EP1212533A2 - Rotary displacement machine with at least two displacement gearwheels with external teeth and a housing for such a machine - Google Patents

Rotary displacement machine with at least two displacement gearwheels with external teeth and a housing for such a machine

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EP1212533A2
EP1212533A2 EP00972568A EP00972568A EP1212533A2 EP 1212533 A2 EP1212533 A2 EP 1212533A2 EP 00972568 A EP00972568 A EP 00972568A EP 00972568 A EP00972568 A EP 00972568A EP 1212533 A2 EP1212533 A2 EP 1212533A2
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EP
European Patent Office
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feed
housing
gears
rotary displacement
displacement machine
Prior art date
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EP00972568A
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German (de)
French (fr)
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EP1212533B1 (en
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Johann Sagawe
Gottfried Sagawe
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Spath Ewald
Original Assignee
Spath Ewald
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Publication date
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Publication of EP1212533B1 publication Critical patent/EP1212533B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/086—Carter

Definitions

  • Rotary displacement machine with at least two externally toothed feed gears and housing for such a machine
  • the invention relates to a rotary displacement machine with at least two externally toothed feed gear wheels for conveying a fluid and with at least one feed channel with at least one feed opening in the region of the feed gear wheels for feeding the fluid to the feed gear wheels.
  • the invention further relates to a housing for such a machine.
  • Rotary displacement machines of the type in question here can be used both as
  • Pumps i.e. as pressure generators, as well as motors, i.e. as pressure consumers, are used.
  • the fluid conveyed is usually a hydraulic oil. If the machine is used as a pump, various fluids, but especially liquids such as oil, water and the like, can be pumped.
  • the externally toothed conveyor gearwheels can be both gearwheels in the classic sense and toothed rings, which are sometimes also referred to as gearwheel rings, or any other type of cylindrical body, on the outside of which a suitable toothing is provided.
  • Such rotary displacement machines are known in various forms, e.g. from DE 195 33 215 A1 or DE 254 645 C1, each of which shows rotary displacement machines in the form of gear pumps with two feed gearwheels arranged in a housing, one of the feed gearwheels being driven in each case by a drive gearwheel arranged in the housing.
  • BBl ⁇ riGUNGSKOPlE Conveyor gears are known in which one of the conveyor gears is driven via a shaft guided out of the housing.
  • Turbulence and cavitation which limit the efficiency and the possible uses of the machines and which have the effect that the filling of the delivery chambers formed between the teeth of the delivery gearwheels is not optimal.
  • the invention is based on the object
  • a rotary displacement machine of the type mentioned at the outset in which at least two feed openings are provided and each feed opening is designed such that, when the circulation displacement machine is operated as intended, fluid escaping from the feed opening either only to the teeth of a single feed gear or only to the teeth
  • a rotary displacement machine designed in this way has the great advantage that there are clear fluid flows during operation, while in the rotary displacement machines known from the above-mentioned publications, each of which has a clockwise and a counterclockwise rotating feed gear, the fluid after it emerges from a feed opening from both the right - Can also be detected by the left-turning feed gear, so that the fluid flow disturbing vortices and cavitation arise.
  • the configuration according to the invention reduces filling losses and the fluid can
  • Feed gears are fed so that the impulse transmitted by the flowing fluid to the feed gears does not unnecessarily brake the rotation of the feed gears.
  • a rotary displacement machine designed according to the invention will have two intermeshing feed gears, with at least one feed opening then being assigned to each feed gear.
  • the invention is therefore based on the basic idea that by appropriate
  • feed channels are provided, and preferably as many as feed gears are provided.
  • Each feed channel can then be provided with its own inlet so that such a machine can be operated simultaneously with fluid from different pressure sources when used as a motor and can draw fluid from different reservoirs when used as a pump.
  • the rotary displacement machine can then advantageously also serve as a mixer.
  • the feed gears are in one
  • At least one connecting channel is provided in an advantageous development of the invention, which connects the combing area with at least one between the teeth a conveyor gear and the housing chamber formed directly or indirectly connects the housing.
  • connection channels are sometimes also present in the combing area, but these are connected to the respective reservoir from which fluid is drawn off, so that the pressure generated in the combing area is used in the previously known machines to convey the fluid there where you actually want to vacuum it.
  • connection channel or channels can be connected via corresponding lines or directly to one or more delivery chambers. It is particularly advantageous to form the connection channel (s) by appropriate shaping of the housing, in particular by the fact that the
  • Conveyor gears surrounding the inside of the housing one or more grooves are introduced.
  • the conveyor gearwheels are designed in the form of toothed rings. This has a number of advantages. Material can be saved and the weight of the machine can be reduced.
  • the toothed rings can be stored in a particularly simple manner, and the rotating shafts required for gear wheels can be omitted. Depending on the size and design of the gear rings, one bearing per gear ring can suffice, while rotating shafts must always be supported at both ends.
  • Rotary displacement machine as a motor would have to be referred to as a "driven gear”, but for reasons of clarity is only referred to below as a drive gear).
  • the transmission ratio between the drive gear and the driven (driven) feed gear is greater than 1: 3 and is in particular between 1: 4.5 and 1: 6.5. This not only reduces the torque to be applied in the case of use as a pump, it has also been shown that such a transmission ratio advantageously contributes to reducing the running noise.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a rotary displacement machine according to the invention with two feed gearwheels and one drive gearwheel,
  • Fig. 2 is a schematic representation of a part of a housing according to the invention for a rotary displacement machine with two feed gears and
  • Fig. 3 shows a schematic cross section through a rotary displacement machine with two intermeshing Feed gears with two connecting channels connecting the combing area, each with a feed chamber.
  • FIG. 1 shows a rotary displacement machine, designated in its entirety by 10, in which two feed gear wheels, here designed as feed tooth rings 12 and 14, are arranged in a housing 16 in such a way that they mesh with one another in one area.
  • the conveyor toothed rings are each rotatably mounted about a fixed axis 18 or 20.
  • a drive is used to drive or drive the feed gears
  • Drive gear 30 is provided, which meshes the conveyor toothed ring 12 and has an approximately six times smaller diameter than the same 12.
  • the drive gear 26 is arranged in the housing 16 between the conveyor toothed rings 12 and 14 in such a way that it is encapsulated against inflowing fluid.
  • two separate feed channels 32 and 34 are provided for the supply of fluid, the feed channel 32 being assigned to the feed toothed ring 12 and the feed channel 34 being assigned to the feed toothed ring 14 and in each case forming only one feed opening.
  • Connections known per se and therefore not shown here for the introduction of fluid into the feed channels 32 and 34 are provided on the outside of the housing 16.
  • An outlet 36 is provided to discharge the delivered fluid. Via the feed openings of the feed channels 32 and 34, fluid to be pumped during operation of the rotary displacement machine enters the feed chambers formed between the teeth of the feed toothed rings 12 and 14 and is - in this exemplary embodiment after approximately three-quarter turn of the respective feed toothed ring - expelled via the outlet 36. Possibly not expelled
  • Residual quantities of the fluid conveyed which, depending on the design of the machine, may still be present between the teeth of the conveyor toothed ring 12 after passing through the area in which the feed toothed rings mesh, can reach the drive gear 30 and advantageously for lubricating the meshing area of the feed toothed ring 12 and the drive gear 30 contribute.
  • FIG. 2 shows a section of a housing 40 for a rotary displacement machine, in which, as indicated by the dashed lines 42 and 44, two supply channels for supplying fluid to be conveyed are formed.
  • the feed channels have a common inlet 46, but open into two separate areas 48 and 50 of the housing, which serve to receive a feed gear or feed ring.
  • An outlet 52 for discharging conveyed fluids is also provided in the housing.
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through a rotary displacement machine, designated in its entirety by 60, with two intermeshing feed gears 62 and 64.
  • the feed gears are arranged in a housing 66 in which two feed channels 70 and 72 connected to a common inlet 68 are formed, wherein the feed channel 70 opens on the conveyor gear 62 and the feed channel 72 opens on the conveyor gear 64.
  • the housing also has an outlet 74.
  • the special feature of this exemplary embodiment according to the invention is represented by the dotted arrows 76, 78, 80 and 82, which each show the fluid flow made possible by connecting channels from the combing area in which the feed gearwheels 62 and 64 mesh with one another, to an area at which the between the housing inner wall and the teeth of each feed gear Swipe the funding chambers, hint.
  • the connecting channels can be implemented inexpensively, for example, by grooves on the inside of the housing facing the feed gear wheels.

Abstract

A rotary displacement machine has a housing and at least two annular displacement gears arranged in the housing and supported rotatably on a stationary axle, receptively. The at least two annular displacement gears have external teeth for conveying a fluid. At least two supply channels are provided in the housing and have a supply mouth, respectively, opening toward the annular displacement gears for supplying a fluid to the annular displacement gears. The supply mouth is configured such that, upon operation of the rotary, displacement machine, a fluid exiting from the supply mouth reaches either only the teeth of a single one of the annular displacement gears or only the teeth of the annular displacement gears rotating in the same direction.

Description

Umlaufverdrangermaschine mit wenigstens zwei außenverzahnten Förderzahnrädern und Gehäuse für eine solche Maschine Rotary displacement machine with at least two externally toothed feed gears and housing for such a machine
Die Erfindung betrifft eine Umlaufverdrangermaschine mit wenigstens zwei außenverzahnten Förderzahnrädern zur Förderung eines Fluids und mit wenigstens einem Zuführkanal mit wenigstens einer Zuführmündung im Bereich der Förderzahnräder zur Zuführung des Fluids zu den Förderzahnrädern. Die Erfindung betrifft ferner ein Gehäuse für eine solche Maschine.The invention relates to a rotary displacement machine with at least two externally toothed feed gear wheels for conveying a fluid and with at least one feed channel with at least one feed opening in the region of the feed gear wheels for feeding the fluid to the feed gear wheels. The invention further relates to a housing for such a machine.
Umlaufverdrängermaschinen der hier in Frage stehenden Art können sowohl alsRotary displacement machines of the type in question here can be used both as
Pumpen, also als Druckerzeuger, als auch als Motoren, also als Druckverbraucher, eingesetzt werden. Wird die Umlaufverdrangermaschine als Motor eingesetzt, so handelt es sich bei dem geförderten Fluid in der Regel um ein Hydrauliköl. Wird die Maschine als Pumpe eingesetzt, können verschiedene Fluide, insbesondere aber Flüssigkeiten wie Öl, Wasser und dergleichen gefördert werden.Pumps, i.e. as pressure generators, as well as motors, i.e. as pressure consumers, are used. If the rotary displacement machine is used as a motor, the fluid conveyed is usually a hydraulic oil. If the machine is used as a pump, various fluids, but especially liquids such as oil, water and the like, can be pumped.
Bei den außenverzahnten Förderzahnrädern kann es sich sowohl um Zahnräder im klassischen Sinne handeln als auch um Zahnringe, die manchmal auch als Zahnradringe bezeichnet werden, oder um beliebige andere Arten von zylindrischen Körpern, auf deren Außenseite eine geeignete Verzahnung vorgesehen ist. AusThe externally toothed conveyor gearwheels can be both gearwheels in the classic sense and toothed rings, which are sometimes also referred to as gearwheel rings, or any other type of cylindrical body, on the outside of which a suitable toothing is provided. Out
Gründen der Übersichtlichkeit wird im Folgenden immer nur von Förderzahnrädern gesprochen, wobei dieser Begriff - sofern nicht explizit anders angegeben - immer auch Zahnringe und andere der genannten außenverzahnten zylindrischen Körper umfassen soll.For the sake of clarity, only sprocket gears are spoken of in the following, whereby this term - unless explicitly stated otherwise - should always include toothed rings and other of the external toothed cylindrical bodies mentioned.
Solche Umlaufverdrängermaschinen sind in unterschiedlichster Form bekannt, z.B. aus der DE 195 33 215 A1 oder der DE 254 645 C1 , die jeweils Umlaufverdrängermaschinen in Form von Zahnradpumpen mit zwei in einem Gehäuse angeordneten Förderzahnrädern zeigen, wobei jeweils eines der Förderzahnräder von einem im Gehäuse geordneten Antriebszahnrad angetrieben wird.Such rotary displacement machines are known in various forms, e.g. from DE 195 33 215 A1 or DE 254 645 C1, each of which shows rotary displacement machines in the form of gear pumps with two feed gearwheels arranged in a housing, one of the feed gearwheels being driven in each case by a drive gearwheel arranged in the housing.
Daneben sind z.B. aus der DE 196 38 332 A1 oder der DE 328 963 C1 Zahnradpumpen mit ebenfalls jeweils zwei in einem Gehäuse angeordnetenIn addition, e.g. from DE 196 38 332 A1 or DE 328 963 C1 gear pumps with likewise two each arranged in a housing
BBlÄriGUNGSKOPlE Förderzahnrädern bekannt, bei denen jeweils eines der Förderzahnräder über eine aus dem Gehäuse geführte Welle angetrieben ist.BBlÄriGUNGSKOPlE Conveyor gears are known in which one of the conveyor gears is driven via a shaft guided out of the housing.
Wenngleich sich die bekannten Umlaufverdrängermaschinen in der Praxis seit Jahrzehnten bewährt haben, kommt es bei hohen Drehzahlen zu Problemen mitAlthough the known rotary displacement machines have proven themselves in practice for decades, problems arise with high speeds
Turbulenzen und Kavitationen, die den Wirkungsgrad und die Einsatzmöglichkeiten der Maschinen beschränken und die bewirken, daß die Füllung der zwischen den Zähnen der Förderzahnräder gebildeten Förderkammern nicht optimal ist.Turbulence and cavitation, which limit the efficiency and the possible uses of the machines and which have the effect that the filling of the delivery chambers formed between the teeth of the delivery gearwheels is not optimal.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eineBased on this, the invention is based on the object
Umlaufverdrangermaschine anzugeben, bei welcher Turbulenzen im Zuführbereich, also demjenigen Bereich, in dem das zu fördernde Medium aus den Zuführkanälen in die Förderkammern übertritt, weitgehend vermieden sind und die Füllung der Förderkammern verbessert wird.To specify rotary displacement machine in which turbulence in the feed area, that is to say the area in which the medium to be conveyed passes from the feed channels into the feed chambers, is largely avoided and the filling of the feed chambers is improved.
Die Aufgabe wird gelöst von einer Umlaufverdrangermaschine der eingangs genannten Art, bei welcher wenigstens zwei Zuführmündungen vorgesehen sind und jede Zuführmündung derart ausgebildet ist, daß beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Umlaufverdrangermaschine aus der Zuführmündung austretendes Fluid entweder nur zu den Zähnen eines einzigen Förderzahnrades oder nur zu denThe object is achieved by a rotary displacement machine of the type mentioned at the outset, in which at least two feed openings are provided and each feed opening is designed such that, when the circulation displacement machine is operated as intended, fluid escaping from the feed opening either only to the teeth of a single feed gear or only to the teeth
Zähnen solcher Förderzahnräder gelangen kann, die in dieselbe Richtung drehen.Can get teeth of such conveyor gears that rotate in the same direction.
Eine solchermaßen ausgebildete Umlaufverdrangermaschine hat den großen Vorteil, daß sich im Betrieb eindeutige Fluidströmungen ergeben, während bei den aus den oben genannten Druckschriften bekannten Umlaufverdrängermaschinen, die jeweils ein rechts- und ein linksdrehendes Förderzahnrad aufweisen, das Fluid nach dem Austritt aus einer Zuführmündung sowohl vom rechts- als auch vom linksdrehenden Förderzahnrad erfaßt werden kann, so daß die Fluidströmung störende Wirbel und Kavitationen entstehen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden Füllungsverluste gemindert und das Fluid kann denA rotary displacement machine designed in this way has the great advantage that there are clear fluid flows during operation, while in the rotary displacement machines known from the above-mentioned publications, each of which has a clockwise and a counterclockwise rotating feed gear, the fluid after it emerges from a feed opening from both the right - Can also be detected by the left-turning feed gear, so that the fluid flow disturbing vortices and cavitation arise. The configuration according to the invention reduces filling losses and the fluid can
Förderzahnrädern so zugeführt werden, daß der vom strömenden Fluid auf die Förderzahnräder übertragene Impuls die Drehung der Förderzahnräder nicht unnötig bremst. Im Regelfall wird eine erfindungsgemäß ausgestaltete Umlaufverdrangermaschine zwei miteinander kämmende Förderzahnräder aufweisen, wobei dann jedem Förderzahnrad wenigstens eine Zuführmündung zugeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, z.B. vier Förderzahnräder vorzusehen, von denen jeweils zwei auf einer gemeinsamen Achse übereinander angeordnet sind. Bei einer solchen Maschine kann es ausreichen, ebenfalls nur zwei Zuführmündungen vorzusehen, wenn diese so ausgebildet sind, daß austretendes Fluid nur den auf der gemeinsamen Achse angeordneten Förderzahnräder gelangen kann.Feed gears are fed so that the impulse transmitted by the flowing fluid to the feed gears does not unnecessarily brake the rotation of the feed gears. As a rule, a rotary displacement machine designed according to the invention will have two intermeshing feed gears, with at least one feed opening then being assigned to each feed gear. However, it is also possible to provide, for example, four feed gearwheels, two of which are arranged one above the other on a common axis. In such a machine, it may be sufficient to also provide only two feed orifices if they are designed such that emerging fluid can only reach the feed gearwheels arranged on the common axis.
Die Erfindung beruht also auf dem Grundgedanken, daß durch entsprechendeThe invention is therefore based on the basic idea that by appropriate
Lenkung der Fluidströme eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades von Umlaufverdrängermaschinen erreicht werden kann.Steering the fluid flows can achieve a significant improvement in the efficiency of rotary displacement machines.
Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ist vorteilhaft lediglich ein Zuführkanal mit einer Anzahl von Zuführmündungen vorgesehen, die der Anzahl der Förderzahnräder entspricht. Eine solche Umlaufverdrangermaschine kann in einem einfach gestalteten Gehäuse angeordnet werden, das lediglich einen Einlaß zur Einleitung von Fluid in den Zuführkanal aufweisen muß.In a structurally particularly simple embodiment of the invention, advantageously only one feed channel is provided with a number of feed openings which corresponds to the number of feed gear wheels. Such a rotary displacement machine can be arranged in a simply designed housing which only has to have an inlet for introducing fluid into the feed channel.
Für bestimmte Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn mehrere Zuführkanäle vorgesehen sind, und zwar vorzugsweise so viele, wie Förderzahnräder vorgesehen sind. Jeder Zuführkanal kann dann mit einem eigenen Einlaß versehen werden, so daß eine solche Maschine gleichzeitig mit Fluid aus verschiedenen Druckquellen betrieben werden kann, wenn sie als Motor eingesetzt wird, und Fluid aus unterschiedlichen Reservoirs absaugen kann, wenn sie als Pumpe eingesetzt wird. Die Umlaufverdrangermaschine kann dann vorteilhaft auch als Mischer dienen.For certain applications, however, it can also be advantageous if a plurality of feed channels are provided, and preferably as many as feed gears are provided. Each feed channel can then be provided with its own inlet so that such a machine can be operated simultaneously with fluid from different pressure sources when used as a motor and can draw fluid from different reservoirs when used as a pump. The rotary displacement machine can then advantageously also serve as a mixer.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Förderzahnräder in einemIn a preferred embodiment, the feed gears are in one
Gehäuse angeordnet, in welchem die Zuführmündungen und/oder der bzw. die Zuführkanal/-kanäle durch entsprechende Ausformung gebildet sind. Auf gesonderte Bauteile und/oder Dichtungen zur Bildung der Zuführmündungen und Zuführkanäle kann dann verzichtet werden. Um den Wirkungsgrad einer Umlaufverdrangermaschine, bei der zwei Förderzahnräder in einem Gehäuse angeordnet sind und in einem Bereich (Kämmbereich) miteinander kämmen, noch weiter zu verbessern, ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wenigstens ein Verbindungskanal vorgesehen, der den Kämmbereich mit wenigstens einer zwischen den Zähnen eines Förderzahnrades und der Gehäuseinnenseite gebildeten Förderkammer direkt oder indirekt verbindet.Arranged housing in which the feed mouths and / or the feed channel (s) are formed by appropriate shaping. Separate components and / or seals for forming the feed openings and feed channels can then be dispensed with. In order to further improve the efficiency of a rotary displacement machine in which two feed gearwheels are arranged in a housing and mesh with one another in an area (combing area), at least one connecting channel is provided in an advantageous development of the invention, which connects the combing area with at least one between the teeth a conveyor gear and the housing chamber formed directly or indirectly connects the housing.
Ein solcher Verbindungskanal ermöglicht dann den Übertritt von Fluid aus dem Kämmbereich in wenigstens eine zwischen den Zähnen eines Förderzahnrades gebildete Förderkammer, so daß die Füllung der Kammer weiter erhöht wird. Bei bislang bekannten Umlaufverdrängerpumpen sind im Kämmbereich zwar teilweise auch Verbindungskanäle vorhanden, diese sind jedoch mit dem jeweiligen Reservoir, aus dem Fluid abgesaugt wird, verbunden, so daß bei den bislang bekannten Maschinen der im Kämmbereich erzeugte Druck dazu verwendet wird, das Fluid dorthin zu fördern, wo man es eigentlich absaugen will.Such a connecting channel then enables the transfer of fluid from the combing area into at least one delivery chamber formed between the teeth of a delivery gear, so that the filling of the chamber is further increased. In the case of previously known circulation displacement pumps, connection channels are sometimes also present in the combing area, but these are connected to the respective reservoir from which fluid is drawn off, so that the pressure generated in the combing area is used in the previously known machines to convey the fluid there where you actually want to vacuum it.
Der oder die Verbindungskanal/-kanäle können über entsprechende Leitungen oder direkt mit einer oder mehreren Förderkammer verbunden werden. Besonders vorteilhaft ist es, den oder die Verbindungskanal/-kanäle durch entsprechende Ausformung des Gehäuses zu bilden, insbesondere dadurch, daß auf der dieThe connection channel or channels can be connected via corresponding lines or directly to one or more delivery chambers. It is particularly advantageous to form the connection channel (s) by appropriate shaping of the housing, in particular by the fact that the
Förderzahnräder umgebenden Innenseite des Gehäuses eine oder mehrere Nuten eingebracht werden.Conveyor gears surrounding the inside of the housing one or more grooves are introduced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Förderzahnräder in Form von Zahnringen ausgebildet. Dies hat eine ganze Reihe von Vorteilen. Es kann Material gespart und das Gewicht der Maschine reduziert werden. Die Zahnringe können in besonders einfacher Weise gelagert, und die bei Zahnrädern notwendigen drehenden Wellen können entfallen. Je nach Größe und Ausbildung der Zahnringe kann ein Lager pro Zahnring genügen, während drehende Wellen stets an beiden Enden gelagert werden müssen.In a preferred embodiment of the invention, the conveyor gearwheels are designed in the form of toothed rings. This has a number of advantages. Material can be saved and the weight of the machine can be reduced. The toothed rings can be stored in a particularly simple manner, and the rotating shafts required for gear wheels can be omitted. Depending on the size and design of the gear rings, one bearing per gear ring can suffice, while rotating shafts must always be supported at both ends.
Antrieb (wenn die Umlaufverdrangermaschine als Pumpe verwendet wird) bzw. Abtrieb (wenn die Umlaufverdrangermaschine als Motor verwendet wird) können vorteilhaft auf unterschiedliche, dem jeweiligen Einsatzzweck optimal angepaßte Weisen erfolgen. So ist es sowohl möglich, die Maschine so auszubilden, daß wenigstens eines der Förderzahnräder eine An- oder Abtriebswelle verfügt, die dann z.B. auf die Außenseite eines entsprechenden die Förderzahnräder umgebenden Gehäuses geführt ist und dort in an sich bekannter Weise an- oder abgetrieben wird, als auch ein mit einem der Förderzahnräder kämmendes Antriebszahnrad vorzusehen (das natürlich im Falle der Verwendung derDrive (if the rotary displacement machine is used as a pump) or output (if the rotary displacement machine is used as a motor) can advantageously be carried out in different ways that are optimally adapted to the respective application. So it is both possible to design the machine so that at least one of the feed gears has an input or output shaft which is then guided, for example, to the outside of a corresponding housing surrounding the feed gears and is driven or driven there in a manner known per se, and also to provide a drive gear meshing with one of the feed gears (the of course in the case of using the
Umlaufverdrangermaschine als Motor als "Abtriebszahnrad" bezeichnet werden müßte, im folgenden aber aus Gründen der Übersichtlichkeit stets nur als Antriebszahnrad bezeichnet wird).Rotary displacement machine as a motor would have to be referred to as a "driven gear", but for reasons of clarity is only referred to below as a drive gear).
Ist ein solches Antriebszahnrad vorgesehen, so hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, es in einem Bereich zwischen den Förderzahnrädern anzuordnen, in den zu förderndes Fluid nicht gelangen kann.If such a drive gear is provided, it has proven to be particularly advantageous to arrange it in an area between the feed gears into which the fluid to be delivered cannot get.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Umlaufverdrangermaschine mit einem solchen Antriebszahnrad ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebszahnrad und angetriebenem (abgetriebenem) Förderzahnrad größer als 1 : 3 und liegt insbesondere zwischen 1 : 4,5 und 1 : 6,5. Dies reduziert nicht nur das im Falle der Verwendung als Pumpe aufzubringende Drehmoment, es hat sich auch gezeigt, daß sich ein solches Übersetzungsverhältnis vorteilhaft zur Reduzierung der Laufgeräusche beiträgt.In a preferred embodiment of a rotary displacement machine with such a drive gear, the transmission ratio between the drive gear and the driven (driven) feed gear is greater than 1: 3 and is in particular between 1: 4.5 and 1: 6.5. This not only reduces the torque to be applied in the case of use as a pump, it has also been shown that such a transmission ratio advantageously contributes to reducing the running noise.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung, in welcherFurther details and advantages of the invention result from the purely exemplary and non-limiting description of some exemplary embodiments of the invention in conjunction with the drawing, in which
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Umlaufverdrangermaschine mit zwei Förderzahnrädern und einem Antriebszahnrad zeigt,1 shows a schematic cross section through a rotary displacement machine according to the invention with two feed gearwheels and one drive gearwheel,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Gehäuses für eine Umlaufverdrangermaschine mit zwei Förderzahnrädern ist undFig. 2 is a schematic representation of a part of a housing according to the invention for a rotary displacement machine with two feed gears and
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine Umlaufverdrangermaschine mit zwei einander kämmenden Förderzahnrädern mit zwei den Kämmbereich mit jeweils einer Förderkammer verbindenden Verbindungskanälen.Fig. 3 shows a schematic cross section through a rotary displacement machine with two intermeshing Feed gears with two connecting channels connecting the combing area, each with a feed chamber.
In der Figur 1 ist eine in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnete Umlaufverdrangermaschine gezeigt, bei welcher zwei hier als Förderzahnringe 12 und 14 ausgebildete Förderzahnräder in einem Gehäuse 16 derart angeordnet sind, daß sie in einem Bereich einander kämmen.FIG. 1 shows a rotary displacement machine, designated in its entirety by 10, in which two feed gear wheels, here designed as feed tooth rings 12 and 14, are arranged in a housing 16 in such a way that they mesh with one another in one area.
Die Förderzahnringe sind um jeweils eine feststehende Achse 18 bzw. 20 drehbar gelagert. Zur Lagerung sind zwischen Achse und Zahnring jeweils Kugeln 22 bzw.The conveyor toothed rings are each rotatably mounted about a fixed axis 18 or 20. Balls 22 or
24 vorgesehen, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige Kugeln eingezeichnet wurden, von denen jeweils nur eine mit einer Bezugsziffer versehen wurde.24 is provided, only a few balls being drawn in for reasons of clarity, only one of which was provided with a reference number.
Wie durch die Pfeile 26 und 28 angedeutet, dreht sich beim bestimmungsgemäßenAs indicated by the arrows 26 and 28, rotates when used as intended
Betrieb der Umlaufverdrangermaschine 10 der in der Figur linke Förderzahnring 12 rechts herum, während sich der in der Figur rechte Förderzahnring 14 links herum dreht.Operation of the rotary displacement machine 10 of the conveyor toothed ring 12 on the left in the figure, while the conveyor ring 14 on the right in the figure rotates to the left.
Zum An- bzw. Abtrieb der Förderzahnräder ist bei diesem Ausführungsbeispiel einIn this exemplary embodiment, a drive is used to drive or drive the feed gears
Antriebszahnrad 30 vorgesehen, das den Förderzahnring 12 kämmt und einen etwa sechsmal kleineren Durchmesser als selbiger 12 besitzt.Drive gear 30 is provided, which meshes the conveyor toothed ring 12 and has an approximately six times smaller diameter than the same 12.
Das Antriebszahnrad 26 ist derart in dem Gehäuse 16 zwischen den Förderzahnringen 12 und 14 angeordnet, daß es gegen zuströmendes Fluid abgekapselt ist.The drive gear 26 is arranged in the housing 16 between the conveyor toothed rings 12 and 14 in such a way that it is encapsulated against inflowing fluid.
Zur Zuführung von Fluid sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei gesonderte Zuführkanäle 32 und 34 vorgesehen, wobei der Zuführkanal 32 dem Förderzahnring 12 und der Zuführkanal 34 dem Förderzahnring 14 zugeordnet ist und jeweils nur eine Zuführmündung bildet. An der Außenseite des Gehäuses 16 sind an sich bekannter und daher hier nicht gezeigte Anschlüsse zur Einleitung von Fluid in die Zuführkanäle 32 und 34 vorgesehen. Zur Abführung des geförderten Fluids ist ein Auslaß 36 vorgesehen. Über die Zuführmündungen der Zuführkanäle 32 und 34 gelangt beim Betrieb der Umlaufverdrangermaschine zu förderndes Fluid in die zwischen den Zähnen der Förderzahnringe 12 und 14 gebildeten Förderkammern und wird - bei diesem Ausführungsbeispiel nach etwa einer dreiviertel Umdrehung des jeweiligen Förderzahnringes - über den Auslaß 36 ausgestoßen. Eventuell nicht ausgestoßeneIn this exemplary embodiment, two separate feed channels 32 and 34 are provided for the supply of fluid, the feed channel 32 being assigned to the feed toothed ring 12 and the feed channel 34 being assigned to the feed toothed ring 14 and in each case forming only one feed opening. Connections known per se and therefore not shown here for the introduction of fluid into the feed channels 32 and 34 are provided on the outside of the housing 16. An outlet 36 is provided to discharge the delivered fluid. Via the feed openings of the feed channels 32 and 34, fluid to be pumped during operation of the rotary displacement machine enters the feed chambers formed between the teeth of the feed toothed rings 12 and 14 and is - in this exemplary embodiment after approximately three-quarter turn of the respective feed toothed ring - expelled via the outlet 36. Possibly not expelled
Restmengen des geförderten Fluids, die je nach Ausgestaltung der Maschine nach Passieren des Bereichs, in dem die Förderzahnringe einander kämmen, noch zwischen den Zähnen des Förderzahnringes 12 vorhanden sein können, können das Antriebszahnrad 30 erreichen und vorteilhaft zur Schmierung des Kämmbereichs von Förderzahnring 12 und Antriebszahnrad 30 beitragen.Residual quantities of the fluid conveyed, which, depending on the design of the machine, may still be present between the teeth of the conveyor toothed ring 12 after passing through the area in which the feed toothed rings mesh, can reach the drive gear 30 and advantageously for lubricating the meshing area of the feed toothed ring 12 and the drive gear 30 contribute.
In der Figur 2 ist ein Abschnitt eines Gehäuses 40 für eine Umlaufverdrangermaschine gezeigt, in welchem, wie durch die gestrichelten Linien 42 und 44 angedeutet, zwei Zuführkanäle zur Zuführung von zu förderndem Fluid gebildet sind.FIG. 2 shows a section of a housing 40 for a rotary displacement machine, in which, as indicated by the dashed lines 42 and 44, two supply channels for supplying fluid to be conveyed are formed.
Die Zuführkanäle verfügen bei diesem Ausführungsbeispiel über einen gemeinsamen Einlaß 46, münden aber in zwei getrennten Bereichen 48 und 50 des Gehäuses, welche zur Aufnahme jeweils eines Förderzahnrades oder Förderzahnringes dienen. In dem Gehäuse ist ferner ein Auslaß 52 zur Ableitung geförderten Fluids vorgesehen.In this exemplary embodiment, the feed channels have a common inlet 46, but open into two separate areas 48 and 50 of the housing, which serve to receive a feed gear or feed ring. An outlet 52 for discharging conveyed fluids is also provided in the housing.
Die Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine in ihrer Gesamtheit mit 60 bezeichnete Umlaufverdrangermaschine mit zwei einander kämmenden Förderzahnrädern 62 und 64. Die Förderzahnräder sind in einem Gehäuse 66 angeordnet, in dem zwei mit einem gemeinsamen Einlaß 68 verbundene Zuführkanäle 70 und 72 gebildet sind, wobei der Zuführkanal 70 am Förderzahnrad 62 und der Zuführkanal 72 am Föderzahnrad 64 mündet. Das Gehäuse verfügt ferner über einen Auslaß 74.FIG. 3 shows a schematic cross section through a rotary displacement machine, designated in its entirety by 60, with two intermeshing feed gears 62 and 64. The feed gears are arranged in a housing 66 in which two feed channels 70 and 72 connected to a common inlet 68 are formed, wherein the feed channel 70 opens on the conveyor gear 62 and the feed channel 72 opens on the conveyor gear 64. The housing also has an outlet 74.
Die erfindungsgemäße Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels wird durch die punktierten Pfeile 76, 78, 80 und 82 dargestellt, die den durch Verbindungskanäle ermöglichten Fluidstrom von dem Kämmbereich, in dem die Förderzahnräder 62 und 64 miteinander kämmen, zu jeweils einem Bereich, an dem die zwischen der Gehäuseinnenwand und den Zähnen jedes Förderzahnrades gebildeten Förderkammern vorbeistreichen, andeuten. Beim Kämmen von den Förderzahnrädern eingeschlossenes Fluid wird so vorteilhaft in Förderkammern gepreßt und erhöht die Befüllung der Kammern und mithin die Förderleistung. Die Verbindungskanäle können z.B. durch Nuten auf der den Förderzahnrädern zugewandten Gehäuseinnenseite kostengünstig realisiert werden. The special feature of this exemplary embodiment according to the invention is represented by the dotted arrows 76, 78, 80 and 82, which each show the fluid flow made possible by connecting channels from the combing area in which the feed gearwheels 62 and 64 mesh with one another, to an area at which the between the housing inner wall and the teeth of each feed gear Swipe the funding chambers, hint. When combing fluid enclosed by the feed gearwheels, it is advantageously pressed into feed chambers and increases the filling of the chambers and thus the delivery rate. The connecting channels can be implemented inexpensively, for example, by grooves on the inside of the housing facing the feed gear wheels.

Claims

Patentansprüche claims
1. Umlaufverdrangermaschine mit wenigstens zwei außenverzahnten Förderzahnrädern zur Förderung eines Fluids und mit wenigstens einem Zuführkanal mit wenigstens einer Zuführmündung im Bereich der Förderzahnräder zur Zuführung des Fluids zu den Förderzahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Zuführmündungen vorgesehen sind und daß jede Zuführmündung derart ausgebildet ist, daß beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Umlaufverdrangermaschine aus der Zuführmündung austretendes Fluid entweder nur zu den Zähnen eines einzigen Förderzahnrades oder nur zu den Zähnen solcher Förderzahnräder gelangen kann, die in dieselbe Richtung drehen.1. Rotary displacement machine with at least two externally toothed feed gears for conveying a fluid and with at least one feed channel with at least one feed opening in the region of the feed gears for feeding the fluid to the feed gears, characterized in that at least two feed openings are provided and that each feed opening is designed in such a way that that during the intended operation of the rotary displacement machine, fluid emerging from the feed opening can either only reach the teeth of a single feed gear or only the teeth of such feed gears which rotate in the same direction.
2. Umlaufverdrangermaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein Zuführkanal mit einer Anzahl von Zuführmündungen vorgesehen ist, die der Anzahl der Förderzahnräder entspricht.2. Rotary displacement machine according to claim 1, characterized in that a feed channel is provided with a number of feed openings which corresponds to the number of feed gears.
3. Umlaufverdrangermaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Zuführkanälen vorgesehen sind, die der Anzahl der Förderzahnräder entspricht.3. rotary displacement machine according to claim 1, characterized in that a number of feed channels are provided which corresponds to the number of feed gears.
4. Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Förderzahnräder in einem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmündungen und/oder der bzw. die Zuführkanal/-kanäle durch entsprechende Ausformung des Gehäuses gebildet sind. 4. rotary displacement machine according to one of claims 1 to 3, wherein the feed gears are arranged in a housing, characterized in that the feed mouths and / or the or the feed channel / channels are formed by appropriate shaping of the housing.
5. Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Förderzahnräder in einem Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zuführkanäle mit jeweils wenigstens einem Anschluß auf der Gehäuseaußenseite vorgesehen sind.5. rotary displacement machine according to one of claims 1 to 4, wherein the feed gears are arranged in a housing, characterized in that two feed channels are provided, each with at least one connection on the outside of the housing.
6. Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwei Förderzahnräder in einem Gehäuse angeordnet sind und in einem Bereich (Kämmbereich) miteinander kämmen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verbindungskanal vorgesehen ist, der den Kämmbereich mit wenigstens einer zwischen den Zähnen eines Förderzahnrades und der Gehäuseinnenseite gebildeten Förderkammer direkt oder indirekt verbindet.6. rotary displacement machine according to one of claims 1 to 5, wherein two feed gears are arranged in a housing and mesh with each other in an area (combing area), characterized in that at least one connecting channel is provided which the combing area with at least one between the teeth of a feed gear and directly or indirectly connects the delivery chamber formed inside the housing.
7. Umlaufverdrangermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal durch entsprechende Ausformung des Gehäuses gebildet ist.7. rotary displacement machine according to claim 6, characterized in that the connecting channel is formed by appropriate shaping of the housing.
8. Umlaufverdrangermaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal in Form einer auf der die Förderzahnräder umgebenden Innenseite des Gehäuses eingebrachten Nut ausgebildet ist.8. rotary displacement machine according to claim 7, characterized in that the connecting channel is formed in the form of a groove introduced on the inside of the housing surrounding the feed gears.
9. Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderzahnräder in Form von Zahnringen ausgebildet sind.9. rotary displacement machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the conveyor gears are designed in the form of toothed rings.
10. Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Förderzahnräder vorgesehen sind, von denen wenigstens eines über eine An- oder Abtriebswelle verfügt.10. rotary displacement machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that two feed gears are provided, of which at least one has an input or output shaft.
11. Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem der Förderzahnräder kämmendes11. rotary displacement machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that a meshing with one of the conveyor gears
Antriebszahnrad vorgesehen ist.Drive gear is provided.
12. Umlaufverdrangermaschine nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad in einem Bereich zwischen den Förderzahnrädern angeordnet ist, in den zu förderndes Fluid nicht gelangen kann. 12. Rotary displacement machine according to claim 11, characterized in that the drive gear is arranged in a region between the feed gears, in which the fluid to be pumped cannot get.
13. Umlaufverdrangermaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebszahnrad und angetriebenem Förderzahnrad größer als 1 : 3 ist, insbesondere zwischen 1 : 4,5 und 1 : 6,5 liegt.13. rotary displacement machine according to claim 11 or 12, characterized in that the transmission ratio between the drive gear and driven feed gear is greater than 1: 3, in particular between 1: 4.5 and 1: 6.5.
14. Gehäuse für eine Umlaufverdrangermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse Aufnahmen für die Förderzahnräder und an den Aufnahmen endende Zuführmündungen eines oder mehrerer ZuführkanalsAkanäle gebildet sind.14. Housing for a rotary displacement machine according to one of claims 1 to 13, characterized in that receptacles for the feed gearwheels and feed openings of one or more feed channel ducts ending in the receptacles are formed in the housing.
15. Gehäuse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Zuführkanäle mit jeweils wenigstens einem Anschluß auf der Gehäuseaußenseite vorgesehen sind.15. Housing according to claim 14, characterized in that at least two feed channels are provided, each with at least one connection on the outside of the housing.
16. Gehäuse nach Anspruch 14 oder 15, wobei Aufnahmen zwei Förderzahnräder derart vorgesehen sind, daß die Förderzahnräder in einem Bereich (Kämmbereich) miteinander kämmen können, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verbindungskanal vorgesehen ist, der den Kämmbereich mit wenigstens einer im bestimmungsgemäßen Montagezustand zwischen den Zähnen eines Förderzahnrades und der Gehäuseinnenseite gebildeten Förderkammer direkt oder indirekt verbindet.16. Housing according to claim 14 or 15, wherein receptacles two conveyor gears are provided such that the conveyor gears can mesh with each other in an area (combing area), characterized in that at least one connecting channel is provided which between the combing area with at least one in the intended assembly state directly or indirectly connects the teeth of a feed gear and the inside of the delivery chamber formed.
17. Gehäuse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal in Form einer auf der Aufnahme für die Förderzahnräder umgebenden Innenseite des Gehäuses eingebrachten Nut ausgebildet ist.17. Housing according to claim 16, characterized in that the connecting channel is designed in the form of a groove introduced on the receptacle for the conveyor gearwheels inside the housing.
18. Gehäuse nach einem der Ansprüche bis , dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahme für mit einem der Förderzahnräder kämmendes Antriebszahnrad vorgesehen ist. 18. Housing according to one of claims to, characterized in that a receptacle is provided for with a drive gear meshing with one of the feed gears.
19. Gehäuse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme für das Antriebszahnrad in einem Bereich angeordnet ist, daß es gegen beim bestimmungsgemäßen Betrieb gefördertes Fluid abgedichtet ist. 19. Housing according to claim 18, characterized in that the receptacle for the drive gear is arranged in an area that it is sealed against fluid conveyed during normal operation.
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