WO2001002729A1

WO2001002729A1 - Axialkompensation einer innenzahnradpumpe für den geschlossenen kreislauf

Info

Publication number: WO2001002729A1
Application number: PCT/EP2000/006341
Authority: WO
Inventors: Franz Arbogast; Günther Nagel
Original assignee: Voith Turbo Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2001-01-11
Also published as: JP2003503641A; DE19930911C1; US6659748B1; EP1192357B1; DK1192357T3; EP1192357A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine für Reversierbetrieb im geschlossenen Kreislauf; mit einem aussenverzahnten Ritzel; mit einem innenverzahnten Hohlrad, das mit dem Ritzel kämmt; mit einem Gehäuse; mit einer Füllung, die den sichelförmigen Raum zwischen Ritzel und Hohlrad ausfüllt; die Füllung umfasst zwei baugleiche Füllstücke; es ist ein Anschlagstift vorgesehen, der im Gehäuse gelagert ist und gegen den sich die Füllstücke mit ihren Stirnflächen abstützen. Gemäss der Erfindung sind beidseits des Ritzels Axialscheiben vorgesehen. Zwischen der Aussenseite einer jeden Axialscheibe und der betreffenden Gehäusewand ist jeweils eine Axialdruckfeld vorgesehen, und zwischen der Innenseite einer jeden Axialscheibe und dem Ritzel ist jeweils ein Steuerfeld vorgesehen. An das Steuerfeld ist jeweils mindestens ein Steuerschlitz angeschlossen, der sich gegen sein freies Ende hin verjüngt.

Description

Axial kompensation einer Innenzahnradpumpe für den geschlossenen Kreislauf

Die Erfindung betrifft eine Innenzahnradmaschine, insbesondere eine Innenzahnradpumpe. Derartige Maschinen sind aus zahlreichen

Veröffentlichungen bekannt, zum Beispiel EP 0 563 661 A1.

Diese Pumpe weist axialbewegliche Scheiben auf - sogenannte Axialscheiben, die an die rotierenden Verzahnungsteile des Hohlrades und des Ritzels angrenzen. Diese Axialscheiben sind in axialer Richtung beweglich. Sie sind mittels eines vom Arbeitsdruck abgeleiteten Axialdruckes gegen die rotierenden Verzahnungsteile angedrückt. Hierdurch wird der Spalt zwischen Gehäuse und Verzahnungsteil kompensiert.

Durch den Einsatz von Frequenzumrichtern kann eine Konstantpumpe mittels Drehzahlregelung zu einer Regelpumpe gemacht werden. Eine solche Pumpe hat erhebliche Vorteile gegenüber einer Regelkolbenpumpe. Sie entwickelt während des Betriebes einen viel niedrigeren Geräuschpegel, hat eine höhere Lebensdauer und verbraucht weniger

Energie.

Probleme treten immer dann auf, wenn Maschinen der beschriebenen Art im Reversierbetrieb gefahren werden sollen, und wenn der Druckbereich sich ändert. So gibt es beispielsweise zahlreiche Aπwendungsfälle, bei denen es erwünscht ist, eine Innenzahnradpumpe sowohl rechtslaufend als auch linkslaufend zu betreiben. Bisher gibt es noch keine Lösung für jenen Fall, daß eine solche Pumpe in einem geschlossenen System betrieben werden soll. Für den Einsatz bei hohen Drücken ist auch hier eine axiale Kompensation notwendig. Dabei werden beide Axialdruckflächen der genannten Axialscheiben gleichzeitig beaufschlagt; die mit Hochdruck verbundene Seite wird mit Hochdruck, und die andere Seite mit dem Speisedruck beaufschlagt, der ca. 10 bar beträgt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Figur 1 zeigt in einer achssenkrechten Schnittansicht eine

Innenzahnradpumpe.

Figur 2 zeigt eine Schaltung mit einer erfindungsgemäßen

Innenzahnradpumpe.

Figur 3 zeigt in einem Axialschnitt einen Ausschnitt aus einer

Innenzahnradpumpe einer ersten Version.

Figur 4 zeigt wiederum in einem Axialschnitt einen Ausschnitt aus einer Innenzahnradpumpe in einer zweiten Version.

Figur 5 zeigt eine Axialscheibe in einem Axialschnitt - entsprechend der Darstellungen der Figuren 3 und 4.

Figur 6 ist eine Draufsicht auf die linke Fläche der Axialscheibe von

Figur 5.

Figur 7 ist eine Draufsicht auf die rechte Seite der Axialscheibe gemäß

Figur 5. Die in Figur 1 gezeigte Innenzahnradpumpe umfaßt als wesentliche Bauteile ein Ritzel 1 mit einer Außenverzahnung, ein Hohirad 2 mit einer Innenverzahnung, eine Füllung aus zwei Füllstücken 3, 4, einen Anschlagstift 5 und ein Gehäuse 6.

Ritzel 1 ist gegenüber Hohlrad 2 exzentrisch gelagert. Siehe den Mittelpunkt M1 des Ritzels und M2 des Hohlrades. Durch die beiden Mittelpunkte M1 und M2 ist eine strichpunktierte Gerade hindurchgelegt. Diese bezeichnet eine Symmetrieebene, auf deren Bedeutung weiter unten noch eingegangen werden soll.

Der sichelförmige Raum zwischen dem Ritzel 1 und dem Hohlrad 2 ist von einer Füllung ausgefüllt. Die Füllung umfaßt die beiden Füllstücke 3, 4. Der Anschlag 5 ist im Gehäuse 6 mit einem gewissen Spiel gelagert. Wie man sieht, weist der Anschlag zwei Stützflächen 5.1 , 5.2 auf. Die Stirnflächen der beiden Füllstücke 3, 4 stützen sich gegen die Stützflächen 5.1 , 5.2 ab.

Die beiden Füllstücke 3, 4 sind außerdem in an sich bekannter Weise längs geteilt. Sie sind somit aufgebaut aus einem Innenteil 3.1 , 3.2 beziehungsweise 4.1 , 4.2. Die Füllstücke 3, 4 könnten jedoch ebensogut jeweils aus einem einzigen Teil bestehen.

Das Gehäuse weist zwei Druckanschlüsse 6.1 , 6.2 auf. Die beiden Druckanschlüsse liegen beidseits der Symmetrieebene 7. Das Gehäuse weist ferner einen Leckageauslaß 6.3 auf. Dieser liegt im vorliegenden Falle genau in der Symmetrieebene 7.

Die Figuren 3 und 4 lassen im einzelnen folgendes erkennen: zwischen den beiden Wänden des Gehäuses 6 und dem Ritzel 1 befinden sich jeweils Axialscheiben 21 , 22. Bei der ersten Version gemäß Figur 3 sind

Axialdruckfelder 23, 24 jeweils in die Axialdruckscheiben 21 , 22 selbst eingearbeitet. Bei der zweiten Version gemäß Figur 4 sind die Axialfelder 25, 26 in die genannten Wände des Gehäuses 6 eingearbeitet.

Die genannten Axialdruckfelder erkennt man auch aus Figur 6 - siehe dort die Axialdruckfelder 23.

Die Axialscheiben 21 , 22 weisen auf ihren Innenseiten, das heißt denjenigen Seiten, die dem Ritzel 1 zugewandt sind, Steuerfelder 27, 28 auf. Siehe auch Figur 7. Die Steuerfelder 27, 28 weisen gemäß der Erfindung eine Besonderheit auf. Sie sind nämlich mit Schlitzen versehen - siehe die Schlitze 30 in Figur 7. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die durch die Schlitze 30 gebildeten Ausnehmungen mit den durch die Steuerfelder 27, 28 gebildeten Ausnehmungen kommunizieren. Im übrigen sind Durchgangsbohrungen 31 , 32 vorgesehen - siehe die Figuren 6 und 7.

Man beachte den symmetrischen Aufbau, und zwar bezüglich der Axialdruckfelder sowie der Steuerfelder und der Steuerschlitze. Die Steuerschlitze 30 sind derart gestaltet, daß das Volumen der durch sie geschaffenen Aussparungen - von der Spitze eines jeden Steuerschlitzes ausgehend zum Steuerfeld hin zunimmt. Dadurch baut sich in den

Steuerfeldern nur relativ langsam ein Druck auf, so daß kein übermäßiger Verschleiß oder gar eine Zerstörung der Maschine eintritt.

Zwischen den Axialdruckfeldern 23, 24 und den betreffenden Wänden des Gehäuses 6, beziehungsweise zwischen den Axialdruckfeldern 25, 26 und den Axialscheiben 21 , 22 kann ein sogenannter Axialkolben vorgesehen werden. Dieser hat im wesentlichen dieselbe Gestalt, wie das betreffende, in Figur 6 wiedergegebeπe Steuerfeld 23 selbst.

Claims

Patentansprüche

1. Innenzahnradmaschine für Reversierbetrieb im geschlossenen Kreislauf;

1.1 mit einem außenverzahπten Ritzel (1);

1.2 mit einem iπnenverzahnten Hohlrad (2), das mit dem Ritzel (1) kämmt;

1.3 mit einem Gehäuse (6);

1.4 mit einer Füllung, die den sichelförmigen Raum zwischen Ritzel (1) und Hohlrad (2) ausfüllt;

1.5 die Füllung umfaßt zwei baugleiche Füllstücke (3, 4); 1.6 es ist ein Anschlagstift (5) vorgesehen, der im Gehäuse (6) gelagert ist und gegen den sich die Füllstücke (3, 4) mit ihren Stirnflächen (5.1 , 5.2) abstützen; 1.7 auf der Ritzelwelle sitzt beidseits des Ritzels (1) je eine Axialscheibe (21 , 22); 1.8 zwischen einer jeden Axialscheibe (21 , 22) und dem Gehäuse (6) sind Axialdruckfelder (23, 24); (25, 26) vorgesehen; 1.9 zwischen einer jeden Axialscheibe (21 , 22) und dem Ritzel 1 sind Steuerfelder (27, 28) vorgesehen.

2. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerfelder (27, 28) Steuerschlitze (30) angeschlossen sind.

3. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschlitze, von den Steuerfeldern (27, 28) ausgehend, sich zu ihrem freien Ende hin verjüngen.

4. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) zwei Druckanschlüsse (6.1 , 6.2) sowie einen Leckageauslaß (6.3) aufweist.

5. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 5.1 die Füllstücke (3, 4) sind symmetrisch zu einer Ebene (7)

(Symmetriebene) angeordnet, die durch die Mittelpunkte (M1 , M2) von Ritzel (1) und Hohlrad (2) verläuft; 5.2 die beiden Druckanschlüsse (6.1 , 6.2) liegen - in Achsrichtung gesehen - beidseits der Symmetriebene (7).

6. Innenzahnradmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckageauslaß (6.3) wenigstens annähernd in der Symmetriebene (7) liegt.

7. Innenzahnradmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine Bestandteil eines geschlossenen Systems ist.