DE10112660A1 - Hydraulische Arbeitsmaschine mit Wellenabdichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine hydraulische Arbeitsmaschine, insbesondere ein Zahnradmotor, vorgeschlagen, umfassend mindestens eine an die Maschinenaußenseite geführte Welle (7), die mindestens einen Wellendichtring (14) durchgreift. Um den auf den Wellendichtring (14) wirkenden Fluiddruck zu minimieren, ist diesem eine Lecköldrosselvorrichtung (17) vorgeschaltet (Figur 2).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer hydraulischen Arbeitsmaschine, insbesondere einem Zahnradmotor, nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.

Eine derartige hydraulische Arbeitsmaschine ist aus der Praxis bekannt und kann beispielsweise als Zahnradmotor ausgebildet sein, der im Bereich der Mobilhydraulik ein­ setzbar ist.

Ein Zahnradmotor ist beispielsweise derart aufgebaut, daß in einem Motorgehäuse, das mittels eines vorderen und eines hinteren Deckels stirnseitig verschlossen ist, zwei mittels eines Druckmittels angetriebene Zahnräder, die ineinander greifen, angeordnet sind. Eines der beiden Zahnräder sitzt auf einer Abtriebswelle und ist gegebenenfalls einstückig mit dieser gefertigt. Die Abtriebswelle durchgreift den vorderen Deckel und ist so an die Gehäuseaußenseite ge­ führt. Die Dichtung des Motors im Bereich der Welle erfolgt hierbei in der Regel mittels eines Radialwellendichtrings.

Als Radialwellendichtring ist beispielsweise ein sogenann­ ter Garlock-Dichtring einsetzbar. Ein derartiger Dichtring umfaßt einen Stahlmantel, in welchem als Dichtmaterial eine Teflonmembran angeordnet ist.

Bei bekannten hydraulischen Arbeitsmaschinen besteht das Problem von Leckagen aufgrund eines Staudrucks im Ablauf von Zahnradmotoren. Dieses Problem ist bisher nur mit hohem konstruktiven Aufwand zu lösen.

Vorteile der Erfindung

Die hydraulische Arbeitsmaschine nach der Erfindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei welcher dem Wellendichtring eine Lecköldrosselvorrichtung vorgeschaltet ist, hat demgegenüber den Vorteil, daß der auf den Wellendichtring wirkende Fluiddruck gedrosselt ist, womit gegenüber dem Stand der Technik die Gefahr eines Um­ stülpens des Wellendichtrings verkleinert ist. Dichtig­ keitsprobleme im Bereich des Wellendichtrings treten mithin bei der hydraulischen Arbeitsmaschine nach der Erfindung bei normalen Betriebsbedingungen in der Regel nicht auf.

Vorteilhafterweise ist die Lecköldrosselvorrichtung derart ausgelegt, daß der auf dem Wellendichtring wirkende Druck in jedem Betriebszustand unterhalb von 3 bar liegt.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei Zahnradmotoren, bei denen bisher aufgrund eines Staudrucks im Ablauf Dichtigkeitsprobleme im Bereich des Wellendicht­ rings auftreten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der hydraulischen Ar­ beitsmaschine nach der Erfindung umfaßt die Lecköldrossel­ vorrichtung einen Kunststoffring, zwischen dem und der Wel­ le ein im wesentlichen ringförmiger Spalt ausgebildet ist. Dieser Spalt bildet den Drosselspalt, über welchen der Flu­ iddruck reduziert wird.

Der Kunststoffring kann aus Polyamid gefertigt und gegebe­ nenfalls glasfaserverstärkt sein. Ein derartiger Kunst­ stoffring ist kostengünstig zu fertigen und weist eine hin­ reichend hohe Stabilität auf.

Um dem Kunststoffring eine hinreichend hohe Elastizität zu verleihen, kann der Kunststoffring bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung an einer Stirnseite eine im we­ sentlichen ringförmige Nut aufweisen.

Bei einer konstruktiv einfach herzustellenden Ausführungs­ form der hydraulischen Arbeitsmaschine nach der Erfindung begrenzen der Kunststoffring und der Wellendichtring einen Wellendichtringraum an dessen Stirnseiten. Der Kunststoff­ ring und der Wellendichtring können beispielsweise an entsprechenden Ringschultern anliegen oder in Ringnuten ange­ ordnet und so fixiert sein.

Zur Entlastung des Wellendichtringraums und damit des Wel­ lendichtrings kann von dem Wellendichtringraum ein Lecköl­ kanal abzweigen. Der Leckölkanal führt vorzugsweise zu ei­ nem Fluidtank eines betreffenden Einsatzsystems.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Ge­ genstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Arbeitsmaschine nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch verein­ facht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Zahnradmotor nach der Erfindung im Längs­ schnitt, und

Fig. 2 eine Detailansicht eines in der Fig. 1 mit ge­ strichelter Linie II begrenzten Bereiches in einer vergrö­ ßerten Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Zahnradmotor 1 zum Einsatz im Bereich der Mobilhydraulik dargestellt, der als Motor für eine Drehrichtung ausgebildet ist. Der Zahnradmotor 1 umfaßt ein Motorgehäuse 2, welches an einer Stirnseite mit­ tels einer Bodenplatte 3 und an der anderen Stirnseite mit­ tels eines Deckelflansches 4 verschlossen ist.

In dem Gehäuse 2 sind ein erstes Zahnrad 5 und ein zweites Zahnrad 6 angeordnet, welches mit dem ersten Zahnrad 5 kämmt. Das erste Zahnrad 5 sitzt auf einer aus Stahl gefer­ tigten Abtriebswelle 7 und ist mit dieser einstückig gefer­ tigt. Das zweite Zahnrad 6 sitzt auf einer Achse 9 und ist mit dieser ebenfalls einstückig gefertigt.

Das erste Zahnrad 5 und das zweite Zahnrad 6 dienen zum ro­ tierenden Antrieb der Abtriebswelle 7, welche den Deckel­ flansch 4 durchgreift und so aus dem Motorgehäuse 2 heraus­ geführt ist. In einem Bereich außerhalb des Motorgehäuses 2 weist die Abtriebswelle 7 einen Klauenbereich 8 auf, über den ein Drehmoment abgenommen werden kann.

Die Abtriebswelle 7 und die Achse 9 sind in zwei jeweils zwei Bohrungen zur Aufnahme der Achsen aufweisenden Lager­ buchsen 10 und 11 drehbar gelagert, welche die Zahnräder 5 und 6 stirnseitig begrenzen. Im Betrieb werden die Lager­ buchsen 10 und 11 mit dem Betriebsdruck beaufschlagt und dichtend gegen die beiden Zahnräder 5 und 6 gedrückt. Die beaufschlagten Druckfelder werden hierbei durch Axialfeld­ dichtungen 12 und 13 begrenzt.

Wie oben bereits ausgeführt, durchgreift die Abtriebswelle 7 den Deckelflansch 4. In dem Durchgriffsbereich ist ein herkömmlicher Radialwellendichtring 14 angeordnet, der den Zahnradmotor 1 im Bereich der Welle 7 nach außen abdichtet.

Der Radialwellendichtring 14 grenzt an einen Wellendicht­ ringraum 15, der als die Abtriebswelle 7 umgebender Ring­ raum ausgebildet ist. Der Radialwellendichtring 14 liegt an einer ersten Ringschulter 16 des Deckelflansches 4 an und begrenzt den Wellendichtringraum 15 an dessen dem Klauenbe­ reich 8 zugewandter Stirnseite. An der dem Klauenbereich 8 abgewandten Stirnseite des Wellendichtringraumes 15 grenzt an diesen ein Kunststoffring 17, der an einer zweiten Ring­ schulter 18 des Deckelflansches 4 anliegt.

Der Kunststoffring 17 besteht in der vorliegenden Ausfüh­ rung aus Polyamid und ist glasfaserverstärkt. Um dem Kunst­ stoffring 17 eine hinreichende Elastizität zu verleihen, ist er an seiner dem Klauenbereich 8 abgewandten Stirnseite mit einer Ringnut 19 ausgebildet.

Zwischen dem Kunststoffring 17 und der Abtriebswelle 7 ist ein im wesentlichen ringförmiger Spalt 20 ausgebildet, der als Drosselspalt für ein in Richtung des Radialwellendicht­ rings 14 strömendes Fluid wirkt. Der Kunststoffring 17 wirkt mithin nach Art einer "Leckölbremse". Die über den Spalt 20 strömende Leckölmenge kann beispielsweise 1 l/min betragen.

Zur Entlastung des Wellendichtringraums 15 zweigt von die­ sem ein Leckölkanal 21 ab, der in dem Deckelflansch 4 aus­ gebildet ist und zu einem hier nicht dargestellten Fluid­ tank führt. Damit kann das über den Spalt 20 in Richtung des Radialwellendichtrings 14 strömende Fluid abgeführt werden, bevor sich an dem Radialwellendichtring 14 ein ge­ gebenenfalls überhöhter Druck aufbauen kann.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das darge­ stellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung beispielsweise auch bei reversierbar ausge­ bildeten Zahnradmotoren sowie bei anderen hydraulischen Ar­ beitsmaschinen Anwendung finden, bei welchen eine Antriebs- bzw. Abtriebswelle an die Maschinenaußenseite geführt ist.

Claims (7)

1. Hydraulische Arbeitsmaschine, insbesondere ein Zahnrad­ motor, umfassend mindestens eine an die Maschinenaußen­ seite geführte Welle (7), die mindestens einen Wellen­ dichtring (14) durchgreift, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wellendichtring (14) eine Lecköldrosselvorrichtung (17) vorgeschaltet ist.

2. Hydraulische Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lecköldrosselvorrichtung einen Kunststoffring (17) umfaßt, wobei zwischen dem Kunst­ stoffring (17) und der Welle (7) ein im wesentlichen ringförmiger Spalt (20) ausgebildet ist.

3. Hydraulische Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (17) aus Polyamid gefertigt ist.

4. Hydraulische Arbeitsmaschine nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (17) glas­ faserverstärkt ist.

5. Hydraulische Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (17) an einer Stirnseite eine im wesentlichen ringförmi­ ge Nut (19) aufweist.

6. Hydraulische Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (17) und der Wellendichtring (14) einen Wellendichtring­ raum (15) an dessen Stirnseiten begrenzen.

7. Hydraulische Arbeitsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Wellendichtringraum (15) ein Leckölkanal (21) abzweigt.