DD157874A3

DD157874A3 - Hydrostatische zahnradmaschine

Info

Publication number: DD157874A3
Application number: DD22182380A
Authority: DD
Inventors: Lothar Reichelt
Original assignee: Karl Marx Stadt Ind Werke
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1982-12-15
Also published as: FR2484559A1; HU185126B; FR2484559B3; DE3113725A1

Abstract

Hydrostatische Zahnradmaschine. Die Erfindung betrifft eine als Pumpe oder Motor arbeitende hydrostatische Zahnradmaschine wechselnder Drehrichtung mit im Ausseneingriff stehenden Zahnraedern. An den Zahnradstirnseiten sind axialbewegliche Lagerkoerper und auf diesen Lagerkoerpern hydrostatische Druckfelder angeordnet. In Verbindungskanaelen von der Hoch-bzw. Niederdruckseite zu den Druckfeldern und zum Leckoelraum befinden sich Steuerventile. Aufgabe der Erfindung sind Steuerung der Druckfelder sowie des Leckoeles, wobei die Steuerventile die Druckfelder jeweils mit der Hochdruckseite und den Leckoelkanal jeweils mit der Niederdruckseite verbinden.Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest durch Verbindung eines Leckoel-Sammelraumes ueber mit Steuerventilen versehene Kanaele zu separaten Druckfeldern, welche drehrichtungsabhaengig mit der Nieder-bzw. Hochdruckseite der hydrostatischen Zahnradmaschine verbunden sind. Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft hydrostatische Zahnradpumpen und Zahnradmotoren mit wechselnder Drehrichtung und axialem Spielausgleich.

Description

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Titel der Erfindung Hydrostatische Zahnradmaschine Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Zahnradmaschine, einsetzbar als Pumpe oder Motor mit im Außeneingriff stehenden Zahnrädern für wechselnde Drehrichtung, wobei an den Stirnseiten der Zahnräder axialbewegliche Lagerkörper anliegen, auf diesen Lagerkörpern hydrostatische Druckfelder angeordnet sind und in Verbindungskanälen von "den Druckfeldern zu einem Leckölsammelraum Steuerventile angeordnet sind*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine hydrostatische Zahnradmaschine (DE-PS 910.384)_} welche als Pumpe oder Motor einsetzbar ist» Die Lagerbuchsen für die Ritzelwellen sind axial beweglich im Gehäuse angeordnet, wobei eine Ringfläche der Lagerbuchse als Druckfeld für den axialen Spielausgleich zwischen Zahnrad und Lagerkörper fungiert«, Die Ringfläche jeder Lagerbuchse wird von der Hochdruckseite der Zahnradmaschine.gespeist, wobei die Verbindung vom Druckkanal zur Rückseite der Lagerbuchse über Ventile gesteuert ist. Da es sich um eine Zahnradmaschine mit wechselnder Drehrichtung handelt, ist sowohl die Niederais auch die Hochdruckseite über je ein Rückschlagventil mit dem Druckfeld zum Axialspielausgleich verbunden. Das Ventil der Hochdruckseite ist jeweils geöffnet, während das Ventil der Uiede.rdruckseite geschlossen ist«. Außerdem sind zur Steuerung"des anfallenden Lecköles zwei ' Rückschlagventile angeordnet, welche die Abführung des Lecköles jeweils nach der Wiederdruckseite gewährleisten.

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Das-zur Druckseite führende Ventil vom anliegenden Flüssigkeitsdruck geschlossen* · Außerdem ist eine als -Pumpe oder Motor einsetzbare Zahnradmaschine (DD-PS 54*200) bekannt „ deren Ritzelwellen in axialbeweglichen Lagerbuchsen geführt werden« Zum Zwecke des Axialspielauegleiches ist ein hydrostatisches Druckfeld zwischen der äußeren Stirnseite dieser Lagerbuchsen und dem Deckel des Gehäuses angeordnet_s welches von einem Doppel· rückschlagventil gesteuert wird* Die Versorgung des Druckfeldes erfolgt jeweils von der Hochdruckseite der Zahnradmaschine«=

Durch das Doppelrückschlagventil ist die Druckfeldbeaufßchlagung sowohl bei Links- als auch bei Rechtslauf der Zahnradmaschine gewährleistet«

Über weitere Rückschlagventile wird die Abführung des Lecköles gesteuert ₉- welches jeweils der Wiederdruckseite zugeführt wird«? Das mit der Hochdruckseite verbundene Leckölventil bleibt geschlossen«?

Alle genannten Rückschlagventile sind im.Deckel der Zahnradmaschine untergebracht, die Verbindung der einzelnen Ventile erfolgt durch Kanäle in Form von Bohrungen*

Die separate Steuerung des Axialdruckfeldes sowie des Leckölstromes erfordern vier Ventil s.l'unkt ionen* Außerdem ermöglichen die gezeigten Bundbuchsen nur die Realisierung eines symmetrischen Druckfeldes* Durch die Anordnung von vier Ventilen ergibt sich eine ökonomisch^ aufwendige Anordnung und 'Führung der Flüssigkeitskanäle ₉ zusätzlich vergrößert sich der Bauraum sowie der Fertigungs- und Montageaufwand zur Anordnung der Ventile im Gehäuse der Zahnradmaschine*

Ziel der Erfindung

Ziel· der Erfindung ist die Schaffung einer hydrostatischen Zahnradmaschine für wechselnde Drehrichtung und mit axialem hydrostatischen Spielausgleich^ die mit geringem Aufwand an Steuerventilen für das asymmetrische Druckfeld und die Leck» ölführung eine sichere Funktion sowohl als Pumpe oder auch als Motor.gewährleistet«

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung sind die Steuerung zur Beaufschlagung der Druckfelder sowie die Steuerung des Lecköles hydrostat!- ' scher Zahnradmaschinen mit wechselnder Drehrichtung, wobei die Steuerventile die hydrostatisch beaufschlagten Druckfel-.der für den Axialspielausgleich jeweils mit der Hochdruckseite und den Leckölkanal jeweils mit der IJiederdruckseite verbinden und wahlweise der Anschluß einer separaten Leckölleitung möglich ist bei Trennung der Leckölräume vom Hoch- und Wiederdruckkanal der Zahnradmaschinen* Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vom lecköl-Sammelraum der hydrostatischen Zahnradmaschine Kanäle zu separaten Druckfeldern führen, wobei diese Kanäle j in Richtung Leckölsammelraum schließende Steuerventile aufweisen, welche das in Abhängigkeit der Drehrichtung der Zahn- - radmaschinen mit der Nieder-» bzw» Hochdruckseite verbundene Druckfeld an den Leckölsammelraum anschließen oder als Hochdruckfeld von diesem trennen« Es ist möglich, jedem Druckfeld mehrere parallel geschaltete Steuerventile für bestimmte Anwendungsfälle zuzuordnen·

Desweiteren ist es vorteilhaft, vom stirnseitigen Bereich der Ritzelwellen je einen Leckölkanal zum Sammelraum zu führen» Bei den vorgenannten Steuerventilen handelt es sich um einfach wirkende federlose Rückschlagventile mit kugelförmigem Schließkörper und zylindrischer Gehäuseform* Diese Steuerventile liegen einerseits an einer Dichtung, sowie andererseits an einem Sicherungsring an« 'Angeordnet sind diese Steuerventile im Bereich einer Querachse der Zahnradmaschine, sowie im Eingriffsbereich der Zahnräder.

Vorzugsweise sind diese Steuerventile sowie Dichtungen und Formdichtungen zur Begrenzung der Druckfelder in einem sepa~ ratem Deckel untergebracht»

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von nur zwei Steuerventilen für die Steuerung der Druckfelder aum Axialspielaus~ gleich sowie für die Leckölabführung, wird eine hohe Funk~ tionssicherheit und eine wirtschaftliche Herstellung der Zahnradmaschine gewährleistet» Mit dieser Anordnung von Steuerventilen ist bei kleiner Bauweise des Deckels eine Drehrich-

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tungsumkehr der Zahnradmaschine möglich und eine Doppelfunktion der Ventile erreichbar* Diese Art der Ventilanordnung ermöglicht die Realisierung von asymmetrischen Druck-» feldern und damit günstige Kräfteverhältnisse beim Ausgleich · des Axialspieles«

Die zylindrische Form der Ventile und die Befestigungsart mit -Sicherungsringen, sowie die Abdichtung durch elastische. Ringdichtungen schließen alle Schwierigkeiten aus_$ die z«B« bei Verwendung von Schraubverbindungen für obige Verwendungs-' zwecke entstehen«. ,

Heben der_s bei der beschriebenen konstruktiven Ausführung der Erfindungserzielten einfachen Fertigung (Rotationskörper) und der automatisierungsfähigen Montage (Steckverbindung statt Schraubverbindung), treten auch geringere Abweichungen von der Koaxialität im Ventil und zwischen Ventil und Gehäuse auf₀ Undichtheiten und Punktionsausfall durch betriebsbedingte Lockerung d.er Schraubverbindung sind ausgeschlossen·

Bei voluminösen Geräten können aus Gründen einer wirtschaftlichen Fertigung und Standardisierung der Einzelteile auch ' mehrere gleiche Steuerventile parallel eingebaut werden, die aber pro Druckfeld eine gleiche Punktion ausüben«. Ebenso ist es möglich, den Leckanschluß aus Platzgründen mit einem Ver«° schlußstopfen zu verschließen·

Außerdem gewährleisten die eine Doppelfunktion ausübenden, als Rückschlagventil ausgebildeten Steuerventile eine sehr schnelle und verzögerungsarme Umschaltung der Zahnradinaschine bei Drehrichtungswechsel«

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher beschrieben, wobei die Zeichnungen folgendes darstellen? ·

Fig* 1 eine hydrostatische Zahnradinaschine im Längsschnitt (Ebene A-A)

Pig, 2 die hydrostatische Zahnradmaschine als Schnitt in der Ebene der Steuerventile (Ebene B-B)

Fig« 3 einen Querschnitt der hydrostatischen Zahnradipaschine in der Ebene C-G mit Frontansicht des Deckels

Pig« 4' die Frontansicht einer weiteren Ausführung des Deckels mit Formdichtung

Figc 5 einen Ventildeckel für voluminöse Zahnradmaschinen als Schnitt in der Ebene B-B der Steuerventile in vergrößerter Darstellung*.

In einem Gehäuse 1 der hydrostatischen Zahnradmaschine sind zwei· Zahnräder 2,3 angeordnet, deren Ritzelwellen 4,5 in brillenförmigen Lagerkörpern 6,7 drehbar gelagert sind* Diese Lagerkörper 6,7 sind axialbeweglich im Gehäuse 1 angeordnet und liegen mit ihren äußeren Stirnseiten an einer Befestigungsplatte 8 bzw· einem Deckel 9 an«Befestigungsplatte 8 und Deckel 9 sind in nicht näher dargestellter Weise mit dem Gehäuse 1 verschraubt*

Zum Ausgleich des Stirnspieles/Axialspieles zwischen Zahnrädern 2,3 und Lagerkörpern 6,7 sind Druckfelder 10,11 angeordnet, welche durch ringförmige Dichtungen 12,13 begrenzt werdeno Von einer weiteren Formdichtung 14» welche die ringförmigen Dichtungen 12,13 umschließt, werden ein Leckölraum 15 sowie zwei Konstantdruckfelder 16,17 gebildet« Der Leckölraum 15 ist über Leckölkanäle 18,19 mit einem Sammelraum 20 im Deckel 9 verbunden, welcher über weitere Kanäle 21,22 Verbindung zu den Druckfeldern 10,11 aufweist«. Mittels Verschlußschrauben 23 ist der SammelrauiQ 20 nach außen abgeschlossen, wobei wahlweise auch zusätzliche Leckölabführungen angebracht werden können« . . '

In den Kanälen 21,22 sind Steuerventile 24,25 angeordnet,- welche als einfach wirkendes'federloses Rückschlagventil ausgebildet sind, die in Richtung des Sammelraumes 20 für das Lecköl schließen«

Diese'Steuerventile 24_S25 besitzen kugelförmige Schließkörper und zylindrische Gehäuseforaig·

Die Stirnseiten der Steuerventile 24,25 liegen einerseits an einer Dichtung 26 sowie andererseits an einem Sicherungsring 27 an_? womit deren dichte und lagestabile Anordnung im Deckel 9 gewährleistet ist» Von den Druckfeldern 10_s11 führen Kanäle 28_f29 zum Eingriffsbereich der Zahnräder 2,3 auf der Uiederdruck- bzw* Hochäruckseite 30_s31 der Zahnraumaschine«

Die beschriebenen Druckfelder 10,11 sowie die Konstantdruckfelder 16,17 sind v/ahlweise auf beiden Lagerkörpern 6,7 angebracht« Über weitere Kanäle 32_f33 in den Lagerkörpern 6j7 besteht Flüssigkeitsverbindung zu den Konstantdruckfeldern 16$17, welche mit reduziertem Druck gespeist werden«.

Zur Abführung des Lecköles weist die Ritzelwelle 5 eine Längsbohrung 34 au^f.

Die als Pumpe oder Motor einsetzbare hydrostatische Zahnrad·» maschine für wechselnde Drehrichtungen arbeitet nach bekannten Y/irkprinzipien, wobei in der gezeigten Ausführung gemäß Pig« 2 das Steuerventil 25 durch den anliegenden Flüssigkeitsdruck der Hochdruckseite 31 geschlossen ist«. Das Druckfeld It bewirkt in bekannter Weise einen axialen Spielausgleich zwischen den Zahnrädern 2_S3 und den Lagerkörpern 6,7« Das mit der Niederdruckseite 30 verbundene-Steuerventil 24 ist hierbei geöffnet, wodurch das im Sammelraum 20 vorhandene Lecköl über dieses Steuerventil 24 und den Kanal 28 der Hiederdruckseite 30 zugeführt wird* In den Sammel-

20 raum gelangt das Lecköl u_oa* von der Längsbohrung 34 der Ritzelwelle 5 über den Leckölkanal 19* Das mit der Hochdruckseite 31 verbundene Steuerventil 25 ist geschlossen, wodurch das Lecköl über das geöffnete "Steuerventil 24 zur Kiederdruckseite geführt wird* Bei Wechsel der Drehrichtung der Ritzelwelle 4 wechseln auch Nieder- und.Hochdruckseite 30,31> wodurch das Lecköl über das nunmehr geöffnete Steuerventil 25 abgeführt wird und der axiale Spielausgleich durch das Druckfeld 10 geschlossenemSteuerventil 24 erfolgte

+= bei

Y/ird die Abführung des Lecköles durch Lösen der Verschlußschraube 23 über eine zusätzlich anzubringende Leitung vom Sammelraum 20 realisiert, kann diese hydrostatische Zahnradmaschine als Pumpe mit erhöhtem .Vordruck arbeiten, während bei Einsatz als Hydromotor ein erhöhter Ablaufdruck auf der Niederdruckseite 30 zu verzeichnen ist» In einer weiteren Ausführung gemäß Fig· 4 ist eine Formdichtung 35 gezeigt, welche mit der Hoch- bzw«. Niederdruckseite verbundene Druckfelder 36»37 aufweist, die über die Steuerventile 24,25 gespeist werden« Vorhanden sind in dieser Formdichtung 35 auch Konstantdruckfelder 38,39, welche, wie bereits beschrieben, mit reduziertem Druck gespeist werden·

Das Ausführungsbeiepiel gemäß Pig* 5 zeigt einen Deckel 9a_$ von dessen Samtnelraum 20 für das Lecköl jeweils zv/ei Kanäle 21 j21 a sowie 22, 22a zu den Druckfeldern 10,11 .führen«, Jeder Kanal 21, 21a, 22, 22a weist ein Steuerventil 24,24a, 25, 25a auf, welche mittels Dichtungen 26 gegenüber dem Deckel 9a abgedichtet und durch Sicherungsringe 27 in diesem befestigt sind» Diese parallel geschalteten Steuerventile 24, 24a, 25j 25a sind für Zahnradmaschinen mit großem Förder-'bzw* Schluckvolumen vorteilhaft einsetzbar, wodurch die Verwendung nur einer Vantilgröße für unterschiedlich große Zahnradmaschinen gewährleistet ist* Die Steuerventile -24,24a, 25, 25a sind im Bereich einer Querachse 40 sowie im Eingriffsbereich der Zahnräder 2,3 angeordnet·

Claims

~8~.; 2 2 18 2 3 .

Erfindungsanspruch ·

Hydrostatische Zahnradmaschine, einsetzbar als Pumpe oder Motor mit im Außeneingriff stehenden Zahnrädern für wechselnde Drehrichtung, wobei an den Stirnseiten der Zahnräder axial bewegliche Lagerkörper anliegen, auf diesen Lagerkörpern hydrostatische Druckfelder angeordnet sind und in Verbindungskanälen von den Druckfeldern zu einem Lecköl-Sammelraum'Steuerventile angeordnet sind_s dadurch gekennzeichnet j daß vom Lecköl-Sammelraum (20) Kanäle (21,21a) und (22,.22a) zu separaten Druckfeldern (10,36) bzw* (11_?37) führen? wobei diese Kanäle in Richtung Lecköl-Sammelraum (20) schließende Steuerventile (24₅24a_? 25»25a) aufweisen ₉ welche das in Abhängigkeit der Drehrichtung der Zahnradmaschine mit der Nieder- bzw« Hochdruckseite (30,31) verbundene Druckfeld (10,36) bzw. (11_S37) an den Lecköl-Sammelraum anschließen oder als Hochdruckfeld von diesem trennen«

2c Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß jedem Druckfeld (1OjII₉36$37) mehrere parallel geschaltete Steuerventile (24$24a* 25_f25a) zugeordnet sind«

Hydrostatische Sahnradmaschine nach Punkt 1 und 2 da™ durch gekennzeichnet_? daß vom stirnseitigen Bereich der Ritzelwellen (4,5) je ein Leckölkanal (18_S19) zum Sammelraum (20) führt«

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—9- 22 18 2 3

4« Hydrostatische Zahnradmaschine nach'Punkt 1 und 2*dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Steuerventilen (24»24a, 25,25a) um einfach wirkende federlose Rückschlagventile mit kugelförmigem Schließkörper und zylindrischer Gehäuseform handelt«

5* Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1, 2 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (24_s24a, 25»25a) einerseits an einer Dichtung (26) sowie andererseits an einem Sicherungsring (27) anliegen.

6, Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1,2,4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (24»24a,

25»25a) im Bereich einer Querachse (40) sowie, im Ein-' griffsbereich der Zahnräder (2,3) angeordnet sind.

7. Hydrostatische Zahnradmaschine nach Punkt 1,2,4,5 und 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (24_s24a, 25j25a) sowie Dichtungen (12,13) und Pormdichtungen (14,35) zur Begrenzung der Druckfelder (10,11,36,37) in einem separaten Deckel (9,9a) angeordnet sind.

-Hierzu 5 Blatt Zeichnung-