DE1553070A1 - Vorrichtung bei umlaufenden Pumpen oder Motoren - Google Patents

Description

aivilin*.. Π ar ς±1:1 TIaje-n.es'
Hugo Tan't « mek. Verkstsd
[!anssarg, Jor./egen.'

Torricatuüg sei umlaufenden Pump en oder Lo tor en

Die vorliegende .Erfindung 'betrifft eine Vorrichtung oel m:i laufe α de a iiydrau.lis.chen taaschinen, wie PuiüvS'a-,. Lötofen oder dsr^l.j welche in bekannter 'V/eise Zif3i i.'.i teiri.iij.der üuaaiiiiian.virkerxde ü aim rad er urafasson, Ii^ derart u.i ^'e^eaaeLti^· para.liele Aohoen umlaufen, :λΟ3 sis an irxren Teilkreisen hauj?täächlic^:li diaselbe v._t;. jib^3nCu./iri.fIi'ikei t j,ux'v/ei,sen, ivobei dao ^rö X; ,vT-ileiu-ent in einem hierfür angspans ten L c.'sr uer.jl. und daa icleinere Ro torelement in elner.i Ge-"uü-i oxer Döckel roti^rbar -^ela^-'irt ist, wobei im -.'iiztsrert ^euUafle oüer üaukel aine i:ryiSuo^enfÖrmige ;iut für die &^;ilme deo •■rüc.seren■■■ Rotor-al-eia-entes vorgese'-.sa ist, diese- 2ähne ula achaialD !3i«,pfen' aus gebildet an.'! ;eei^uete Kanals x'ür dte Bin- und Aubströmung des PuLii-βη·* oder Trio^mitteia vorgesehen sind.

Von fjülühen Pura^on aind luaUrere u lic.i'i' ILonfltru^::.tiQ-nea' bekannt. Boi -dieaeft ueü^

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Konstruktionen iiattsn die Rotorelemente derartige Abmessungen, dass ihre oberen Kreise einander einender, in einem auf der luittellinie des Gebietes, wo sich die 'Zähne im Eingriff befinden und eine Abdichtung sviaciien Druck- und Ansaugseite bilden, gelegenen Punkt tangieren. Bei bekannten Konstruktionen dieser Art basiert sich die,Dichtung zwischen Druck- und Ansaugseite somit darauf, dass die Sahnflanken dieser beiden Ro toreleiaente in dem Gablet, v/o sie im Eingriff stehen, an einander anliegen. Die Dichtung ist daher von der -genauen Ausführung der 3ahnflächen abhängig-, und die Leistung einer Pumpe oder eines Motors nimmt nach und nach bei zunehmender Abnutzung der 2ahnflEohen und dadurch erhöhter Leckage ab. Da die Belastung bei dieser Art von Pumpen und· Ia) toren stets zwischen, den beiden Rotorelementen wechselt, bedeutet dies, dass die Zahnflächen verhältnismässig starkem und bei erhöhtem Arbeitsdruck ■ zunehmendem Verschleiss ausgesetzt sind.

Bei diesen bekannten Konstruktionen Herrschen ungünstige Bedingungen in den Sahnlücken des kleineren Rotorelementes, wo sich die Zähne des grösseren Rotorelementes befinden, weil· aich der Hohlraum in diesen Zahnlücken während des Eingriffes verändert, was au Kavitation und Vardiohtung döa arischen den Zähnen einjaaperrten kodiums führt. Dies bewirkt nun ungünstigen Lärm, grosao, unerwünschte mechanische Beanspruchung und Leiatun ,avorluate und a bellt ein« Schwierigkeit dnr,

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Vielehe in der Praxis die Drehzahl dieser bekannten Pumpen · und Motore begrenzen. - :

Diese Pumpen und Mo tore basieren, sich ausaerdem ii-.au.ptsächlich darauf, radial durch die zwischen den 2'ahnen der Ro torelemente ^gebildeten Spalte gefüllt und entleert zu werden, und da diese Spalte verhältnisraäsBig : eng sind, bedeutet dies eine !Drosselung oder einen Widerstand gegen das Ein*- und. Ausströmen, was zu Eavitations- -* bildung, Drucks to ss en, Lärk^und herabgesetzter Leistung führ.t, wenn die Pumpe oder der Motor zu hohe Drehzahlen erreicht. Man kann mit anderen· Worten-sagen« dass die Drehzahl derartiger bekannter Pumpen oder liotoie iarte- ' sentlichen durch die Ein- und Ausetromungsverhältnisse begrenzt witd. ^; " ^: . .-,-■" ; ilan hat versuchti die obenerwähnten Nachteile i zu eliminier*». U.a. hat man die Zahnspitzen des Dicht- ί ungerades an der Eingriffstell β zwischen dea Zahnradern ' | derart vorgesehen, dass Abdichtung zwischen der AnBaug- und ©ruckaeite hier durch-Äusamiaenwirkung zwi'sc.hön,-.dem Dicht.ungaiai und der Diehtungspaitie des behaus»a-eriaielt warden kann, Dies lost indeä die; oVener>&hnten Probleiae 1 nur zum Teil, da für das in, durch und aus der Pumpe oder dem !lotör strömende Arbeitsmedium weiterhin ungünstige •Str-Smunjsverhältniss« bestehen.

Zuv Beseitigung dieses letzteren Mangele sieht die Erfindung ror, daes die Äahne des ,DiChtungsrades bei

r.

einer umlauf enden Pumpe oder einet; umlaufenden „o'ior der eingüii-s beschri ebenen Art 'gross sre ec^&iale Läu^e als die Sänne des Rotors Laben, und dass"die Xanale ■ies Gehäuses derart ausgebildet v/erde-i, dass ui e er..'/Lu te 3in- und Ausströmung im wese,:tlic.:en in acisitiler Richtung- erfolgen kann.

Der Einfachheit halber -.,'QrUeA die ^UuK^.ueav/irkeiiden ^esahnten Elemente ειΐβ "Di caran^Lr,, Jt" .,j,/. 'Rotor" bezeichnet.

Durch die neuen und kej.izeiohrieinie-i j.erku-ile der Erfindung wird ζτ/ijcnen aäutlicaen (ίο., iiteii uü: _uea Ro-torüa.m herum freier Durchlass srsielt, »eaii sich der Retort ahn awischsn zwei 'Zähnen des Jio:tun₀sr..des bafindet. Die radiale Relativ-Böwe^uiic £"«vi^c.ien Rotc-rsüiia und Dichtun^srcJ-sahii v/Uhreud sich α er 'do oor^cuin durch das Di Ciitun^s^Gbie t bewegt, wird ein .-■ ^iu/a^onei.-deo radiales Dsplaceneut von Pluidiu: in der j:.ulIÜc .:o verursachen. Aber, vie erwähnt, ist b^i ier dyit^e des Ro torzahii33 freier Durchlass, und ο ο IcO^Ue₁: χ- -ijüi.sti^e örtliche Druck8tei&erunt,en oder äiiiiliche ..;'.:_; el .;:i t oetjlsi tendei.i Lärii, Versciileiss u.:d L-j L „ώί, ^ver^us t uicnt eats tehen.

Zwecks näherer Erläuterung d.^er Erfindung «/ii'd diese nachstehend anhand eines in der Ueionnunü¹ _o*e ζ eisten Ausführun /fibeispieles näher becc-irislen.

Fi^. 1 ist ein Querschnitt durcu eine erfLndectaltete Pumpe oder einen eiitup

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Lo for' nach der Linie Π-II-in Figur 2 und

: ?ig. 2 ist ein Achsialschiii tt durch die Figur i naci der Linie· .1-1. . . -

Die gez eigte. Pumpe bzw. der gezeigte Motor umfasst ein grösseres Zahnrad ader einen Rotor, dessen Z'-ihne 2 sich in einer; zu diesem 2weck gebildeten, kreisbog saiä mi gen Hut 4 i-Π- dem mit dein ,L ag er ge haus e 3 das G-3iiäuse der Törrichtung bildenden ßeitsndeckel .5 bewegen. Sxzsr.-ürisch in dem Rotor ist das Diciitunjsrad δ frei rotierbar gelagert, wie .deutlich aus Fi^. 1 zu ersehen ist. Der Li aiineiii^rif f zwischen den Ro torzännen 2 und dem Diciituix_;2srad 6. erfolgt an der Dichtungsstelle. j^x zwischen der Ansaug- und Druckseite der Vorrichtung. Diametral g'eg^iiüoer iieaer ca teile ist in alle.eiae.in oekarinter vV'eise ei-iie" uoad3'i cheliÖrmige Partie 5¹' ^al³ G-lei tpass.ung zwiö'G_ieii derj. inneren Spitzen der Rotorzähne 2 und den äusseren ZaiiiLSiJitzen de3 Di chtuhgsrades am iiei tendeckel 5 vor_oej.eiie-n... Der Seitandeckel 5 weist Durculasse oder Kanüle für I5ih- ösv/,- Ausströmung des mediums auf. Der Rotor 1 ist am 3nde einor Ί/θΙΙ-Θ 10 vorgesehen.

Die bishör bepichriebenea Teile Bind ·α.η sich I)Gk tact Uad bedürfeft wohl keijaei¹ näheren ,3 esoiirei uuiig.

gamäse v/ird nun vorgeuchlagen, die u\xnzubil<l-&a, daaa die 'Δ'άιιηβ Z deu Ro tora ' a/i iav iSii'L_Orifi'a teile awisciien uen b'iideia Hädörn radial nio.it iio welt vorrageil als die _Z'a.hs,ie aea Dlcutungüradea 6. (Vie auu ti Loir auu dgr 2oichnun,y au ovtumen iat, oht-atelit.

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souit ein Hohlraum 11 zwischen der Dichtungspartie 5' des Seitendeckels und dem in der Zahnlücke zwischen den Zähnen 6' und 6" des Dichtungsrades gelegenen Rotorzahn. Die Rotorzähne 2 liefen somit nicht gegen die Dichtungspartie 5' des Gehäuses an. Das öl oder eine andere x'ür die Pumpe oder den Motor verwendete Flüssigkeit kann somit nicht verdichtet werden, v/eil sich das Volumen der Zahnlücke an der Dichtungsstelle nicht verändert.

Während der Relativ-Bewegung der Zähne durch die Diclitungss teile 5^f wird weitere freie Strömung dadurch gesichert, dass die Rotorzähne 2 erfindungsgemäss etwas geringere achsiale Ausstreckung nahen als die Zähne des Diclitungsrades. Dadurch wird, ./ie aus Ji^ur 2 zu ersehen ist, ein Hohlraum 12 erhielt, welcher aweckö Verbindung zwischen allen Teilen der Zahnlücke awisehen den Zähnen 6' und 6" gesichert wird. Keine Flüssigkeit kanu somit in irgendeinem Houlraum eingesperrt und verdichtet werden und dadurch die obenerwähnten kanzel hervorrufen.

Eine noch ^ünstigore Wirkung wird erhielt, \i3nn das Gehäuse oder der Sei tendeckel der Puiapo oder dea Motora mit Bin- und Auulaufkanälen oder -Durchlässen ausgerüa bet wird, die ermöglichen, dasü die Ein- und Au33 brömang im wesentlichen in achsialer liiohtua₀ eri'olgöu. Dadurch ..erden die Arbdi tsräuraa awiaciieu den ZaUn-

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rädern leichter gefüllt und entleert, und die Pumpe kann ohne Kavitationsbildung oder schädlichen 33 ruckctössen mit wesentlich höheren Drehsahlen arbeiten als uisier möglich war. - '

HIe aus dem Obenstehendeii iiervorgehen dürfte, ?;ird di e beschriebene Torrichtung der Rotorzähne "osw. das Dichtungsrades bewirken, dass die Dichtung· zwischen ier Druck'- und Ansaugseite an der Eingriff s teile nicht mehr auf die Auflage zwischen den Sahnflanken basiert ist, sondern auf den Spalt in der Gleitpassung zwischen den Zalmapitze-n des Dichtungsrades und der Ausbohrung im Gehäuse oder Seitendeckel. Dadurch wird, ein Dichtungsspalt ersielt, der leichter zu beherrschen ist, und die Sahnflanken usv/._ können, mit g^vin^exex Genauigkeit erzeugt werden, wodurch sich die TTorrichtung v» es entlich preisvierter herstellen lässt, als "bisher uöglich v/ar. Die Όe&chriebene Yorrichtung verursacht auch, dass das KraTtnoraent die ganze Zeit direkt auf den Hotorsähnen ruht, ia Gegensatz, zu Pumpen ähnlichen Aufbaus~ bei bisher b&kannten Konstruktionen, wo die Belastung sviibchen den beiden Hadern vechseltj was Vibrationen und 3eanßpruchun_v-_;en wie auch Verschleiss der Zahni'lailken der RotoreleKente unumgänglich macht. Das Dichtungbrad wird _aemäss der Erfindung »7ährend der Rotation nur frei mitlaufen ungeachtet des verwendeten Druckes. Eine .Folge davon iat miniiaaler 'Versohleiss.

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Eine Pumpe gemäss der Erfindung· wird, vorausgesetzt, dass dex· Rotor gleichbleibende Rotationsgeschwindigkeit hat, einen Fiüssi^keitsütrom ohne Pulsierung liefern.

Die iPlüssi^-kei tsaea^e, die pro Zeiteinheit durch sine hydraulische Pumpe oder siae;» Lo tor laut der Erfindung strömt, lässt sich als Drehzahl multipliziert mit dem Volumen des τοπ einem Ro toraahn 2 je Umdrehung "oes cliri ebenen Rotationskörpers Id sr seinen.

V/eil die Ku-i'ale oder Durchlässe in Gehäuse hau ρ t&äciili ch auf achsiale Ein- und Ausströmung basiert sind, werden ^ünotijje S trönun^sverriäl tnisse und geringe hydraulische Verluste erzielt. In Verbindung mit der pulsationsfreien Strömung erlaubt diese Vorrichtung weitaus höhere Drehzahlen als bisher ratsam war. Das Dichtua^sprinzip macht eine Pumpe oder einen Motor dieser Gestaltung zweckmEssig für Gebrauch für bedeutend höherem Arbeitsdruck als bisherige Konstruktionen von Zahnradpumpen mit denselben Abmessungen, und da die Zahnflächen auch bei höherem Druck ohne nennenswerte mechanische Belastung laufen, erhält diese Vorrichtung wesentlich längere Lebensdauer.

Laut einer abgeänderten Ausführung haben die zusammenwirkenden Zähne der Rotor- und Dichtungöräder eine solche Form, dass sie nur mit den innersten Teilen miteinander in Eingriff stehen. Die äusseren Teile die-B'er Zähne sind derart ausgebildet, dass zwisohen ihnen freier Durchlass für das Pumpen- oder Triebmittel ge-

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sichert wird« Bei einer solchen Ausbildung können die Ho toruälme und die Diclitun^aradzilhne annähernd die gleiche ach si ale' Länge aufweisen.· Die Vorrichtung mit unterseil! e.di'i char Län^e der erwähnten Zähne lässt sich indes bjine ,rsiteres iai t Zähnen, * wo zwischen den äu3ser-e.-Teilen Durchlässe Gebilde t- werden, kombinieren. 3-ei eins::· derartigen Ausbildung kann unter gewissen Uiäotänden eine besonders- günstige Strömung des Pumpenode r I'r.i ebmitte 1 s srziel t v/erdeη .

BAD ORSGiNAL

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Claims (2)

1. Ziviling. Harald Hagenes
   Husö Verft & mek. Verkated
   Tönsberg, Norwegen.

   Patentansprüche

   flj Vorrichtung bei umlaufenden Pumpen oder Iviotoren, die ein mit einer Welle oder dergl. verbundenes grösseres Zahnrad - den Rotor - umfassen, dessen Zähne mit den Zähnen eines in demselben exzentrisch vorgesehenen, fleilaufenden kleineren Zahnrades - dem Dichtungsrad - in Eingriff stehen, wobei die erwähnten Zahnräder in einem zugeordneten Gehäuse rotierbar gelagert sind und wobei in dem Seitendeckel oder dergl. des Gehäuses Nuten für die Zähne des grosseren Zahnradee nebst geeigneten Kanälen für Ein- und Ausströmung des Pumpen- oder Triebmittels vorgesehen sind, und wo die Zahnspitzen des Dichtungarades an der Eingriffstelle zwischen den erwähnten Zahnrädern radial weiter vorragen als di· Zähne des Rotore, öo daia Abdichtung zwischen der Aneaug- und Druckseite hier nur duroh Zuiammenwirkung zwisohen dem Dichtungirad und der Diohtungeparti· dta ,dthiu··· ereielt wird, dadurch gekennzeichnet, das» die Zähne des Dichtung··

   <OQft83Q/034V sad original

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   rades (6) ^rössere achsiale Länge aufweisen als. die Zähne (2) des. Rotors, und dass die Kanäle im Gehäuse -. (5) derart vorgesehen sind, dass die erwähnte Ein- und Ausströmung im wesentlichen in achsialer Richtung stattfinden kann. : .
2. 2. Abänderung der Torrichtung nach Anspruch 1,· dadurcn gekennzeichnet, dass die erwähnten zusammenwirkenden Zähne (2,6) derart gestaltet sind, dass Sie nur mit den inneren Partien in Eingriff stehen, während die äusseren Partien derart ausgebildet sind, dass zwischen ihnen freier Durchlass für das Pumpen- oder Triebmittel besteht, wobei die erwähnten Zähne {2,6) gegebenenfalls die gleiche achsiale Lunge haben können.

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