DE2124006B2

DE2124006B2 - Rotationskolbenmaschine für Flüssigkeiten mit einem außenverzahnten und einem innenverzahnten Zahnrad

Info

Publication number: DE2124006B2
Application number: DE2124006A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Lyshoej Nordborg Hansen (Daenemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1971-05-14
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2124006C3; CH539204A; DD96760A5; IT958840B; FR2137878B1; JPS5110884B1; DK129537B; FR2137878A1; US3775031A; BE782856A; SE381712B; DK129537C; GB1395817A; DE2124006A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationskolben-

maschine für Flüssigkeiten, Pumpe oder Motor, mit einem außenverzahnten ersten Zahnrad und einem dieses exzentrisch umschließenden, einen Zahn mehr aufweisenden und mit ihm zwischen den Verzahnungen Verdrängungskammern bildenden innenverzahnten zweiten Zahnrad, von denen das eine gegenüber dem anderen eine kreisende Bewegung mit höherer und eine drehende Bewegung mit niedrigerer Frequenz ausführt, mit einem zwei relativ zueinander mit der niedrigeren Frequenz drehbare Teile aufweisenden Steuerdrehven til, von dem der eine Teil mit einem der Zahnräder gekuppelt ist und mit ersten, druck- bzw. niederdruckseitigen Steueröffnungen zweite Steueröffnungen im anderen Ventilteil so übersteuert, daß sie abwechselnd mit der Druckseite und der Niederdruckseite in Verbindung kommen, und mit einer Anzahl von Verbindungskanälen, die jeweils von den zweiten Steueröffnungen zu den Verdrängungskammern führen. Bei einer schon länger bekannten Rotationskolbenmaschine dieser Art (s. die US-PS 30 87 436) ist das außenverzahnte erste Zahnrad mit sechs Zähnen drehbar und auf einer Kreisbahn beweglich in einem innenverzahnten zweiten Zahnrad mit sieben Zähnen gehalten. Vom Zahngrund jeder Verdrängungskammer führt ein Gehäusekanal zum Umfang einer Bohrung und bildet dort die zweiten Steueröffnungen des Steuerdrehventils. Als erster Teil des Steuerdrehventils dient ein in der Gehäusebohrung gelagerter zylindrischer Drehschieber, der über eine Gelenkwelle mit dem außenver-

zahnten ersten Zahnrad verbunden ist und an seinem Umfang die ersten Steueröffnungen trägt, deren Anzahl der doppelten Zähnezahl des außenverzahnten ersten Zahnrades entspricht und die abwechselnd mit der Druckseite und der Niederdruckseite verbunden werden. Hiermit erhält man im Motorbetrieb ein großes Drehmoment bzw. im Pumpenbetrieb eine große Flüssigkeitsförderung.

Damit diese Rotationskolbenmaschine einen optimalen Wirkungsgrad hat, müssen die Steueröffnungen im Steuerdri hventil mit großer Genauigkeit hergestellt werden. Die Umfangslänge der Steueröffnungen und ihr Umfangsabstand voneinander muß sehr genau eingehalten werden, weil andernfalls der Steuerzyklus gestört wird. Denn wenn z. B. bei einer Pumpe eine sich noch vergrößernde Verdrängungskammer zu früh mit der Druckseite verbunden wird oder eine sich bereits verkleinernde Verdrängungskammer noch mit der Saugseite verbunden ist, ergibt sich eine erhebliche Leistungsverminderung. Hinzu kommt, oaß in der über die Gelenkwelle bewirkten Kupplung zwischen außenverzahntem ersten Zahnrad und Drehschieber ein doppeltes Spiel auftritt. Insbesondere bei in beiden Drehrichtungen betriebenen Rotationskolbenmaschinen ist dieses Spiel erheblich. Selbst bei genauer Herstellung des Steuerdrehventils wird hierdurch der Wirkungsgrad der Maschine beeinträchtigt.

Um diesen besonderen Verhältnissen Rechnung zu tragen und die Anforderungen hinsichtlich genauer Herstellung zu verringern, sind bei einer bekannten Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Art aus jüngerer Zeit (s. die DT-OS 19 06 445) die ersten Steueröffnungen gegenüber ihrer maximal möglichen Länge verkürzt derart, daß sie jeweils abwechselnd einen kleinen und einen großen Abstand voneinander haben. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch bei Ungenauigkeiten und Spiel keine störenden Kurzschlüsse zwischen Druck- und Niederdruckseite auftreten. Dafür sind aber im Betrieb weniger Verdrängungskammern mit der Druck- bzw. Niederdruckseite verbunden, was das erzielbare Drehmoment herabsetzt.

Bei einer anderen bekannten Rotationskolbenmaschine der eingangs geschilderten Art (s. die GB-PS 11 02 171), sind die Zähne des außenverzahnten ersten Zahnrades jeweils in der Mitte mit einer durch eine Feder nach außen gedrückten Dichtleiste versehen. Die Auswärtsbewegung ist durch einen Anschlag begrenzt, so daß die Dichtleisten im wesentlichen nur im Bereich der durch die Drehachsen der Zahnräder bestimmten Symmetrieebene am innenverzahnten zweiten Zahnrad anliegen. Dadurch soll erreicht werden, daß bei ungenauer Herstellung der Verzahnungen für die beiden Zahnräder und/oder nach einer bestimmten Abnutzung derselben die gerade mit der Druckseite der Maschine verbundenen Verdrängungskammern zwischen den Verzahnungen immer gut gegenüber den momentan mit der Niederdruckseite verbundenen Verdrängungskammern abgedichtet sind, während sowohl die druckseitigen als auch die niederdruckseitigen Kammern durch Leckspalte zwischen den Verzahnungen miteinander verbunden sein können. Fehler in der richtigen Verbindung der druckseitigen Verbindungskanäle, Steuerkanäle etc. im Steuerdrehventil mit den druckseitigen Verdrängungskammern und ungewollte Verbindungen zur Niederdruckseite werden dadurch nicht vermieden.

Bei einer als Pumpe ausgebildeten Rotationskolbenmaschine mit feststehendem Zulauf und zwei sich drehenden Zahnrädern ist es bekannt (s. CH-PS 1 09 955), jeweils die eine Flanke aller Zähne des einen Zahnrades abzuschrägen. Hierdurch sollen auf der Saugseite alle Verdrängungskammern miteinander verbunden werden, während auf der Druckseite die Zähne dichtend miteinander zusammenwirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der das richtige Füiien und Entleeren

ι ο der Verdrängungskammern in höherem Maße als bisher sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch fest an einem der Zahnräder angebrachte Hilfskanäle gelöst, die auf jeder Seite der durch die Drehachsen der Zahnräder bestimmten, zwischen Eintritts- und Austritts-Verdrängungskammern gelegenen Symmetrieebene jeweils alle benachbarten Verdrängungskammern verbinden, wobei diese Verbindung aber im Bereich der Symmetrieebene vom anderen Zahnrad nahezu völlig unterbrochen wird.

Diese Hilfskanäle an dem einen Zahnrad bilden zusammen mit dem anderen Zahnrad ein sekundäres Steuerdrehventil. Das primäre Steuerdrehventil braucht daher nur eine Grobverteilung zu übernehmen, während die Feinverteilung durch das sekundäre Steuerdrehventil bewirkt wird. Diese Feinverteilung ist ohne große Schwierigkeiten zu erreichen, weil den Hilfskanälen eine genaue Form gegeben werden kann und die Zahnräder ohnehin Präzisions-Bauteile sind.

Das sekundäre Steuerdrehventil bewirkt einen Ausgleich zwischen den benachbarten Verdrängungskammern, die vom primären Steuerdrehventil unvollkommen gefüllt oder entleert werden. Lediglich im Bereich der durch die Drehachsen der Zahnräder bestimmten Symmetrieebene, also zwischen Druck- und Niederdruck- bzw. Saugseite wird ein solcher Ausgleich verhindert. Besonders wichtig ist es, daß die Teile des sekundären Steuerdrehventils durch die Zahnräder selbst mit Hilfe der an ihnen angebrachten Hilfskanäle gebildet werden. Daher besteht keine Gefahr, daß im sekundären Steuerdrehventil ein von der Kupplung hervorgerufenes störendes Spiel auftritt.

In diesem Zusammenhang ist es sogar zweckmäßig, daß die ersten Steueröffnungen des (primären) Steuer drehventils je einen größeren Umfangsabstand vonein ander haben als die Umfangslänge der zweiten Steueröffnungen. Der größere Abstand verschlechtert zwar die normale Arbeitsweise des primären Steuerdrehventils; dies kann aber wegen der nachgeschalteten

so Hilfskanäle in Kauf genommen werden. Die größeren Umfangsabstände lassen aber ein Spiel zwischen dem ersten und zweiten Teil des Steuerdrehventils zu, ohne daß bereits eine zweite Steueröffnung mit einer »falschen« ersten Steueröffnung in Berührung kommt.

Besonders günstig ist es, wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Steueröffnungen gegenüber ihrer maximal möglichen Länge verkürzt sind. Wenn diese Verkürzung auf beide Ventilteile verteil! wird, ergibt sich die geringstmögliche Vergrößerung des Strö mungswiderstandes.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Hilfskanäle in einer mit dem innenverzahnten zweiten Zahnrad verbundenen Seitenwand angeordnet und werden von den Zähnen des außenverzahnten ersten

Zahnrades stirnseitig übersteuert Die Form der Hilfskanäle und der Umriß des Zahnrades bestimmen

dann die Funktion dieses sekundären Steuerdrehventils.

Insbesondere können dabei das innenverzahnte

zweite Zahnrad, seine Seitenwand mit den Hilfskanälen sowie die zweiten Steueröffnungen feststehen und das außenverzahnte erste Zahnrad eine Dreh- und Kreisbewegung sowie das Ventilteil mit den ersten Steueröffnungen eine Drehbewegung durchführen.

Eine besonders einfache Herstellung ergibt sich, wenn die Hilfskanäle durch Tangentialnuten gebildet sind, die jeweils symmetrisch zu den Zahnlücken des innenverzahnten zweiten Zahnrades angeordnet sind, etwa auf einer die Mitten benachbarter Zahnköpfe verbindenden Linie verlaufen, aber in geringem Abstand vor den Zahnkopfmitten enden. Solche Tangentialnuten können beispielsweise durch Fräsen mit einem Scheibenfräser erzeugt werden. Wenn die Nuten mit etwas Abstand von den Zahnkopfmitten enden, werden sie dann, wenn ι ^r> ein Zahnkopf oder ein Zahngrund des Zahnrades am Zahnkopf des Zahnringes anliegt, so überdeckt, daß die Verbindung zwischen den benachbarten Kammern fast völlig unterbrochen ist.

Zweckmäßigerweise ist die Länge der Tangentialnut so gewählt, daß sie in der Stellung kleinsten Volumens der zugehörigen Verdrängungskammer bzw. im Bereich des tiefsten Zahneingriffs fast vollständig von einem Zahn des außenverzahnten ersten Zahnrades abgedeckt ist. Hierdurch wird auch in diesem Bereich eine Trennung zwischen Eintritts- und Austrittsseite erzielt

Des weiteren kann die Nuttiefe der Tangentialnut zu ihren Enden hin abnehmen und dadurch im Bereich des tiefsten Zahneingriffs der Zahnräder nur mit einem Teil verminderten Querschnitts gerade noch in die benach- «> barten Kammern ragen. Im Bereich des tiefsten Zahneingriffs ergibt sich die Verdrängungskammer kleinsten Volumens, die einen Druckwechsei erleidet. Von der Hochdruckseite wird über die Drosselstelle, die am Ende der Tangentialnut gebildet wird, Flüssigkeit nachgefüllt, wobei bereits geringe Mengen ausreichen, so daß kein Drucksprung entsteht, wenn die genannte Kammer anschließend mit der Druckseite der Maschine in Verbindung tritt.

Des weiteren kann jeder Tangentialnut eine dazu «ο senkrecht stehende, bis etwa zum Zahngrund des innenverzahnten zweiten Zahnrads reichende Radialnut zugeordnet sein. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß auch eine Verdrängungskammer kleinen Volumens über die Tangentialnut mit der Nachbarkammer verbunden werden kann.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist mindestens je ein Hilfskanal in beiden Zahnflanken jedes Zahnes des außenverzahnten ersten Zahnrades so vorgesehen, daß am Zahnkopf und im Zahngrund je eine ungestörte Dichtfläche zum Zusammenwirken mit den Zähnen des innenverzahnten zweiten Zahnrades verbleibt. Bei dieser Konstruktion brauchen lediglich am außenverzahnten ersten Zahnrad Hilfskanäle vorgesehen zu werden; alle anderen Bauteile können unverän- dert bleiben. Der Hilfskanal kann jeweils durch Abdichtung am Zahnkopf und durch Abdichtung am Zahngrund unwirksam gemacht werden.

Vorzugsweise sind die Hilfskanäle durch Kantenausnehmungen in beiden Stirnkanten beider Zahnflanken «> jedes Zahnes des außenverzahnten ersten Zahnrades gebildet.

Eine Vereinfachung der Fertigung ergibt sich, wenn die mit Böden vergleichbaren, zu den Zahnradstirnflächen ungefähr senkrechten Wände der Kantenausneh- *>"> mungen an einander zugewandten Flanken benachbarter Zähne des außenverzahnten ersten Zahnrades auf einem Kreisbogen liegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Rotationskolbenmaschine mit erfindungsgemäßen Merkmalen in der Betriebsstellung, in der der Druckwechsel in einer Verdrängungskammer kleinsten Volumens erfolgt,

F i g. 2 die Ausführungsform der F i g. 1 in einer Betriebsstellung, in der der Druckwechsel in einer Verdrängungskammer größten Volumens erfolgt,

F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie A -A in F i g. 1, F i g. 4 einen Teilschnitt längs der Linie B-B in F i g. 1,

F i g. 5 eine zweite Ausführungsform einer Rotationskolbenmaschine mit Merkmalen nach der Erfindung in schematischer Darstellung in einer Betriebsstellung, in der der Druckwechsel in einer Verdrängungskammer kleinsten Volumens erfolgt,

F i g. 6 die Ausführungsform der F i g. 5 in einer Betriebsstellung, in der der Druckwechsel in einer Verdrängungskammer größten Volumens erfolgt und

F i g. 7 einen Teilschnitt längs der Linie C-Cin F i g. 6.

In allen Figuren arbeitet ein feststehendes innenverzahntes Zahnrad 1, das sieben Zähne 2 aufweist, mit einem außenverzahnten Zahnrad 3 zusammen, das sechs Zähne 4 aufweist. Der Mittelpunkt M\ des außenverzahnten Zahnrades 3 vollführt eine Kreisbahnbewegung um den Mittelpunkt Mj des innenverzahnten Zahnrades

4 entgegen dem Uhrzeigersinn. Gleichzeitig dreht es sich in Richtung des Pfeiles P in entgegengesetzter Drehrichtung, und zwar für einen Umlauf des Mittelpunktes Mi um eine Zahnteilung. Zwischen den Zähnen der Zahnräder 1 und 3 sind sieben Verdrängungskammern 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 gebildet. Wenn angenommen wird, daß die Maschine nach F i g. 1 als Motor betrieben wird, stehen die Verdrängungskammern 5, 6 und 7 auf der einen Seite einer durch die Drehachsen der Zahnräder bestimmten Symmetrieebene S unter dem Eintrittsdruck, die Verdrängungskammern 8,9,10 auf der anderen Seite der Symmetrieebene

5 unter dem niedrigeren Austrittsdnick und die Verdrängungskammer 11 kleinsten Volumens ist eine neutrale Kammer, die gerade einem Druckwechsel unterliegt.

Zur besseren Veranschaulichung ist ein Steuerdrehventil schematisch am äußeren Umfang des feststehenden innenverzahnten Zahnrades 1 dargestellt. In der Praxis sind diese Steuerdrehventile axial gegenüber den Zahnrädern 1,3 versetzt. Das Steuerdrehventil besteht aus einem feststehenden Teil 12 und einem drehbaren Teil 13. Der Teil 13 läuft in der gleichen Richtung wie das außenverzahnte Zahnrad 3 und mit der gleichen Drehzahl um, sein Mittelpunkt fällt aber mit M? zusammen, läuft also nicht wie der Mittelpunkt M\ des Ziahnradas 3 um. Die Kupplung zwischen Zahnrad 3 und Steuerdrehventilteil 13 kann beispielsweise über eine nicht gezeigte Gelenkwelle erfolgen. Der Ventilteil 13 besitzt erste Steueröffnungen 14 und 15, die abwechselnd mit einer Stelle unter dem höheren Eintrittsdruck und mit einer Stelle unter dem niedrigeren Austrittsdruck verbunden sind und daher mit den Zeichen » + « und »—« gekennzeichnet sind. Die Zahl der ersten Steueröffnungen ist gleich dem Doppelten der Zähnezahl des außenverzahnten Zahnrades 3. Der andere Ventilteil 12 hat zweite Steueröffnungen 16, die jeweils über einen Verbindungskanal 17 mit dem Zahngrund im innenverzahnten Zahnrad 1, also jeweils mit einer Verdrängungskammer S bis ti verbunden sind, wobei

natürlich ihre Anzahl der Zähnezahl des Zahnrads 1 entspricht. Wie man aus den entsprechenden Verbindungen zwischen den ersten und zweiten Steueröffnungen erkennt, sind die Steueröffnungen 16, die zu den Verdrängungskammern 5, 6 und 7 führen, mit dem höheren Druck und die zweiten Steueröffnungen 16, die zu den Verdrängungskammern 8, 9 und 10 führen, mit dem niedrigeren Druck verbunden. Die mit der Verdrängungskammer 11 verbundene zweite Steueröffnung 16 ist mit keiner der ersten Steueröffnungen in Verbindung.

Mit dem innenverzahnten Zahnrad 1 ist eine Seitenwand 21 fest verbunden. In diese Seitenwand sind Tangentialnuten 18 und Radialnuten 19 eingearbeitet, z.B. eingefräst. Diese Nuten bilden Hilfskanäle, die r. zusammen mit der äußeren Begrenzung des außenverzahnten Zahnrades 3 ein sekundäres Steuerdrehventil darstellen. Jede Tangentialnut 18 verläuft symmetrisch zu einem Zahngrund des innenverzahnten Zahnrades 1. Sie verläuft auf einer geraden Linie, die die Zahnköpfe benachbarter Zähne 2 miteinander verbindet und endet kurz vor der Mitte dieser Zahnköpfe. Die Enden 20 sind schräg derart ausgearbeitet, daß die Enden benachbarter Tangentialnuten 18 parallel zueinander verlaufen. Die Radialnuten 19 reichen etwa von der Tangentialnut 18 bis zum Zahngrund der zugehörigen Verdrängungskammer.

Infolge dieser Ausgestaltung sind die Kammern 5, 6 und 7 über die Hilfskanäle, also die Tangentialnuten 18 und Radialnuten 19, untereinander verbunden und die ><> Kammern 8,9 und 10 sind über die Hilfskanäle ebenfalls untereinander verbunden. Wie F i g. 1 zeigt, überdeckt aber das Zahnrad 3 im Bereich der Symmetrielinie und im Bereich der kleinsten Kammer 11 fast die gesamte Tangentialnut 18, während auf der gegenüberliegenden v> Seite das Flächenstück zwischen zwei benachbarten Tangentialnuten 18 überdeckt wird. Hier ist also eine Verbindung zwischen benachbarten Verdrängungskammern unterbrochen. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich in F i g. 2, wo sich die Symmetrieebene um 180° gedreht «o hat und die Verdrängungskammer 11, in der der Druckwechsel stattfindet, nunmehr das größte Volumen hat. Hier sind die Verdrängungskammern 5,6 und 7, die mit der Austrittsseite verbunden sind, untereinander über die Tangential- und Radialnuten miteinander verbunden, die Kammern 8, 9 und 10, die mit der Eintrittsseite verbunden sind, stehen über die genannten Nuten miteinander in Verbindung, während die Kammer 11 zu beiden Nachbarkammern hin abgesperrt ist und auf der gegenüberliegenden Seite die Verbin- ">ο dung zwischen den benachbarten Tangentialnuten durch das Zahnrad 3 abgedeckt ist.

Aus dieser Anordnung ergibt es sich, daß es nicht mehr auf die genaue Zuordnung der Steueröffnungen 14, 15 und 16 ankommt, weil die Hilfskanäle 18, 19 für ^r>^r> einen Ausgleich zwischen den benachbarten Verdrängungskammern auf der Eintrittsseite bzw. auf der Austrittsseite sorgen, aber im Bereich der Symmetrieebene eine Unterbrechung zwischen diesen Hilfskanälen erfolgt. Dies ergibt eine sehr genaue Arbeitsweise. ^Wl

In den Fig. 1 und 2 ist bei den oberen Steueröffnungen 14, 15 und 16 gestrichelt dargestellt, welche Umfangslänge die Öffnungen bisher haben mußten. Denn während des Druckwechscls in der Verdrängungskammer 11 sollte, sobald die Steueröffnung 15 die '·'» Steueröffnung 16 verlassen hat, die Steueröffnung 14 wirksam werden. Damit ist auch die zum normalen Betrieb übliche Umfangslänge der Sicueröffnungcn vorgegeben. Der Abstand zwischen benachbarten ersten Steueröffnungen 14 und 15 sollte gleich der Umfangslänge der zweiten Steueröffnung 16 sein. Wegen des unvermeidlichen Spiels zwischen dem Zahnrad 3 und dem Ventilteil 13 geschah es aber häufig, daß der Ventilteil 13, z. B. bei einem Motor, nacheilte. Dann war die Verdrängungskammer 11 kleinsten Volumens noch an den niedrigen Ausgangsdruck angeschlossen, obwohl sie für einen optimalen Betrieb bereits mit dem höheren Eintrittsdruck gespeist werden sollte. Bei der dargestellten schematischen Anordnung sind sämtliche Steueröffnungen 14,15 und 16 gegenüber ihrer maximal möglichen Länge verkürzt, wie es in voll ausgezogenen Linien dargestellt ist. Die Verkürzung ist gleichmäßig auf die ersten Steueröffnungen 14 und 15 und auf die zweiten Steueröffnungen 16 verteilt. Tritt nunmehr infolge des Spiels eine Nacheilung des Ventilteils 13 auf, so ist dies für die Arbeitsweise der Maschine ohne Belang. Zwar wird die Verdrängungskammer 11 nicht sofort von der zugehörigen Steueröffnung 16 gespeist; dafür ergibt sich aber, sobald sich die Symmetrieebene S etwas aus der gezeigten Lage im Uhrzeigergegensinn verdreht hat, eine Verbindung zwischen der Verdrängungskammer 5 über die Hilfskanäle 18,19 zur Verdrängungskammer 11. Infolgedessen ergibt sich eine sehr genaue Steuerung. Dieser Effekt tritt in beiden Drehrichtungen der Maschine auf. Er gilt sowohl für den Motorbetrieb als auch für den Pumpenbetrieb.

Wegen der schräg ausgebildeten Enden der Tangentialnuten 18 ergibt sich in der Stellung der F i g. 1 keine restlose Abtrennung der Verdrängungskammer 11 kleinsten Volumens von den beiden Nachbarkammern 5 und 10; vielmehr verbleibt eine Verbindung über einen kleinen Drosselquerschnitt. Dies hat zur Folge, daß kleine Volumenänderungen der Verdrängungskammer 11, die während der Abtrennung der zugehörigen zweiten Steueröffnung 16 von den ersten Steueröffnungen 14, 15 auftreten, keine unzuträglichen Druckänderungen mit sich bringen. Vielmehr kann ein Überdruck über die eine Drosselstelle in die Nachbarkammer 10 abgebaut werden und ein Unterdruck über die andere Drosselstelle von der Kammer 5 her aufgefüllt werden. Unabhängig von einer solchen Volumenänderung wird die Verdrängungskammer 11 über die Drosselstelle von der Verdrängungskamoier 5 allmählich auf den höheren Eintrittsdruck gebracht, wozu sehr geringe Flüssigkeitsmengen ausreichen, so daß, wenn die erste Steueröffnung 14 höheren Drucks mit der zweiten Steueröffnung 16 für die Kammer 11 in Berührung kommt, kein störender Drucksprung auftritt.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 5 und 6 sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen, gegebenenfalls mit einem ' versehen, verwendet worden. Diesmal sind die Hilfskanäle nicht in der Seitenwand 21', sondern in den Zahnflanken der Zähne 4' des außenverzahnten Zahnrades 3' ausgebildet und werden von den nach innen gerichteten Zähnen 2 des innenverzahnten Zahnrades 1 übersteuert. Je ein Hilfskanal 22 und 23 ist symmetrisch in beiden Flanken jedes Zahnes 4' vorgesehen, wobei zu beiden Seiten jedes Kanals eine Dichtfläche 24 und 25 verbleibt, die mit dem innenverzahnten Zahnrad 1 zusammenwirkt. Auch hier ist erkennbar, daß die Verdrängungskammern 5,6 und 7 auf der einen Seite der Symmetriccbene durch die Hilfskanäle untereinander verbunden sind und daß die Verdrängungskammern 8,9 und 10 auf der anderen Seite der Symmctriecbcnc ebenfalls durch die Hilfska-

näle untereinander verbunden sind. In F i g. 5 bilden die Dichtflächen 24 einen Abschluß für die Verdrängungskammer 11, während die Dichtflächen 25 die Verdrängungskammern 7 und 8 gegeneinander abdichtet. In Fig.6, in der wiederum die Symmetrieebene um 180° gedreht hat, ist ersichtlich, daß diesmal eine Dichtfläche 25 die Verdrängungskammer 11 nach beiden Seiten absperrt, während die Dichtfläche 24 die Verdrängungskammern 7 und 8 voneinander trennt. Auch in diesem Fall bilden die Hilfskanäle 22 und 23 jeweils Verbindungen zwischen den Verdrängungskammern 5, 6 und 7 einerseits und den Verdrängungskammern 8, 9 und 10 andererseits.
Aus Fig.7 ist erkennbar, daß die Hilfskanäle 22

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lediglich als Kantenausnehmungen an einer Stirnkante eines Zahnes des Zahnrades 3' verlaufen. Die Hilfskanäle 22 und 23 an den einander zugewandten Flanken benachbarter Zähne haben je eine auf einer Kreisbahn liegende, mit einem Boden vergleichbare, zur entsprechenden Zahnstirnfläche senkrechte Wand und können daher in einem Arbeitsgang mit einem Fräser hergestellt werden.

Die erfindungsgemäßen Merkmale eignen sich auch für solche Rotationskolbenmaschinen, bei denen das Steuerdrehventil einen hülsenförmigen Drehschieber axial neben den Zahnrädern 1, 3 aufweist. Statt dessen kann auch ein scheibenförmiger Drehschieber die Steueröffnungen an seiner Stirnfläche tragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotationskolbenmaschine für Flüssigkeiten, Pumpe oder Motor, mit einem außen verzahnten ersten Zahnrad und einem dieses exzentrisch umschließenden, einen Zahn mehr aufweisenden und mit ihm zwischen den Verzahnungen Verdrängungskammern bildenden innenverzahnten zweiten Zahnrad, von denen das eine gegenüber dem anderen eine kreisende Bewegung mit höherer und eine drehende Bewegung mit niedrigerer Frequenz ausführt, mit einem zwei relativ zueinander mit der niedrigeren Frequenz drehbare Teile aufweisenden Steuerdrehventil, von dem der eine Teil mit einem der Zahnräder gekuppelt ist und mit ersten, druck- bzw. niederdniokseitigen Steueröffnungen zweite Steueröffnungen im anderen Ventilteil so übersteuert, daß sie abwechselnd mit der Druckseite und der Niederdruckseite in Verbindung kommen, und mit einer Anzahl von Verbindungskanälen, die jeweils von den zweiten Steueröffnungen zu den Verdrängungskammern führen, gekennzeichnet durch fest an einem der Zahnräder (1; 3') angebrachte Hilfskanäle (18,19; 22,23), die auf jeder Seite der durch die Drehachsen der Zahnräder bestimmten, zwischen Eintritts- und Austritts-Verdrängungskammern (5,6, 7 bzw. 8,9,10) gelegenen Symmetrieebene (S) jeweils alle benachbarten Verdrängungskammern verbinden, wobei diese Verbindung aber im Bereich der Symmetrieebene vom anderen Zahnrad (3; 1) nahezu völlig unterbrochen wird.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Steueröffnungen (14,15) des Steuerdrehventils (12, 13) je einen größeren Umfangsabstand voneinander haben als die Umfangslänge der zweiten Steueröffnungen (16).

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die ersten als auch die zweiten Steueröffnungen (14, 15, 16) gegenüber ihrer maximal möglichen Länge verkürzt sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskanäle (18,19) in einer mit dem innenverzahnten zweiten Zahnrad

(I) verbundenen Seitenwand (21) angeordnet sind und von den Zähnen des außenverzahnten ersten Zahnrades (3) stirnseitig übersteuert werden.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innenverzahnte zweite Zahnrad (1), seine Seitenwand (21) mit den Hilfskanälen (18, 19) sowie die zweiten Steueröffnungen (16) feststehen und daß das außenverzahnte erste Zahnrad (3) eine Dreh- und Kreisbewegung sowie das Ventilteil (13) mit den ersten Steueröffnungen (14, 15) eine Drehbewegung durchführen.

6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskanäle durch Tangentialnuten (18) gebildet sind, die jeweils symmetrisch zu den Zahnlücken des innenverzahnten zweiten Zahnrades (1) angeordnet sind, etwa auf einer die Mitten benachbarter Zahnköpfe verbindenden Linie verlaufen, aber in geringem Abstand vor den Zahnkopfmitten enden.

7. Maschine nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Tangentialnut (18) so gewählt ist, daß sie in der Stellung kleinsten Volumens der zugehörigen Verdrängungskammer

(II) bzw. im Bereich des tiefsten Zahneingriffs fast

vollständig von einem Zahn des außenverzahnten ersten Zahnrades (3) abgedeckt ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuttiefe der Tangentialnut (18) zu ihren Enden hin abnimmt und dadurch im Bereich des tiefsten Zahneingriffs der Zahnräder (1, 3) nur mit einem Teil verminderten Querschnitts (20) gerade noch in die benachbarten Kammern (5,10) ragt.

ίο 9. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tangentialnut (18) eine dazu senkrecht stehende, bis etwa zum Zahngrund des innenverzahnten zweiten Zahnrads (1) reichende Radialnut (19) zugeordnet ist.

is 10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß mindestens je ein Hilfskanal (22, 23) in beiden Zahnflanken jedes Zahnes (4) des auEenverzahnten ersten Zahnrades (3') so vorgesehen ist, daß am Zahnkopf und im Zahngrund je eine ungestörte Dichtfläche (24, 25) zum Zusammenwirken mit den Zähnen des innenverzahnten zweiten Zahnrades (1) verbleibt.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskanäle durch Kantenausneh- mungen (22, 23) in beiden Stirnkanten beider Zahnflanken jedes Zahnes des außenverzahnten ersten Zahnrades (3) gebildet sind.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Böden vergleichbaren, zu den

3ü Zahnradstirnflächen ungefähr senkrechten Wände der Kantenausnehmungen (22, 23) an einander zugewandten Flanken benachbarter Zähne (4) des außenverzahnten ersten Zahnrades (3) auf einem Kreisbogen liegen.