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Hydraulische Maschine
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschine-unter welchem Begriff im vorliegenden Fall eine Pumpe oder ein Motor zu verstehen ist-, die insbesondere nach Art einer Zahnradpumpe für hohe Drücke ausgebildet ist.
Es ist zweckmässig, bei diesen Maschinen die Arbeitsräume seitlich durch an den Flanken de.
Rotoren, bei Zahnradpumpen an den Zahnradseiten, unter Flüssigkeitsdruck anliegende, axial bewegliche Wände zu begrenzen, wobei diese Wände für den Durchtritt der Rotorwellen durchbrochen sind und insbesondere gleichzeitig als Lagerbüchsen für diese Wellen dienen. Bei diesen Maschinen werden aus fabrikatorischen Gründen die Kanten am Übergang der Wellenbohrungen in die Anlageflächen der Begrenzungswände gebrochen und es wird in den Seitenflächen der Rotoren am Wellengrund ein Hinterstich vorgesehen, damit diese Teile gut aneinander anlaufen können.
Diese Abfassungen an den Wänden oder Vertiefungen an den Rotoren ergeben aber Ringkammern, in die von der Maschinendruckseite her Flüssigkeit eindringen kann, so dass an den Wänden axial nach aussen gerichtete, unkontrollierbare Spreizkräfte entstehen, welche die dichte und vorher genau abgestimmte Anlage der Wände an den Rotoren stören. Deshalb werden diese Ringkammern in der Regel durch Längsnuten entlang der Wellenbohrung mit einem Raum geringeren Drucks, bei Pumpen z. B. mit der Saugseite, verbunden. Es sind also besondere Entlastungskanäle vorzusehen.
Um diese Entlastungskanäle überflüssig zu machen, gehen gemäss der Erfindung die Anlageflächen und Wellenbohrungen der beweglichen Wände scharfkantig ineinander über und in die Rotorwellen sind, mit der einen Flanke anschliessend an die Seitenflächen der Rotoren und auf der Höhe des Wellendurchmessers beginnend, jeweils eine Ringnut eingestochen, derart, dass die beweglichen Begrenzungswände über ihre ganze Fläche passend an den ihnen zugeordneten, bis zur Höhe des Wellenansatzes ebenen Seitenflächen der Rotoren anliegen.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer Zahnrad- pumpe mit sogenannten schwimmenden, auf der Aussenseite unter dem Förderdruck stehenden La-
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Längsschnitt durch die Zahnradpumpe, durchgeführt nach der Ebene der Wellenachsen, Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Pumpenteil nach Ebene II-II der Fig. 1, Fig. 3 ein Teilbild aus Fig. 1 in vergrössertem Massstab, Fig. 4 ein gleichartiges Teilbild einer Zahnradpumpe bekannter Ausführung ; die Fig. 5 und 6 sind Teilbilder ähnlich Fig. 3 mit etwas abweichenden Querschnittsformen.
In dem durch einen Deckel 1 verschlossenen Gehäuse 2 einer Zahnradpumpe sind parallel zueinander liegende Sackbohrungen 3, 4 vorgesehen, die in einem Mittelteil einander übergehen und zur Aufnahme von ineinanderkämmenden
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dienen. Die Lagerbüchsen auf der einen Seite der Zahnräder sind als zusammenhängende Brille 7 dargestellt, wogegen die Lagerbüchsen 8, 9 auf der andern, linken Seite der Zahnräder als flach aneinander anliegende Einzelkörper ausgebildet sind. Die Büchsen sind axial beweglich und dicht abschliessend in ihren Gehäusebohrungen 3 bzw.
4 geführt. Mit ihrer nach aussen gerichteten Stirnseite legen sie sich an Gummidichtungen 14, 15 bzw. 16, 17, die in Ringnuten der Gehäuseteile 1 bzw. 2 eingelassen sind. Zwischen die Gehäuseteile 1 und 2 ist ausserhalb des Bereichs der Bohrungen 3, 4 eine Ringdichtung 18 in eine ungefähr elliptisch verlaufende Ringnut des Gehäusedeckels 1 eingelegt.
Die Austrittsstelle des nach aussen durch eine Bohrung 19 des Deckels 1 vorstehenden, mit einem Konus 20 zur Aufnahme eines Antriebszahnrades ausgebildeten Endes der Zahnradwelle 10 ist durch eine Dichtung 21 mit federnd am Umfang der Welle anliegender Lippe abgedichtet. Die ausserhalb der Dichtringe 14, 15, 16, 17 liegenden Gehäusek < ammern 22, 23, 24, 25 sind durch eine Aussparung 26 (Fig. 2), die parallel zu den Bohrungsachse in den Büchsen verläuft, mit der Druckseite der Pumpe verbunden, wäh-
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rend die innerhalb der genannten Dichtringe liegenden Räume 27, 28, 29, 30 mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung stehen. In den unten liegenden Gehäuseraum 28 mündet auch eine hinter der Dichtung 21 beginnende Leckölbohrung
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Bei diesem bekannten Aufbau der Zahnradpumpe entsteht bei laufender Pumpe vom Pumpenauslass her in den Kammern 22,23, 24, 25 ein Druck, der die Lagerbüchsen stets mit einem geringen überschuss an axial gerichteter Kraft an den Seitenflächen der Zahnräder hält. Die Grösse der diesem Druck ausgesetzten Aussenflächen ist nach den druckbelasteten Flächen auf der
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flächen können natürlich auch andere als die dargestellten Formen haben und an andern Stellen als den gezeichneten vorgesehen sein. Auch können für den Anlauf der Pumpe zusätzlich noch axial wirkende Federn eingebaut werden.
Bei den bekannten Pumpen werden nun die Kanten am Obergang der Lagerbohrungen 32 der Büchsen in deren Anlagefläche 33 mehr oder weniger gebrochen und die Zahnräder am Wel- lengrund hinterstochen. In Fig. 4 ist diese Ausführung für das Zahnrad 5 und die Büchse 7 dargestellt. Die Abfassung zum Brechen der scharfen Büchsenkante ist dort mit 34, der Hinterstich am Zahnrad mit 35 bezeichnet. Es ist leicht zu erkennen, dass infolge dieser Vorkehrungen zwischen Zahnrad und anliegender Büchse eine Ringkammer 36 entstanden ist, in die von der Druckseite her durch den Spalt zwischen Zahnrad und Büchse Drucköl eindringen kann.
Dieses Druck- öl würde im Bereich der Ringkammer an der Büchse axial nach aussen gerichtete, mit der Viskosität des Uls, der Drehzahl der Pumpe und andern Faktoren sich ändernde Kräfte hervorrufen, die die vorgesehene Auslastung an den Büchsen stören würden. Deshalb wird bei den bekannten Pumpen ein in der Regel als Längsnut 37 entlang der Wellenbohrung in der Büchse nach aussen geführter und in der Regel mit der Saugseite der Pumpe verbundener Kanal vorgesehen. Dadurch wird die Ringkammer 36 ständig entlastet.
Diese besonderen Entlastungsvorkehrungen er- übrigen sich gemäss der Erfindung, wenn die Büchsen am übergang von Anlagefläche 33 und Wellenbohrung 32 scharfkantig bleiben und lediglich in Verlängerung der Seitenflanke des Zahnrads in die Welle eine Ringnut eingestochen wird, die in den Fig. 1, 3,5 und 6 mit 38 bezeichnet ist. Diese Ringnut nimmt einen gegebenenfalls an der Büchse infolge ihrer scharfkantigen Ausführung vorhandenen Grat auf, lässt aber die einander zugekehrten Flächen von Büchse und Zahnrad über ihre ganze Breite passend aneinander anliegen und lässt auch, wenn Lecköl durch den Spalt zwischen Zahnrad und Büchse durchdrückt, unmittelbar an den Büchsen keine Axialkräfte entstehen. Mit Hilfe der Erfindung wird also die beschriebene Zahnradpumpe wesentlich einfacher und betriebssicherer.
Die Ringnut 38, deren eine Seitenflanke in
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grenzt (Fig. 5) oder mit abgerundeten oder abgeflachten Übergängen (Fig. 6) versehen sein oder auch, wie in Fig. 3 dargestellt, ausgehend vom Wellendurchmesser hinter die Seitenwand des Zahnrads zurücktreten. Sie kann also innerhalb des Bereichs der Bohrung 32 auch noch in das Zahnrad selbst hineinragen. Die Druckverhältnisse werden dadurch nicht geändert ; das Schleifen der Seitenflächen der Zahnräder wird aber dadurch noch erleichtert.
Es genügt, in an sich bekannter Weise nur ein : Büchse axial bewegbar zu lagern. Die Büchse auf der andern Rotorseite kann fest im Gehäuse gelagert oder durch eine feste Gehäusewand ersetzt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Maschine, insbesondere Hochdruck-Zahnradpumpe, deren Arbeitsräume durch seitlich an den Rotoren unter Flüssigkeitsdruck anliegende Wände begrenzt sind, von denen mindestens die auf einer Rotorseite liegenden axial beweglich und für den Durchtritt der Rotorwellen durchbrochen sind und auch als Lager für die Rotorwellen dienen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (33) der Seitenwände und ihre Bohrungen (32) für die Rotorwellen scharfkantig ineinander übergehen und in die Rotorwellen, mit der einen Flanke anschliessend an die Seitenflächen der Rotoren und auf der Höhe des Wellendurchmessers beginnend, jeweils eine Ringnut (38) eingestochen ist, derart, dass die seitlichen Begrenzungswände über ihre ganze Fläche (33) passend an den ihnen zugeordneten,
bis zur Höhe des Wellenansatzes ebenen Seitenflächen der Rotoren anliegen.