DE2000302A1

DE2000302A1 - Drehkolbenmaschine

Info

Publication number: DE2000302A1
Application number: DE19702000302
Authority: DE
Inventors: Baxter Michael David; Bristow Ian Trevor
Original assignee: Hobourn Eaton Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hobourn Eaton Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1969-01-06
Filing date: 1970-01-05
Publication date: 1971-01-14

Description

Drehkolbenmaschine Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Pumpen und Motoren, die als aktive Elemente Drehkolben und/oder Statoren auSweisen. Ein Beispiel einer solchen Pumpe ist als sogenannte (N, +l)-umpe bekannt und besitzt zwei mit Flügeln versehene Drehkolben, nämlich einen äußeren, der aus einem innenseitig mit Flügeln versehenen Iting besteht, und einen inneren, der die Flügel auf seiner außenseite trägt. Der innere Drehkolben weis-t einen Plügel weniger auf als der äußere und ist exzentrisch zu dem letzteren gelagert. Er wird gegenüber dem äußeren um die chsen beider Rotoren herum in Drehung versetzt, so daß er sich entlang der Peripherie des äußeren Rotors abwälzt.
Die init den 'lügeln versehenen Uberflächen der beiden Drehkolben stehen praktisch in dauernder gleitender Berührung miteinander, so daß sie einer Abnutzung unterliegen.
Erfindungsgemäß wird ein solcher mit Flügeln versehener Rotor oder Stator für tum)en oder Motoren aus einem induktionsgehcirteten Material hergestellt, wobei die mit Flügeln versehene Oberfläche induktiv aufgeheizt und anschließend gekühlt wird, so daß sie sich. erhärtet. Düs betreffende Llement kann aus einem induktionshärtbaren Sintermetall oder härtbaren Stahl bestehen. Beide miteinander in Eingriff stehenden Elemente können aus demselben oder aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein.
Darüberhinaus sieht die Erfindung ein Verfahren zur lierstellung mit Flügeln versehener Drehkolben oder Statoren für rumpen oder Motoren vor, das darin besteht, die Elemente aus induktionshärtbarem Material herzustellen, ihre mit Flügeln versehene Oberfläche induktiv zu erhitzen und das Element anschließend zu kühlen.
Ist das Element ein Außenelement, so kann es koaxial ber eine Tnduktionsheizspule geschoben werden, während das innere Element koaxial in eine solche Spule eingeführt werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren der begleitenden Zeichnung dargestellt sind, weiter erläutert.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in Stirnaneicht mit Flügeln versehene äußere und innere Drehkolben für eine Pumpe, die sich auf bzw. innerhalb einer Heizepule befinden; die Figuren 3 und 4 zeigen ebensolche Drehkolben, Jedoch in Verbindung mit angepassten Spulen.
Die in Figur 1 und 2 gezeigten mit Flügeln versehenen.
Außen- bzw. lnnendrehkolben 10 und 11 sind entapreohend der Verwendung in einer(N, N+1)-Pumpe ausgebildet. Der Drehkolben 10 besitzt innenseitige Flügel 1oa, während der Kolben 11 außenseitige Flügel 11a trägt.
In einem Fall, in dem die beiden Drehkolben aus Sintermetallen hergestellt waren, die von der Firma B.S.A. Limited unter der Bezeichnung l4ico 63 bzw. NC4/10 vertrieben werden, besaß der innere Drehkolben einen Hauptaußendurchmesser von 1 1/2 Zoll (58,1 mm) und der äußere Drehkolben einen Hauptinnendurchmesser von ebenfalls 1 1/2 Zoll (38,1 mm) sowie einen Außendurchmesser von 2 1/4 Zoll (57,1 mm). Beide Drehkolben hatten eine Länge von 1 Zoll (25,4 mm). Der äußere Drehkolben 10 wurde koaxial auf eine zylindrische Heizspule 12 aufgesetzt, während der innere Drehkolben 11 koaxial in eine zylindrische Heizspule 13 eingeführt wurde. Die beiden Drehkolben wurden mit hilfe dieser Spulen rasch induktiv erhitzt auf eine Temperatur von etwa 9000C, worauf man sie an der Luft abkühlen ließ. Nach diesem Vorgang besaßen sie eine gehärtete Oberflachenschicht von etwa 0,38 mm Dicke entlang ihrer mit Flügeln versehenen Oberfläche. n's zeigte sich, daß Pumpen und Rotoren mit solchen Drehkolben einen hohen wirkungsgrad iiber eine beträchtlich längere Zeit beibehalten als solche mit DrehkoXben, die auf andere Weise gehärtet uneStwa gleich teueren tiaterialien hergestellt waren.
Ein hauptvorteil des in den Figuren 1 und 2 angegebenen Verfahrens besteht darin, daß bei Verwendung zylindrischer Neizspulen die größte Härtewirkung an den Scheiteln der Flügel auftritt. Diese Scheitel sind naturgemäß im Betrieb den höchsten Realtivgeschwindigkeiten und damit normal er weise der größten Abnutzung unterworfen. Gleichzeitig bilden sie jedoch stets dann während jedes Arbeitsspiels die Dichtflächen, wenn die Abdichtung ara kritischsten ist.
Hinzukommt, daß die lokale Härtung kleiner Flächenabschnitte der Drehkolben nur von einem geringeren Verziehen begleitet ist als die Härtung des gesamten Drehkolbens.
Falls jedoch erwünscht, kann die Drehkolbenoberfläche auch gleichmäßig gehärtet werden, indem das Profil der Heizspule demjenigen des zu behandelnden Drehkolbens angepasst wird, wie dies die Figuren 3 und 4 zeigen.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

g Mit Flügeln versehener Drehkolben oder Stator für Pumpen oder Motoren, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß er aus einem induktivhärtbaren Maserial besteht und daß die die Flügel (1Oa, 11a) aufweisende Oberfläche durch induktives Erhitzen und anschliessendes Abkühlung gehärtet ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines Drehkolbens oder Stators nach Anspruch 1, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß dieser aus einem induktivhärtbaren lIaterial gebildet wird, dass seine die Flügel (1Oa, 11a) aufweisende oberfläche induktiv erhitzt wird, und daß der Drehkolben (11) bzw. stator (lo) anschließend abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Drehkolben (11) bzw. der Stator (10) für die induktive Erhitzung koaxial in eine zylindrische Induktionssnule (13) eingeführt bzw. auf eine solche (12) aufgesteckt wird, wobei sich die Scheitel der Flügel (11a , 10a) radial zu der Spule hin erstrecken.
4. Verfahren nach Anch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Drehkolben (11) bzw. Stator (1Q) für die induktive Erhitzung koaxial in eine Induktionsspule (15) eingespart bzw. auf eine solche (14) aufgesteckt wird, deren Querschnitt dem mit den Flügeln (11a, 10a) versehenen Profil des Drehkolbens bzw. Stators angepasst ist.

L e e r s e i t e