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EP1635063A1 - Hydraulic gear motor with reduced flowate - Google Patents

Hydraulic gear motor with reduced flowate Download PDF

Info

Publication number
EP1635063A1
EP1635063A1 EP04021272A EP04021272A EP1635063A1 EP 1635063 A1 EP1635063 A1 EP 1635063A1 EP 04021272 A EP04021272 A EP 04021272A EP 04021272 A EP04021272 A EP 04021272A EP 1635063 A1 EP1635063 A1 EP 1635063A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gear
conveyor
chamber
displacement machine
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04021272A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Johann Sagawe
Gottfried Sagawe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KIST, EBERHARD
Sagawe Gottfried
Sagawe Johann
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP04021272A priority Critical patent/EP1635063A1/en
Priority to PCT/EP2005/009695 priority patent/WO2006027256A1/en
Publication of EP1635063A1 publication Critical patent/EP1635063A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/20—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms

Definitions

  • the invention relates to a circulation displacement machine, in particular a hydraulic external gear motor, according to the preamble of claim 1, which has a reduced displacement. Furthermore, the invention relates to a housing for such a rotary displacement machine.
  • Outer gear recirculating scroll machines can operate as hydraulic motors or pumps and typically include an engine comprising two intermeshing conveyor gears.
  • the engine in the case of a hydraulic external gear motor, the engine is driven by the delivery of a pressurized fluid from a pressure side to a low pressure side.
  • the main characteristic values of the hydraulic motors are the theoretical final torque as well as the drive speed range.
  • An essential role in the selection of hydraulic motors also plays the geometric displacement volume, also called displacement.
  • Umlaufverdrängermaschinen distinguished by the fact that a drive of the meshing conveyor gears takes place, whereby a fluid is conveyed from a suction side of the pump to a pressure side.
  • Such a rotary displacement machine operating as a gear motor is geared e.g. known from DE 2242269 A1.
  • a recirculating displacement machine having first and second externally toothed conveying gears and a housing, wherein in the housing a working chamber is formed, which comprises a first and a second gear chamber.
  • the first conveying gear in the first and the second conveying gear in the second gear chamber is rotatably arranged so that the conveying gears mesh with each other in an overlapping region of the gear chambers.
  • Between the teeth of each conveyor gear pumping chambers are defined for a fluid.
  • a supply and an outlet channel is provided for the fluid, wherein the feed channel in the meshing region of the conveyor gears opens into an antechamber of the working chamber and wherein the outlet channel opens into the first gear chamber away from the combing region.
  • the delivery chambers of the second conveyor gear promoted fluid is thereby returned via the combing in the antechamber.
  • Such a trained Umlaufverdrängermaschine has in particular during operation as a gear motor over conventional Umlaufverdrängerkaschinen on special advantages.
  • An essential aspect of the inventive concept is that due to the special configuration and arrangement of the two conveyor gears and the special arrangement of the outlet channel, a return of a part of the displaced fluid takes place. As a result, the consumed amount of fluid is reduced during operation as a gear motor.
  • a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention provides that a first delivery chamber is formed between a first and a second tooth of the first delivery wheel and a second delivery chamber is formed between a third and a fourth tooth of the second delivery gear.
  • the teeth come into engagement with one another in the engagement phase such that a return volume in the two delivery chambers is defined by the engagement of the third tooth in the first delivery chamber and the simultaneous engagement of the first tooth in the second delivery chamber, during the entire engagement phase of the teeth at least the delivery volume of the second delivery chamber corresponds.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the center distance of the conveyor gears is selected so that the teeth of the conveyor gears only partially interlock. hereby In a particularly simple manner, a return chamber is created for returning the fluid transported into the delivery chambers of the second delivery wheel.
  • the height of the teeth of the second conveyor gear is less than that of the first conveyor gear. This also produces a return chamber for returning the fluid transported into the delivery chambers of the second delivery wheel in a particularly advantageous manner.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that the teeth of the second conveyor gear are half as large as those of the first conveyor gear. This has the advantage that the delivery volume of a tooth gap of the first delivery wheel formed by the engagement of a tooth of the second delivery gear wheel is reduced to a maximum of the delivery volume of a delivery chamber of the second delivery gear. In this case, return chambers are formed with a sufficiently large return volume to ensure a return of the entire conveyed through the second conveyor gear fluid.
  • the two successive interdental spaces are hydraulically coupled together in the meshing region of the conveyor gears. This ensures in an advantageous manner that during the engagement phase, an exchange of the fluid between the coupled interdental spaces can take place and thus the funded in a delivery chamber of the second delivery gear fluid is distributed to both delivery chambers.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that in the region between the combing of the two conveyor gears and the outlet channel, an additional gear is arranged, which meshes with the first conveyor gear.
  • a further advantageous embodiment of the invention is also seen in that the second conveyor gear is smaller than the first conveyor gear.
  • the transmission ratio between the first and the second feed gear is 3: 1.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that the first and / or the second conveyor gear has an involute toothing.
  • This tooth shape is characterized by a particularly simple production.
  • the teeth of the first and / or the second conveyor gear have asymmetrical flanks.
  • the engagement behavior of the two meshing conveyor gears can be improved in an advantageous manner.
  • the additional gear is formed as a third conveyor gear, which meshes with a fourth conveyor gear analogous to the first and second conveyor gear, wherein a second feed channel is provided, which in Combination of the third and fourth conveyor gear opens into the working chamber, and wherein the outlet channel opens in the region of the first conveyor gear away from the combing of the conveyor gears in the working chamber.
  • an advantageous embodiment of the invention provides that a separate drive gear is provided, which meshes with one of the conveyor gears. It is further provided that the drive gear between the combing of the first and second conveyor gear and the combing of the first and third conveyor gear is arranged and is in engagement with the first conveyor gear. Since the drive gear is not in contact with the pressure medium, this can be avoided in a particularly advantageous manner sealing problems.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the conveyor gears are formed as gear rings.
  • This embodiment has the advantage that the conveyor gears can consist of significantly less material and thus the mass moment of inertia and the total weight is reduced.
  • the rotating shafts In contrast to conventional gears, the rotating shafts must be stored at both ends consuming, can be provided in gear rings depending on the size and training only a single bearing.
  • FIG. 1 shows a conventional rotary displacement machine with two conveyor gears Z1, Z2.
  • the two conveyor gears Z1, Z2 are housed in a working chamber 11 of the housing 10, wherein each of the two conveyor gears Z1, Z2 is rotatably disposed in a separate gear chamber 111,112.
  • the two conveyor gears Z1, Z2 form a comb portion 12, in which the teeth 21,22 of the two gears Z1, Z2 are in mutual engagement.
  • This conventional rotary displacement machine can operate as a gear motor or gear pump depending on the application.
  • a supply channel 13 is provided on the pressure side, which opens in the combing region 12 of the two conveyor gears Z1, Z2 in the working chamber 11.
  • a connection for introducing fluid into the supply channel 13 is provided (not shown here).
  • an outlet channel 14 is provided in the low pressure zone of the gear motor.
  • the direction of rotation of the gears is indicated by arrows.
  • the teeth 21, 22 located in the meshing region 12 of the two conveyor gears Z1, Z2 prevent the backflow of the fluid into the prechamber.
  • the torque generated during the rotation of the conveyor gears Z1, Z2 is usually tapped via an external shaft, which is often formed as a guided through the housing 10 axis R1, R2 of the conveyor gears Z1, Z2.
  • the recirculating displacement machine shown in Figure 1 can be operated in both flow directions both as a pump and as a motor.
  • FIG. 2 shows a rotary displacement machine 1 according to the invention with a housing 10 and two conveyor gears Z1, Z2.
  • the conveyor gears Z1, Z2 are exemplified as gear rings (often referred to as toothed rings) and arranged in the housing 10 of the rotary displacement machine 1 such that they mesh with each other in a region 13.
  • the conveyor gears Z1, Z2 are rotatably mounted about a respective fixed axis R1, R2.
  • balls 41,42 are provided for storage in the present example between the axis R1, R2 and Zz ring Z1, Z2 balls 41,42 are provided. For reasons of clarity, only a few balls 41, 42 have been drawn, of which only one has been provided with a reference numeral.
  • the transmission ratio between the first and the second conveyor gear Z1, Z2 is approximately 3: 1 in the present example.
  • the pressurized fluid flows during the normal operation of the rotary displacement machine 1 as a gear motor from the supply channel 13 in the antechamber of the working chamber 11 and passes between the teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2.
  • a torque is generated that acts on the two conveyor gears Z1, Z2, whereby they are rotated in the direction indicated by arrows in rotation.
  • the fluid is carried along by the teeth 21, 22 of the two conveyor gears Z1, Z2 and transported in the conveying chambers 31, 32 defined by the interdental spaces in the indicated direction.
  • a first delivery chamber 31 is formed between a first and a second tooth 211, 212 of the first delivery wheel Z1, and a second delivery chamber 32 is formed between a third and a fourth tooth 221, 222 of the second delivery gear Z2.
  • a return volume VR in the two Delivery chambers 31,32 is defined, which corresponds to at least the delivery volume V2 of the second delivery chamber 32 during the entire engagement phase of said teeth 211,212,221,222. If this condition is not met, it may under certain circumstances come to the backflow of the fluid on the opposite side of the Vorhunt 130 Kämm Kunststoffs 12, which may affect the functionality of Umlaufverdrängermaschine.
  • the first delivery chamber 31 reduced by the engagement of the third tooth 221 together with the second delivery chamber 32 reduced by the engagement of the first tooth 211 forms a total volume defining a return chamber.
  • the absorption capacity of a recirculation chamber ie its return volume VR, is so great that it can completely absorb the contents of the second delivery chamber 32.
  • the fluid conveyed in the delivery chamber 32 of the second toothed wheel Z2 is transported via the combing region 12 back to the prechamber 130 in the return chamber formed by the toothed engagement. This ensures that the fluid conveyed by the second conveying gear Z2 can be returned to the pre-chamber 130 via the combing region 12, while the fluid conveyed by the first conveying gear Z1 is discharged via the outlet channel 14.
  • the fluid consumption that is to say the so-called absorption volume of the geared motor
  • this reduction can amount to up to half of the total volume of fluid delivered by both conveyor gears Z1, Z2.
  • a separate gear Z3 is provided in FIG. 2, which meshes with the first conveying gear Z1.
  • the toothed wheel Z3, which serves both as a drive and as an output, depending on the application, will always be referred to below as a drive gear.
  • the normal operation of the Umlaufverdrängermaschine as a gear motor serving as abrasion gear Z3 has a housing 10 of the Umlaufverdrängermaschine piercing shaft R3, which is for the purpose of torque transmission with other, not shown in detail mechanical means in connection.
  • a gear ratio between the drive wheel Z3 and the aborted (driven) conveyor gear Z1 of at least 1: 3 has been found three.
  • a hydraulic connection between the two successive interdental spaces can be produced by means of special recesses in the trailing edges of the toothed wheels Z1, Z2. These recesses may e.g. be formed in the trailing edges of one or both gears Z1, Z2 longitudinal grooves extending over a portion of the trailing edges (not shown here).
  • Figure 3 shows schematically the engagement behavior of the first and the second conveyor gear Z1, Z2 according to a first embodiment of the invention.
  • Two intermeshing conveyor gears Z1, Z2 are shown by way of example.
  • the invention to increase the distance between the axes R1, R2 of the first and second conveyor gear Z1, Z2, so that the teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 engage only partially. Since the mutual engagement of the teeth 21,22 takes place only partially, the volume of the delivery chambers 31,32 of both conveyor gears Z1, Z2 in the engagement phase of the teeth 21,22 is not reduced as much as would be the case with a complete engagement.
  • the delivery volume is one in maximum engagement Delivery chamber 31,32 one of the gears Z1, Z2 reduced to about half.
  • the formed by the reduced delivery volume of a delivery chamber 31 of the first conveyor gear Z1 and the reduced delivery volume of an immediately following delivery chamber 32 of the second conveyor gear Z2 return volume in the entire engagement phase is not less than the delivery volume a delivery chamber 32 of the second conveyor gear Z2, as otherwise a backwater and associated therewith threatens a blockade of the gear motor.
  • the total delivery volume of two delivery chambers 31, 32 of the two gearwheels Z1, Z2 located in the maximizing engagement corresponds exactly to the delivery volume of the delivery chamber 32 of the second delivery gearwheel Z2.
  • the fluid conveyed by rotation of the conveyor gears Z1, Z2 in the feed chambers 32 of the second feed gear Z2 is uniformly distributed in the engagement phase to the reduced feed chambers 31, 32 of the two feed gear teeth Z1, Z2 and arrives a further rotation of the conveyor gears Z1, Z2 back into the pressure range of the engine.
  • the "consumption" of the fluid and thus the so-called absorption volume of the hydraulic motor are reduced.
  • the distribution of the fluid to the two reduced delivery chambers 31, 32 depends primarily on the Tooth forms of the participating teeth 21,22, wherein the tooth shape of the first and second gear Z1, Z2, as described in the following embodiment, may well differ from each other.
  • FIG. 4 shows schematically the engagement behavior of the first and the second conveyor gear Z1, Z2 according to another embodiment of the invention.
  • both conveyor gears Z1, Z2 substantially identical tooth width in the form of a substantially identical axial extent of the toothed elements 21,22 and substantially identical root diameter dF1, DF2.
  • both conveyor gears Z1, Z2 differ in the size of the tip diameter d1, d2, so that the toothed elements 22 of the second feed gear Z2 are smaller compared to those of the first feed gear Z1.
  • the tooth height of the second conveying gear Z2 defined by the difference between the head and root diameter dK2, dF2 in the present example is approximately half the tooth height of the first conveying wheel Z1. As shown in FIG.
  • a delivery chamber 32 formed by a space between teeth of the second delivery gear Z2 is almost completely filled by a tooth 211 of the first delivery gear Z1 when it meshes. Due to the smaller tip diameter d2 of the second feed gear Z2, however, a tooth 221 of the second feed gear Z2 only partially engages the feed chamber 31 formed by a tooth gap of the first feed gear Z1, thereby reducing the fillable volume of the feed chamber 31 to about half.
  • the fluid delivered during regular operation of the rotary displacement machine in a conveying chamber 32 formed by a tooth space of the second conveying gear Z2 is distributed in the combing region 12 of the two conveying gears Z1, Z2 analogously to the example shown in FIG. 3 on two consecutive interdental spaces of the two conveying gears Z1, Z2 ,
  • the fluid passes almost completely into the corresponding delivery chamber 31 of the first conveyor gear Z1, so that it is filled in the maximum engagement position in about half.
  • the fluid was displaced almost completely from the second delivery chamber 32 by the tooth engagement.
  • the teeth 22 of the second conveyor gear Z2 exemplarily shown in Figure 4 are approximately half as high as that of the first conveyor gear Z1.
  • the delivery volume, which is reduced by the engagement of a tooth 22, of the delivery chamber 31 of the first delivery wheel Z1 defined by an interdental space approximately corresponds to the delivery volume of a delivery chamber 32 of the second delivery gear Z2. Therefore, in principle, gear pairs are conceivable, which have a different tooth height ratio due to a special tooth shape, as the embodiment shown here.
  • a combination of two different size conveyor gears Z1, Z2 can be provided, wherein a transmission ratio between the first and the second conveyor gear Z1, Z2 of about 3: 1 has proven to be particularly advantageous. Due to the different root diameter dF1, dF2 and the different axial extent of the tooth elements of these conveyor gears Z1, Z2 also slightly different engagement conditions of the toothing elements of the example shown in Figure 4. In this case, a corresponding adaptation of the geometric configuration of the tooth flanks may be necessary.
  • the return volume formed by the mutual engagement of two teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 in two successive delivery chamber 31,32 of the two gears Z1, Z2 may not be smaller than the delivery volume of a delivery chamber 32 of the second conveyor gear Z2, otherwise a backflow of the fluid may occur, which can lead to the blockage of Umlaufverdrängerkaschine.
  • the teeth 21,22 of these conveyor gears Z1, Z2 therefore consist of a particularly resistant material.
  • a special surface hardening can be provided for the flanks of the teeth involved.
  • FIG 5 shows a cross section through a particular embodiment of the invention, in which the Umlaufverdrängerkaschine 1 is designed as a two-stage gear motor.
  • the rotary displacement machine 1 has two engines Z, Z 'coupled to one another, each of which alone constitutes a motor unit.
  • the two motor units Z, Z 'each consist of two intermeshing conveyor gears Z1, Z2, Z1', Z2 ', which are arranged in circular gear chambers 111,112,111', 112 '.
  • the first and second conveyor gear Z1, Z2 and the third and the fourth conveyor gear Z1 ', Z2' respectively in the manner of one of the embodiments shown in Figures 2 to 4 with each other.
  • the first and second gear chambers 111, 112 are part of a first working chamber 11, while the third and fourth gear chambers 111 ', 112' are surrounded by a second working chamber 11 'in communication with the first working chamber 11.
  • both motor units Z, Z ' can be equipped with identical or different engines.
  • the in FIG Circulating displacement machine 1 shown in FIG. 5 each has a separate supply channel 13, 13 'for each of the two motor units Z, Z'.
  • both motor units Z, Z ' have a common outlet channel 14.
  • the area of the outlet channel 14 is hydraulically sealed off from the remaining areas of the working chambers 11, 11 'of the rotary displacement machine 1 by the common combing area of the first and third conveyor gear teeth Z1, Z1'.
  • grooves in the meshing region 121 of the first and third conveyor gear Z1, Z1' can be provided in a conventional manner.
  • both motor units Z, Z ' serve a common drive gear Z3, which here preferably meshes with the first feed gear Z1.
  • the abrasion can also take place directly via a shaft of one of the gears Z1, Z2, Z1 ', Z2'.
  • Both motor units Z, Z ' can be switched on separately, so that the circulating displacement machine 1 operating as a motor, depending on the design of the individual conveying wheels Z1, Z2, Z1', Z2 ', has two or three power levels.
  • the Umlaufverdrängermaschine shown in Figure 5 can also be used as a gear pump with two coupled pumping units Z, Z ', due to the separate feed channels 13,13' of the two pumping units Z, Z 'also sucked two different fluids and can be discharged together via the outlet channel 14.
  • the two pumping units Z, Z 'different mixing ratios of the two fluids can be realized.
  • Figures 6A and 6B show two embodiments of a housing 10 according to the invention for one in the preceding Embodiments described Umlaufverdrängermaschine in an exploded view.
  • the housing 10 in the first embodiment consists essentially of a solid housing block 100 and the housing block 100 frontally limiting flange cover 102.
  • the housing block has a working chamber 11, which consists essentially of two circular recesses 111,112 which have a common overlap region 12.
  • Each of these recesses 111,112 serves as a gear chamber for a respective conveying gear Z1, Z2 (not shown here), wherein the conveyor gears mesh with each other in the overlap region 12 of the recesses 111,112.
  • the recesses 111,112 are formed in the housing block 10 to a predetermined depth.
  • the height of the housing block 100 is determined primarily by the predetermined depth of the recesses 111,112, wherein the working chamber depending on the application must have a sufficiently thick bottom.
  • the housing 10 To support conveyor gears Z1, Z2, which are formed as gear rings to store within the gear chambers 111,112, the housing 10, as in the present example, the case, two fixed shafts R1, R2 have.
  • the shafts R1, R2 can be both part of the housing block 100 and fixed with this.
  • a further circular recess 111 ' is made, which overlaps with the first gear chamber 111.
  • the third recess 111 ' serves as a gear chamber for an additional gear Z1', which is engaged with the first conveying gear Z1.
  • the additional gear Z1 ' serves to prevent the return of the fluid through the first conveyor gear Z1. It can, as in the present example, the case, at the same time serve as a drive gear Z3 of Umlaufverdrängermaschine.
  • the drive gear Z3 is designed as a separate gear which meshes with the first feed gear Z1.
  • An opening is provided in the flange cover 102, through which the drive wheel shaft R3 of the drive gear Z3 rotatably mounted in the housing 10 emerges from the housing 10 (not shown here).
  • the housing 10 shown by way of example in FIG. 6A has a rectangular shape. In general, however, the housing 10 will have a form adapted to the contour of the working chamber as much as possible. This can save material and thus weight. Furthermore, it can also be used to reduce the installation size.
  • the recesses 111, 112 shown in FIG. 6A have, for example, approximately the same diameter. If the conveyor gears Z1, Z2 have a different gear ratio, the recesses 111,112 also differ.
  • a supply and an outlet channel 13,14 is provided for a fluid, wherein the feed channel 13 is formed in the present example as a bore in a side wall of the housing block 100. As indicated in FIG. 6A, the feed channel 13 opens into the working chamber 11 in the overlap region 12 of the recesses 111, 112. Also, the outlet channel 14 is formed in the present example as a bore in a side wall. This leads away from the overlap region 12 directly into the first gear chamber 111 a.
  • the flange cover 102 is fixedly connected to the housing block and closes the working chamber 11 hydraulically tight.
  • the front side of the housing block 110 and the underside of the flange cover 102 have suitable sealing surfaces.
  • the connection of the flange 102 with the housing block 100 is usually carried out by means of conventional fastening means, which will not be discussed here in detail.
  • the dimensioning of the housing 10 and the material used for this depends primarily on the particular application of the rotary displacement machine 1.
  • special applications e.g. In the industrial sector, which work with particularly high pressures, are mainly particularly stable metal housing in question.
  • plastic housings are also conceivable, e.g. produced by the plastic injection technique.
  • FIG. 6B shows a further exemplary embodiment of the housing according to the invention.
  • the housing 10 has a first and a second working chamber 11,11 'for receiving a first and a second coupled to the first engine Z, Z' on.
  • four recesses 111,112,111 ', 112' are provided within the center block 101, which are formed as through holes.
  • the first and the second recess 111, 112 as well as the third and the fourth recess 111 ', 112' each have a common overlapping region 12, 12 'which serves as a combing area for each of the embodiments shown in FIGS Engaging conveyor gears Z1, Z2 or Z1'Z2 'is used.
  • a common intersecting portion 121 is provided between the first and third gear chambers 111, 111 'serving as a combing portion for the first and third feed gears Z1, Z1'.
  • both motor units Z, Z ' can be equipped with identical or different engines.
  • the rotary displacement machine 1 shown in FIG. 6B has one each separate feed channel 13,13 'on.
  • each of the two feed channels 13,13 ' opens in a manner shown in Figures 2 and 5 in the respective working chamber 11,11' a.
  • only one common outlet channel 14 is provided for both motor units Z, Z 'in the overlapping region 121 of the first and the third gear chamber 111, 111'.
  • grooves in the flange 102,103 may be provided in a conventional manner (not shown here).
  • the housing block is designed as a middle block 101, which is bounded on both sides by a flange cover 102, 103.
  • the gear chambers 111, 112, 111 ', 112' are provided as through recesses, which are formed as holes in the center block 101 and completely pass through them.
  • recesses are also provided, which serve to support the gears Z1, Z2, Z3.
  • the Ab- or drive takes place in this example by means of a rotating with the first gear Z1 shaft R1.
  • an opening is provided within the first flange cover 102, which is equipped with conventional storage and sealing means (not shown here).

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Abstract

The invention relates to a positive displacement circulating motor, comprising a first and a second externally-toothed drive gearwheel (Z1, Z2) and a housing (10), whereby a working chamber (11), with a first and a second gearwheel chamber (111, 112), is embodied in the housing (10). The first drive gearwheel (Z1) is arranged to rotate in the first and the second drive gear wheel to rotate in the second gearwheel chamber (111, 112) and the drive gearwheels engage with each other in an overlap region for the gearwheel chambers (111, 112). Pumping chambers (31, 32) for a fluid are defined between the teeth (21, 22) of each drive gearwheel (Z1, Z2), with an inlet and an outlet channel (13, 14) for the fluid, whereby the inlet channel (13) opens into the engaging region (12) for the drive gearwheels (Z1, Z2) in a pre-chamber (130) to the working chamber (11), the outlet channel (14) opens outside the engaging region (12) into the first gearwheel chamber (111) and the fluid pumped into the pumping chamber (32) of the second drive gearwheel (Z2) is recycled to the pre-chamber (130) through the engaging region.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umlaufverdrängermaschine, insbesondere einen hydraulischen Außenzahnradmotor, gemäß dem Oberbegriff das Patentanspruchs 1, der ein reduziertes Schluckvolumen aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine solche Umlaufverdrängermaschine.The invention relates to a circulation displacement machine, in particular a hydraulic external gear motor, according to the preamble of claim 1, which has a reduced displacement. Furthermore, the invention relates to a housing for such a rotary displacement machine.

Umlaufverdrängermaschinen mit außenverzahnten Zahnrädern können als hydraulische Motoren bzw. Pumpen arbeiten und weisen in der Regel ein zwei miteinander kämmende Förderzahnräder umfassendes Triebwerk auf. Dabei wird das Triebwerk im Falle eines hydraulischen Außenzahnradmotors durch die Förderung eines mit Druck beaufschlagten Fluids von einer Druckseite zu einer Niederdruckseite angetrieben. Hauptkennwerte der hydraulische Motoren sind das theoretisch abgebbare Enddrehmoment sowie der Antriebsdrehzahlbereich. Eine wesentliche Rolle für die Auswahl der hydraulischen Motoren spielt auch das geometrische Verdrängungsvolumen, auch Schluckvolumen genannt.Outer gear recirculating scroll machines can operate as hydraulic motors or pumps and typically include an engine comprising two intermeshing conveyor gears. In this case, in the case of a hydraulic external gear motor, the engine is driven by the delivery of a pressurized fluid from a pressure side to a low pressure side. The main characteristic values of the hydraulic motors are the theoretical final torque as well as the drive speed range. An essential role in the selection of hydraulic motors also plays the geometric displacement volume, also called displacement.

Hingegen zeichnen sich die als hydraulische Außenzahnradpumpen arbeitende Umlaufverdrängermaschinen dadurch aus, dass ein Antrieb der miteinander kämmenden Förderzahnräder erfolgt, wodurch ein Fluid von einer Saugseite der Pumpe zu einer Druckseite gefördert wird.On the other hand, working as hydraulic external gear pumps Umlaufverdrängermaschinen distinguished by the fact that a drive of the meshing conveyor gears takes place, whereby a fluid is conveyed from a suction side of the pump to a pressure side.

Eine solche als Zahnradmotor bzw. Zahnradpumpe arbeitende Umlaufverdrängermaschine ist z.B. aus der DE 2242269 A1 bekannt.Such a rotary displacement machine operating as a gear motor is geared e.g. known from DE 2242269 A1.

Konventionelle Außenzahnradmotoren weisen in der Regel um ortsfeste Achsen drehbar angeordnete, außenverzahnte Zahnräder auf, die miteinander kämmen. Der durch Zähne, Zahnlücken und die Gehäusewände gebildete Verdrängungsraum, ändert mit der Drehung der Räder und dem Zahneingriff sein Volumen.Conventional external gear motors typically have externally toothed rotations about fixed axes Gears on, which mesh with each other. The displacement space formed by teeth, tooth gaps and the housing walls, changes its volume with the rotation of the wheels and the meshing.

Bei diesen herkömmlich als Zahnradmotoren arbeitenden Umlaufverdrängermaschinen findet der Antrieb der Förderzahnräder durch Verdrängung des Betriebsfluids statt. Dabei wird das Fluid in den Förderkammern der Förderzahnräder gefördert. Die Menge des pro Umdrehung verbrauchten Fluids bestimmt das Schluckvolumen des Motors. Da sich das Fluid in der Regel in einem Kreislauf befindet, muss das verbrauchte Fluid wieder der Druckseite zugeführt werden.In these rotary displacement machines, which conventionally operate as geared motors, the drive of the conveyor gears takes place by displacement of the operating fluid. In this case, the fluid is conveyed in the delivery chambers of the conveyor gears. The amount of fluid consumed per revolution determines the displacement of the engine. Since the fluid is usually in a circuit, the spent fluid must be fed back to the pressure side.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Umlaufverdrängermaschine bereitzustellen, die im Betrieb als Motor einen geringeres Schluckvolumen aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Gehäuse für eine solche Umlaufverdrängermaschine vorzusehen.Based on this prior art, it is an object of the invention to provide a recirculating displacement machine, which has a lower displacement during operation as a motor. It is another object of the invention to provide a housing for such a rotary displacement machine.

Diese Aufgabe wird mit einer Umlaufverdrängermaschine mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 sowie mit einem Gehäuse gemäß Patentanspruch 17 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved with a rotary displacement machine with the features according to claim 1 and with a housing according to claim 17. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß der Erfindung ist eine Umlaufverdrängermaschine mit einem ersten und einem zweiten außenverzahnten Förderzahnrad und einem Gehäuse vorgesehen, wobei im Gehäuse eine Arbeitskammer ausgebildet ist, die eine erste und eine zweite Zahnradkammer umfasst. Dabei ist das erste Förderzahnrad in der ersten und das zweite Förderzahnrad in der zweiten Zahnradkammer drehbar so angeordnet, dass die Förderzahnräder in einem Überschneidungsbereich der Zahnradkammern miteinander kämmen. Zwischen den Zähnen jedes Förderzahnrades sind Förderkammern für ein Fluid definiert. Ferner ist ein Zuführ- und einem Auslasskanal für das Fluid vorgesehen, wobei der Zuführkanal im Kämmbereich der Förderzahnräder in eine Vorkammer der Arbeitskammer einmündet und wobei der Auslasskanal abseits des Kämmbereichs in die erste Zahnradkammer einmündet. In den Förderkammern des zweiten Förderzahnrades gefördertes Fluid wird dabei über den Kämmbereich in die Vorkammer zurückgeführt.According to the invention, there is provided a recirculating displacement machine having first and second externally toothed conveying gears and a housing, wherein in the housing a working chamber is formed, which comprises a first and a second gear chamber. In this case, the first conveying gear in the first and the second conveying gear in the second gear chamber is rotatably arranged so that the conveying gears mesh with each other in an overlapping region of the gear chambers. Between the teeth of each conveyor gear pumping chambers are defined for a fluid. Furthermore, a supply and an outlet channel is provided for the fluid, wherein the feed channel in the meshing region of the conveyor gears opens into an antechamber of the working chamber and wherein the outlet channel opens into the first gear chamber away from the combing region. In the delivery chambers of the second conveyor gear promoted fluid is thereby returned via the combing in the antechamber.

Eine solchermaßen ausgebildete Umlaufverdrängermaschine weist insbesondere im Betrieb als Zahnradmotor gegenüber herkömmlichen Umlaufverdrängermaschinen besondere Vorteile auf. Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Konzepts ist, dass durch die spezielle Ausgestaltung und Anordnung der beiden Förderzahnräder sowie der speziellen Anordnung des Auslasskanals eine Rückführung eines Teils des verdrängten Fluids erfolgt. Hierdurch wird im Betrieb als Zahnradmotor die verbrauchte Fluidmenge reduziert.Such a trained Umlaufverdrängermaschine has in particular during operation as a gear motor over conventional Umlaufverdrängerkaschinen on special advantages. An essential aspect of the inventive concept is that due to the special configuration and arrangement of the two conveyor gears and the special arrangement of the outlet channel, a return of a part of the displaced fluid takes place. As a result, the consumed amount of fluid is reduced during operation as a gear motor.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass zwischen einem ersten und einem zweiten Zahn des ersten Förderrades eine erste Förderkammer und zwischen einem dritten und einem vierten Zahn des zweiten Förderzahnrades eine zweite Förderkammer gebildet ist. Dabei kommen die Zähne in der Eingriffsphase derart miteinander im Eingriff, dass durch den Eingriff des dritten Zahns in die erste Förderkammer und den gleichzeitigen Eingriff des ersten Zahns in die zweite Förderkammer ein Rückführvolumen in den beiden Förderkammern definiert wird, das während der gesamten Eingriffsphase der Zähne mindestens dem Fördervolumen der zweiten Förderkammer entspricht. Hierdurch wird auf eine besonders vorteilhafte Weise erreicht, dass das durch das zweite Förderzahnrad geförderte Fluid zurückgeführt wird.A particularly advantageous embodiment of the device according to the invention provides that a first delivery chamber is formed between a first and a second tooth of the first delivery wheel and a second delivery chamber is formed between a third and a fourth tooth of the second delivery gear. In this case, the teeth come into engagement with one another in the engagement phase such that a return volume in the two delivery chambers is defined by the engagement of the third tooth in the first delivery chamber and the simultaneous engagement of the first tooth in the second delivery chamber, during the entire engagement phase of the teeth at least the delivery volume of the second delivery chamber corresponds. As a result, it is achieved in a particularly advantageous manner that the fluid conveyed through the second conveyor gear wheel is returned.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der Achsabstand der Förderzahnräder so gewählt ist, so dass die Zähne der Förderzahnräder nur teilweise ineinander greifen. Hierdurch wird in einer besonders einfachen Weise eine Rückführkammer zur Rückführung des in den Förderkammern des zweiten Förderrades transportierten Fluids erzeugt.A further advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the center distance of the conveyor gears is selected so that the teeth of the conveyor gears only partially interlock. hereby In a particularly simple manner, a return chamber is created for returning the fluid transported into the delivery chambers of the second delivery wheel.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Höhe der Zähne des zweiten Förderzahnrades geringer ist als die des ersten Förderzahnrades. Auch hierdurch wird in einer besonders vorteilhaften Weise eine Rückführkammer zur Rückführung des in den Förderkammern des zweiten Förderrades transportierten Fluids erzeugt.In a further particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that the height of the teeth of the second conveyor gear is less than that of the first conveyor gear. This also produces a return chamber for returning the fluid transported into the delivery chambers of the second delivery wheel in a particularly advantageous manner.

Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Zähne des zweiten Förderzahnrades halb so groß sind, wie die des ersten Förderzahnrades. Dies hat den Vorteil, dass das durch den Eingriff eines Zahns des zweiten Förderzahnrades gebildete Fördervolumen eines Zahnzwischenraum des ersten Förderrades maximal auf das Fördervolumen einer Förderkammer des zweiten Förderzahnrades reduziert wird. Dabei werden Rückführkammern mit einem ausreichend großen Rückführvolumen gebildet, um eine Rückführung des gesamten durch das zweite Förderzahnrad geförderten Fluids sicherzustellen.Furthermore, an advantageous embodiment of the invention provides that the teeth of the second conveyor gear are half as large as those of the first conveyor gear. This has the advantage that the delivery volume of a tooth gap of the first delivery wheel formed by the engagement of a tooth of the second delivery gear wheel is reduced to a maximum of the delivery volume of a delivery chamber of the second delivery gear. In this case, return chambers are formed with a sufficiently large return volume to ensure a return of the entire conveyed through the second conveyor gear fluid.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden aufeinander folgenden Zahnzwischenräume im Kämmbereich der Förderzahnräder hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Dies stellt in einer vorteilhaften Weise sicher, dass während der Eingriffphase ein Austausch des Fluids zwischen den gekoppelten Zahnzwischenräumen erfolgen kann und somit das in einer Förderkammer des zweiten Förderzahnrades geförderte Fluid auf beide Förderkammern verteilt wird.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the two successive interdental spaces are hydraulically coupled together in the meshing region of the conveyor gears. This ensures in an advantageous manner that during the engagement phase, an exchange of the fluid between the coupled interdental spaces can take place and thus the funded in a delivery chamber of the second delivery gear fluid is distributed to both delivery chambers.

Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass im Bereich zwischen dem Kämmbereich der beiden Förderzahnräder und dem Auslasskanal ein zusätzliches Zahnrad angeordnet ist, das mit dem ersten Förderzahnrad kämmt. Hierdurch wird in einer vorteilhaften Weise der Rückfluss des durch das erste Förderzahnrad vom Zuführ- zum Auslasskanal transportierten Arbeitsfluides verhindert.Furthermore, an advantageous embodiment of the invention provides that in the region between the combing of the two conveyor gears and the outlet channel, an additional gear is arranged, which meshes with the first conveyor gear. As a result, in an advantageous manner, the return flow of the working fluid transported by the first conveying gear from the supply channel to the outlet channel is prevented.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch darin gesehen, dass das zweite Förderzahnrad kleiner ist als das erste Förderzahnrad. Hierdurch kann eine verbesserte Laufeigenschaft der erfindungsgemäßen Umlaufverdrängermaschine erreicht werden. Ferner lässt sich hiermit die günstige Bauform erreichen.A further advantageous embodiment of the invention is also seen in that the second conveyor gear is smaller than the first conveyor gear. As a result, an improved running property of the rotary displacement machine according to the invention can be achieved. Furthermore, hereby the favorable design can be achieved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Förderzahnrad 3:1 beträgt. Hierdurch lässt sich Vorteilhafterweise eine besonders gute Laufeigenschaft der erfindungsgemäßen Umlaufverdrängermaschine erreichen.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the transmission ratio between the first and the second feed gear is 3: 1. As a result, advantageously a particularly good running property of the rotary displacement machine according to the invention can be achieved.

Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass das erste und/oder das zweite Förderzahnrad eine Evolventen-Verzahnung aufweist. Diese Verzahnungsform zeichnet sich durch eine besonders einfache Herstellung aus.Furthermore, an advantageous embodiment of the invention provides that the first and / or the second conveyor gear has an involute toothing. This tooth shape is characterized by a particularly simple production.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zähne des ersten und/oder des zweiten Förderzahnrades asymmetrische Flanken aufweisen. Durch eine asymmetrische Flankengestaltung der Zahnräder kann das Eingriffsverhalten der beiden miteinander kämmenden Förderzahnräder auf eine vorteilhafte Weise verbessert werden.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the teeth of the first and / or the second conveyor gear have asymmetrical flanks. By an asymmetric flank design of the gears, the engagement behavior of the two meshing conveyor gears can be improved in an advantageous manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das zusätzliche Zahnrad als ein drittes Förderzahnrad ausgebildet ist, das mit einem vierten Förderzahnrad analog zum ersten und zweiten Förderzahnrad kämmt, wobei ein zweiter Zuführkanal vorgesehen ist, der im Kämmbereich des dritten und vierten Förderzahnrades in die Arbeitskammer einmündet, und wobei der Auslasskanal im Bereich des ersten Förderzahnrades abseits des Kämmbereichs der Förderzahnräder in die Arbeitskammer einmündet. Hierdurch wird Vorteilhafterweise eine mehrstufige Umlaufverdrängermaschine gebildet. Durch die Kombination der beiden Einheiten kann Material und Gewicht eingespart werden. Ferner lässt sich somit die Einbaugröße reduzieren.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the additional gear is formed as a third conveyor gear, which meshes with a fourth conveyor gear analogous to the first and second conveyor gear, wherein a second feed channel is provided, which in Combination of the third and fourth conveyor gear opens into the working chamber, and wherein the outlet channel opens in the region of the first conveyor gear away from the combing of the conveyor gears in the working chamber. As a result, a multi-stage rotary displacement machine is advantageously formed. The combination of the two units saves material and weight. Furthermore, thus the installation size can be reduced.

Ferner sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass ein gesondertes Antriebszahnrad vorgesehen ist, das mit einem der Förderzahnräder kämmt. Ferner ist vorgesehen, dass das Antriebszahnrad zwischen dem Kämmbereich des ersten und zweiten Förderzahnrades und dem Kämmbereich des ersten und dritten Förderzahnrades angeordnet ist und mit dem ersten Förderzahnrad im Eingriff steht. Da das Antriebszahnrad nicht mit dem Druckmedium im Kontakt steht, können hierdurch auf eine besonders vorteilhafte Weise Dichtungsprobleme umgangen werden.Furthermore, an advantageous embodiment of the invention provides that a separate drive gear is provided, which meshes with one of the conveyor gears. It is further provided that the drive gear between the combing of the first and second conveyor gear and the combing of the first and third conveyor gear is arranged and is in engagement with the first conveyor gear. Since the drive gear is not in contact with the pressure medium, this can be avoided in a particularly advantageous manner sealing problems.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Förderzahnräder als Zahnradringe ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Förderzahnräder aus deutlich weniger Material bestehen können und somit das Massenträgheitsmoment sowie das Gesamtgewicht reduziert wird. Im Unterschied zu herkömmlichen Zahnrädern, deren drehenden Wellen an beiden Enden aufwendig gelagert werden müssen, kann bei Zahnradringen je nach Größe und Ausbildung nur ein einziges Lager vorgesehen sein.A further advantageous embodiment of the invention provides that the conveyor gears are formed as gear rings. This embodiment has the advantage that the conveyor gears can consist of significantly less material and thus the mass moment of inertia and the total weight is reduced. In contrast to conventional gears, the rotating shafts must be stored at both ends consuming, can be provided in gear rings depending on the size and training only a single bearing.

Im Folgendem wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher dargestellt. Dabei zeigen:

  • Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine herkömmliche Umlaufverdrängermaschine,
  • Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch eine Umlaufverdrängermaschine gemäß der Erfindung,
  • Fig. 3 eine Detaildarstellung des Eingriffsbereichs des ersten und des zweiten Förderzahnrades mit verschobenen Zahnradachsen gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • Fig. 4 eine Detaildarstellung des Eingriffsbereichs der Förderzahnräder mit reduzierter Zahnhöhe des zweiten Förderzahnrades gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine als zweistufiger Zahnradmotor ausgebildete Umlaufverdrängermaschine mit zwei Antriebseinheiten gemäß der Erfindung, und
  • Fig. 6A und 6B zwei Ausführungsbeispiele für ein Gehäuse für eine Umlaufverdrängermaschine gemäß der Erfindung.
In the following the invention is illustrated in more detail with reference to drawings. Showing:
  • 1 shows schematically a cross section through a conventional rotary displacement machine,
  • 2 schematically shows a cross section through a rotary displacement machine according to the invention,
  • 3 is a detailed view of the engagement region of the first and the second conveyor gear with shifted gear axes according to a first embodiment of the invention,
  • 4 is a detail view of the engagement portion of the reduced-tooth feed gears of the second feed gear according to a second embodiment of the invention;
  • Fig. 5 shows a schematic cross section through a designed as a two-stage gear motor Umlaufverdrängermaschine with two drive units according to the invention, and
  • 6A and 6B show two embodiments of a housing for a rotary displacement machine according to the invention.

In der Figur 1 ist eine herkömmliche Umlaufverdrängermaschine mit zwei Förderzahnrädern Z1,Z2 dargestellt. Die beiden Förderzahnräder Z1,Z2 sind dabei in einer Arbeitskammer 11 des Gehäuses 10 untergebracht, wobei jedes der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 in einer eigenen Zahnradkammer 111,112 drehbar angeordnet ist. Die beiden Förderzahnräder Z1,Z2 bilden einen Kammbereich 12, in dem die Zähne 21,22 der beiden Zahnräder Z1,Z2 im gegenseitigen Eingriff stehen. FIG. 1 shows a conventional rotary displacement machine with two conveyor gears Z1, Z2. The two conveyor gears Z1, Z2 are housed in a working chamber 11 of the housing 10, wherein each of the two conveyor gears Z1, Z2 is rotatably disposed in a separate gear chamber 111,112. The two conveyor gears Z1, Z2 form a comb portion 12, in which the teeth 21,22 of the two gears Z1, Z2 are in mutual engagement.

Diese herkömmliche Umlaufverdrängermaschine kann je nach Anwendung als Zahnradmotor oder Zahnradpumpe arbeiten.This conventional rotary displacement machine can operate as a gear motor or gear pump depending on the application.

Beim Betrieb als hydraulischer Zahnradmotor treibt ein unter Druck stehendes Fluid die Förderzahnräder Z1,Z2 an. Als Fluid wird dabei in der Regel ein Hydrauliköl verwendet.When operating as a hydraulic gear motor drives a pressurized fluid to the conveyor gears Z1, Z2. As a fluid, a hydraulic oil is usually used.

Zur Zuführung des mit Druck beaufschlagten Fluids ist auf der Druckseite ein Zuführkanal 13 vorgesehen, der im Kämmbereich 12 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 in die Arbeitskammer 11 einmündet. An der Außenseite des Gehäuses 10 ist ein Anschluss zu Einleitung von Fluid in den Zuführkanal 13 vorgesehen (hier nicht gezeigt). Zur Abführung des verdrängten Fluids ist in der Niederdruckzone des Zahnradmotors ein Auslasskanal 14 vorgesehen. Über die Zuführmündung des Zuführkanals 13 gelangt während des Betriebs des Zahnradmotors das zu fördernde Fluid über eine Vorkammer 130 der Arbeitskammer 11 in durch die Zahnzwischenräume der Förderzahnräder Z1,Z2 gebildete Förderkammern 31,32 und wird im vorliegendem Fall nach etwa einer dreiviertel Umdrehung der Förderzahnräder Z1,Z2 auf der Niederdruckzone über den Auslasskanal 14 wieder ausgestoßen. Die Drehrichtung der Zahnräder ist durch Pfeile angedeutet. Die sich im Kämmbereich 12 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 im gegenseitigen Eingriff befindlichen Zähne 21,22 verhindern den Rückfluss des Fluids in die Vorkammer. Das bei der Drehung der Förderzahnräder Z1,Z2 erzeugte Drehmoment wird in der Regel über eine externe Welle abgegriffen, die häufig als eine durch das Gehäuse 10 durchgeführte Achse R1,R2 eines der Förderzahnräder Z1,Z2 ausgebildet ist.For supplying the pressurized fluid, a supply channel 13 is provided on the pressure side, which opens in the combing region 12 of the two conveyor gears Z1, Z2 in the working chamber 11. On the outside of the housing 10, a connection for introducing fluid into the supply channel 13 is provided (not shown here). To discharge the displaced fluid, an outlet channel 14 is provided in the low pressure zone of the gear motor. Through the feed mouth of the feed channel 13 passes during operation of the gear motor, the fluid to be pumped via an antechamber 130 of the working chamber 11 formed by the interdental spaces of the conveyor gears Z1, Z2 feed chambers 31,32 and is in the present case after about a three quarters rotation of the conveyor gears Z1 , Z2 on the low pressure zone via the outlet channel 14 again expelled. The direction of rotation of the gears is indicated by arrows. The teeth 21, 22 located in the meshing region 12 of the two conveyor gears Z1, Z2 prevent the backflow of the fluid into the prechamber. The torque generated during the rotation of the conveyor gears Z1, Z2 is usually tapped via an external shaft, which is often formed as a guided through the housing 10 axis R1, R2 of the conveyor gears Z1, Z2.

Wird die in Figur 1 gezeigte herkömmliche Umlaufverdrängermaschine hingegen als Pumpe betrieben, so wird durch den Antrieb der Förderzahnräder Z1,Z2 ein Druckgefälle zwischen dem Zuführkanal 13 und dem Auslasskanal 14 erzeugt. Dabei wird durch den Zuführkanal 13 in die Arbeitskammer 11 gelangendes Fluid durch die Drehung der Förderzahnräder Z1,Z2 angesaugt und nach etwa einer dreiviertel Umdrehung in der Druckzone der Pumpe über den Auslasskanal 14 wieder ausgestoßen. Der Antrieb der Förderzahnräder Z1,Z2 findet ebenfalls über die externe Welle statt, wobei in der Regel nur eines der Förderzahnräder Z1,Z2 angetrieben wird.By contrast, if the conventional rotary displacement machine shown in FIG. 1 is operated as a pump, a pressure gradient between the feed channel 13 and the outlet channel 14 is generated by the drive of the conveyor gears Z1, Z2. In this case, sucked through the feed channel 13 into the working chamber 11 fluid sucked by the rotation of the conveyor gears Z1, Z2 and ejected after about a three quarters turn in the pressure zone of the pump via the outlet channel 14 again. The drive of the conveyor gears Z1, Z2 also takes place via the external shaft, with usually only one of the conveyor gears Z1, Z2 is driven.

Aufgrund der Symmetrie des Aufbaus kann die in Figur 1 dargestellte Umlaufverdrängermaschine in beiden Strömungsrichtungen sowohl als Pumpe als auch als Motor betreiben werden.Due to the symmetry of the structure, the recirculating displacement machine shown in Figure 1 can be operated in both flow directions both as a pump and as a motor.

In der Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Umlaufverdrängermaschine 1 mit einem Gehäuse 10 und zwei Förderzahnrädern Z1,Z2 gezeigt. Die Förderzahnräder Z1,Z2 sind dabei beispielhaft als Zahnradringe (häufig auch als Zahnringe bezeichnet) ausgebildet und in dem Gehäuse 10 der Umlaufverdrängermaschine 1 derart angeordnet, dass sie in einem Bereich 13 miteinander kämmen. Die Förderzahnräder Z1,Z2 sind um jeweils eine feststehende Achse R1,R2 drehbar gelagert. Zur Lagerung sind im vorliegendem Beispiel zwischen Achse R1,R2 und Förderzahnring Z1,Z2 jeweils Kugeln 41,42 vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurden nur einige Kugeln 41,42 eingezeichnet, von denen jeweils nur eine mit einem Bezugszeichen versehen wurde. FIG. 2 shows a rotary displacement machine 1 according to the invention with a housing 10 and two conveyor gears Z1, Z2. The conveyor gears Z1, Z2 are exemplified as gear rings (often referred to as toothed rings) and arranged in the housing 10 of the rotary displacement machine 1 such that they mesh with each other in a region 13. The conveyor gears Z1, Z2 are rotatably mounted about a respective fixed axis R1, R2. For storage in the present example between the axis R1, R2 and Zz ring Z1, Z2 balls 41,42 are provided. For reasons of clarity, only a few balls 41, 42 have been drawn, of which only one has been provided with a reference numeral.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Förderzahnrad Z1,Z2 beträgt im vorliegendem Beispiel etwa 3:1.The transmission ratio between the first and the second conveyor gear Z1, Z2 is approximately 3: 1 in the present example.

Das mit Druck beaufschlagte Fluid strömt während des bestimmungsgemäßen Betriebs der Umlaufverdrängermaschine 1 als Zahnradmotor aus dem Zuführkanal 13 in die Vorkammer der Arbeitskammer 11 und gelangt zwischen die Zähne 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2. Durch den dabei auf die Flanken der Zähne 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 wirkenden Druck wird ein Drehmoment erzeugt, dass auf die beiden Förderzahnräder Z1,Z2 wirkt, wodurch diese in der durch Pfeile angedeuteten Richtung in Drehung versetzt werden. Bei der Drehung der Förderzahnräder Z1,Z2 wird das Fluid von den Zähnen 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 mitgenommen und in den durch die Zahnzwischenräume definierten Förderkammern 31,32 in der angedeuteten Richtung transportiert. Während das in den Förderkammern 31 des ersten Zahnrades Z1 geförderte Fluid in an sich bekannter Weise den Auslasskanal 14 erreicht, wird das in den durch die Zahnzwischenräume des zweiten Förderzahnrades Z1 geförderte Fluid vollständig über den Kämmbereich 12 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 in die Vorkammer 130 zurückgeführt. Hierzu sind im vorliegendem Beispiel die Achsen R1,R2 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 erfindungsgemäß derart verschoben, dass die Zähne 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 während der Eingriffphase nur teilweise ineinander greifen.The pressurized fluid flows during the normal operation of the rotary displacement machine 1 as a gear motor from the supply channel 13 in the antechamber of the working chamber 11 and passes between the teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2. By acting on the flanks of the teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 pressure, a torque is generated that acts on the two conveyor gears Z1, Z2, whereby they are rotated in the direction indicated by arrows in rotation. During the rotation of the conveyor gears Z1, Z2, the fluid is carried along by the teeth 21, 22 of the two conveyor gears Z1, Z2 and transported in the conveying chambers 31, 32 defined by the interdental spaces in the indicated direction. While promoted in the delivery chambers 31 of the first gear Z1 Fluid reaches the outlet channel 14 in a manner known per se, the fluid conveyed back through the interdental spaces of the second conveyor gear Z1 is returned to the pre-chamber 130 completely via the combing area 12 of the two conveyor gears Z1, Z2. For this purpose, in the present example, the axes R1, R2 of the two conveyor gears Z1, Z2 according to the invention shifted such that the teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 engage only partially during the engagement phase.

Wie in der Figur 2 gezeigt ist, ist zwischen einem ersten und einem zweiten Zahn 211,212 des ersten Förderrades Z1 eine erste Förderkammer 31 und zwischen einem dritten und einem vierten Zahn 221,222 des zweiten Förderzahnrades Z2 eine zweite Förderkammer 32 ausgebildet.As shown in FIG. 2, a first delivery chamber 31 is formed between a first and a second tooth 211, 212 of the first delivery wheel Z1, and a second delivery chamber 32 is formed between a third and a fourth tooth 221, 222 of the second delivery gear Z2.

Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zähne 211,212,221,222 in einer Eingriffsphase derart miteinander im Eingriff kommen, dass durch den Eingriff des dritten Zahns 221 in die erste Förderkammer 31 und den gleichzeitigen Eingriff des ersten Zahns 211 in die zweite Förderkammer 32 ein Rückführvolumen VR in den beiden Förderkammern 31,32 definiert wird, das während der gesamten Eingriffsphase der besagten Zähne 211,212,221,222 mindestens dem Fördervolumen V2 der zweiten Förderkammer 32 entspricht. Sofern diese Bedingung nicht erfüllt ist, kann es unter Umständen zum Rückstau des Fluids auf der der Vorkammer 130 gegenüberliegenden Seite des Kämmbereichs 12 kommen, was sie Funktionalität der Umlaufverdrängermaschine beeinträchtigen kann.It is provided according to the invention that the teeth 211,212,221,222 come into engagement with each other in an engagement phase that by the engagement of the third tooth 221 in the first delivery chamber 31 and the simultaneous engagement of the first tooth 211 in the second delivery chamber 32, a return volume VR in the two Delivery chambers 31,32 is defined, which corresponds to at least the delivery volume V2 of the second delivery chamber 32 during the entire engagement phase of said teeth 211,212,221,222. If this condition is not met, it may under certain circumstances come to the backflow of the fluid on the opposite side of the Vorkammer 130 Kämmbereichs 12, which may affect the functionality of Umlaufverdrängermaschine.

Mit anderen Worten bildet die durch den Eingriff des dritten Zahns 221 reduzierte erste Förderkammer 31 zusammen mit der durch den Eingriff des ersten Zahns 211 reduzierten zweiten Förderkammer 32 ein Gesamtvolumen, das eine Rückführkammer definiert. Dabei ist die Aufnahmekapazität einer Rückführkammer, also deren Rückführvolumen VR, so groß, dass sie den Inhalt der zweiten Förderkammer 32 vollständig aufnehmen kann. Durch die Drehung der Zahnräder Z1,Z2 wird das in der Förderkammer 32 des zweiten Zahnrades Z2 geförderte Fluid in der durch den Zahneingriff entstandenen Rückführkammer über den Kämmbereich 12 zurück zur Vorkammer 130 transportiert. Hierdurch wird sichergestellt, dass das durch des zweite Förderzahnrad Z2 geförderte Fluid über den Kämmbereich 12 in die Vorkammer 130 zurückgeführt werden kann, während das durch des erste Förderzahnrad Z1 geförderte Fluid über den Auslasskanal 14 abgeführt wird.In other words, the first delivery chamber 31 reduced by the engagement of the third tooth 221 together with the second delivery chamber 32 reduced by the engagement of the first tooth 211 forms a total volume defining a return chamber. The absorption capacity of a recirculation chamber, ie its return volume VR, is so great that it can completely absorb the contents of the second delivery chamber 32. As a result of the rotation of the toothed wheels Z1, Z2, the fluid conveyed in the delivery chamber 32 of the second toothed wheel Z2 is transported via the combing region 12 back to the prechamber 130 in the return chamber formed by the toothed engagement. This ensures that the fluid conveyed by the second conveying gear Z2 can be returned to the pre-chamber 130 via the combing region 12, while the fluid conveyed by the first conveying gear Z1 is discharged via the outlet channel 14.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der Fluidverbrauch, also das sogenannte Schluckvolumen des Zahnradmotors bei gleicher Geschwindigkeit und Leistung im Wesentlichen reduziert. Diese Reduktion kann je nach Ausgestaltung bis zur Hälfte des gesamten durch beide Förderzahnräder Z1,Z2 geförderten Fluidvolumen betragen.As a result of this embodiment according to the invention, the fluid consumption, that is to say the so-called absorption volume of the geared motor, is substantially reduced at the same speed and power. Depending on the configuration, this reduction can amount to up to half of the total volume of fluid delivered by both conveyor gears Z1, Z2.

Zur Übertragung des Drehmomentes der als Zahnradmotor arbeitenden Umlaufverdrängermaschine ist in Figur 2 ein gesondertes Zahnrad Z3 vorgesehen, das mit dem ersten Förderzahnrad Z1 kämmt. Zwecks Übersichtlichkeit wird das je nach Anwendung sowohl als Antrieb als auch als Abtrieb dienende Zahnrad Z3 im Folgenden stets als Antriebszahnrad bezeichnet. Das im bestimmungsgemäßen Betrieb der Umlaufverdrängermaschine als Zahnradmotor als Abrieb dienende Zahnrad Z3 weist eine das Gehäuse 10 der Umlaufverdrängermaschine durchstoßende Welle R3 auf, die zwecks Drehmomentübertragung mit weiteren, hier nicht näher gezeigten mechanischen Mitteln in Verbindung steht. Als besonders vorteilhaft für die Drehmomentübertragung und die Reduzierung von Laufgeräuschen hat sich ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsrad Z3 und dem abgetriebenem (angetriebenem) Förderzahnrad Z1 von mindesten 1:3 drei herausgestellt.In order to transmit the torque of the rotary displacement machine operating as a gear motor, a separate gear Z3 is provided in FIG. 2, which meshes with the first conveying gear Z1. For the sake of clarity, the toothed wheel Z3, which serves both as a drive and as an output, depending on the application, will always be referred to below as a drive gear. The normal operation of the Umlaufverdrängermaschine as a gear motor serving as abrasion gear Z3 has a housing 10 of the Umlaufverdrängermaschine piercing shaft R3, which is for the purpose of torque transmission with other, not shown in detail mechanical means in connection. As a particularly advantageous for the transmission of torque and the reduction of running noise, a gear ratio between the drive wheel Z3 and the aborted (driven) conveyor gear Z1 of at least 1: 3 has been found three.

Wie in Figur 2 dargestellt, ist das Antriebszahnrad Z3 zwischen dem Kämmbereich 12 des ersten und des zweiten Förderzahnrades Z1,Z2 und dem Kämmbereich 121 des ersten und des dritten Förderzahnrades Z1,Z1' angeordnet. Da dieser Bereich während des Betriebs der Umlaufverdrängermaschine 1 im Wesentlichen frei von Fluid ist, kann durch diese spezielle Anordnung auf eine aufwendige Abdichtung der Welle des Antriebszahnrads Z3 verzichtet werden.As shown in Figure 2, the drive gear Z3 between the combing region 12 of the first and second conveying gear Z1, Z2 and the combing region 121 of the first and third conveying gear Z1, Z1 '. Since this area is substantially free of fluid during the operation of the rotary displacement machine 1, a complex sealing of the shaft of the drive gear Z3 can be dispensed with by means of this special arrangement.

Für einen ruhigeren Betrieb des hydraulischen Zahnradmotors kann es notwendig sein, das Rückflankenspiel der beiden Zahnräder zu minimieren, so dass während der Eingriffsphase auch die Rückflanken der Zähne 21,22 beiden Zahnräder Z1,Z2 mechanisch miteinander in Kontakt stehen. Um in diesem Fall in der Eingriffsphase den hydraulischen Ausgleich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zahnzwischenräumen sicherzustellen, kann eine hydraulische Verbindung zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Zahnzwischenräumen durch spezielle Ausnehmungen in den Rückflanken der Zahnräder Z1,Z2 hergestellt werden. Diese Ausnehmungen können z.B. in den Rückflanken eines der oder beider Zahnräder Z1,Z2 ausgebildete Längsnuten sein, die sich über einen Teilbereich der Rückflanken erstrecken (hier nicht gezeigt).For a quieter operation of the hydraulic gear motor, it may be necessary to minimize the backlash of the two gears, so that during the engagement phase and the trailing edges of the teeth 21,22 two gears Z1, Z2 are mechanically in contact. In this case, in order to ensure the hydraulic compensation between two successive interdental spaces in the engagement phase, a hydraulic connection between the two successive interdental spaces can be produced by means of special recesses in the trailing edges of the toothed wheels Z1, Z2. These recesses may e.g. be formed in the trailing edges of one or both gears Z1, Z2 longitudinal grooves extending over a portion of the trailing edges (not shown here).

Figur 3 zeigt schematisch das Eingriffverhalten des ersten und des zweiten Förderzahnrades Z1,Z2 gemäß einer ersten Ausgestaltungsform der Erfindung. Dabei sind beispielhaft zwei miteinander kämmende Förderzahnräder Z1,Z2 dargestellt. Erfindungsgemäß vorgesehen, den Abstand zwischen den Achsen R1,R2 des ersten und des zweiten Förderzahnrades Z1,Z2 zu vergrößern, so dass die Zähne 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 nur teilweise ineinander greifen. Da der gegenseitige Eingriff der Zähne 21,22 nur teilweise erfolgt, wird das Volumen der Förderkammern 31,32 beider Förderzahnräder Z1,Z2 in der Eingriffsphase der Zähne 21,22 nicht so stark reduziert, wie dies bei einem vollständigen Eingriff der Fall wäre. Im vorliegendem Beispiel wird das Fördervolumen einer sich im Maximaleingriff befindlichen Förderkammer 31,32 eines der Zahnräder Z1,Z2 auf etwa die Hälfte reduziert. Wesentlich für die Ausführbarkeit dieser Ausführungsform der Erfindung ist, dass das durch das reduzierte Fördervolumen einer Förderkammer 31 des ersten Förderzahnrads Z1 und das reduzierte Fördervolumen einer unmittelbar darauf folgenden Förderkammer 32 des zweiten Förderzahnrads Z2 gebildete Rückführvolumen in der gesamten Eingriffphase nicht geringer ausfällt, als das Fördervolumen einer Förderkammer 32 des zweiten Förderzahnrads Z2, da sonst ein Rückstau und damit verbunden eine Blockade des Zahnradmotors droht. Vorteilhafterweise entspricht das Gesamtfördervolumen zweier sich im Maximanleingriff befindlichen Förderkammern 31,32 der beiden Zahnräder Z1,Z2 genau dem Fördervolumen der Förderkammer 32 des zweiten Förderzahnrads Z2. Figure 3 shows schematically the engagement behavior of the first and the second conveyor gear Z1, Z2 according to a first embodiment of the invention. Two intermeshing conveyor gears Z1, Z2 are shown by way of example. According to the invention, to increase the distance between the axes R1, R2 of the first and second conveyor gear Z1, Z2, so that the teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 engage only partially. Since the mutual engagement of the teeth 21,22 takes place only partially, the volume of the delivery chambers 31,32 of both conveyor gears Z1, Z2 in the engagement phase of the teeth 21,22 is not reduced as much as would be the case with a complete engagement. In the present example, the delivery volume is one in maximum engagement Delivery chamber 31,32 one of the gears Z1, Z2 reduced to about half. Essential for the feasibility of this embodiment of the invention is that the formed by the reduced delivery volume of a delivery chamber 31 of the first conveyor gear Z1 and the reduced delivery volume of an immediately following delivery chamber 32 of the second conveyor gear Z2 return volume in the entire engagement phase is not less than the delivery volume a delivery chamber 32 of the second conveyor gear Z2, as otherwise a backwater and associated therewith threatens a blockade of the gear motor. Advantageously, the total delivery volume of two delivery chambers 31, 32 of the two gearwheels Z1, Z2 located in the maximizing engagement corresponds exactly to the delivery volume of the delivery chamber 32 of the second delivery gearwheel Z2.

Durch diese besondere Ausgestaltung wird beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Zahnradmotors das durch eine Drehung der Förderzahnräder Z1,Z2 in den Förderkammern 32 des zweiten Förderzahnrades Z2 geförderte Fluid in der Eingriffsphase gleichmäßig auf die reduzierten Förderkammern 31,32 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 verteilt und gelangt bei einer weiteren Drehung der Förderzahnräder Z1,Z2 wieder in den Druckbereich des Motors. Durch diese erfindungsgemäße Rückführung des durch das zweite Förderzahnrad Z2 geförderten Fluids wird der "Verbrauch" des Fluids und somit das sogenannte Schluckvolumen des Hydromotors reduziert.Due to this particular embodiment, during normal operation of the gear motor, the fluid conveyed by rotation of the conveyor gears Z1, Z2 in the feed chambers 32 of the second feed gear Z2 is uniformly distributed in the engagement phase to the reduced feed chambers 31, 32 of the two feed gear teeth Z1, Z2 and arrives a further rotation of the conveyor gears Z1, Z2 back into the pressure range of the engine. As a result of this inventive feedback of the fluid conveyed through the second conveying gear Z2, the "consumption" of the fluid and thus the so-called absorption volume of the hydraulic motor are reduced.

In Figur 3 sind beispielhaft zwei im Wesentlichen identische Förderzahnräder Z1,Z2 dargestellt. Es ist im Sinne der Erfindung auch Zahnradkombinationen mit verschiedenen Zahnradgrößen vorzusehen. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Förderzahnrad Z1,Z2 von etwa 3:1 erwiesen.In Figure 3, two substantially identical conveyor gears Z1, Z2 are exemplified. It is within the meaning of the invention to provide gear combinations with different gear sizes. In this case, a transmission ratio between the first and the second conveyor gear Z1, Z2 of about 3: 1 has proved to be particularly advantageous.

Ferner hängt die Verteilung des Fluids auf die beiden reduzierten Förderkammern 31,32 in erste Linie von den Zahnformen der beteiligen Zähne 21,22 ab, wobei die Zahnform des ersten und des zweiten Zahnrades Z1,Z2, wie im nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben, sich durchaus voneinander unterscheiden können.Furthermore, the distribution of the fluid to the two reduced delivery chambers 31, 32 depends primarily on the Tooth forms of the participating teeth 21,22, wherein the tooth shape of the first and second gear Z1, Z2, as described in the following embodiment, may well differ from each other.

Figur 4 zeigt schematisch das Eingriffverhalten des ersten und des zweiten Förderzahnrades Z1,Z2 gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei weisen beide Förderzahnräder Z1,Z2 im Wesentlichen identische Verzahnungsbreite in Form einer im Wesentlich identischen axialen Erstreckung der Verzahnungselemente 21,22 sowie im Wesentlichen identische Fußkreisdurchmesser dF1,dF2 auf. Beide Förderzahnräder Z1,Z2 unterscheiden sich jedoch hinsichtlich der Größe des Kopfkreisdurchmessers d1,d2, so dass die Verzahnungselemente 22 des zweiten Förderzahnrades Z2 kleiner im Vergleich zu denen des ersten Förderzahnrad Z1 sind. Die durch die Differenz zwischen Kopf- und Fußkreisdurchmesser dK2,dF2 definierte Zahnhöhe des zweiten Förderzahnrades Z2 beträgt im vorliegendem Beispiel etwa der Hälfte der Zahnhöhe des ersten Förderrades Z1. Wie in Figur 4 gezeigt ist, wird eine durch einen Zahnzwischenraum des zweiten Förderzahnrades Z2 gebildete Förderkammer 32 beim Eingriff eines Zahns 211 des ersten Förderzahnrades Z1 durch diesen fast vollständig ausgefüllt. Aufgrund des geringeren Kopfkreisdurchmessers d2 des zweiten Förderzahnrades Z2 greift ein Zahn 221 des zweiten Förderzahnrades Z2 hingegen nur teilweise in die durch einen Zahnzwischenraum des ersten Förderzahnrades Z1 gebildete Förderkammer 31 ein, so dass dabei das befüllbare Volumen der Förderkammer 31 auf etwa die Hälfte reduziert wird. Figure 4 shows schematically the engagement behavior of the first and the second conveyor gear Z1, Z2 according to another embodiment of the invention. In this case, both conveyor gears Z1, Z2 substantially identical tooth width in the form of a substantially identical axial extent of the toothed elements 21,22 and substantially identical root diameter dF1, DF2. However, both conveyor gears Z1, Z2 differ in the size of the tip diameter d1, d2, so that the toothed elements 22 of the second feed gear Z2 are smaller compared to those of the first feed gear Z1. The tooth height of the second conveying gear Z2 defined by the difference between the head and root diameter dK2, dF2 in the present example is approximately half the tooth height of the first conveying wheel Z1. As shown in FIG. 4, a delivery chamber 32 formed by a space between teeth of the second delivery gear Z2 is almost completely filled by a tooth 211 of the first delivery gear Z1 when it meshes. Due to the smaller tip diameter d2 of the second feed gear Z2, however, a tooth 221 of the second feed gear Z2 only partially engages the feed chamber 31 formed by a tooth gap of the first feed gear Z1, thereby reducing the fillable volume of the feed chamber 31 to about half.

Das während des regulären Betriebs der Umlaufverdrängermaschine in einer durch einen Zahnzwischenraum des zweiten Förderzahnrades Z2 gebildeten Förderkammer 32 geförderte Fluid verteilt sich im Kämmbereich 12 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 analog zu dem in Figur 3 gezeigten Beispiel auf zwei aufeinanderfolgende Zahnzwischenräume der beiden Förderzahnräder Z1,Z2. Durch den tiefen Eingriff der Zähne 21 des ersten Förderzahnrades Z1 in die Förderkammern 32 des zweiten Zahnrades Z2 gelangt das Fluid fast vollständig in die entsprechende Förderkammer 31 des ersten Förderzahnrades Z1, so dass diese in der maximalen Eingriffposition in etwa zur Hälfte gefüllt ist. Hingegen wurde das Fluid durch den Zahneingriff fast vollständig aus der zweiten Förderkammer 32 verdrängt.The fluid delivered during regular operation of the rotary displacement machine in a conveying chamber 32 formed by a tooth space of the second conveying gear Z2 is distributed in the combing region 12 of the two conveying gears Z1, Z2 analogously to the example shown in FIG. 3 on two consecutive interdental spaces of the two conveying gears Z1, Z2 , By the Deep engagement of the teeth 21 of the first conveyor gear Z1 in the delivery chambers 32 of the second gear Z2, the fluid passes almost completely into the corresponding delivery chamber 31 of the first conveyor gear Z1, so that it is filled in the maximum engagement position in about half. By contrast, the fluid was displaced almost completely from the second delivery chamber 32 by the tooth engagement.

Die Zähne 22 des in Figur 4 beispielhaft gezeigten zweiten Förderzahnrades Z2 sind in etwa halb so hoch wie die des ersten Förderzahnrades Z1. Wesentlich für dieses Ausführungsbeispiel ist jedoch, dass das durch den Eingriff eines Zahns 22 reduzierte Fördervolumen der durch einen Zahnzwischenraum definierten Förderkammer 31 des ersten Förderrades Z1 in etwa dem Fördervolumen einer Förderkammer 32 des zweiten Förderzahnrades Z2 entspricht. Daher sind grundsätzlich auch Zahnradpaare denkbar, die aufgrund einer besonderen Zahnform ein anderes Zahnhöhenverhältnis aufweisen, wie das hier gezeigte Ausführungsbeispiel.The teeth 22 of the second conveyor gear Z2 exemplarily shown in Figure 4 are approximately half as high as that of the first conveyor gear Z1. However, it is essential for this exemplary embodiment that the delivery volume, which is reduced by the engagement of a tooth 22, of the delivery chamber 31 of the first delivery wheel Z1 defined by an interdental space approximately corresponds to the delivery volume of a delivery chamber 32 of the second delivery gear Z2. Therefore, in principle, gear pairs are conceivable, which have a different tooth height ratio due to a special tooth shape, as the embodiment shown here.

Allerdings kann auch eine Kombination zweier unterschiedlich großen Förderzahnräder Z1,Z2 vorgesehen sein, wobei sich ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Förderzahnrad Z1,Z2 von etwa 3:1 als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Aufgrund des unterschiedlichen Fußkreisdurchmessers dF1,dF2 sowie der unterschiedlichen axialen Erstreckung der Verzahnungselemente dieser Förderzahnräder Z1,Z2 ergeben sich auch geringfügig abweichende Eingriffsverhältnisse der Verzahnungselemente von dem in Figur 4 dargestellten Beispiel. Hierbei kann eine entsprechende Anpassung der geometrischen Ausgestaltung der Zahnflanken notwendig sein.However, a combination of two different size conveyor gears Z1, Z2 can be provided, wherein a transmission ratio between the first and the second conveyor gear Z1, Z2 of about 3: 1 has proven to be particularly advantageous. Due to the different root diameter dF1, dF2 and the different axial extent of the tooth elements of these conveyor gears Z1, Z2 also slightly different engagement conditions of the toothing elements of the example shown in Figure 4. In this case, a corresponding adaptation of the geometric configuration of the tooth flanks may be necessary.

Ferner ist auch eine Kombination der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Konzepte denkbar, wobei eine Verschiebung der Zahnradachsen der Förderzahnräder Z1,Z2 vorliegt und beide Zahnräder unterschiedliche Zahnformen bzw. Zahnhöhen aufweisen.Furthermore, a combination of the concepts shown in Figures 3 and 4 is conceivable, wherein a displacement of the gear axes of the conveyor gears Z1, Z2 is present and both gears have different tooth shapes and tooth heights.

Allerdings darf das durch den gegenseitigen Eingriff zweier Zähne 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 in zwei aufeinanderfolgende Förderkammer 31,32 der beiden Zahnräder Z1,Z2 gebildete Rückführvolumen nicht geringer ausfallen, als das Fördervolumen einer Förderkammer 32 des zweiten Förderzahnrades Z2, da ansonsten ein Rückstau des Fluids auftreten kann, der zur Blockade der Umlaufverdrängermaschine führen kann.However, the return volume formed by the mutual engagement of two teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 in two successive delivery chamber 31,32 of the two gears Z1, Z2 may not be smaller than the delivery volume of a delivery chamber 32 of the second conveyor gear Z2, otherwise a backflow of the fluid may occur, which can lead to the blockage of Umlaufverdrängerkaschine.

Durch die geringere Zahnhöhe des zweiten Förderzahnrads Z2 bzw. den nur teilweise erfolgenden Zahneingriff sind die beteiligten Zähne 21,22 der beiden Förderzahnräder Z1,Z2 grundsätzlich einer höheren Belastung ausgesetzt. Vorteilhafterweise bestehen die Zähne 21,22 dieser Förderzahnräder Z1,Z2 daher aus einem besonders resistentem Material. Außerdem kann für die Flanken der beteiligten Zähne eine besondere Oberflächenhärtung vorgesehen sein.Due to the lower tooth height of the second feed gear Z2 or the only partial tooth engagement involved teeth 21,22 of the two conveyor gears Z1, Z2 are always exposed to a higher load. Advantageously, the teeth 21,22 of these conveyor gears Z1, Z2 therefore consist of a particularly resistant material. In addition, a special surface hardening can be provided for the flanks of the teeth involved.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine besondere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Umlaufverdrängermaschine 1 als ein zweistufiger Zahnradmotor ausgebildet ist. Hierzu weist die Umlaufverdrängermaschine 1 zwei miteinander gekoppelte Triebwerke Z,Z', die jeweils für sich allein eine Motoreinheit darstellen. Die beiden Motoreinheiten Z,Z' bestehen aus jeweils zwei miteinander kämmenden Förderzahnrädern Z1,Z2,Z1',Z2', die in kreisrunden Zahnradkammern 111,112,111',112' angeordnet sind. Dabei stehen das erste und das zweite Förderzahnrad Z1,Z2 sowie das dritte und das vierte Förderzahnrad Z1',Z2' jeweils nach Art eines der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele miteinander im Eingriff. Die erste und zweite Zahnradkammer 111,112 sind dabei Bestandteil einer ersten Arbeitskammer 11, während die dritte und vierte Zahnradkammer 111',112' von einer mit der ersten Arbeitskammer 11 in Verbindung stehenden zweiten Arbeitskammer 11' umfasst werden. Je nach Anwendungsfall können beide Motoreinheiten Z,Z' mit identischen oder mit unterschiedlichen Triebwerken ausgestattet sein. Die in Figur 5 dargestellte Umlaufverdrängermaschine 1 weist jeweils einen separaten Zuführkanal 13,13' für jeden der beiden Motoreinheiten Z,Z' auf. Hingegen weisen beide Motoreinheiten Z,Z' einen gemeinsamen Auslasskanal 14 auf. Durch den gemeinsamen Kämmbereich des ersten und des dritten Förderzahnrades Z1,Z1' wird der Bereich des Auslasskanals 14 gegenüber der restlichen Bereichen der Arbeitskammern 11,11' der Umlaufverdrängermaschine 1 hydraulisch abgedichtet. Zur Reduktion des Quetschwassereffektes, der beim Eingriff der beiden Förderzahnräder Z1,Z1' entstehen kann, können in an sich bekannter Weise Nuten im Kämmbereich 121 des ersten und des dritten Förderzahnrades Z1,Z1' vorgesehen sein. Figure 5 shows a cross section through a particular embodiment of the invention, in which the Umlaufverdrängerkaschine 1 is designed as a two-stage gear motor. For this purpose, the rotary displacement machine 1 has two engines Z, Z 'coupled to one another, each of which alone constitutes a motor unit. The two motor units Z, Z 'each consist of two intermeshing conveyor gears Z1, Z2, Z1', Z2 ', which are arranged in circular gear chambers 111,112,111', 112 '. Here are the first and second conveyor gear Z1, Z2 and the third and the fourth conveyor gear Z1 ', Z2' respectively in the manner of one of the embodiments shown in Figures 2 to 4 with each other. The first and second gear chambers 111, 112 are part of a first working chamber 11, while the third and fourth gear chambers 111 ', 112' are surrounded by a second working chamber 11 'in communication with the first working chamber 11. Depending on the application, both motor units Z, Z 'can be equipped with identical or different engines. The in FIG Circulating displacement machine 1 shown in FIG. 5 each has a separate supply channel 13, 13 'for each of the two motor units Z, Z'. On the other hand, both motor units Z, Z 'have a common outlet channel 14. The area of the outlet channel 14 is hydraulically sealed off from the remaining areas of the working chambers 11, 11 'of the rotary displacement machine 1 by the common combing area of the first and third conveyor gear teeth Z1, Z1'. To reduce the Quetschwassereffektes, which may arise during engagement of the two conveyor gears Z1, Z1 ', grooves in the meshing region 121 of the first and third conveyor gear Z1, Z1' can be provided in a conventional manner.

Zum Abrieb dient beiden Motoreinheiten Z,Z' ein gemeinsames Antriebszahnrad Z3, das hier vorzugsweise mit dem ersten Förderzahnrad Z1 kämmt. Allerdings kann der Abrieb auch direkt über eine Welle eines der Zahnräder Z1,Z2,Z1',Z2' erfolgen.For abrading, both motor units Z, Z 'serve a common drive gear Z3, which here preferably meshes with the first feed gear Z1. However, the abrasion can also take place directly via a shaft of one of the gears Z1, Z2, Z1 ', Z2'.

Beide Motoreinheiten Z,Z' können separat zugeschaltet werden, so dass die als Motor arbeitende Umlaufverdrängermaschine 1 je nach Ausgestaltungsform der einzelnen Förderräder Z1,Z2,Z1',Z2' zwei bzw. drei Leistungsstufen aufweist.Both motor units Z, Z 'can be switched on separately, so that the circulating displacement machine 1 operating as a motor, depending on the design of the individual conveying wheels Z1, Z2, Z1', Z2 ', has two or three power levels.

Durch einen externen Antrieb des Antriebsrades Z3 kann die in Figur 5 gezeigte Umlaufverdrängermaschine auch als Zahnradpumpe mit zwei gekoppelten Pumpeinheiten Z,Z' eingesetzt werden, wobei aufgrund der separaten Zuführkanäle 13,13' der beiden Pumpeinheiten Z,Z' auch zwei unterschiedliche Fluide angesaugt und gemeinsam über den Auslasskanal 14 abgegeben werden können. Durch unterschiedliche Ausgestaltung der beiden Pumpeinheiten Z,Z' können unterschiedliche Mischverhältnisse der beiden Fluide realisiert werden.By an external drive of the drive wheel Z3, the Umlaufverdrängermaschine shown in Figure 5 can also be used as a gear pump with two coupled pumping units Z, Z ', due to the separate feed channels 13,13' of the two pumping units Z, Z 'also sucked two different fluids and can be discharged together via the outlet channel 14. By different design of the two pumping units Z, Z 'different mixing ratios of the two fluids can be realized.

Die Figuren 6A und 6B zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Gehäuses 10 für eine in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschriebene Umlaufverdrängermaschine in explodierter Darstellung. Figures 6A and 6B show two embodiments of a housing 10 according to the invention for one in the preceding Embodiments described Umlaufverdrängermaschine in an exploded view.

Wie in der Figur 6A gezeigt, besteht das Gehäuse 10 im ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem massiven Gehäuseblock 100 und einem den Gehäuseblock 100 stirnseitig begrenzenden Flanschdeckel 102. Der Gehäuseblock weist eine Arbeitskammer 11 auf, die im Wesentlichen aus zwei kreisrunden Ausnehmungen 111,112 besteht, die einen gemeinsamen Überschneidungsbereich 12 aufweisen. Jede dieser Ausnehmungen 111,112 dient als eine Zahnradkammer für jeweils ein Förderzahnrad Z1,Z2 (hier nicht gezeigt), wobei die Förderzahnräder im Überschneidungsbereich 12 der Ausnehmungen 111,112 miteinander kämmen.As shown in Figure 6A , the housing 10 in the first embodiment consists essentially of a solid housing block 100 and the housing block 100 frontally limiting flange cover 102. The housing block has a working chamber 11, which consists essentially of two circular recesses 111,112 which have a common overlap region 12. Each of these recesses 111,112 serves as a gear chamber for a respective conveying gear Z1, Z2 (not shown here), wherein the conveyor gears mesh with each other in the overlap region 12 of the recesses 111,112.

Die Ausnehmungen 111,112 sind im Gehäuseblock 10 bis zu einer vorgegebenen Tiefe ausgebildet. Die Höhe des Gehäuseblocks 100 ist dabei in erster Linie durch die vorgegebene Tiefe der Ausnehmungen 111,112 bestimmt, wobei die Arbeitskammer je nach Anwendung einen ausreichend dicken Boden aufweisen muss.The recesses 111,112 are formed in the housing block 10 to a predetermined depth. The height of the housing block 100 is determined primarily by the predetermined depth of the recesses 111,112, wherein the working chamber depending on the application must have a sufficiently thick bottom.

Um Fördezahnräder Z1,Z2, die als Zahnradringe ausgebildet sind, innerhalb der Zahnradkammern 111,112 zu lagern, kann das Gehäuse 10, wie im vorliegendem Beispiel der Fall, zwei feststehende Wellen R1,R2 aufweisen. Die Wellen R1,R2 können dabei sowohl Teil des Gehäuseblocks 100 als auch mit diesem fixiert sein.To support conveyor gears Z1, Z2, which are formed as gear rings to store within the gear chambers 111,112, the housing 10, as in the present example, the case, two fixed shafts R1, R2 have. The shafts R1, R2 can be both part of the housing block 100 and fixed with this.

Ferner ist eine weitere kreisrunde Ausnehmung 111' gargestellt, die sich mit der ersten Zahnradkammer 111 überschneidet. Die dritte Ausnehmung 111' dient als Zahnradkammer für ein zusätzliches Zahnrad Z1', das mit dem ersten Förderzahnrad Z1 im Eingriff steht. Das zusätzliche Zahnrad Z1' dient dazu, der Rücktransport des Fluids durch das erste Förderzahnrad Z1 zu verhindern. Es kann, wie im vorliegenden Beispiel der Fall, gleichzeitig auch als Antriebzahnrad Z3 der Umlaufverdrängermaschine dienen. In der Regel ist das Antriebzahnrad Z3 jedoch als ein separates Zahnrad ausgebildet, das mit dem ersten Förderzahnrad Z1 kämmt. Im Flanschdeckel 102 ist eine Öffnung vorgesehen, durch die die im Gehäuse 10 drehend gelagerte Antriebsradwelle R3 des Antriebszahnrades Z3 aus dem Gehäuse 10 heraustritt (hier nicht gezeigt).Furthermore, a further circular recess 111 'is made, which overlaps with the first gear chamber 111. The third recess 111 'serves as a gear chamber for an additional gear Z1', which is engaged with the first conveying gear Z1. The additional gear Z1 'serves to prevent the return of the fluid through the first conveyor gear Z1. It can, as in the present example, the case, at the same time serve as a drive gear Z3 of Umlaufverdrängermaschine. In the In general, however, the drive gear Z3 is designed as a separate gear which meshes with the first feed gear Z1. An opening is provided in the flange cover 102, through which the drive wheel shaft R3 of the drive gear Z3 rotatably mounted in the housing 10 emerges from the housing 10 (not shown here).

Das in Figur 6A beispielhaft dargestellte Gehäuse 10 weist eine rechteckige Form auf. In der Regel wird das Gehäuse 10 jedoch eine der Kontur der Arbeitkammer möglichst angepasste Form aufweisen. Hierdurch lässt sich Material und damit auch Gewicht einsparen. Ferner kann damit auch die Einbaugröße reduziert werden.The housing 10 shown by way of example in FIG. 6A has a rectangular shape. In general, however, the housing 10 will have a form adapted to the contour of the working chamber as much as possible. This can save material and thus weight. Furthermore, it can also be used to reduce the installation size.

Die in Figur 6A dargestellten Ausnehmungen 111,112 weisen beispielhaft in etwa den gleichen Durchmesser auf. Sofern die Förderzahnräder Z1,Z2 ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis aufweisen, fallen auch die Ausnehmungen 111,112 unterschiedlich aus.The recesses 111, 112 shown in FIG. 6A have, for example, approximately the same diameter. If the conveyor gears Z1, Z2 have a different gear ratio, the recesses 111,112 also differ.

Innerhalb des Gehäuseblocks 100 ist ein Zuführ- und ein Auslasskanal 13,14 für ein Fluid vorgesehen, wobei der Zuführkanal 13 im vorliegendem Beispiel als eine Bohrung in einer Seitenwand des Gehäuseblocks 100 ausgebildet ist. Wie in Figur 6A angedeutet, mündet der Zuführkanal 13 im Überschneidungsbereich 12 der Ausnehmungen 111,112 in die Arbeitskammer 11 ein. Auch der Auslasskanal 14 ist im vorliegendem Beispiel als eine Bohrung in einer Seitenwand ausgebildet. Diese mündet abseits von dem Überschneidungsbereich 12 unmittelbar in die erste Zahnradkammer 111 ein.Within the housing block 100, a supply and an outlet channel 13,14 is provided for a fluid, wherein the feed channel 13 is formed in the present example as a bore in a side wall of the housing block 100. As indicated in FIG. 6A, the feed channel 13 opens into the working chamber 11 in the overlap region 12 of the recesses 111, 112. Also, the outlet channel 14 is formed in the present example as a bore in a side wall. This leads away from the overlap region 12 directly into the first gear chamber 111 a.

Im zusammengesetzten Zustand ist der Flanschdeckel 102 fest mit dem Gehäuseblock verbunden und schließt die Arbeitkammer 11 hydraulisch dicht ab. Hierbei kommen häufig spezielle Dichtungsmittel, z.B. in Form von Dichtungsringen zum Einsatz. Dazu kann die Stirnseite des Gehäuseblocks 110 und die Unterseite des Flanschdeckels 102 geeignete Dichtflächen aufweisen. Die Verbindung des Flanschdeckels 102 mit dem Gehäuseblock 100 erfolgt in der Regel mittels herkömmlicher Befestigungsmittel, auf die hier jedoch nicht näher eingegangen wird.In the assembled state, the flange cover 102 is fixedly connected to the housing block and closes the working chamber 11 hydraulically tight. This often come special sealing means, for example in the form of sealing rings used. For this purpose, the front side of the housing block 110 and the underside of the flange cover 102 have suitable sealing surfaces. The connection of the flange 102 with the housing block 100 is usually carried out by means of conventional fastening means, which will not be discussed here in detail.

Die Dimensionierung des Gehäuses 10 und das hierfür verwendete Material hängt in erster Linie von dem jeweiligen Einsatzzweck des Umlaufverdrängermaschine 1 ab. Für spezielle Anwendungen z.B. im industriellen Bereich, die mit besonders hohen Drücken arbeiten, kommen vorwiegend besonders stabile Metallgehäuse in Frage. Für kleinere Anwendungen sind auch Kunststoffgehäuse denkbar, die z.B. mithilfe der Kunststoffspritztechnik hergestellt werden.The dimensioning of the housing 10 and the material used for this depends primarily on the particular application of the rotary displacement machine 1. For special applications e.g. In the industrial sector, which work with particularly high pressures, are mainly particularly stable metal housing in question. For smaller applications, plastic housings are also conceivable, e.g. produced by the plastic injection technique.

Figur 6B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gehäuses. Dabei weist das Gehäuse 10 eine erste und eine zweite Arbeitskammer 11,11' zur Aufnahme eines ersten und eines mit dem ersten gekoppelten zweiten Triebwerkes Z,Z' auf. Hierfür sind vier Ausnehmungen 111,112,111',112' innerhalb des Mittelblocks 101 vorgesehen, die als durchgehende Löcher ausgebildet sind. Dabei weisen die erste und die zweite Ausnehmung 111,112 sowie die dritte und die vierte Ausnehmung 111',112' jeweils einen gemeinsamen Überschneidungsbereich 12,12' auf, der als Kämmbereich für jeweils nach Art eines der in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele miteinander im Eingriff stehenden Förderzahnräder Z1,Z2 oder Z1'Z2' dient. Ferner ist ein gemeinsamer Überschneidungsbereich 121 zwischen der ersten und der dritten Zahnradkammer 111,111' vorgesehen, der als Kämmbereich für das erste und das dritte Förderzahnrad Z1,Z1' dient. Je nach Anwendungsfall können beide Motoreinheiten Z,Z' mit identischen oder mit unterschiedlichen Triebwerken ausgestattet sein.FIG. 6B shows a further exemplary embodiment of the housing according to the invention. In this case, the housing 10 has a first and a second working chamber 11,11 'for receiving a first and a second coupled to the first engine Z, Z' on. For this purpose, four recesses 111,112,111 ', 112' are provided within the center block 101, which are formed as through holes. In this case, the first and the second recess 111, 112 as well as the third and the fourth recess 111 ', 112' each have a common overlapping region 12, 12 'which serves as a combing area for each of the embodiments shown in FIGS Engaging conveyor gears Z1, Z2 or Z1'Z2 'is used. Further, a common intersecting portion 121 is provided between the first and third gear chambers 111, 111 'serving as a combing portion for the first and third feed gears Z1, Z1'. Depending on the application, both motor units Z, Z 'can be equipped with identical or different engines.

Für jeden der beiden Motoreinheiten Z,Z' weist die in Figur 6B dargestellte Umlaufverdrängermaschine 1 jeweils einen separaten Zuführkanal 13,13' auf. Dabei mündet jeder der beiden Zuführkanäle 13,13' in einer in den Figuren 2 und 5 gezeigten Weise in die jeweilige Arbeitskammer 11,11' ein. Hingegen ist lediglich ein gemeinsamer Auslasskanal 14 für beide Motoreinheiten Z,Z' im Überschneidungsbereich 121 der ersten und der dritten Zahnradkammer 111,111' vorgesehen. Zur Reduktion des Quetschwassereffektes, der beim Eingriff der beiden Förderzahnräder Z1,Z1' entstehen kann, können in an sich bekannter Weise Nuten in den Flanschdeckeln 102,103 vorgesehen sein (hier nicht gezeigt).For each of the two motor units Z, Z ', the rotary displacement machine 1 shown in FIG. 6B has one each separate feed channel 13,13 'on. Here, each of the two feed channels 13,13 'opens in a manner shown in Figures 2 and 5 in the respective working chamber 11,11' a. By contrast, only one common outlet channel 14 is provided for both motor units Z, Z 'in the overlapping region 121 of the first and the third gear chamber 111, 111'. To reduce the Quetschwassereffektes that may arise during engagement of the two conveyor gears Z1, Z1 ', grooves in the flange 102,103 may be provided in a conventional manner (not shown here).

Im Unterschied zur Figur 6A ist der Gehäuseblock als ein Mittelblock 101 ausgebildet, der beidseitig von einem Flanschdeckel 102,103 begrenzt wird. Die Zahnradkammern 111,112,111',112' sind als durchgehende Ausnehmungen vorgesehen, die als Löcher im Mittelblock 101 ausgebildet sind und diesen vollständig durchsetzen. Innerhalb der beiden Flanschdeckel 102,103 sind ferner Ausnehmungen vorgesehen, die zur Lagerung der Zahnräder Z1,Z2,Z3 dienen. Der Ab- bzw. Antrieb findet in diesem Beispiel mittels einer mit dem ersten Zahnrad Z1 drehenden Welle R1 statt. Hierzu ist eine Öffnung innerhalb des ersten Flanschdeckels 102 vorgesehen, die mit herkömmlichen Lagerungs- und Dichtmitteln (hier nicht gezeigt) ausgestattet wird.In contrast to FIG. 6A, the housing block is designed as a middle block 101, which is bounded on both sides by a flange cover 102, 103. The gear chambers 111, 112, 111 ', 112' are provided as through recesses, which are formed as holes in the center block 101 and completely pass through them. Within the two flange cover 102,103 recesses are also provided, which serve to support the gears Z1, Z2, Z3. The Ab- or drive takes place in this example by means of a rotating with the first gear Z1 shaft R1. For this purpose, an opening is provided within the first flange cover 102, which is equipped with conventional storage and sealing means (not shown here).

Die in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the claims, the description and the drawings may be essential to the invention both individually and in combination.

Bezugszeichenliste

1
Umlaufverdrängermaschine
10
Gehäuse der Umlaufverdrängermaschine
100
Gehäuseblock
101
Mittelblock
102,103
erster und zweiter Flanschdeckel
11
erste Arbeitskammer
111
erste zahnradkammer
112
zweite zahnradkammer
11'
zweite Arbeitskammer
111'
dritte zahnradkammer
112'
vierte zahnradkammer
12
Kämmbereich des ersten und zweiten Zahnrades
12'
Kämmbereich des dritten und vierten Zahnrades
121
Kämmbereich des ersten und dritten Zahnrades
13,13'
Zuführkanal
130
Vorkammer
14
Auslasskanal
21,211,212
Zähne des ersten Förderzahnrades
22,221,222
Zähne des zweiten Förderzahnrades
31,32
Förderkammer
41,42
Lagerkugeln
Z1,Z2
Förderzahnrad
Z1',Z2'
Förderzahnrad
Z3
Antriebszahnrad
R1,R2,R3
Zahnradachse
dK1,dK2
Kopfkreisdurchmesser
dF1,dF2
Fusskreisdurchmesser
Z,Z'
Triebwerke
LIST OF REFERENCE NUMBERS
1
rotary displacement
10
Housing of rotary displacement machine
100
housing block
101
midblock
102,103
first and second flange cover
11
first working chamber
111
first gear chamber
112
second gear chamber
11 '
second working chamber
111 '
third gear chamber
112 '
fourth gear chamber
12
Combing area of the first and second gear
12 '
Combing area of the third and fourth gear
121
Combing area of the first and third gear
13.13 '
feed
130
antechamber
14
exhaust port
21,211,212
Teeth of the first conveyor gear
22,221,222
Teeth of the second conveyor gear
31.32
delivery chamber
41.42
bearing balls
Z1, Z2
conveyor gear
Z1 ', Z2'
conveyor gear
Z3
drive gear
R1, R2, R3
gear axis
dK1, dK2
Tip diameter
DF1, DF2
Root diameter
Z, Z '
engines

Claims (19)

Umlaufverdrängermaschine mit einem ersten und einem zweiten außenverzahnten Förderzahnrad (Z1,Z2) und einem Gehäuse (10),
wobei im Gehäuse (10) eine Arbeitskammer (11) umfassend eine erste und eine zweite Zahnradkammer (111,112) ausgebildet ist, wobei das erste Förderzahnrad (Z1) in der ersten und das zweite Förderzahnrad (Z2) in der zweiten Zahnradkammer (111,112) drehbar angeordnet ist, und wobei die Förderzahnräder (Z1,Z2) in einem Überschneidungsbereich (12) der Zahnradkammern (111,112) miteinander kämmen,
wobei zwischen den Zähnen (21,22) jedes Förderzahnrades (Z1,Z2) Förderkammern (31,32) für ein Fluid definiert sind, mit einem Zuführ- und einem Auslasskanal (13,14) für das Fluid, wobei der Zuführkanal (13) im Kämmbereich (12) der Förderzahnräder (Z1,Z2) in eine Vorkammer (130) der Arbeitskammer (11) einmündet,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslasskanal (14) abseits des Kämmbereichs (12) in die erste Zahnradkammer (111) einmündet, und
dass in den Förderkammern (32) des zweiten Förderzahnrades (Z2) gefördertes Fluid über den Kämmbereich (12) in die Vorkammer (130) zurückgeführt wird.Rotary displacement machine with a first and a second externally toothed conveyor gear (Z1, Z2) and a housing (10),
wherein in the housing (10) a working chamber (11) comprising a first and a second gear chamber (111,112) is formed, wherein the first conveying gear (Z1) in the first and the second conveying gear (Z2) rotatably arranged in the second gear chamber (111,112) and wherein the conveyor gears (Z1, Z2) mesh with each other in an overlapping area (12) of the gear chambers (111, 112),
wherein between the teeth (21,22) of each conveyor gear (Z1, Z2) are defined for a fluid delivery chambers (31,32), with a supply and an outlet channel (13,14) for the fluid, wherein the feed channel (13) in the combing area (12) of the conveyor gears (Z1, Z2) into an antechamber (130) of the working chamber (11) opens,
characterized,
that the outlet channel (14) opens away from the meshing region (12) in the first gear chamber (111), and
that in the delivery chambers (32) of the second conveyor gear (Z2) conveyed fluid is returned via the combing area (12) in the prechamber (130). Umlaufverdrängermaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen einem ersten und einem zweiten Zahn (211,212) des ersten Förderrades (Z1) eine erste Förderkammer (31) und zwischen einem dritten und einem vierten Zahn (221,222) des zweiten Förderzahnrades (Z2) eine zweite Förderkammer (32) gebildet ist,
wobei die Zähne (211,212,221,222) in einer Eingriffsphase derart miteinander im Eingriff kommen, dass durch den Eingriff des dritten Zahns (221) in die erste Förderkammer (31) und den gleichzeitigen Eingriff des ersten Zahns (211) in die zweite Förderkammer (32) ein Rückführvolumen (VR) in den beiden Förderkammern (31,32) definiert wird, das während der gesamten Eingriffsphase der Zähne (211,212,221,222) mindestens dem Fördervolumen (V2) der zweiten Förderkammer (32) entspricht.A rotary displacement machine according to claim 1,
characterized,
that is formed between a first and a second tooth (211,212) of the first feed wheel (Z1), a first delivery chamber (31) and between a third and a fourth tooth (221,222) of the second conveyor gear (Z2), a second delivery chamber (32),
wherein the teeth (211,212,221,222) engage each other in an engagement phase such that by the engagement of the third tooth (221) in the first delivery chamber (31) and the simultaneous engagement of the first tooth (211) in the second delivery chamber (32) Return volume (VR) in the two delivery chambers (31,32) is defined, which corresponds to at least the delivery volume (V2) of the second delivery chamber (32) during the entire engagement phase of the teeth (211,212,221,222). Umlaufverdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Förderkammer (31,32) im Kämmbereich (12) der Förderzahnräder (Z1,Z2) hydraulisch miteinander gekoppelt sind.A rotary displacement machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the first and the second delivery chamber (31,32) in the meshing area (12) of the gear wheels (Z1, Z2) are hydraulically coupled together. Umlaufverdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich zwischen dem Kämmbereich (12) der beiden Förderzahnräder (Z1,Z2) und dem Auslasskanal (14) ein weiteres Zahnrad (Z1') angeordnet ist, das mit dem ersten Förderzahnrad (Z1) kämmt und hierdurch den Rückfluss des durch das erste Förderzahnrad (Z1) vom Zuführ- zum Auslasskanal (13,14) transportierten Fluids verhindert.A rotary displacement machine according to one of claims 1 to 3
characterized,
in that a further toothed wheel (Z1 ') is arranged in the region between the combing area (12) of the two conveyor gears (Z1, Z2) and the outlet channel (14), which meshes with the first conveying gear (Z1) and thereby the backflow through the first Conveyor gear (Z1) from the feed to the outlet channel (13,14) prevents transported fluid. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Achsabstand der Förderzahnräder (Z1,Z2) so gewählt ist, so dass die Zähne (21,22) der Förderzahnräder (Z1,Z2) nur teilweise ineinander greifen.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
that the center distance of the conveyor gears (Z1, Z2) is selected so that the teeth (21,22) of the conveyor gears (Z1, Z2) engage only partially in one another. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe der Zähne (22) des zweiten Förderzahnrades (Z2) geringer ist als die des ersten Förderzahnrades (Z1).A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
that the height of the teeth (22) of the second conveyor gear (Z2) is lower than that of the first conveying gear (Z1). Umlaufverdrängermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zähne (22) des zweiten Förderzahnrades (Z2) halb so groß sind, wie die des ersten Förderzahnrades (Z1).A rotary displacement machine according to any one of claims 1 to 5,
characterized,
that the teeth (22) of the second conveyor gear (Z2) are half as large as those of the first conveyor gear (Z1). Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch ihre Ausgestaltung als hydraulischer Außenzahnradmotor.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized by its design as a hydraulic external gear motor. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das zweite Förderzahnrad (Z2) kleiner ist als das erste Förderzahnrad (Z1).A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
that the second conveyor gear (Z2) is smaller than the first conveyor gear (Z1). Umlaufverdrängermaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Förderzahnrad (Z1,Z2) 3:1 beträgt.A rotary displacement machine according to claim 9,
characterized,
that the gear ratio between the first and the second conveyor gear (Z1, Z2) is 3: 1. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste und/oder das zweite Förderzahnrad (Z1,Z2) eine Evolventen-Verzahnung aufweist.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
that the first and / or the second conveyor gear (Z1, Z2) has an involute toothing. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zähne (21,22) des ersten und/oder des zweiten Förderzahnrades (Z1,Z2) asymmetrische Flanken aufweisen.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
that the teeth have (21,22) of the first and / or the second conveyor gear (Z1, Z2) asymmetrical flanks. Umlaufverdrängermaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das weitere Zahnrad (Z1') als ein drittes Förderzahnrad ausgebildet ist, das in einer dritten Zahnradkammer (111') drehbar angeordnet ist und mit einem in einer vierten Zahnradkammer (112') drehbar angeordneten vierten Förderzahnrad (Z2') analog zum ersten und zweiten Förderzahnrad (Z1,Z2) kämmt,
wobei ein zweiter Zuführkanal (13') vorgesehen ist, der im Kämmbereich (12') des dritten und vierten Förderzahnrades (Z1',Z2') in eine die dritte und die vierte Zahnradkammer (111',112') umfassende zweite Arbeitskammer (11') einmündet, und wobei der Auslasskanal (14) abseits des Kämmbereichs (12') der Förderzahnräder (Z1',Z2') in die dritte Zahnradkammer (111') einmündet.A rotary displacement machine according to any one of claims 4 to 12,
characterized,
in that the further toothed wheel (Z1 ') is designed as a third conveyor toothed wheel which is rotatably arranged in a third toothed wheel chamber (111') and with a fourth feed toothed wheel (Z2 ') rotatably arranged in a fourth toothed wheel chamber (112') analogous to the first and second Feed gear (Z1, Z2) meshes,
wherein a second feed channel (13 ') is provided, which in the combing area (12') of the third and fourth conveyor gear (Z1 ', Z2') into a third and the fourth gear chamber (111 ', 112') comprising the second working chamber (11 '), and wherein the outlet channel (14) off the combing region (12') of the conveyor gears (Z1 ', Z2') into the third gear chamber (111 ') opens. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein gesondertes Antriebszahnrad (Z3) vorgesehen ist, das mit einem der Förderzahnräder (Z1,Z2,Z1',Z2') kämmt.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
that a separate drive gear (Z3) is provided, which meshes with one of the conveyor gears (Z1, Z2, Z1 ', Z2'). Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebszahnrad (Z3) zwischen dem Kämmbereich (12) des ersten und zweiten Förderzahnrades (Z1,Z2) und dem Kämmbereich (121) des ersten und dritten Förderzahnrades (Z1,Z1') angeordnet ist und mit dem ersten Förderzahnrad (Z1) im Eingriff steht.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the drive gearwheel (Z3) is arranged between the combing region (12) of the first and second conveying gearwheel (Z1, Z2) and the combing region (121) of the first and third conveying gearwheel (Z1, Z1 ') and with the first conveying gearwheel (Z1) in FIG Intervention is. Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eines der Zahnräder (Z1,Z2,Z1',Z2',Z3) als Zahnradring ausgebildet ist.A rotary displacement machine according to one of the preceding claims,
characterized,
in that at least one of the toothed wheels (Z1, Z2, Z1 ', Z2', Z3) is designed as a toothed wheel ring. Gehäuse für eine Umlaufverdrängermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Arbeitskammer (11), die zwei sich überschneidende kreisrunde Ausnehmungen (111,112) für das erste und das zweite Förderzahnrad (Z1,Z2) umfasst, und einem Zuführ- und einem Auslasskanal (13,14) für ein Fluid, wobei der Zuführkanal (13) im Überschneidungsbereich (12) der kreisrunden Ausnehmungen (111,112) in die Arbeitskammer (11) einmündet,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslasskanal (14) abseits von dem Überschneidungsbereich (12) in die erste Ausnehmung (111) einmündet.A housing for a recirculating displacement machine according to any one of the preceding claims, comprising a working chamber (11) comprising two intersecting circular recesses (111, 112) for the first and second conveying gears (Z1, Z2) and a supply and exhaust duct (13, 13). 14) for a fluid, wherein the feed channel (13) in the overlap region (12) of the circular recesses (111,112) opens into the working chamber (11),
characterized,
that the outlet channel (14) opens away from the overlap region (12) in the first recess (111). Gehäuse nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (10) einen Gehäuseblock (100) umfasst, der stirnseitig von einem Flanschdeckel (102) begrenzt wird,
wobei die Arbeitskammer (11), der Zuführ- und der Auslasskanal (13,14) innerhalb des Gehäuseblocks (100) ausgebildet sind.Housing according to claim 17,
characterized,
in that the housing (10) comprises a housing block (100) which is delimited on the front by a flange cover (102),
wherein the working chamber (11), the supply and the outlet channel (13,14) are formed within the housing block (100). Gehäuse nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse einen Mittelblock (101) umfasst, der zwischen einem ersten und einem zweiten Flanschdeckel (102,103) angeordnet ist, wobei die Arbeitskammer (11) als durchgehende Ausnehmung (111,112) innerhalb des Mittelblocks (101) ausgebildet ist, und wobei der Zuführ- und der Auslasskanal (13,14) innerhalb des Mittelblocks (101) ausgebildet sind.Housing according to claim 17,
characterized,
in that the housing comprises a center block (101) which is arranged between a first and a second flange cover (102, 103), wherein the working chamber (11) is formed as a continuous recess (111, 112) within the middle block (101), and wherein the feed and the outlet channel (13, 14) are formed inside the middle block (101).
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