DE60302110T2

DE60302110T2 - Innenzahnradpumpe

Info

Publication number: DE60302110T2
Application number: DE60302110T
Authority: DE
Inventors: Masaru Kiryu-shi Amano; Kenichi Kiryu-shi Fujiki; Yasunori Kiryu-shi Ono
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: ES2252624T3; EP1380754A3; US20040057860A1; CN1482361A; HK1061880A1; CN100430601C; EP1380754B1; US7052258B2; DE60302110D1; JP2004092637A; EP1380754A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trochoidenpumpe mit einem inneren Rotor und einem äußeren Rotor, die eine Trochoidenzahnradform haben, wobei das Geräusch verringert werden kann, das durch eine Pulsation hervorgerufen wird, wenn ein Fluid ausgestoßen wird.
Eine Trochoidenpumpe ist in ihrer Verwendung als eine Schmierölpumpe, die in einem Kraftfahrzeugmotor oder dergleichen eingesetzt wird, weit verbreitet. Diese Trochoidenpumpe weist einen inneren Rotor und einen äußeren Rotor, die eine Trochoidenzahnradform haben, auf. Das japanische Gebrauchsmuster mit der Nummer (Sho) 64-56589 offenbart eine derartige Trochoidenpumpe, die eine Zusammensetzung hat, bei der die hintere Flanke eines jeden Zahns des inneren Rotors in der Rotationsrichtung in einem einfachen Bogen um einen einzigen Mittelpunkt geformt ist und die Höhe dieses Abschnitts niedriger gemacht wird, als es die Zahnform nach der Trochoidenkurve verlangen würde.
Außerdem offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. (Hei) 2-95787 eine Pumpe, bei der die Flächen der Spitzen der inneren Zähne des äußeren Rotors und die äußeren Zähne des inneren Rotors so geformt sind, dass sie einem Teilumfang eines Kreiszylinders folgen, der um den Rotationsmittelpunkt des entsprechenden Rotors gezogen wird, wobei das Intervall zwischen den vorderen Enden der Zähne des inneren Rotors und des äußeren Rotors, in anderen Worten das Kopfspiel, das eine Auswirkung auf die Abdichtungseigenschaften hat, bei einem vorgeschriebenen Wert gehalten wird, während die vorderen Flächen der Rotorzähne eingestellt werden. Die beiden genannten Patente legen die Form der Zähne in einer solchen Art und Weise fest, dass ein vorgeschriebenes Kopfspiel für alle Zähne gleich eingestellt wird.
Die vorhergehenden Offenbarungen schlagen Vorrichtungen vor, bei denen die Form der Zähne verändert wird, um für alle Zähne ein vorgeschriebenes Kopfspiel gleich einzustellen, wodurch die Pulsation des Fluids verringert wird, was das Geräusch verringert und auch die Pumpleistung erhöht. Auch wenn das Geräusch durch eine Verringerung der Fluidpulsation eingedämmt wird, wird durch eine Verringerung der Pulsation der Zustand, bei dem das Fluid in den Zwischenräumen zwischen dem inneren Rotor und dem äußeren Rotor eingeschlossen ist, abgeschafft; außerdem wird es notwendig, zwischen den Enden der Zähne des inneren Rotors und des äußeren Rotors derartig ein Kopfspiel vorzusehen, dass das Fluid übergangslos und leicht in die Zwischenräume eingeführt und aus ihnen ausgestoßen werden kann.
Durch das Einstellen dieses Kopfspiels auf einen geeigneten Wert ist es möglich, die Pulsation und daher auch das Geräusch zu verringern. Ein Vergrößern des Kopfspiels zieht jedoch auch gleichzeitig einen Nachteil dahingehend mit sich, dass die Pumpleistung verringert wird. Wenn außerdem das Kopfspiel auf einen kleinen Wert gesetzt wird, um die Pumpleistung aufrecht zu erhalten, wird es schwierig, die Pulsation und das Geräusch zu verringern.
Es ist äußerst schwierig, optimale Bedingungen zu schaffen, während man versucht, diesen sich gegenseitig ausschließenden Anforderungen gerecht zu werden.
Weitere Beispiele von Trochoidenpumpen sind in der US-A-5,368,455 und US-A-5,030,072 offenbart. Bei diesen Beispielen wird eine Variation beim Kopfspiel zwischen dem inneren und dem äußeren Rotor vorgesehen, jedoch in einer solchen Art und Weise, dass immer noch eine hydraulische Pulsation mit dem entsprechenden Geräusch auftritt.
Beim Stand der Technik wird für jeden der entsprechenden Zähne dasselbe vorgeschriebene Kopfspiel eingestellt, weshalb die Einstellung des Kopfspiels wichtig ist. Da jedoch das Kopfspiel gleichmäßig an den entsprechenden Zähnen des inneren Rotors und des äußeren Rotors eingestellt wird, wird bei einem Rotieren der Pumpe durch die gleichmäßig vorgesehenen Kopfspiele eine systematische Pulsation erzeugt. Wenn das diese systematisch Pulsation erzeugende unter Druck gesetzte Fluid aus der Pumpe ausgestoßen wird, so tritt mit großer Wahrscheinlichkeit sowohl in der Pumpe als auch in der Fluidzuliefervorrichtung eine Resonanz auf, und es wird schwierig, das Erzeugen des Geräuschs zu verhindern.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Pulsation zu verringern, während der Pumpenwirkungsgrad möglichst gleich gehalten wird.
Als ein Ergebnis gründlicher Studien und Forschungen mit dem Ziel, diese Probleme zu lösen, haben daher die Erfinder die vorliegende Erfindung gemacht.
Erfindungsgemäß umfasst eine Trochoidenpumpe einen inneren Rotor und einen äußeren Rotor, die trochoidal geformte Zähne haben, die in einem ineinandergreifenden Zustand vorgesehen sind, derart, dass zwischen einer ersten Anzahl von Zahnspitzen des inneren Rotors und dem äußeren Rotor ein normales Kopfspiel geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere zweite Zahnspitzen des inneren oder des äußeren Rotors oder von beiden mit einer Spitze ausgebildet sind, die im Vergleich zu den ersten Zahnspitzen des entsprechenden Rotors radial versetzt ist, um so ein größeres Spiel als das normale Kopfspiel zu definieren.
Es folgt eine Beschreibung von Beispielen von Trochoidenpumpen gemäß der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:
1 eine Vorderansicht der vorliegenden Erfindung,
2 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts (A) von 1,
3 eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts (B) von 1,
4 eine Vorderansicht eines inneren Rotors, der eine gerade Anzahl von Zähnen hat, gemäß der vorliegenden Erfindung,
5 eine Vorderansicht eines äußeren Rotors, der dem inneren Rotor von 4 entspricht,
6(A) eine Vorderansicht, die einen kombinierten Zustand eines inneren Rotors mit einer ungeraden Anzahl von Zähnen und eines diesem inneren Rotor entsprechenden äußeren Rotors zeigt, und 6(B) eine Vorderansicht eines inneren Rotors, der eine ungerade Anzahl von Zähnen hat,
Die 7(A), (B), (C) Aktionsdiagramme, die den Betrieb des inneren Rotors und des äußeren Rotors zeigen, wenn sie in einem stabilen Zustand rotieren,
8 eine Kurve, welche die Leistung in einer aus zwei Zähnen bestehenden nicht gleichmäßigen Zusammensetzung zeigt,
9 eine Kurve, welche die Leistung in einer aus drei Zähnen bestehenden nicht gleichmäßigen Zusammensetzung zeigt,
10 eine Kurve, welche die Leistung in einer Standardwertzusammensetzung zeigt,
11(A) eine Draufsicht, welche den Grad des Zurückziehens entsprechender Spitzen mit größerem Spiel eines inneren Rotors zeigt, 11(B) eine Draufsicht, welche den Grad des Zurückziehens entsprechender Spitzen mit großem Spiel eines äußeren Rotors zeigt, und 11(C) eine vergrößerte Draufsicht auf ein maximales Spiel, das durch entsprechende Spitzen mit großem Spiel des inneren Rotors und des äußeren Rotors gebildet wird,
12 eine vergrößerte Draufsicht eines großen Spiels, das an einer Spitze mit großem Spiel gebildet wird, das größer als die entsprechenden Kopfspiele des inneren Rotors und des äußeren Rotors ist,
13 eine vergrößerte Draufsicht auf ein größeres Spiel, das durch eine Spitze mit großem Spiel allein am inneren Rotor gebildet wird,
14 eine vergrößerte Draufsicht auf ein großes Spiel, das durch eine Spitze mit großem Spiel allein am äußeren Rotor gebildet wird,
15(A) eine Draufsicht auf einen inneren Rotor, bei dem die Spitzen mit großem Spiel gleichmäßig angeordnet sind, 15(B) eine Draufsicht auf einen inneren Rotor, bei dem die Spitzen mit großem Spiel unregelmäßig angeordnet sind, und 15(C) eine Draufsicht auf einen inneren Rotor, bei dem die Spitzen mit großem Spiel gemäß einem anderen Muster unregelmäßig angeordnet sind,
16 eine Draufsicht, welche die Form einer Spitze mit großem Spiel zeigt, das von einem inneren Rotor und einem äußeren Rotor gebildet wird.
Es folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die erfindungsgemäße Trochoidenpumpe einen inneren Rotor 5 und einen äußeren Rotor 6, die trochoidal geformte Zähne haben und in einer in einem Gehäuse ausgebildeten Rotor Kammer 1 in ähnlicher Weise wie eine allgemeine Trochoidenpumpe installiert sind. Die Rotorkammer 1 ist mit einer Ansaugöffnung 2 und einer Ausstoßöffnung 3 ausgebildet, die sich in der Nachbarschaft des äußeren Umfangs in der Umfangsrichtung erstrecken. Die Ansaugöffnung 2 und die Ausstoßöffnung 3 sind in seitlich symmetrischen Positionen um den Mittelpunkt der Rotorkammer 1 ausgebildet.
Der innere Rotor 5 hat einen Zahn weniger als der äußere Rotor 6, und es wird ein Verhältnis derart gebildet, dass jedes Mal, wenn der innere Rotor 5 eine ganze Umdrehung vollführt, der äußere Rotor 6 mit einer Verzögerung hinter dem inneren Rotor rotiert, die einem Zahn entspricht. Auf diese Weise hat der innere Rotor 5 Zahnspitzen 5a, welche sich nach außen erstrecken, sowie konkav ausgebildete Zahnzwischenräume 5b, und in ähnlicher Weise hat der äußere Rotor 6 Zahnspitzen 6a, die sich von dessen Innendurchmesser zur Mitte erstrecken, und konkav ausgebildete Zahnzwischenräume 6b. Der innere Rotor 5 und der äußere Rotor 6 laufen immer an einem Punkt im Eingriff, wobei Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 in Zahnzwischenräume 6b des äußeren Rotors 6 und Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors 6 in Zahnzwischenräume 5b des inneren Rotors 5 eingeführt werden.
Wie in 1 gezeigt, werden zwischen dem inneren Rotor 5 und dem äußeren Rotor 6 während des Betriebs mehrere mit s, s, ... bezeichnete Zwischenräume gebildet, und es wird mittels des rotierenden inneren Rotors 5 und des äußeren Rotors 6 über die Ansaugöffnung 2 Fluid angesaugt, während das Volumen der Zwischenräume auf der Seite der Ansaugöffnung 2 allmählich größer werden, und es wird außerdem aus der Ausstoßöffnung 3 Fluid ausgestoßen, während das Volumen der Zwischenräume s auf der Seite der Ausstoßöffnung 3 allmählich kleiner wird.
Bei der oben beschriebenen Trochoidenpumpe wird bei der Form der Zähne, wo der innere Rotor 5 und der äußere Rotor 6 in Eingriff miteinander laufen, ein Spiel, das größer als das normal eingestellte Kopfspiel d₀ ist, in anderen Worten, ein großes Spiel d₁, wie in 1 und 2 gezeigt, eingestellt. Um dieses große Spiel d₁ zu herzustellen, werden die Zahnspitzen entweder am äußeren Rotor 6 oder am inneren Rotor 5 entsprechend ausgebildet.
Beim Setzen eines großen Spiels d₁ auf diese Weise, wird, wie in 4 gezeigt, an geeigneten Spitzenenden oder an mehreren Spitzenenden der mehreren Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 eine Spitze 5a₁ mit großem Spiel ausgebildet. Alternativ hierzu wird, wie in 5 gezeigt, an einem geeigneten Spitzenende oder an mehreren Spitzenenden der mehreren Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors 6 eine Spitze 6a₁ mit großem Spiel ausgebildet. Die Zahnform der Spitzen 5a₁ , 6a₁ mit großem Spiel wird durch eine Bearbeitung zum Entfernen des vorderen Endes der Zahnspitze oder durch Ausbilden einer Zahnform mit einem niedrigen vorderen Ende der Zahnspitze erzielt, wenn der Rotor oder dergleichen ausgebildet wird.
Das allgemeine Kopfspiel d₀ wird gleichmäßig eingestellt, und durch Vorsehen einer Zahnspitze in den Rotorzähnen, die speziell auf ein großes Spiel d₁ eingestellt ist, wird das Kopfspiel d₀ der miteinander in Eingriff laufenden Rotoren ungleichmäßig. Wenn zum Beispiel die Zahnspitzen derart eingestellt werden, dass ein großes Spiel d₁ an zwei Orten an einem vier Zähne aufweisenden inneren Rotor 5 vorgesehen werden, dann ist das große Spiel an jedem zweiten Zahn vorgesehen, und Zahnspitzen mit dem normal eingestellten Kopfspiel d₀ werden dann zwischen diesen Zahnspitzen vorhanden sein. Wenn außerdem Zahnspitzen mit einem größeren Spiel d₁ an zwei Orten an einem sechs Zähne aufweisenden inneren Rotor vorgesehen werden, dann werden sie in Intervallen von drei Zähnen oder einem Intervall von zwei und einem von vier Zähnen vorgesehen sein.
Wenn der innere Rotor 5 eine Anzahl von Zähnen hat, die größer als sechs ist, dann werden die Zahnspitzen, die mit einem größeren Kopfspiel d₀ eingestellt sind, mindestens bei jeder zweiten Zahnposition vorhanden sein, und daher werden Zahnspitzen mit einem großen Kopfspiel d₀ an jeder zweiten Zahnposition oder in Intervallen von einem Zahn und drei Zähnen, wie zuvor beschrieben, vorhanden sein, je nach der Anzahl der auf diese Weise eingestellten Zähne. Dies ist auch in ähnlicher Weise auf Fälle anzuwenden, bei denen der äußere Rotor 6 sechs oder mehr Zähne aufweist. Eine Zahnspitze mit einem großen Spiel d₁ könnte mindestens in einer Position vorgesehen werden, doch wird wünschenswerter Weise eine geeignete Anzahl solcher Zahnspitzen vorgesehen, je nach der Anzahl der Zähne an den Rotoren. Das Vorsehen eines größeren Spiels d₁ an einem Rotor mit sechs oder mehr Zähnen ist wünschenswert, da es ein Unterdrücken der Pulsation ohne Verringerung des Pumpwirkungsgrads erlaubt.
Zahnspitzen mit vergrößertem Spiel d₁ ermöglichen es, durch Verbinden der zwischen den in Eingriff laufenden Rotoren ausgebildeten Raumvolumina die Anzahl eingeschlossener Raumvolumina zu verringern, wodurch eine Pulsation verringert wird, weshalb die Pulsation auf einen kleinen Wert verringert werden kann. Außerdem kann eine durch eine Zwischenverbindung des Raumvolumens zwischen den Rotoren verursachte Verringerung des Pumpwirkungsgrads dadurch eingeschränkt werden, dass die Rotoren mit sechs oder mehr Zähnen konstruiert werden. In anderen Worten werden nebeneinanderliegende Zwischenräume s, s mittels des großen Spiels d₁ miteinander verbunden, wodurch das Hindurchgelangen von Fluid ermöglicht wird und ein Einschluss des Fluids verhindert wird.
Wenn außerdem der innere Rotor 5 oder der äußere Rotor 6 eine gerade Anzahl von Zähnen haben, wird von der Anzahl von Rotorzähnen n eine Anzahl von Zahnspitzen n/2 mit großem Spiel d₁ vorgesehen. Die mit einem großen Spiel d₁ ausgebildeten Zahnspitzen werden bei mindestens jedem zweiten Zahn eingesetzt. Wenn die Anzahl von Zähnen n gerade ist, dann wird durch Vorsehen der Anzahl von Zahnspitzen, die mit großem Spiel d₁ ausgebildet sind, auf n/2 es möglich, eine gut ausgewogene Anordnung zu schaffen und die Pulsation zu unterdrücken, während der Pumpwirkungsgrad aufrecht erhalten bleibt.
Wenn außerdem der innere Rotor 5 oder der äußere Rotor 6 eine ungerade Anzahl von Zähnen haben, dann wird aus der Anzahl von Rotorzähnen n eine Anzahl von Zahnspitzen (n – 1)/2 mit einem großen Spiel d₁ vorgesehen, wobei diese ähnlich wie bei der vorhergehenden Beschreibung mindestens an jedem zweiten Zahn angeordnet sind. Bei einer ungeraden Anzahl von Zähnen wird das Verhältnis der Anzahl von Zahnspitzen mit einem standardmäßigen Kopfspiel d₀ auf ein größeres Verhältnis gesetzt und außerdem werden die Zahnspitzen, die mit einem größeren Spiel d₁ ausgebildet sind, nicht äquidistant angeordnet. Da die Abfolge des Kopfspiels d₀ und des großen Spiels d₁ nicht regelmäßig und nicht gleichmäßig ist und die Positionierung der Zahnspitzen mit großem Spiel d₁ ebenfalls ungleichmäßig ist, wird die Regelmäßigkeit der hydraulischen Pulsation gestört, wodurch die Resonanz unterbrochen wird, weshalb eine Pulsation unterdrückt und gleichzeitig der Pumpwirkungsgrad aufrechterhalten werden kann.
Hierdurch hört das Kopfspiel d₀ der Rotoren auf, regelmäßig zu sein, und nimmt einen ungleichmäßigen Zustand an. Das große Spiel d₁ bewegt sich mit der in Eingriff laufenden Rotation des äußeren Rotors 6 und des inneren Rotors 5, wodurch sich die Phase ändert. Wenn die Anzahl von großen Spielen d₁ größer als 1 ist, dann kann ihre Positionierung bezüglich der Anzahl von Rotorzähnen gleichmäßig oder ungleichmäßig sein, oder sie kann unabhängig von der Anzahl von Rotorzähnen ungleichmäßig sein.
Durch eine geeignete Auswahl ihrer Anordnung kann die Regelmäßigkeit der hydraulischen Pulsation der Pumpe gestört werden, wodurch es möglich wird, eine Resonanz aufgrund der Pulsation zu verhindern und das Geräusch zu verringern. Dies wird nun anhand der diesen Effekt veranschaulichenden Kurvendarstellung beschrieben. Zuerst ist der Wert der hydraulischen Pulsation, die an der y-Achse abgetragen wird, so wie in der Kurvendarstellung gezeigt, wobei die Einheiten Dezibel (dB) sind. Die Kurve bezieht sich auf eine Drehzahl von 2000 U/min. Die Wellenform der Kurve wird durch Messen der Frequenz der hydraulischen Pulsation (der Resonanzdrehzahl) erzielt.
Die Standardwertkurve zeigt Daten für eine normale Trochoiden-Ölpumpe. Die Frequenz der hydraulischen Pulsationen in dieser Kurve wird durch die Drehzahl der Pumpe und die Anzahl der Zähne der Rotoren bestimmt. Insbesondere ist bei dieser Kurve die Drehzahl 2000 U/min, die Anzahl der Zähne n des inneren Rotors 5 dann 6 und die Anzahl der Zähne n des äußeren Rotors 6 dann 7, und die Kurve zeigt die durch diese Rotoren erzeugte Frequenz. Zum Beispiel sind Kurven für eine Pumpe mit einem standardmäßigen Kopfspiel d₀ (Standardwert) (siehe 10), eine Pumpe, bei der das große Spiel d₁ an zwei Stellen (auf zwei Zähnen) vorgesehen ist (siehe 8), sowie eine Pumpe, bei der das große Spiel d₁ an drei Stellen (drei Zähnen) vorgesehen ist (siehe 9), gezeigt, wobei jede Kurve den entsprechenden Zustand der hydraulischen Pulsation darstellt.
Unter diesen Bedingungen, kann, wie in 10 gezeigt, gesehen werden, dass die Kurve mit dem Standardwert (STD) eine Wellenform mit regelmäßigen Pulsationen hat. Die Kurve für Pumpen mit großem Spiel d₁ an zwei Zähnen und drei Zähnen zeigen jeweils eine signifikante Variation der Wellenform im Vergleich mit dem Standardwert. Zusätzlich zur ungleichmäßigen Positionierung der Kopfspiele d₀ und des großen Spiels d₁ ist zu sehen, dass sich die Variation der Wellenformen auch gemäß der Drei-Zahn-Anordnung ändert, bei der an jedem zweiten Zahn ein großes Spiel d₁ vorgesehen ist, oder an der Zwei-Zahn-Anordnung, bei der es jeden dritten Zahn vorgesehen ist.
Außerdem kann gesehen werden, dass die mit Zahnspitzen mit großen Spielen d₁ an zwei oder drei Zähnen ausgerüstete Pumpen eine Verringerung der Oszillation bei 324 Hz erzielen, die als eine Frequenz angezeigt ist, bei der beim Standardwert eine starke hydraulische Pulsation auftritt. Wie in 8 und 9 gezeigt, ist bei diesen Pumpen mit zwei oder drei Zähnen mit großem Spiel die Pulsation bei einer niedrigeren Frequenz stärker als bei 324 Hz. Sowohl die Zwei- als auch die Drei-Zahn-Version haben eine maximale Pulsation, die um 175 Hz niedriger ist als beim Standardwert. Durch Verändern der stärksten Frequenz der Pulsation vom Standardwert auf eine andere niedrigere Frequenz und das Erhöhen der umgebenden Frequenzen ist es möglich, die Pulsation bei bestimmten Frequenzen zu unterdrücken, die Resonanz hervorrufen, und gleichzeitig wird die durch die Pulsation hervorgerufene Oszillation daran gehindert, sich in bestimmte Frequenzen zu erstrecken, weshalb das erzeugte Geräusch zu einem Geräusch wird, das höchstwahrscheinlich nicht gehört wird, weshalb das Geräusch verringert werden kann. Die Zahnspitzen 5a, die mit einem großen Spiel d₁ ausgebildet sind, sind Zahnspitzen 5a, die im Vergleich zu den Zahnspitzen 5a mit standardmäßigem Kopfspiel d₀ ein größeres Spiel d₁ aufweisen. Um dies in mechanischen Begriffen auszudrücken, ist also das standardmäßige Kopfspiel d₀ das Spiel, das zum Erzielen einer rotierenden Gleitbewegung nötig ist, während die Volumenzwischenräume abgedichtet werden, die durch das Laufen im Eingriff des äußeren Rotors 6 und des inneren Rotors 5 erzeugt werden. Auf der anderen Seite ist das größere Spiel d₁ in entsprechender Weise auf einen Wert gesetzt, durch den zwei Volumenräume verbunden werden.
Die Charakteristiken der Kurve in 10, welche den Standardwert veranschaulichen, der nur ein standardmäßiges Kopfspiel d₀ hat, sind so, dass eine regelmäßige spitze Wellenform erzeugt wird. Diese Wellenform ist in Abschnitten erster, zweiter und dritter Ordnung in der Kurve dargestellt. Die spitze Wellenform ist so beschaffen, dass nur die bestimmte Frequenz signifikant hervorsticht. Die Kurve zeigt eine hydraulische Pulsation (Schwingung), wenn diese Pulsation jedoch eine Resonanz mit dem Ölfilter und dergleichen über die Rohrleitungen der Pumpe verursacht, die dann als Klang erscheinen, dann ist dieser Klang ein bestimmter Klang mit einer bestimmten Frequenz, die in der Kurve hervorsteht, und sie wird dann ständig hörbar sein, wodurch ein störendes Geräusch verursacht wird.
Die Kurve für die unregelmäßige Zwei-Zahn-Zusammensetzung (siehe 8) zeigt die Wellenform in einem Fall, bei dem die Drehzahl gleichmäßig bei 2000 U/min gehalten wird und das Kopfspiel d₀ bei zwei der sechs Zahnspitzen des inneren Rotors 5 zu einem großen Spiel von d in einem Rotor des oben beschriebenen Standardwerts (STD) erhöht wird.
Bei einer Betrachtung der Kurve für die unregelmäßige Zwei-Zahn-Zusammensetzung wird die Wellenform, bei der eine bestimmte Frequenz in einer Spitze hervortritt, im Vergleich zum Standardwert verringert. Insbesondere ist zu sehen, dass es keine signifikante hervorstechende Wellenform wie in den Abschnitten erster, zweiter und dritter Ordnung der Standardwertkurve gibt, die die Frequenzen der ersten, der zweiten und der dritten Ordnung umgebenden Frequenzen ebenfalls erhöht sind und der hervorstehende Zustand der bestimmten Frequenz abgeflacht ist (siehe entsprechende Teile der Kurven). Da ein Geräusch bei einer bestimmten Frequenz bei der Standardwertkonstruktion erzeugt wird, ist dieser Klang leicht zu hören und erzeugt ein störendes Geräusch. Bei der ungleichmäßigen Zwei-Zahn-Zusammensetzung wird der Klang bei einer bestimmten Frequenz nicht intensiviert, sondern es werden die umgebenden Frequenzen erhöht, weshalb eine Vielzahl unterschiedlicher Klänge miteinander kombiniert werden, wodurch ein diverser Klang erzeugt wird, der nicht leicht zu hören ist. Als Ergebnis wird das Geräusch verringert.
Dies tritt in ähnlicher Weise auch in dem Fall der Kurve für die ungleichmäßige Drei-Zahn-Zusammenstellung auf. Es ist eine Wellenform gezeigt, die um etwas mehr hervorstehende Punkte als die Kurve für die ungleichmäßige Zwei-Zahn-Zusammenstellung enthält. Dies liegt daran, dass drei der sechs Zahnspitzen des inneren Rotors 5 mit einem großen Spiel d₁ ausgebildet sind, das größer als das Kopfspiel d₀ ist und daher diese drei Zahnspitzen an jedem zweiten Zahn angeordnet sind und eine Störung der Regelmäßigkeit verringert wird, da jedoch die Wellenform der beieinanderliegenden Frequenzen im Vergleich zum Standardwert (STD) erhöht wird, werden diese Klänge miteinander kombiniert, wodurch ein diverser Klang erzeugt wird, der nicht leicht zu hören ist, weshalb das Geräusch verringert wird.
Bei der Beschreibung, wie ein stabiler Rotationszustand im inneren Rotor 5 und äußeren Rotor 6 beim Antrieb der Rotoren erhalten wird, wird darauf hingewiesen, dass es an zwei oder drei Stellen von der Startendseite der Ansaugöffnung 2 zu deren Abschlussendseite, wie in den 7(A) und (B) gezeigt, Antriebs-Eingriffsbereiche gibt. Von den Zahnspitzenkontaktbereichen, die beim Antriebseingriff beteiligt sind, gibt es zwei im Eingriff befindliche Bereiche, bei denen das Spiel das standardmäßige Kopfspiel d₀ ist, und Bereiche, bei denen die entsprechenden Zahnspitzen aufgrund des großen Spiels d₁ nicht in Kontakt kommen. Nebeneinanderliegende Zwischenräume s, s sind über große Spiele d₁ miteinander verbunden, wodurch die Anzahl eingeschlossener Raumvolumina verringert wird und die Pulsation eingedämmt wird. Außerdem stützen sich der innere Rotor 5 und der äußere Rotor 6 am Kontaktpunkt t, der durch das Laufen der entsprechenden Zahnspitzen des inneren Rotors 5 und des äußeren Rotors 6 im Eingriff miteinander entsteht, gegenseitig ab, wodurch ein Spiel in der radialen Richtung der Rotoren verhindert werden kann. Daher entsteht weniger wahrscheinlich eine Pulsation, und es kann ein stabiler Rotationszustand erzielt werden. Die gegenseitige Abstützung des inneren Rotors 5 und des äußeren Rotors 6 aufgrund des standardmäßigen Kopfspiels d₀ erfolgt auch im Bereich außerhalb der Reichweite der Ansaugöffnung 2, wie das in 7(C) gezeigt ist.
Als Nächstes sind zwei Anordnungsmuster für die mehreren größeren Spiele d₁, d₁, ... vorhanden. In einem ersten Muster sind die mehreren größeren Spiele d₁, d₁, ... gleichmäßig angeordnet. Wie zum Beispiel in 15(A) gezeigt ist, werden, wenn die Anzahl von Zähnen im inneren Rotor 5 acht ist, die Spitzen 5a₁ auf den Zahnspitzen 5a mit größerem Spiel, die mit einem größeren Spiel d₁ ausgebildet sind, an jedem zweiten Zahn vorgesehen.
In einem zweiten Muster zur Anordnung mehrerer größerer Spiele d₁, d₁, ... werden diese mehreren größeren Spiele d₁, d₁, ... in einer ungleichmäßigen Art und Weise angeordnet. Wenn der innere Rotor 5 zum Beispiel acht Zähne hat, dann wird, ähnlich wie beim ersten Muster, wie in 15(B) angeordnet, nach einer Spitze 5a ₁ mit einem größeren Spiel, bei der die Zahnspitze 5a mit einem großen Spiel d₁ ausgebildet ist, die nächste Spitze 5a₁ mit großem Spiel nach einem Zwischenraum von drei Zähnen ausgebildet. Hiernach wird die nächste Spitze 5a₁ mit größerem Spiel nach einem weiteren Zwischenraum von zwei Zähnen ausgebildet. Wie außerdem in 15(C) gezeigt, kann nach einer ersten Spitze 5a₁ mit großem Spiel, bei der die Zahnspitze 5a mit einem großem Spiel d₁ ausgebildet ist, die nächste Spitze 5a₁ mit großem Spiel nach einem Abstand von zwei Zähnen ausgebildet werden. Hiernach wird die nächste Spitze 5a₁ mit großem Spiel nach einem weiteren Abstand von vier Zähnen ausgebildet.
Auf diese Weise werden Spitzen 5a₁ mit großem Spiel, bei denen die Zahnspitzen 5a mit einem großen Spiel d₁ versehen sind, in entsprechender Weise derart ausgebildet, dass es bei der Positionierung der Spitzen 5a₁ , 5a₁ , ... mit großem Spiel, welche die großen Spiele d₁, d₁, ... bilden, keine Regelmäßigkeit gibt. Diese unregelmäßige Anordnung der großen Spiele d₁, d₁, ... erfolgt auch, wenn der innere Rotor 5 eine ungerade Anzahl von Zähnen hat.
Die Muster, bei denen die oben erwähnten großen Spiele d₁, d₁, ... in regelmäßiger oder unregelmäßiger Weise angeordnet werden, wurden auf der Basis des inneren Rotors 5 beschrieben, doch ist es natürlich auch möglich, die gleichmäßige oder ungleichmäßige Anordnung des Musters der großen Spiele d₁, d₁, ... auf dem äußeren Rotor 6 zu basieren, und die Anordnung der Zahnspitzen 6a, 6a, ..., die mit großen Spielen d₁, d₁,... ausgebildet werden, entsprechend einzustellen. Eine gleichmäßige Anordnung dieser mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... ist auch für den Fall eines Rotors mit sechs oder vier Zähnen zusätzlich zu einem mit acht Zähnen möglich, ist jedoch davon abhängig, dass die Anzahl der Zähne gerade ist.
Bei der vorliegenden Erfindung nimmt man von dem großen Spiel d₁ in der Position des Bereichs (A) in 16 an, dass es dasselbe große Spiel d₁ wie die großen Spiele d₁ in den Positionen der Bereiche (B) und (C) ist. Wenn, anders ausgedrückt, ein Zwischenraum s zwischen dem inneren Rotor 5 und dem äußeren Rotor 6 ausgebildet wird, wenn der minimale Zwischenraum zwischen der Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 und der Zahnspitze 6a des äußeren Rotors 6, welche den Zwischenraum s einschließen, größer als das standardmäßige Kopfspiel d₀ ist, dann wird dies als großes Spiel d₁ angenommen.
Daher werden bei der vorliegenden Erfindung das große Spiel d₁ an der Position, an der sich die entsprechenden vordersten Enden der Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 und die Zahnspitze 6a des äußeren Rotors 6 gegenüberliegen, wie im Bereich (A) in 16, und das große Spiel d₁ in der Position, wo sich die vordere Spitze 5a und die vordere Spitze 6a in Positionen gegenüberliegen, bei denen ihre entsprechenden vordersten Enden gegenseitig versetzt sind, wie im Bereich (B) und Bereich (C) in 16, als große Spiele d₁ derselben Bedingungen behandelt. In anderen Worten sind in der Anordnung der großen Spiele d₁, d₁, ..., die oben beschrieben sind, der Bereich (A), der Bereich (B) und der Bereich (C), die in 16 gezeigt sind, in entsprechender Weise zusammengemischt, und sie sind in einer gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Weise verteilt.
Als Nächstes gibt es hinsichtlich der Intervallabmessungen der mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... die folgenden mehreren Muster. Erstens sind in einem ersten Muster von Intervallabmessungen die Intervallabmessungen aller großen Spiele d₁, d₁, ..., die entsprechend ausgebildet sind, gleich. In anderen Worten, haben, wie zuvor beschrieben, die entsprechenden großen Spiele d₁, d₁, ... am Bereich (A), am Bereich (B) und am Bereich (C) in 16 alle untereinander gleiche Intervallabmessungen. In diesem Fall ist das zwischen den Zwischenräumen s über das große Spiel d₁ verbundene Fluid an jedem der Orte der großen Spiele d₁, d₁, ... gleich. Folglich wird während des Betriebs der Pumpe die Unregelmäßigkeit der Pulsation an zwei unterschiedlichen Positionen erzeugt, derjenigen des Kopfspiels d₀ und derjenigen des großen Spiels d₁, wodurch eine einfache Unregelmäßigkeit erzeugt wird.
Als Nächstes unterscheiden sich in einem zweiten Muster für Intervallabmessungen die Intervallabmessungen aller großer Spiele d₁₁, d₁₂, ... untereinander, und es gibt keine großen Spiele d₁, d₁, ..., welche dieselben Intervallabmessungen aufweisen. Hier erleichtert das Hinzufügen von Suffixen zu den großen Spielen d₁₁, d₁₂, ... eine Unterscheidung zwischen den entsprechenden großen Spielen d₁, d₁, ..., in Fällen, bei denen sich Intervallabmessungen, wie oben beschrieben, voneinander unterscheiden. Anders ausgedrückt, unterscheidet sich in diesem Fall die zwischen den Räumen s über das große Spiel d₁ verbundene Fluidmenge bei den jeweiligen großen Spielen d₁₁, d₁₂, ... Daher wird die Unregelmäßigkeit der Pulsation während des Betriebs der Pumpe nicht nur durch das Kopfspiel d₀ und das große Spiel d₁, sondern auch durch die mehreren unterschiedlichen großen Spiele d₁₁, d₁₂, ... erzeugt. Bei diesem zweiten Muster der Intervallabmessungen wird die Unregelmäßigkeit der Pulsation verstärkt.
Als Nächstes unterscheidet sich in einem dritten Muster von Intervallabmessungen die Intervallabmessung von mindestens einem großem Spiel d₁' der mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... von den Intervallabmessungen der anderen großen Spiele d₁, d₁, ... Wenn es zum Beispiel vier großen Spiele d₁, d₁, ... in einem Rotorsatz aus einem inneren Rotor 5 und einem äußeren Rotor 6 gibt, dann wird eines dieser großen Spiele d₁' auf eine andere Intervallabmessung gegenüber den anderen drei großen Spielen d₁, d₁, ... gesetzt. Bei diesem dritten Muster der Intervallabmessungen ist die Unregelmäßigkeit der Pulsation ungefähr in der Mitte zwischen derjenigen des ersten Musters und derjenigen des zweiten Musters. Das Symbol (') beim oben beschriebenen großen Spiel d₁' wird zur leichteren Unterscheidung gegenüber den anderen großen Spielen d₁, d₁, ... verwendet.
Als Nächstes werden hinsichtlich der Ausbildung der großen Spiele d₁, d₁, ..., wie zuvor beschrieben, große Spiele d₁ durch die Ausbildung von Spitzen 5a₁ mit großem Spiel auf den Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 oder durch Ausbildung von Spitzen 6a₁ mit großem Spiel auf den Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors geschaffen. Es gibt mehrere Muster zur Ausbildung der großen Spiele d₁, und in einem ersten Ausbildungsmuster werden die großen Spiele d₁ nur an Spitzen 5a₁ mit großem Spiel am inneren Rotor 5 (siehe 13) ausgebildet, oder sie werden nur an Spitzen 6a₁ mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 ausgebildet (siehe 14). Bei diesem ersten Ausbildungsmuster werden die großen Spiele d₁, d₁, ... in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie alle dieselben Intervallabmessungen haben, wie das bei den oben erwähnten Intervallabmessungsmustern für die großen Spiele d₁ beschrieben wurde.
Anders ausgedrückt, wenn die großen Spiele d₁ nur an Spitzen 5a₁ mit großem Spiel am inneren Rotor 5 ausgebildet werden, dann sind die Zahnspitzen um eine gleiche Strecke zurückgezogen und werden die mehreren Spitzen 5a₁ , 5a₁ , ... mit großem Spiel auf eine gleichmäßige Größe ausgebildet, wodurch die Intervallabmessungen aller großen Spiele d₁, d₁, ... gleich werden, wie oben beschrieben. In dieser Hinsicht ist es auch möglich, große Spiele d₁, d₁, ... dadurch auszubilden, dass Spitzen 6a₁ , 6a₁ , ... mit großem Spiel mit entsprechend gleicher Größe am äußeren Rotor ausgebildet werden.
Außerdem sind in einem zweiten Ausbildungsmuster die Zahnspitzen 5a um voneinander unterschiedliche Strecken zurückgezogen, wodurch verursacht wird, dass sich die Größen der mehreren Spitzen 5a₁₁ , 5a₁₂ , ... mit großem Spiel voneinander unterscheiden, und sich daher, wie zuvor beschrieben, die Intervallabmessungen aller großen Spiele d₁₁, d₁₂, ... voneinander unterscheiden. In dem Fall dieser Spitzen 5a₁₁ , 5a₁₂ , ... mit großem Spiel erleichtert das Hinzufügen von Suffixen die Unterscheidung zwischen mehreren Spitzen 5a₁ , 5a₁ , ... mit großem Spiel, von denen jede um eine andere Strecke zurückgezogen ist.
Außerdem ist es beim dritten Ausbildungsmuster durch Setzen einer geeigneten Spitze 5a₁' mit großem Spiel von mehreren Spitzen 5a₁₁ , 5a₁₂ , ... mit großem Spiel auf eine andere Größe als die der anderen Spitzen 5a₁₁ , 5a₁₂ , ... mit großem Spiel möglich, die Intervallabmessung mindestens eines großen Spiels d₁ der mehreren großen Spiele d₁₁, d₁₂, .. so auszubilden, dass sie sich von den Intervallabmessungen der anderen großen Spiele d₁, d₁, ... unterscheidet.
Bei der Beschreibung der oben erläuterten zweiten und dritten Ausbildungsmuster wurden die großen Spiele d₁₁, d₁₂, ... durch Ausbilden mehrerer Spitzen 5a₁₁ , 5a₁₂ , ... mit großem Spiel am inneren Rotor 5 hergestellt, doch ist es auch möglich, mehrere Spitzen 6a₁₁ , 6a₁₂ , ... mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 auf voneinander unterschiedliche Größen zu setzen oder eine geeignete Spitze 6a₁ mit großem Spiel aus mehreren Spitzen 6a₁₁ , 6a₁₂ , ... mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 auf eine von den anderen Spitzen 6a₁ , 6a₁ , ... mit großem Spiel unterschiedliche Größe zu setzen. Das Hinzufügen von Suffixen an die Spitzen 6a₁₁ , 6a₁₂ , ... erleichtert die Unterscheidung zwischen den Spitzen 6a₁ , 6a₁ , ... mit großem Spiel mit voneinander unterschiedlichen Größen.
Außerdem sind in einem vierten Ausbildungsmuster für die großen Spiele d₁, d₁, ..., wie in den 11(A) und (B) gezeigt, Spitzen 5a₁ mit großem Spiel an Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 und außerdem Spitzen 6a₁ mit großem Spiel an den Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors 6 ausgebildet. Wenn eine Spitze 5a₁ mit großem Spiel am inneren Rotor 5 einer Zahnspitze 6a am äußeren Rotor 6 gegenüber ist oder wenn eine Spitze 6a₁ mit großem Spiel des äußeren Rotors 6 einer Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 gegenüber ist, dann wird das oben genannte große Spiel d₁ geschaffen, und außerdem wird, wenn eine Spitze 5a₁ mit großem Spiel des inneren Rotors 5 einer Spitze 6a₁ des äußeren Rotors 6 gegenüber ist, ein maximales Spiel d_max geschaffen, das größer als das große Spiel d₁ ist.
Wie in 11(C) gezeigt, ist dieses maximale Spiel d_max die Summe der größten Strecke der Zurückziehung q der Spitze 5a₁ mit großem Spiel und der größten Strecke der Zurückziehung q' der Spitze 6a₁ mit großem Spiel, d.h. in einer Formel ausgedrückt: d_max = q + q'.
Das maximale Spiel d_max hat eine Intervallabmessung, die größer als das standardmäßige große Spiel d₁ ist, was anders ausgedrückt bedeutet, dass das große Spiel d₁ durch die Zurückziehung der äußeren Kante von nur entweder einer Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 oder einer Zahnspitze 6a des äußeren Rotors 6 geschaffen wird.
Als Nächstes kann in einem fünften Ausbildungsmuster für die großen Spiele d₁, d₁, ..., wie in 12 gezeigt, das große Spiel d₁ mittels einer Spitze 5a₁ mit großem Spiel am inneren Rotor 5 und einer Spitze 6a₁ mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 ausgebildet werden.
Bei dem oben beschriebenen vierten und fünften Ausbildungsmuster ist es durch Setzen der entsprechenden Strecken der Zurückziehung q, q, ... der Spitzen 5a₁ , 5a₁ , ... mit großem Spiel des inneren Rotors 5 auf die gleiche oder voneinander unterschiedliche Strecken und durch Setzen der entsprechenden Strecken der Zurückziehung q', q', ... der Spitzen 6a₁ , 6a₁ , ... mit großem Spiel des äußeren Rotors 6 auf die gleichen oder voneinander unterschiedliche Strecken möglich, die mehreren großen Spiele d₁₁, d₁₂, ..., welche durch diese Spitzen 5a₁ , 6a₁ mit großem Spiel gebildet werden, so zu setzen, dass sie entsprechend gleiche oder voneinander unterschiedliche Intervallabmessungen aufweisen.
Wenn zum Beispiel die entsprechenden Strecken der Zurückziehung q₁, q₂, q₃ der entsprechenden Spitzen 5a₁ , 5a₁ , ... mit großem Spiel am inneren Rotor 5 betrachtet werden, dann bestehen die folgenden gegenseitigen Größenverhältnisse zwischen diesen entsprechenden Strecken der Zurückziehung. q1 = q2 = q3 (1), q1 ≠ q2 ≠ q3 (2), q1 = q2 ≠ q3 (3), q1 ≠ q2 = q3 (4), q1 = q3 ≠ q2 (5),
Außerdem sind die gegenseitigen Größenverhältnisse der Zurückziehungsstrecken q₁, q₂, q₃ wie folgt: q1 > q2 (6), q1 < q2 (7), q2 > q3 (8), q2 < q3 (9) q1 > q3 (10), q1 < q3 (11).
Wenn in ähnlicher Weise die entsprechenden Strecken der Zurückziehung q₁', q₂', q₃' der entsprechenden Spitzen 6a₁ , 6a₁ , ... mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 betrachtet werden, dann existieren zwischen diesen entsprechenden Strecken der Zurückziehung die folgenden gegenseitigen Größenverhältnisse: q1' = q2' = q3' (1), q1' ≠ q2' ≠ q3' (2), q1' = q2' ≠ q3' (3), q1' ≠ q2' = q3' (4), q1' = q3' ≠ q2' (5).
Außerdem sind die relativen Größenverhältnisse der Zurückziehungsstrecken q₁, q₂, q₃ wie folgt: q1' > q2' (6), q1' < q2' (7), q2' > q3' (8), q2' < q3' (9), q1' > q3' (10), q1' < q3' (11).
Bei einer Zusammensetzung, bei der mittels Spitzen 5a₁ mit großem Spiel am inneren Rotor 5 und Spitzen 6a₁ mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 ein maximales Spiel d_max gemäß dem vierten Muster und große Spiele d₁ gemäß dem fünften Muster ausgebildet werden, dann werden, wenn die Bedingungen der Strecken der Zurückziehung der Spitzen 5a₁ mit großem Spiel am inneren Rotor 5 q₁ = q₂ = q₃ sind, und die Strecken der Zurückziehung der Spitzen 6a₁ mit großem Spiel am äußeren Rotor 6 q₁' = q₂' = q₃' sind, das maximale Spiel d_max und die großen Spiele d₁, die durch den inneren Rotor 5 und den äußeren Rotor 6 gebildet werden, zu gleichen Werten.
Wenn jedoch die Verhältnisse der Strecken der Zurückziehung des inneren Rotors 5 q₁ ≠ q₂ ≠ q₃ sind und der Strecken der Zurückziehung des äußeren Rotors 6 q₁' ≠ q₂' ≠ q₃' sind, dann bestehen verschiedene Kombinationen von Werten für das maximale Spiel d_max im vierten Muster und das große Spiel d₁ im fünften Muster, die vom inneren Rotor 5 und dem äußeren Rotor 6 gebildet werden.
Das maximale Spiel d_max im vierten Muster hat dann eine variable Größe, während das große Spiel d₁ im fünften Muster eine regelmäßige Größe hat.
Anders ausgedrückt, in dem Fall des maximalen Spiels d_max im vierten Muster, da das maximale Spiel d_max und die Zurückziehungsstrecken, die es ausbilden, am inneren Rotor 5 und am äußeren Rotor 6 unterschiedlich sind, werden große Spiele d₁ unterschiedlicher Größen gebildet, wenn eine Zahnspitze 5a am inneren Rotor oder eine Zahnspitze 6a am äußeren Rotor 6 einander gegenüberliegen.
Außerdem hat in dem Fall des großen Spiels d₁ im fünften Muster, auch wenn die großen Spiele d₁, die durch die Kombination der Rotoren gebildet werden, die gleiche Größe haben, da die diese Spiele bildenden Strecken der Zurückziehung am inneren Rotor 5 und am äußeren Rotor 6 unterschiedlich sind, das große Spiel d₁, das größer als das Kopfspiel d₀ ist, das gebildet wird, wenn sich die Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 oder die Zahnspitze 6a des äußeren Rotors 6 gegenüberliegen, eine unterschiedliche Größe. Die Kombinationen des maximalen Spiels d_max im vierten Muster und die entsprechenden Strecken der Zurückziehung im großen Spiel d₁ im fünften Muster sind wie unten beschrieben: q1 + q1' (1), q1 + q2' (2), q1 + q3' (3), q2 + q1' (4), q2 + q2' (5), q2 + q3' (6), q3 + q1' (7), q3 + q2' (8), q3 + q3' (9).
Die mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... oder das maximale Spiel d_max werden durch die oben erwähnten Kombinationen gebildet, und die Intervallabmessungen der entsprechenden großen Spiele d₁, d₁, ... sind aufgrund der oben beschriebenen entsprechenden Strecken der Zurückziehung entsprechend unterschiedlich, was bedeutet, dass es, da die großen Spiele d₁, d₁, ... jeweils voneinander unterschiedliche Intervallabmessungen haben, bei dem Betrieb der Pumpe möglich ist, bei der Pulsation eine Unregelmäßigkeit zu erzeugen.
Die Erfindung bezieht sich gemäß einem ersten Anspruch auf eine Trochoidenpumpe, bei der ein innerer Rotor 5 und ein äußerer Rotor 6, die trochoidal geformte Zähne haben, in einem miteinander in Eingriff laufenden Zustand vorgesehen sind, so dass ein Kopfspiel d₀ zwischen jeder Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 und dem äußeren Rotor 6 gebildet wird, ein großes Spiel d₁, das ein großes Intervall ausbildet, an mindestens einer Stelle der Gruppe der Kopfspiele d₀ vorgesehen ist, wodurch eine Pulsation unterdrückt werden kann, während der Pumpenwirkungsgrad aufrecht erhalten bleibt.
Mit anderen Worten gibt es Kopfspiele d₀, d₀, ... zwischen dem inneren Rotor 5 und dem äußeren Rotor 6, wobei mindestens eines dieser Gruppe von Kopfspielen d₀ auf ein großes Spiel d₁ gesetzt ist, das ein großes Intervall bildet; und durch ein Vorsehen eines großen Spiels d₁ in der Gruppe von Kopfspielen d₀ wird aus der regelmäßigen Pulsation, die durch eine Gruppe von ausschließlich Kopfspielen d₀ erzeugt würde, was seinerseits wieder zu einer Resonanz bei der Trochoidenpumpe selbst und bei den Geräten in ihrer Peripherie führen würde, eine Pulsation eines unregelmäßigen Zyklus, wodurch die oben genannte Resonanz verhindert und das Geräusch auf einen niedrigen Pegel gedrückt werden kann. Folglich ist es möglich, die Lebensdauer sowohl der Trochoidenpumpe als auch der Peripheriegeräte, die durch die Trochoidenpumpe mit Fluid beliefert werden, beträchtlich zu verlängern.
Da außerdem ein großes Spiel d₁ in einfacher Weise in der Gruppe von Kopfspielen d₀ zwischen dem inneren Rotor 5 und dem äußeren Rotor 6 vorgesehen wird, kann diese Konstruktion einfach hergestellt werden. Dies kann dadurch erzielt werden, dass eine Zahnspitze entweder des inneren Rotors 5 oder des äußeren Rotors 6 in leicht abgeflachter Form vorgesehen wird, weshalb die oben genannten Vorteile mittels einer extrem einfachen Konstruktion erreicht werden können.
Gemäß einem zweiten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die trochoidale Pumpe des ersten Anspruchs, wobei die Anzahl von Zähnen des inneren Rotors 5 sechs oder mehr ist, und zwischen dem inneren Rotor 5 und dem äußeren Rotor 6 an den mehreren Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 an mindestens jeder zweiten Zahnposition ein großes Spiel d₁ ausgebildet ist, wobei, wenn der innere Rotor 5 (oder der äußere Rotor 6) sechs oder mehr Zähne aufweist, die Positionen, an denen das zwischen einer Zahnspitze 5 des inneren Rotors und dem äußeren Rotor 6 gebildete Spiel ein großes Spiel d₁ wird, auf mindestens jede zweite Zahnposition des inneren Rotors 5 gesetzt sind, sowie durch Auswählen ihrer Anzahl und Anordnung in entsprechender Weise, in einfacher Weise unterschiedliche Pumpleistungen vorgesehen werden können. Wenn außerdem maximal drei Kopfspiele d₀ und drei große Spiele d₁ auf abwechselnden Zähnen vorgesehen werden, dann erlauben die großen Spiele d₁, d₁, ..., auch wenn sie eine Zahnform bilden, die keinen Rotationsantrieb der Rotoren durchführt, da sie während des Laufens der Rotoren im Eingriff einen Zwischenverbindungszustand ausbilden, eine gut ausgewogene Anordnung der Kopfspiele d₀, die einen Rotationsantriebs-Eingriff der Rotoren miteinander aufrecht erhält, weshalb die Rotation der Rotoren stabilisiert werden kann.
In anderen Worten gibt es Antriebseingriftsabschnitte in zwei bis drei Positionen zwischen der Startendseite und der Abschlussendseite der Ansaugöffnung 2; und von den Zahnspitzenkontaktbereichen, die beim miteinander in Eingriff stattfindenden Antrieb beteiligt sind, gibt es Eingriffsbereiche, bei denen das Spiel das standardmäßige Kopfspiel d₀ ist, sowie Bereiche, bei denen sich die entsprechenden Zahnspitzen aufgrund des großen Spiels d₁ nicht berühren, wobei die nebeneinanderliegenden Zwischenräume s, s über die großen Spiele d₁ miteinander verbunden sind, wodurch die Anzahl der eingeschlossenen Raumvolumina verringert und die Pulsation eingedämmt wird. Außerdem unterstützen sich der innere Rotor 5 und der äußere Rotor 6 im Bereich des standardmäßigen Kopfspiels d₀ einander gegenseitig aufgrund des Eingriffs zwischen den entsprechenden Zahnspitzen des inneren Rotors 5 und des äußeren Rotors 6, weshalb ein Spiel in der radialen Richtung der Rotoren verhindert werden kann, wodurch eine Pulsation weniger wahrscheinlich wird und es möglich wird, einen stabilen Rotationszustand zu erreichen.
Gemäß dem dritten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, wobei, wenn die Anzahl der Zähne des inneren Rotors 5 oder des äußeren Rotors 6 n ist, große Spiele d₁, d₁, ... gleichmäßig oder ungleichmäßig an entsprechenden Zahnspitzen 5a, 6a der Zähne vorgesehen werden, wodurch die großen Spiele d₁, d₁, ... gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sind und sie zusammen mit den standardmäßigen Kopfspielen d₀ eine Unregelmäßigkeit in der Pulsation erzeugen können, die vom Betrieb der Pumpe herrührt, wodurch der Grad erhöht wird, zu dem die Resonanz verhindert und ein Geräusch zu einem niedrigen Pegel verringert werden kann.
Gemäß dem vierten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Anzahl der Zähne n des inneren Rotors 5 auf eine gerade Zahl gesetzt ist und ein großes Spiel d₁ an der Zahnspitze jedes zweiten Zahns (n/2) vorgesehen ist, wobei, wenn die Anzahl von Zähnen n des inneren Rotors (oder des äußeren Rotors 6) eine gerade Zahl ist, die ein großes Spiel d₁ ausbildenden Zahnspitzen so vorgesehen werden können, dass sie mindestens in jeder zweiten Zahnposition sind. Wenn daher die Anzahl von Zähnen n gerade ist, können die mit einem großen Spiel d₁ ausgebildeten Bereiche auf n/2 Bereiche gesetzt werden und eine wohl ausgewogene Anordnung zwischen dem Kopfspiel d₀ und dem großen Spiel d₁ erreicht werden, was es ermöglicht, die Pulsation zu unterdrücken, während der Pumpwirkungsgrad aufrechterhalten bleibt.
Gemäß dem fünften Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Anzahl von Zähnen n des inneren Rotors 5 auf eine ungerade Zahl gesetzt wird und bei mindestens jeder zweiten oder jeder dritten Zahnposition an ((n – 1)/2) Zahnspitzen ein großes Spiel d₁ vorgesehen ist, wobei die Abfolge der Positionen der Kopfspiele d₀ und großen Spiele d₁, unregelmäßig und nicht systematisch ist, wobei zusätzlich hierzu die Positionierung der Zahnspitze mit großem Spiel d₁ unregelmäßig wird, wodurch die Regelmäßigkeit der hydraulischen Pulsationen gestört wird, was eine Resonanz vermeidet, wodurch es möglich wird, die Pulsation zu unterdrücken, während der Pumpwirkungsgrad aufrecht erhalten bleibt.
Gemäß dem sechsten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei es mehrere große Spiele d₁ gibt und alle diese großen Spiele d₁, d₁, ... dieselbe Intervallabmessung haben, wodurch eine Unregelmäßigkeit der beim Betrieb der Pumpe auftretenden Pulsation durch die standardmäßigen Kopfspiele d₀, d₀, ... und die großen Spiele d₁, d₁, ... erzeugt werden kann, und außerdem, da die mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... mit demselben Intervallabmessungen ausgebildet sind, die Konstruktion extrem einfach wird und der Aufbau des inneren Rotors 5 oder des äußeren Rotors 6 zum Bilden der großen Spiele d₁, d₁, ... in vergleichsweise einfacher Weise erzielt werden kann.
Gemäß dem siebten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei es mehrere große Spiele d₁ gibt und alle diese großen Spiele d₁, d₁, ... voneinander unterschiedliche Intervallabmessungen haben, wobei zusätzlich zu der Unregelmäßigkeit der durch die Kopfspiele d₀ und die großen Spiele d₁ erzeugten Unregelmäßigkeit der Pulsation die Unregelmäßigkeit der beim Betrieb der Pumpe auftretenden Pulsation durch die Unregelmäßigkeit der durch die mehreren großen Spiele d₁ erzeugten Pulsation weiter erhöht wird, wodurch der Grad erhöht wird, zu dem die Resonanz verhindert und das Geräusch auf einen niedrigen Pegel verringert werden kann.
Gemäß dem achten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei es mehrere große Spiele d₁ gibt und mindestens eines dieser großen Spiele d₁, d₁, ... eine andere Intervallabmessung als die anderen großen Spiele d₁ hat, wobei es zusätzlich zu der Unregelmäßigkeit der durch die Kopfspiele d₀ und die großen Spiele d₁ verursachten Unregelmäßigkeit der Pulsation, da mindestens ein großes Spiel d₁ der mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... eine gegenüber den anderen großen Spielen d₁ andere Intervallabmessung hat, auch möglich ist, eine Unregelmäßigkeit in der Pulsation mittels der großen Spiele d₁, d₁, ... allein zu erzeugen, wodurch der Grad erhöht wird, zu dem die Resonanz verhindert und das Geräusch auf einen niedrigen Pegel unterdrücken kann.
Gemäß dem neunten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, wobei die großen Spiele d₁ durch ein Zurückziehen der äußeren Kanten entweder der Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 oder der Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors 6 ausgebildet werden, wobei der Aufbau auf extrem einfache Art und Weise erzielt werden kann, da die äußeren Kanten der Zahnspitzen entweder des inneren Rotors 5 oder des äußeren Rotors 6 zurückgezogen werden.
Gemäß dem zehnten Anspruch betrifft die vorliegende Erfindung die Trochoidenpumpe gemäß Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, wobei die großen Spiele d₁ durch Zurückziehen der äußeren Kanten sowohl der Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 als auch der Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors 6 ausgebildet werden, wobei dann große Spiele d₁ der mehreren großen Spiele d₁, d₁, ... vorhanden sind, die durch eine Spitze 5a₁ mit großem Spiel des inneren Rotors 5 und eine Spitze 6a₁ mit großem Spiel des äußeren Rotors 6 gebildet werden.
Wenn aufgrund der Rotation der Rotoren eine Spitze 5a₁ mit großem Spiel und eine Spitze 6a₁ mit großem Spiel in Gegenüberstellung kommen, dann entsteht unter den großen Spielen d₁, d₁, ... ein besonders großes Spiel d₁ (in anderen Worten ein maximales Spiel d_max), und durch ein Zurückziehen der Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 und der Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors in entsprechender Weise ist es dann möglich, große Spiele d₁ unterschiedlicher Größen vorzusehen, wobei die Unregelmäßigkeit der durch den Pumpenbetrieb verursachten Pulsation noch ausgeprägter wird, wodurch der Grad erhöht wird, zu dem die Resonanz verhindert und das Geräusch auf einen niedrigen Pegel verringert werden kann. Im vorhergehenden Fall: d_max = q + q'.
Wenn außerdem aufgrund der Rotation der Rotoren eine Spitze 5a₁ mit großem Spiel und eine Spitze 6a₁ mit großem Spiel in Gegenüberstellung kommen, so werden große Spiele d₁, d₁, ... gebildet, und wenn eine Zahnspitze 5a des inneren Rotors 5 oder eine Zahnspitze 6a des äußeren Rotors 6 mit einer solchen Spitze 5a₁ mit großem Spiel oder einer Spitze 6a₁ mit großem Spiel in Gegenüberstellung kommen, dann entsteht ein großes Spiel d₁, das größer als das Kopfspiel d₀, jedoch kleiner als das zuvor erwähnte große Spiel d₁ ist (das gleich dem maximalen Spiel d_max ist), wodurch das große Spiel d₁ auf unterschiedliche Größen gesetzt werden kann, indem die Zahnspitzen 5a des inneren Rotors 5 und die Zahnspitzen 6a des äußeren Rotors 6 um entsprechende Strecken zurückgezogen werden, wodurch die Unregelmäßigkeit der Pulsation während des Pumpbetriebs erhöht wird und dadurch der Grad erhöht wird, zu dem die Resonanz verhindert und das Geräusch auf einen niedrigen Pegel verringert werden kann. Im vorhergehenden Fall: d₁ = q + q'.

Claims

Trochoidenpumpe, mit einem inneren Rotor (5) und einem äußeren Rotor (6), die trochoidal geformte Zähne (5a, 6a) haben, die in einem ineinander greifenden Zustand vorgesehen sind, derart, dass zwischen einer ersten Anzahl von Zahnspitzen des inneren Rotors (5) und dem äußeren Rotor (6) ein normales Kopfspiel (d₀) geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere zweite Zahnspitzen des inneren oder des äußeren Rotors oder von beiden mit einer Spitze ausgebildet sind, die im Vergleich zu den ersten Zahnspitzen des entsprechenden Rotors radial versetzt ist, um so ein größeres Spiel (d₁) als das normale Kopfspiel (d₀) zu definieren.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Zähnen des inneren Rotors (5) sechs oder mehr beträgt und das größere Spiel zwischen dem inneren Rotor (5) und dem äußeren Rotor (6) an den mehreren Zahnspitzen des inneren Rotors (5) mindestens an jedem zweiten Zahn ausgebildet ist.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Anzahl von Zähnen des inneren Rotors (5) oder des äußeren Rotors (6) n ist, größere Spiele d₁ in regelmäßiger oder unregelmäßiger Weise an entsprechenden Zahnspitzen 5a, 6a der Zähne angeordnet sind.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Zähnen n des inneren Rotors (5) auf eine gerade Zahl gesetzt ist und das größere Spiel für jeden zweiten Zahn an (n/2) Zahnspitzen vorgesehen ist.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Zähnen n des inneren Rotors (5) auf eine ungerade Zahl gesetzt ist und das größere Spiel d₁ für mindestens jede zweite Zahnposition oder für jede dritte Zahnposition an ((n – 1)/2) Zahnspitzen vorgesehen ist.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere der größeren Spiele d₁ gibt und alle diese größeren Spiele d₁ das gleiche Abstandsmaß haben.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere der größeren Spiele d₁ gibt und alle diese großen Spiele d₁ voneinander verschiedene Abstandsmaße haben.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere der größeren Spiele d₁ gibt und mindestens eines dieser größeren Spiele d₁ ein von den anderen größeren Spielen d₁ verschiedenes Abstandsmaß haben.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die größeren Spiele d₁ durch Zurückziehen der umlaufenden Kanten entweder von Zahnspitzen (5a) des inneren Rotors (5) oder von Zahnspitzen (6a) des äußeren Rotors (6) ausgebildet werden.
Trochoidenpumpe nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die größeren Spiele d₁ durch Zurückziehen der umlaufenden Kanten sowohl von Zahnspitzen (5a) des inneren Rotors (5) als auch von Zahnspitzen (6a) des äußeren Rotors (6) ausgebildet werden.