Drehkolbenmaschine. Gegenstand der Erfindung ist eine Dreh kolbenmaschine mit in einem mit Ein- und Auslasskanälen versehenen Gehäuse unterge brachten, miteinander kämmenden gezahnten Drehkörpern und einem zwischen diesen letzteren liegenden sichelförmigem Füllstück.
Bei den bekannten Drehkolbenmaschinen mit miteinander kämmenden, gezahuten Dreh körpern und einem zwischen diesen angeord neten, sichelförmigen Füllstück zeigt es sich, dass ein starker einseitiger Druck auf die bei den Drehkörper einwirkt. Dieser Druck muss beim angetriebenen innern Drehkörper durch die Welle und die Lager dieser letzteren auf genommen werden. Beim äussern Drehkör per hingegen wirkt der Druck so, dass dieser radial und einseitig in Richtung der resul tierenden Druckkraft gegen den den Dreh körper umschliessenden Gehäuseteil gedrückt wird.
Da dort in der Regel aber bereits eine ziemlich hohe Umfangsgeschwindigkeit vor handen ist, verursacht dieser einseitige Druck erhebliche, den Wirkungsgrad der Maschine vermindernde Reibungsverluste. Die den Erfindungsgegenstand bildende Drehkelbenmaschine zeichnet sich gegenüber den bekannten Ausführungen dadurch aus, dass das den Drehkörper mit Innenverzah nung umschliessende, ringförmige Glied min destens eine mit der Druckseite der Dreh kolbenmaschine über ein Regulierorgan ver bundene und vom genannten Drehkörper be grenzte Druckkammer aufweist, zum Zwecke einer mindestens teilweisen Kompensation des auf diesen Drehkörper einwirkenden,
einsei tigen radiaJlen Druckes durch den in genann ter Druckkammer wirkenden Gegendruck.
Auf der Zeichnung ist als Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes eine ein stufige Zahnradpumpe dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pumpe, Fig. 2 einen Querschnitt durch dieselbe nach der Linie II-11 in Fig. 1, Fig. 3 ein Detail im Schnitt und in grösserem Massstabe und Fig. 4 eine schematische Darstellung der auf die beiden Zahnräder der Pumpe ein wirkenden, einseitigen radialen Kräfte.
Mit 1 ist das Gehäuse der Zahnradpumpe bezeichnet, das einen Saugkanal 2 und einen Druckkanal 3 aufweist. 4 ist ein auf einer angetriebenen 'Welle 5 aufgekeiltes Zahnrad mit Aussenverzahnung, 6 ein Zahnrad mit Innenverzahnung, das in bezug auf das mit ihm kämmende Zahnrad 4 exzentrisch ange ordnet ist. Im Zwischenraum zwischen den beiden Zahnrädern 4 und 6 ist ein sichel förmiges Füllstück 7 angeordnet. Das Zahn rad 6 läuft in einem exzentrisch gebohrten. im Gehäuse 1 angeordneten ringförmigen Glied 8 um.
In Fig. 4 ist schematisch gezeigt, welchen Kräften die beiden Zahnräder 4 und 6 aus gesetzt sind. Mit a ist die Saugzone bezeich net. In der im Drehsinne des Uhrzeigers, in welcher das Zahnrad 4 in Umdrehung ver setzt wird, anschliessenden Zone b findet eine allmähliche einseitige Drucksteigerung auf das Zahnrad 6 statt, die sich auch über die Zone c, an welche der Druckkanal 3 der Pumpe angeschlossen ist, erstreckt. In der Zone d, in der Zone des Zahneingriffes, findet dann ein Druckabfall statt. Es ergibt sich somit ein starker einseitiger Druck auf das Zahnrad 6, welcher bestrebt ist, das letztere einseitig an das ringförmige Glied 8 anzudrücken.
Dieser einseitige Druck wird nun bei der beschriebenen Pumpe auf ein indem in der Gegend der resul tierenden Druckkraft im ringförmigen Glied 8 zwei Kammern 9 und 10 ausgespart sind. Diese Kammern, die durch das Zahnrad 6 selbst abgeschlossen sind, sind über je einen Kanal 11 bezw. 12 mit dem Druckkanal 3 in Verbindung gebracht. Jeder dieser beiden Kanäle weist ein Regulierorgan zur Regu lierung des in den Kammern gewünschten Ausgleichdruckes auf.
Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist als Regulierorgan eine Schraube 13 mit einem zylindrischen Zapfen vorgesehen, die achsial verschiebbar in einer Bohrung 15 des Rohrstutzens mit dem Druckkanal 3 der Pumpe sitzt, welche Bohrung nach aussen hin durch eine weitere Schraube 14 abgeschlos sen ist. Da diese Bohrung 15, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, den Kanal 12 vollständig durchschneidet, ist es möglich, den Kanal vollständig gegen die Druckseite der Pumpe abzusperren. Durch Zurückdrehen der Schraube 13 lässt sieh die Menge des durch den Kanal strömenden Fluidums und damit der in der genannten Kammer herrschende Druck steigern, welch letzterer gleich ist der Differenz zwischen dem Pumpendruck und dem Druckabfall im Regulierorgan.
Da. die beiden Kammern an verschiedenen Stellen des Umfanges des Zahnrades 6 angeordnet sind, am letzteren also Entlastungskräfte nach zwei verschiedenen Richtungen sich auswir hen, ist es durch diese Anordnung möglich, nicht nur die Grösse der Entlastungsdrücke in den einzelnen Kammern für sich zu regu lieren, sondern auch die Richtung der Resul tierenden zu beeinflussen und die Pumpe während des Betriebes auf beste Druckent lastung bezw. auf geringste Reibungsverluste einzustellen.
Es kann naturgemäss auch nur eine solche Drnelzentlastuiigskammer vorgesehen sein. Es dürfte sich aber als zweckmässig erweisen, wenn mindestens zwei solcher Kammern vor gesehen sind, deren Driieke sieh einzeln in der beschriebenen NVeise einstellen lassen. An Stelle der beschriebenen Regulierorgane können auch solebe Organe anderer bekann ter Bauarten vorgesehen sein.
In Fig. 4 ist ausser der auf das Zahnrad 6 einwirkenden Druckverteilung auch diejenige dargestellt, die das Zahnrad 4 beeinflusst und von der )Vene und deren Lager einseitig aufgenommen werden muss. Dieser Druck kraft kann bei Pumpen, die ein Fluidum för dern, das auch zur Schmierung der Lager verwendbar ist, dadurch entgegengewirkt werden, dass die Lager einseitig angeordnete Nuten 16 erhalten, wie dies in Fig. 4 ange deutet ist.
Diese Nuten 16 (es können auch mehrere für jedes Lager vorgesehen sein) sind in nicht gezeichneter Weise, durch pas- sende Kanäle oder Leitungen, die ebenfalls mit Druckregulierorganen ausgestattet sein können, mit der Druckseite der Pumpe in Verbindung gebracht, so dass das geförderte Fluidum in den Lagern einen einseitigen Ge gendruck erzeugt, der dem statischen Druck auf das Zahnrad 4 entgegengesetzt gerichtet ist.
Die beschriebene Anordnung von Druck entlastungskammern kann auch bei mehrstu figen Drehkolbenmaschinen vorgesehen sein, wie solche im Schweizerpatent Nr. 206802 erwähnt sind, wobei es an sich gleichgültig ist, ob die einzelnen Drehkörper mit Innen verzahnung bei diesen Maschinen in je einem einzelnen ringförmigen Glied umlaufen oder in einem gemeinsamen solchen Glied unter gebracht sind. In jedem Falle sind am Um fange jedes Drehkörpers eine oder mehrere der beschriebenen Druckkammern vorgesehen, welche zweckmässig einzeln über je ein Regu lierorgan mit der Druckseite der Pumpe in Verbindung gebracht sind.
Dies ermöglicht es, die zu erzeugenden Gegendrucke auf die Drehkörper einzeln derart einzuregulieren, dass diese letzteren den Einwirkungen von Druckkräften ausgesetzt sind, welche den in jeder Druckstufe vorhandenen einseitig wir kenden Druckkräften angepasst sind. Die be schriebene Druckentlastung kann selbstver ständlich auch bei Maschinen vorgesehen sein, die an Stelle von Zahnrädern Drehkörper in der Form von Trommeln mit Aussen- und Innenverzahnung aufweisen.
Die Möglichkeit der Druckentlastung auf den einen oder auf beide der rotierenden Drehkörper oder Drehkörpersysteme bei mehrstufigen Maschinen gewährleistet eine Verringerung der auftretenden einseitig wir kenden radialen Kräfte auf ein Mindestmass und damit eine Eliminierung der durch diese Kräfte sonst bedingten einseitigen Reibungs verluste. Dadurch lassen sich aber nicht nur ein schädlicher Materialverschleiss durch un gleichmässige Abnutzung einzelner Maschi nenteile beseitigen, sondern auch die Unter haltskosten verringern und gleichzeitig die Lebensdauer der Maschine erhöhen.