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Hydraulische Maschine mit dem Kippen der Lagerkörper entgegenwirkender Radialkraft
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läufigem Sinne. Das durch den Saugkanal 2 eintretende Druckmittel, z. B. Öl, wird bei einer solchen Drehung der Zahnräder durch die Zahnkammern 9 nach dem Druckkanal 3 hin gefördert. Solange sich die Zahnköpfe der Zahnräder im Bereich der Ausgleichsnuten 8, 8' bewegen, kann in den ! Zahnkammern 9 kein Überdruck entstehen. Sobald aber ein Zahnkopf den Bereich der Ausgleichsnute 8 bzw. 8'verlässt, hat die vor diesem Zahnkopf liegende Zahnkammer keine Verbindung mehr mit dem Saugkanal 2, sondern Ist durch den Zahn und die in diesem Bereich nutlose Wandung des Pumpengehäuses 1 abgeschlossen.
In dem Raum des Pumpengehäuses 1, indem die Zahnkammern der Zahnräder 6, 6' keine Verbindung mit dem Saugkanal 2 haben, der im allgemeinen als Ausschubraum 10 bezeichnet wird, entsteht naturgemäss der Förderdruck, der auch in dem an den Ausschubraum 10 angeschlossenen Druckkanal 3 herrscht. Bisher hat man bei Zahnradpumpen solche Ausgleichsnuten 8, 8' nicht angebracht, so dass bereits in den Zahnkammem 9 ein von Zahnkammer zu Zal111kammer wachsender Ausschubdruck entstehen konnte, der auf die Lagerkörper 7 auf einer relativ grossen Fläche einwirkte.
Durch die Ausgleichsnuten 8, 8' wird der Ausschubraum 10 auf einen relativ kleinen Bereich des Zahnradumfanges begrenzt, so dass der dort entstehende Ausschubdruck nur auf einer relativ kleinen Fläche auf die Lagerkörper 7 zur Einwirkung kommt. Die axial gerichtete Komponente der durch den Ausschubdruck im Raum 10 entstehenden Kraft sucht die Lagerkörper 7 von den Seitenflächen der Zahnräder 6, 6'wegzudrUcken. An der Aussenseite des Lagerkörpers 7 ist ein von einem Dichtschnurring 11 begrenztes Druckfeld 12 vorgesehen, in das ein zum Ausschubraum 10 führender Kanal 13 mündet (Fig. 2, 4. 8).
In dem zwischen dem Gehäusedeckel und dem Lagerkörper 7 angeordneten Druckfeld 12 entsteht eine vom Ausschubdruck abhängige Dichtkraft, die der besagten axialen Kraftkomponente entgegenwirkt und etwas grösser ist als diese. Durch diese Dichtkraft aus dem Druckfeld 12 werden die Lagerkörper 7 an die Seitenflächen der Zahnräder 6, 6' angedrückt und damit das axiale Spiel in dem System beseitigt. Zur Erzielung dieser axialen Dichtkraft genügt ein relativ kleines Druckfeld 12, weil der Druck im Ausochub- raum 10 auch nur auf eins relativ kleine Fläche dei Lagerkörper 7 wirkt.
Der Druck im Ausschubraum 10 erzeugt aber nicht nur eine axiale Kraft sondern auch radial wirkende. Kräfte, die durch Pfeile 14, 14' angedeutet sind (Fig. 3). Um Dichtkräfte, die diesen radialen Kräften 14, 14' entgegenwirken, zu erzeugen, sind an der Mantelfläche der Lagerkörper 7 ebenfalls Druckfelder 15, 15' vorgesehen (Fig. 9), die durch je einen Dichtschnurring 16, 16'begrenzt sind. Im Lagerkörper 7 ist ein Kanal 17 vorgesehen, der einerseits über den Kanal 13 im Ausschubraum 10, anderseits in einer
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zu erreichen. In den Druckfeldern 15, 15' werden demnach Dichtkräfte erzeugt, die den radialen Kraftkompcnenten 14, 14' entgegengerichtet sind und die mit einem gewissen Kraftüberschuss die Köpfe der Zahnräder 6, 6' gegen die Wandung des Ausschubraumes 10 drücken.
Diese Wirkung der Druckfelder 15, 15' wird noch unterstützt durch einen kolbenartig wirkenden Pfropfen 22 (Fig. 8, 9), der die Druckkammer 18clesLagerlörners 7 abschliesst und sich am Pumpengehäuse 1 abstützt. Damit auch das Lagerspiel zwischen den Wellenzapfen 5, 5' und dem Lagerkörper 7 durch die radialen Kräfte aufgehoben werden kann, ist der Lagerkörper 7 mit Schlitzen 23, 23', 24, 24' versehen, so dass er etwas elastisch wird und sich unter dem Einfluss der radialen Dichtkräfte spielfrei an die Wellenzapfen 5, 5' anlegt.
Die Schlitze 23, 23', 24, 24' stehen mit den Ausgleichsnuten 8, 8' in Verbindung, so dass das von den Zahnrädern 6, 6' geförderte, noch drucklose Druckmittel auch in die Schlitze 23, 23' eintreten kann und die Lagerflächen der Wellenzapfen 5, 5' im Lagerkörper 7 schmiert und kühlt.
Es ist auch zu berücksichtigen. dass im Bereich des Ausschubraumes 10 das unter hohem Druck stehende Druckmittel seitlich in den Spalt zwischen die Lagerkörper 7 und die Wandung des Pumpengehäuses 1 eindringt und dort Kräfte erzeugt, die die Lagerkörper 7 von der Gehäusewand wegzudrücken versuchen. Um dieses Druckfeld möglichst klein zu halten, sind im Lagerkörper 7 Begrenzungsnuten 25, 25' (Fig. 5, 6) vorgesehen, die durch einen Kanal 26 mit dem Saugbereich in Verbindung gebracht sind, so dass sich das in den Spalt kriechende Druckmittel nur auf einer schmalen Randzone 27 des Lagerkörpers 7 krafterzeugend auswirken kann. Die dort entstehenden Kräfte werden durch die vom Pfropfen 22 erzeugte Gegenkraft kompensiert.
Durch die Lokalisierung des Pumpendruckes auf einen durch die Ausgleichsnuten 8, 8' verkleinerten Ausschubraum 10 und die Begrenzung der an den Ausschubraum 10 angrenzenden Druckfelder 27 mittels
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zeugen und alle die Kräfte überzukompensieren, die der Abdichtung des Ausschubraumes 10 entgegenwirken.
Die Nuten 15, 15' befinden sich in den kreiszylindrischen Teilen der Lagerkörper 7. Zwischen diesen liegt jeweils ein Steg, dessen Breite kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Teile. In diesen ist eine Dichtung 13' (Fig. 5, 6, 8) aus elastischem Werkstoff eingesetzt. Sie wird durch den im Kanal 13 herrschenden Druck gegen die gegenüberliegende Gehäusewand gedrückt ; die durch diesen Druck entstehende, auf den Lagerkörper 7 wirkende Kraft und das entsprechende Moment werden ebenfalls durch die Kraft an dem Pfropfen 22 ausgeglichen.
Durch dieses Kräftespiel wird eine übermässige einseitige Belastung der Zahnradlagerungen und damit ein vorzeitiger Verschleiss der Teile vermieden.
Die Grössen der wirksamen Druckfelder 15, 15'und 22 sind so abgestimmt, dass nicht nur die genannten radialen Kräfte sondern auch die Momente ausgeglichen werden, die auf den Lagerkörper wirken und von dem axial, aber exzentrisch angreifenden Druck des Druckraumes 10 und von dem Druck inder Randzone 27 sowie an der Dichtung 13'herrühren. Die an dem Pfropfen 22 und in der Randzone 27 hydraulisch erzeugten, einander entgegengerichteten Kräfte bilden dabei ein Kräftepaar, das dem Ausgleich des den Lagerkörper kippenden Moments dient.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Maschine mit in Aussparungen des Gehäuses umlaufenden, in mindestens einem Lagerkörper gelagerten und ineinander eingreifenden Zahnrädern, sowie einem von den Zahnrädern, dem Gehäuse und dem Lagerkörper abgeschlossenen Druckraum, dessen in axialer Richtung auf die Lagerkörper kippend einwirkendem Druck eine hydraulisch erzeugte, radial an dem Lagerkörper angreifende Kraft entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kraft aufgeteilt ist auf mehrere an verschiedenen Punkten angreifende Kräfte, von denen eine auch der stom Druck des Druckraumes herrührenden radialen Belastung der Zahnräder'entgegenwirkt.