fall sind Radialkanäle 35 inmitten der Veniilscheibe 12 vorgesehen.

Abwandlungen von den dargestellten Ausführungsbeisp;;ien sind möglich. Beispielsweise kann die

r> Ventilscheibe 12 nicht nur durch Stanzen, sondern auch durch Sintern hergestellt werden. Die Veniilscheibe kann auch aus zwei dünneren Scheiben zusammengesetzt werden, wodurch sich die Herstellung der Radialkanäle35 vereinfacht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenmaschine für Flüssigkeiten, Pumpe oder Motor, mit einem außenverzahnten Innenzahnrad und einem dieses exzentrisch umschließenden, einen Zahn mehr aufweisenden und mit ihm zwischen den Verzahnungen Verdrängungskammern bildenden, innenverzahnten Außenzahnrad die relativ zueinander eine kreisende Bewegung mit höherer und eine drehende Bewegung mit niedrigerer Frequenz ausführen, und mit einer neben den Zahnrädern angeordneten und mit dem Innenzahnrad fest verbundenen Ventilscheibe, die zwei druckseitig bzw. saug- oder niederdruckseitig anschließbare Sätze von abwechselnd angeordneten, je in der Zahl der Zähne des Innenzahnrades und auf einem Kreis um die Achse dieses Innenzahnrades vorgesehenen Steueröffnungen aufweist, die abwechselnd von den Zähnen des Außenzahnrades Überdecks werden und in die Zahnzwischenräume münden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Steueröffnungen (23) des einen Satzes und denjenigen (24) des anderen Satz abwechselnd schmale und breite Stege vorgesehen sind, von denen die schmalen Stege (26) eine annähernd konstante Breite haben end bei Bildung der Verdrängungskammer (\5a) kleinsten Volumens annähernd den zugehörigen Zahngrund (21) am Außenzahnrad (3) überdecken, von denen die breiten Stege (27) eine nach innen zunehmende Breite haben und durch Bögen (28,29) begrenzt sind, die bei Bildung der Verdr-'jigungskammer (\5Ό) größten Volumens anRihernd mit den zugehörigen Zahnflanken (19,20) am Außeiv ihnrad übereinstimmen.

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Ventilscheibe (12) umgebenden ringartigen Raum (16) ein gehäusefester Anschlußkanal (6) mündet und daß die ersten Steueröffnungen (23) des einen Satzes durch vom Umfang der Ventilscheibe-ausgehende Ausschnitte gebildet sind.

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen (24) des anderen Satzes über Radialkanäle (25, 35) mit einem zentralen Raum (17) der Ventilscheibe (12) verbunden sind, in den ein gehäusefester Anschlußkanal (7) mündet.

4. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialkanäle (25) durch Nuten auf der den Zahnrädern (3, 9) abgewandten Seite der Ventilscheibe (12) gebildet sind.

5. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen (23, 24) und der zentrale Raum (17) die Ventilscheibe (12) vollständig durchsetzen.

6. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (12) ein Stanzteil ist.

7. Rotationskolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (12) zwischen zwei gleichartigen Zahnradpaaren (3,9;31,33) angeordnet ist. en

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

Bei einer bekannten Rotationskolbenmaschine dieser Art (DE-OS 19 48 392) sind die Steueröffnungen kreisförmig. Die Ventilscheibe besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Platten, von denen die eine die Steueröffnungen und die andere Anschlußkanäle und zwei zueinander konzentrische Ringnuten aufweist, weiche über einen die Drehrichtupg bestimmenden Steuerschieber mit dem druckseitigen bzw. dem saug- oder niederdruckseitigen Anschluß verbindbar sind. Bei dieser Konstruktion treten verhältnismäßig große Drosselverluste auf, weil die Steueröffnungeit klein sind, und sich bei der Freigabe durch die Zähne des Außenzahnrades nur allmählich öffnen.

Bei einer anderen Rotationskolbenmaschine (DE-AS 16 01835) ist eine mit dem Innenzahnrad drehfest verbundene Ventilscheibe durch zwei feststehende Zwischenplatten von den Zahnrädern getrennt. In der Zwischenplatte befinden sich sieben Anschlußöffnungen, die dauernd mit den sieben Zahnzwischenräumen des Außenzahnrades in Verbindung stehen, sowie Verbindungskanäle, weiche sich über einen Umfangswinkel von etwa 90° erstrecken und an Steueröffnungen beginnen, die von der Ventilscheibe übersteuert werden. Hierbei werden jeweils die Steueröffnungen, die auf der einen Seite der durch die Achsen der Zahnräder bestimmten Symmetrieebene liegen, mit einem im zentrischen Bereich der Ventiischeibe befindlichen Raum verbunden, während die auf der anderen Seite der Symmetrieebene liegenden Steueröffnungen mit einem außerhalb der Ventilscheibe befindlichen Ringraum in Verbindung kommen.

Des weiteren gibt es eine Rotationskolbenmaschine (US-PS 35 52 438), bei der ein Verteilerventil-Drehschieber stirnseitig mit sieben feststehenden Steueröffnungen zusammenwirkt, die unmittelbar mit den sieben Zahnzwischenräumen des Außenzahnrades verbunden sind. Der Drehschieber hat zwölf Steueröffnungen, die abwechselnd mit der Saugseite bzw. der Druckseite der Maschine verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die bei vergleichbaren Abmessungen von größeren Druckflüssigkeitsmengen durchsetzt werden kann, ohne daß zu große Drosselverluste auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Ausgestaltung ergeben sich nicht nur verhältnismäßig große Steueröffnungen. Vielmehr sind auch die Querschnitte, die sich bei allmählicher Freigabe aer Steueröffnungen durch die Zähne des Außenzahnrades ergeben, wesentlich größer als im bekannten Fall. Daher sind die Drosselverluste gering. Ein Motor kann somit schneller betrieben werden. Außerdem ergibt sich ein störungsfreier Betrieb auch dann, wenn bei der Herstellung verhältnismäßig große Toleranzen zugelassen werden.

Anspruch 2 ermöglicht es, einen ohnehin für die Exzenterbewegung der Ventilscheibe erforderlichen ringartigen Raum ohne zusätzlichen Aufwand für die Druckflüssigkeitsverteilung auszunutzen. Außerdem ist der Drosselwiderstand beim Übergang von dem Ringraum zu den Steueröffnungen minimal.

Die Ansprüche 3 und 4 erlauben es. einen zentralen Raum für den zweiten Anschluß zu benutzen. Auch wenn dieser zentrale Raum eine Exzenterbewegung