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Seitendichtung für Zahnradverdichter oder -pumpen mit exzentrisch
ineinanderliegenden Zahnrädern. Die Erfindung betrifft eine Seitendichtung für Zahnradverdichter
oder -pumpen mit exzentrisch ineinanderliegenden Zahnrädern mittels einer Druckplatte,
die mit dem im Gehäuse achsial beweglichen Außenrad fest verbunden ist. Sie läuft
mit diesem Rad um und bewirkt den Abschluß für den Pumpenarbeitsraum. Das Neue besteht
darin, daß auf eine große Fläche der Außenseite der Druckplatte das von der Pumpe
geförderte entweichende Druckmittel wirkt, um das Getriebe abdichtend gegen die
Endfläche des Gehäuses zu drücken. Auf die Innenseite der Druckplatte wirkt auf
kleinerer Fläche ebenfalls entweichendes Druckmittel, um. dem Außendruck teilweise
entgegenzuwirken. Auf diese Weise wird das Getriebe in im wesentlichen dichten Zustande
entsprechend dem gerade herrschenden Druck gehalten, wobei es sich trotzdem leicht
drehen kann, weil. die Druckverhältnisse sich selbsttätig regeln, indem mit dem
Steigen und Fallen des Arbeitsdruckes auch die einander entgegenwirkenden Drücke
auf die Druckplatte sich entsprechend einstellen.
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Wenn nötig, etwa wenn der Einlaßdruck dem Atmosphärendruck .entspricht
oder über diesem liegt und den Auslaßdruck übersteigt, kann. eine verhältnismäßig
sehwache Feder den nötigen Druck auf die Druckplatte ausüben. Diese Feder stellt
die einzige Kraft dar, die auf das Getriebe wirkt, wenn die. Vorrichtung sich nicht
unter Druck befindet..
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Gemäß der Erfindung kann zum Antrieb der Pumpe ein Motor mit kleiner
Anzugskraft benutzt werden, was einen wesentlichen Vorteil bedeutet. Es können indessen
Schwierigkeiten beim Anlaufen eintreten, wenn sich nur an der Auslaßseite das Mittel
unter hohem Druck befinden würde. Diese Schwierigkeiten lassen sich erfindungsgemäß
dadurch beseitigen; daß in den Einlaß der Vorrichtung ein Ventil eingebaut wird.
Dieses verhindert nach dem Stillsetzen des Motors ein Rückströmen des teilweise
zurücksickernden Mittels durch den Einlaß; so daß der Druck auf die Räder ausgeglichen
und ein leichtes Anlaufen ermöglicht wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch einen mittels eines Elektromotors angetriebenen
Verdichter.
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Abb. 2 ist ein Querschnitt nach Linie A -A
der Abb. i.
Abb.
3 ist eine Endansicht der Pumpe nach Linie B-B der Abb. i nach Entfernung des Deckels.
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Abb. q. ist ein Längsschnitt durch eine Pumpe anderer Ausführungsform.
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Abb.5 ist ein Längsschnitt durch elzne Pumpe nach einer weiteren Ausführungsform.
i ist .ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse, welches eine zylindrische Pumpenkammer
2 enthält, die am einen Ende durch einen Deckel 3 verschlossen ist. Das Gehäuse
enthält auf der einen Seite einen Einlaßkanal ¢ und auf der anderen Seite einen
Auslaßkanal5. Der Deckel 3 ist mit einem von dem Einlaßkanal zum Pumpenarbeitsraum
führenden Kanal 6 sowie einem von dem Pumpenarbeitsraum zum Auslaßkanal führenden
Kanal ? versehen. In der Pumpenkammer 2 befindet sich die Druckplatte 8, die eine
geringe Achsialbewegung ausführen kann. Die Nabe 9 dieser Platte ist auf Kugellagern
io gelagert, deren innerer Ring i i an der Nabe befestigt ist, während deren äußerer
Ring 12 eine geringe achsiale Bewegung in. dem Gehäuse ausführen kann. Die Antriebswelle
13 greift in die Nabe der Platte mit einem Keil ein, so daß sich die Platte mit
der Welle drehen kann, aber auf ihr in achsialer Richtung verschiebbar ist. An der
Platte 8 ist das Außenrad 1 ¢ mit Innenverzahnung befestigt, in dessen Zähne die
Zähne des außenverzahnten Innenrades i 5 ,eingreifen. Im Innenrad 15 befindet sich
ein Hohlraum 17 zur Aufnahme eines Kugellagers 16, welches von einem Zapfen 18 getragen
wird, der an einem im Decke13 befestigten Zapfen sitzt. Die Achse dieses Zapfens
18 liegt zeit der Achse der Treibwelle 13 nicht in gleicher Linie, so daß die Achse
des Innenrades 15 exzentrisch zur Achse des Außenrades liegt. Das Außenrad besitzt
mehr Zähne als das Innenrad. Hinter der Platte 8 befindet sich eine Kammer 2o, die
mit der Pumpenkammer 2 in Verbindung steht und mittels eines Rohres, 22 durch den
Sanunelbehälter und das Rohr q.2 hindurch mit dem Auslaßkanal5 verbunden ist. Diese
Anordnung hat einen doppelten Zweck. Einerseits soll der Auslaßdruck in der Kammer
2o wirken, wodurch die Pumpenteile in achsialer Richtung vorbewegt werden, damit
-sie in flüssigkeitsdichte Berührung mit der anliegenden Fläche des Deckels
13 kommen, andererseits soll der Kammer 2o das Schmiermittel zugeführt werden, welches
zwischen -den Arbeitsflächen der Zahnräder herausgetrieben worden ist. Diese doppelte
Verrichtung der Kammer 2o wird bei den Ausführungsformen nach Abb. 1, q. und 5 erfüllt.
Eine gewöhnliche Stopfbüchsenpackung 23 verhindert ein Austreten des Inhalts. der
Kammer no. Bei Vakuumpumpen, bei denen der Einlaßdruck unterhalb des Atmosphärendruckes
liegt und der Auslaßdruck dem Atmosphärendruck entspricht, steht die Kammer 2o unter
Atmosphärendruck, und da der Druck in den Einlaßräumen geringer ist als der Atmosphärendruck,
so wirkt letzterer in der Kammer 2o dahin, die Platte 8 in dichtschließende Berührung
mit dem Decke13 zu bringen.
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Um beim Anlassen der Pumpe und somit beim Fehlen des Auslaßdruckes
in der Kammer 2o das Austreten des Fördermittels zwischen den- Flächen der Pumpenteile
und des Gehäusedeckels 3 zu hindern, werden diese anfänglich durch die Feder i 9
mit einem entsprechendem Druck gegen den Deckel 3 gepreßt. Hierdurch wird das leichte
Anlaufen, der Pumpe ermöglicht. Steigt der Druck beim Arbeiten, der Pumpe, so wirkt
der Auslaßdruck in der Kammer 2o auf die Druckplatte 8 und übersteigt bald den Druck
der Feder und hält die sich berührenden Flächen der Pumpenteile und des Gehäusedeckels
mit einer-bei-seinem Anwachsen sich entsprechend steigernden Kraft in flüssigkeitsdichter
Berührung. Wenn eine Feder zur Schaffung des Anfangsdruckes nicht vorhanden wäre
und die Pumpe mit Atmosphären- oder höherem Druck am Einlaß und einem den Einla,ßdruck
nicht übersteigenden Druck am Auslaß angelassen werden sollte, so müßte man, um
eine hinreichend dichte Verbindung zu haben und Druck aufspeichern zu können, die
Pumpenteile radial und achsial genau in die Kammer 2 einpassen, wodurch -eine -unzulässige
Reibung entsteht, die einen unnötigen Kraftaufwand erfordert.
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Ein in die Kammer 20 eingefülltes Schmiermittel wird durch den in
dem Hohlraum herr-
schenden Auslaßdruck zwischen die Arbeitsflächen der Pumpenteile
.gebracht, um die Reibung zu vermindern und die Teile dicht gegeneinander abzuschließen.
Dieses Schmiermittel,, welches zwischen den Pumpenteilen heraus in den Auslaß übertritt,
wird durch das Rohr 22 in die Kammer 2o zurückgeführt.
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Von der Kammer 2o führt zu dem- -das Lager des Innenrades enthaltenden
Hohlraum _17 durch die Nabe 9 der Platte 8 hindurch ein Kanal 24. Dieser bat den
Zweck, den auf die Rückseite der Pumpenteile ausgeübten Druck und die hierdurch
entstehende Reibung zwischen, diesen und dem Gehäusedeckel 3 zu vermindern, indem
Druck aus der Kammer zo in den Hohlraum 17 eingelassen wird, wo dieser auf die Vorderseite
der Druckplatte 8 wirkt und einer gleich -großen Fläche auf der Rückseite der Platte
das Gleichgewicht hält.
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Der Kanal zq. bat ferner den Zweck, einen dauernden Zufluß. des Schmier-
und Abscblußmittels
nach allen Teilen der Pumpe zu schaffen. Während
des Laufes der Pumpe reicht die Fliehkraft aus, um einen geringen Betrag des Schmiermittels
zwischen die Pumpenteile und den Deckel sowie zwischen die Zähne gelangen zu lassen.
Beim Anlaufen der Pumpe beginnt das Fließen des Schmiermittels selbsttätig.
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Gemäß Abb. 4. ist mit dem zur Kammer ao führenden Rohr 22 ein Rohr
24b verbunden, das an einen engen, durch den Decke13 in den Hohlraum 17 führenden
Kanal 24a angeschlossen ist.
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Um den Elektromotor 25 ohne Überlastung anlaufen lassen zu können,
kann im Deckel 3 ein Ventil 26 (Abb. i) angeordnet sein, das unter der Wirkung
einer schwachen, den Einlaßkanal 4. schließenden Feder 27 steht. Dieses Ventil und
seine Feder liegt zwischen den Einlaßkanälen ;l und 6 in einem in den Deckel eingeschraubten
Verschlußteil 28. Das Ventil könnte jedoch auch an irgendeiner anderen geeigneten
Stelle auf der Einlaßseite des Verdichters angeordnet werden.
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Beim Anlassen des Verdichters und bei dessen Weiterlauf überwindet
der Saugdruck den geringen Druck der Ventilfeder und hält das Ventil offen. Da in
dem Verdichter keine Schläge auftreten und das Eintreten des Mittels im wesentlichen
stetig erfolgt, so führt das Ventil keine Schwingungen aus.. Wird indessen der Verdichter
bei auf der Auslaßseite herrschendem Druck des Mittels angehalten, so wird das Ventil
durch seine Feder geschlossen, weil kein Saugdruck vorhanden ist. In dem Augenblick,
in dem das Ventil sich schließt, kann Druckmittel, da,st etwa. über die Flächen
der Zähne von den Verdichtungsräumen rückwärts nach dem Ein-',s strömt, nicht hinter
das Ventil gelangen, sondern es staut sich auf, bis der Druck auf beiden Seiten
der Pumpenteile gleich wird. Ist der Druck ausgeglichen, so ist der einzige Druck,
der die Pumpenteile gegen die Fläche des Deckels zu halten sucht, der der Feder
i g. Da dieser Druck verhältnismäßig gering ist, so ist der Reibungswiderstand der
Pumpenteile, der sich der Drehungskraft des Motors beim Anlassen entgegensetzt,
der gleiche, als wenn auf der Ein- und Auslaßseite des Verdichters. Atmosphärendruck
herrschen würde. Bei Anwendung dieser Ausgleichsmittel ist es vorteilhaft, eine
geringe Undichtigkeit an den ineinandergreifenden Flächen der Räder zuzulassen.
Muß der Verdichter selbsttätig angelassen und kurz abgestellt, und dann bald von
neuem angelassen werden, so könnte der Grad der Undichtigkeit etwas vergrößert werden,
so daß die aus dem Schließen des Einlasses durch das Ventil sich ergebende ausgleichende
Wirkung des Druckes auf die Pumpenteile schnell bewirkt wird, damit der Motor jederzeit
ohne übermäßige Lberlastung anlaufen kann.
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Dieses Druckausgleichsventil am Einlaß hat noch eine weitere vorteilhafte
Wirkung. Es sichert bei Anwendung eines Schmiermittelkanals 24 in der Platte 8 das
Auftreten eines gleichen Druckes an beiden Enden dieses Kanals. Hierdurch hört das
Fließen des Schmiermittels auf, da kein überschüssiger Druck auf der Rückseite mehr
herrscht, und da auch die Drehung aufgehört hat, so ist auch keine das Schmiermittel
weitertreibende Wirkung der Zahnräder mehr vorhanden.