DE102007028675B4

DE102007028675B4 - Hydrostatische Maschine

Info

Publication number: DE102007028675B4
Application number: DE102007028675A
Authority: DE
Inventors: Tillmann Prof. Dr. Körner
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2027-06-22
Also published as: DE102007028675A1

Abstract

Hydrostatische Maschine, insbesondere Außenzahnradpumpe oder Außenzahnradmotor,
1.1 mit zwei außenverzahnten Zahnrädern (1, 2), die miteinander in einem kämmenden Eingriff stehen;
1.2 jedes Zahnrad (1, 2) ist mittels einer umlaufenden Welle (3, 4) oder einer stehenden Achse und einem Lager (5, 6) in einem gemeinsamen Gehäuse (7) der Maschine drehbar über einer Rotationsachse (8, 9) gelagert;
1.3 jedes Lager (5, 6) weist einen Innenring (5.1, 6.1) und einen Außenring (5.2, 6.2) auf, zwischen welchen ein vorgegebenes Lagerspiel vorgesehen ist, so dass jedes Zahnrad (1, 2) in Radialrichtung des Lagers (5, 6) innerhalb des Lagerspiels verschiebbar ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
1.4 im Gehäuse (7) der Achsabstand (a) der Rotationsachsen (8, 9) der beiden Zahnräder (1, 2) relativ zu der Summe der beiden Wälzkreisradien (r_W1, r_W2) um eine vorgegebene Strecke (d) vergrößert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrostatische Maschine mit miteinander kämmenden außenverzahnten Zahnrädern, insbesondere eine Außenzahnradpumpe oder einen Außenzahnradmotor.
Gattungsgemäße hydrostatische Maschinen in der Form von Außenzahnradpumpen dienen dem Fördern von Flüssigkeiten basierend auf einer Verdrängung und gehören somit zu den Verdrängerpumpen. Sie weisen zwei oder wenigstens zwei außenverzahnte Zahnräder auf, die miteinander kämmen und von einem gemeinsamen Gehäuse mit einem Mediumeinlass und einem Mediumauslass umschlossen werden. Das zu fördernde Medium wird in den Räumen zwischen den Zähnen und dem Gehäuse transportiert, wobei die Verdrängung und damit der Förderprozess sich durch den Eingriff der Zahnräder ergibt. Ein Zahn verdrängt in der Zahnlücke, in welche er eingreift, das darin befindliche Öl. Zwischen den in den Eingriff gelangenden Zähnen bilden sich zwischen den Zahnkonturen eines Zahnes und einer Zahnlücke abgeschlossene Räume, in denen sich Öl befindet. Das eingeschlossene Ölvolumen wird aufgrund der Verkleinerung des genannten Raumes in Abhängigkeit der Drehstellung komprimiert. Dieser ölgefüllte Raum wird deshalb auch als Quetschölraum bezeichnet.
Aufgrund einer unstetigen Verdrängung zwischen dem Zahn und der Kontur der gegenüberstehenden Zahnlücke sowie einer Rückwirkung der Entspannung des sich unter Druck befindlichen Öles im Quetschölraum im Ansaugbereich der Pumpe ergeben sich Druckpulsationen im geförderten Medium. Diese Druckpulsationen setzen sich in dem hydraulischen System, in welches die Zahnradpumpe fördert, fort. Insbesondere bei großen Leitungsnetzen mit zahlreichen Leitungen, Ventilen und Arbeitsmaschinen können mit dem Leitungsnetz gekoppelte Strukturen über die Druckpulsationen derart angeregt werden, dass sie zu schwingen beginnen und Luftschall abstrahlen. Auch die Zahnradpumpen selbst strahlen Luftschall ab. Der Luftschall wiederum wird von Menschen als unerwünschter Lärm aufgenommen.
Dieselbe Problematik trifft auch auf Hydromotoren in der Form von Außenzahnradmotoren zu, bei welchen die miteinander kämmenden außenverzahnten Zahnräder durch den Druck des durch den Motor strömenden Fluids, insbesondere Öl, angetrieben werden. Somit wird hydraulische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt. Die Hydromotoren können baugleich zu den Zahnradpumpen ausgeführt sein.
Zum druckschriftlichen Stand der Technik wird auf die folgenden Dokumente verwiesen:

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Maschine, insbesondere eine Außenzahnradpumpe oder einen Außenzahnradmotor, anzugeben, bei welcher die genannten Druckpulsationen deutlich vermindert werden, um die Geräuschentwicklung einzudämmen.
Insbesondere soll die hydrostatische Maschine dabei einfach und kostengünstig herstellbar sein und einen robusten Aufbau aufweisen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine hydrostatische Maschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
Im Einzelnen weist die hydrostatische Maschine, die insbesondere als Außenzahnradpumpe oder Außenzahnradmotor ausgebildet ist, wenigstens zwei oder genau zwei außenverzahnte Zahnräder auf, die miteinander in einem kämmenden Eingriff stehen. Jedes Zahnrad ist mittels einer umlaufenden Welle oder auf einer stehenden Achse gelagert. Ferner ist zur Lagerung jedes Zahnrads ein Lager mit einem Innenring und einem Außenring vorgesehen, wobei zwischen dem Innenring und dem Außenring ein vorgegebenes Lagerspiel vorgesehen ist. Aufgrund dieses Lagerspiels ist jedes Zahnrad in Radialrichtung des Lagers bedingt, nämlich innerhalb des Lagerspiels beziehungsweise um das Ausmaß des Lagerspiels, verschiebbar.
Die Zahnräder sind gemeinsam in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert und werden insbesondere von diesem Gehäuse vollständig umschlossen. In der Regel ist dabei ein großer Winkelbereich der Zahnräder frei von einer kopfseitigen Dichtung. Das gemeinsame Gehäuse, das auch mehrteilig, beispielsweise mit einem Gehäusegrundkörper und einem Gehäusedeckel, ausgebildet sein kann oder aus diesen beiden Teilen bestehen kann, weist in der Regel einen Mediumeinlass zum Zuführen von Medium und einen Mediumauslass zum Abführen von Medium auf. Bei einer Zahnradpumpe kann der Mediumeinlass einen größeren Querschnitt aufweisen als der Mediumauslass. Bei einem Zahnradmotor kann der Mediumauslass einen größeren Querschnitt aufweisen als der Mediumeinlass.
Gemäß der dem Fachmann bekannten Grundbegriffe der Verzahnungsgeometrie bei Zahnrädern beziehungsweise bei Zahnradgetrieben weist jedes Zahnrad einen Wälzkreisdurchmesser beziehungsweise einen Wälzkreisradius auf. Wälzkreise sind bei einem miteinander kämmenden Zahnradpaar gedachte Kreise, die bei der vorgegebenen Übersetzung aufeinander abrollen. Die Wälzkreise beider Zahnräder berühren sich im Wälzpunkt. Die Übersetzung ist das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit beziehungsweise der Drehzahlen zwischen den beiden Zahnrädern.
Erfindungsgemäß sind die Zahnräder derart im Gehäuse montiert, dass der Achsabstand der Rotationsachsen beziehungsweise der Drehpunkte der beiden Zahnräder im Gehäuse bei zentrierter Lagerung in den Lagern beziehungsweise ohne eine statische, die Zahnräder innerhalb des Lagerspiels verschiebende Kraft größer ist als die Summe der beiden Wälzkreisradien. Die Zahnräder sind sozusagen zu weit auseinander im Gehäuse montiert, wenigstens solange sie im kalten Zustand der hydrostatischen Maschine insbesondere beim Anfahren noch keiner Wärmeausdehnung unterliegen, die zu einem Verschieben der Rotationsachsen beziehungsweise der Drehpunkte der Zahnräder relativ zueinander führen kann. Im Einzelnen ist der Achsabstand der beiden Rotationsachsen der Zahnräder im Gehäuse relativ zu der Summe der beiden Wälzkreisradien, um eine vorgegebene Strecke vergrößert. Dieser Achsabstand bezieht sich auf den Einbauzustand, bei welchem die beiden Lagerringe – Innenring und Außenring – zumindest in der Ebene, in welcher die Drehachsen der Zahnräder verlaufen, konzentrisch zueinander ausgerichtet sind. Alternativ kann der relevante Achsabstand auch unmittelbar auf den ortsfest und spielfrei im Gehäuse angeordneten Lagerteil bezogen werden.
Die vorgegebene Strecke, um welche der Achsabstand der Rotationsachsen der beiden Zahnräder gegenüber der Summe der beiden Wälzkreisradien der Zahnräder vergrößert ist, ist vorteilhaft kleiner als die Summe der halben Lagerspiele (die Hälfte des Lagerspiels des ersten Lagers, in dem das erste Zahnrad gelagert ist, addiert auf die Hälfte des Lagerspiels des zweiten Lagers, in dem das zweite Zahnrad gelagert ist), innerhalb von welcher die beiden Zahnräder aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind, oder sie entspricht dieser Summe. Wenn sie der Summe entspricht, so bedeutet dies, dass die Zahnräder im kalten Zustand unter vollständiger Ausnutzung der Lagerspiele der beiden Lager der Zahnräder aufeinander zu verschoben werden können, wobei dies insbesondere automatisch durch den hydrostatischen Druck in der Maschine beim Anfahren beziehungsweise beim Betrieb geschieht, so dass sich die beiden Zahnräder trotz des hinsichtlich der Montage vergrößerten Achsabstands der Rotationsachsen mit ihren Wälzkreisen im Wälzpunkt berühren. Mit zunehmender Temperatur der Zahnräder können diese einer thermischen Ausdehnung unterliegen, die dazu führt, dass der Achsabstand der Rotationsachsen durch Auseinanderschieben der Zahnräder nach und nach innerhalb der Lagerspiele vergrößert wird. Dadurch, dass jedoch mit Bezug auf den kalten Zustand der Achsabstand bezogen auf den im Gehäuse spielfrei montierten Lagerteil der Rotationsachsen gezielt zu groß gewählt wurde, steht ein wesentlicher Teil oder insbesondere das gesamte Lagerspiel in jedem Lager zur Verfügung, um die Zunahme des Durchmessers der Zahnräder aufgrund der thermischen Ausdehnung durch Auseinanderfahren der Rotationsachsen der Zahnräder zu kompensieren.
Wenn die Zahnräder jeweils auf einer umlaufenden Welle gelagert sind, sind die beiden Lagerringe – der Innenring und der Außenring des Lagers – vorteilhaft derart angeordnet, dass der Außenring spielfrei im Gehäuse getragen wird und der Innenring die Welle spielfrei trägt. Somit kann sich die Welle zusammen mit dem Innenring mit dem Lagerspiel gegenüber dem Außenring und damit dem Gehäuse bewegen. Die Welle kann dann das Zahnrad wiederum spielfrei tragen. Der vergrößerte Achsabstand im Gehäuse bezieht sich in diesem Ausführungsbeispiel auf den Abstand zwischen den beiden Mittelpunkten der Außenringe der Lager.
Wenn die Zahnräder auf einer stehenden Achse gelagert sind, wird der Innenring des jeweiligen Lagers vorteilhaft spielfrei auf der Achse getragen, und der Außenring trägt jeweils spielfrei das Zahnrad. Somit kann sich das Zahnrad mit dem Lagerspiel gegenüber der stehenden Achse bewegen. Der vergrößerte Achsabstand im Gehäuse bezieht sich bei diesem Ausführungsbeispiel auf den Abstand zwischen den beiden Mittelpunkten der Innenringe der Lager.
Die Lagerspiele der Lager der beiden miteinander kämmenden Zahnräder sind insbesondere gleich groß.
Vorteilhaft können auch die Zahnräder dieselbe Größe beziehungsweise identische Abmaße aufweisen.
Im Unterschied zu einer üblicherweise bei miteinander kämmenden Zahnrädern vorgesehenen einzigen Eingriffslinie zwischen den jeweils gerade im Eingriff befindlichen Zähnen der Zahnräder können gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zwei Eingriffslinien vorgesehen sein, das heißt jeweils ein Zahn des ersten Zahnrads, der im Eingriff mit dem zweiten Zahnrad steht, liegt beim Abwälzen an den Zähnen des zweiten Zahnrads gleichzeitig abdichtend an den beiden ihm zugewandten Zahnflanken der beiden benachbart zu ihm angeordneten Zähne des zweiten Zahnrads an. Insbesondere bestehen zwischen den beiden Zahnrädern zu jeder Zeit vier Abdichtungspunkte, wie später mit Bezug auf die 3 noch beschrieben wird. Normalerweise würde bei einem solchen doppelten abdichtenden Eingriff ein Verklemmen der beiden Zahnräder stattfinden, was bei der Auslegung von Zahnradgetrieben unerwünscht ist. Aufgrund dessen, dass erfindungsgemäß jedoch das Lagerspiel dafür bereitgestellt wird, dass sich die Zahnräder auseinander bewegen können, kann die doppelte Abdichtung verwendet werden, ohne dass ein Verklemmen der Zähne erfolgt. Hierzu ist vorteilhaft auch die Länge des Aufnahmeraums der Zahnräder im Gehäuse bezogen auf eine Gerade durch die beiden Drehachsen beziehungsweise in der Ebene der beiden Drehachsen entsprechend vergrößert, und zwar vorteilhaft auf jeder dem Gehäuse zugewandten Außenseite des Zahnrads (in Richtung der Geraden gesehen) um jeweils das gesamte Lagerspiel des zugeordneten Zahnrads oder mehr. Somit kann das gesamte Lagerspiel zum Auseinanderfahren der Zahnräder zwischen einem kalten Zustand und einem warmen Zustand ausgenutzt werden. Mit kaltem Zustand sind dabei insbesondere Temperaturen von weniger als 40 oder 30°C gemeint. Mit warmem Zustand sind Temperaturen oberhalb dieser Werte gemeint, insbesondere bis zu 120°C oder mehr.
Um das Verklemmen wirksam zu vermeiden und zugleich ein besonders großes Fördervolumen zur Verfügung stellen zu können, weisen die Zahnräder vorteilhaft eine Hochverzahnung auf. Eine solche Hochverzahnung zeichnet sich durch im Vergleich zu einem Normalprofil spitzere Zahnköpfe und längere Zähne aus. Man spricht auch von einer positiven Profilverschiebung beziehungsweise einem positiven Profilverschiebungsfaktor oder einem V-Plus-Rad. Das Normalprofil oder auch Bezugsprofil eines Stirnrads genannt, ergibt sich für eine Evolventenverzahnung, wie sie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an beiden Zahnrädern ausgeführt sein kann, aus der DIN 867.
Herkömmlich weist ein Zahnradpaar einen Profilüberdeckungsgrad, auch einfach Überdeckungsgrad genannt, einen Wert größer als 1 auf. Der Profilüberdeckungsgrad ist das Verhältnis des Eingriffsbogens zur Wälzkreisteilung. Man ist davon ausgegangen, dass der Eingriffsbogen stets größer sein sollte als die Wälzkreisteilung, da sich das mit Bezug auf die Drehrichtung nachfolgende Flankenpaar der Verzahnung schon im Eingriff befinden muss, bevor das vorauseilende außer Eingriff geht. Bei Zahnradpaarungen mit Evolventenverzahnung, wie sie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, ist die Eingriffsstrecke eine Gerade, und die Eingriffsteilung ist gleich dem Äquidistantenabstand von zwei aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Zahnflanken eines Zahnrades. Der Überdeckungsgrad von Zahnradpaaren mit einer solchen Evolventenverzahnung wird auf der Eingriffsgeraden abgebildet und ist definiert als der Quotient von Eingriffsstrecke durch Eingriffsteilung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die beiden Zahnräder derart zueinander angeordnet und ausgeführt, dass sie einen Profilüberdeckungsgrad von weniger als 1, insbesondere im Bereich von 0,5 bis 1, wobei 1 nicht eingeschlossen ist, aufweisen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgeführte Außenzahnradpumpe;
2 Details der Lagerung der Zahnräder der Außenzahnradpumpe aus der 1;
3 ein vorteilhafter kämmender Eingriff zwischen den Zähnen der beiden Zahnräder mit zwei Eingriffslinien.
In der 1 erkennt man eine Außenzahnradpumpe mit zwei außenverzahnten Zahnrädern 1, 2, die von einem gemeinsamen Gehäuse 7 umschlossen werden.
Das Gehäuse 7 weist einen Pumpmediumeinlass 10 und einen Pumpmediumauslass 11 auf. Das Pumpmedium strömt angesaugt durch die Zahnradpumpe durch den Pumpmediumeinlass 10 und teilt sich dann in zwei Volumenströme auf. Je einer dieser Volumenströme strömt durch den Zwischenraum zwischen jeweils einem Zahnrad und der diesem zugewandten Innenseite des Gehäuses 7. Diese Strömung wird durch die Rotation der Zahnräder 1, 2 bewirkt, siehe die Richtungspfeile 12 der Rotation. So bildet das erste Zahnrad 1 mit dem Gehäuse 7 einen ersten Spalt 13, auch Pumpspalt genannt, aus, und das zweite Zahnrad 2 bildet mit dem Gehäuse 7 einen zweiten Pumpspalt 14 aus. Die beiden durch die beiden Pumpspalte 13, 14 strömenden Volumenströme werden auf der Druckseite der Pumpe (in der Ansicht oberhalb der Mittenachse der Zahnräder 1, 2) vereint und gemeinsam durch den Pumpmediumauslass 11 gefördert.
Die Zahnräder 1, 2 werden jeweils auf einer umlaufenden Welle 3, 4 unmittelbar und formschlüssig getragen. Alternativ können die Zahnräder 1, 2 mit den entsprechenden Wellen 3, 4 auch einstückig ausgeführt sein. Die Wellen 3, 4 sind in jeweils einem Lager 5, 6 beispielsweise Wälzlager, insbesondere Nadellager, oder auch einem Gleitlager gelagert. Wie man besonders in der 2 erkennen kann, wird die Welle 3 von dem Innenring 5.1 des Lagers 5 unmittelbar und spielfrei umschlossen, und die Welle 4 des zweiten Zahnrads 2 wird von dem Innenring 6.1 des zweiten Lagers 6 unmittelbar und spielfrei umschlossen. Jeder Innenring 5.1, 6.1 ist mit Spiel (in der 2 übertrieben dargestellt) gegenüber einem Lageraußenring – Außenring 5.2 des Lagers 5 beziehungsweise Außenring 6.2 des Lagers 6 – gelagert. Die Außenringe 5.1, 6.1 sind ortsfest im Gehäuse 7 frei von einem Spiel gelagert. Somit kann jede Welle 3, 4 zusammen mit dem jeweiligen Innenring 5.1, 6.1 innerhalb des Lagerspiels, das heißt dem Spiel zwischen dem Innenring 5.1, 6.1 und dem Außenring 5.2, 6.2 bewegt werden, wobei es vorliegend insbesondere auf die Bewegung in Axialrichtung (siehe die Linie 15 in der 1) der Zahnradpumpe ankommt. Diese Axialrichtung verläuft durch die Rotationsachsen 8, 9 beider Zahnräder 1, 2 beziehungsweise in der Ebene der Rotationsachsen 8, 9. Mit 8, 9 sind die Rotationsachsen der Zahnräder 1, 2 bezogen auf das Gehäuse 7 beziehungsweise den spielfrei im Gehäuse 7 positionierten Lagerteil (hier Außenringe 5.2, 6.2) bezeichnet. Zwischen diesen Rotationsachsen 8, 9 besteht der vergrößerte Achsabstand a. Mit den Bezugszeichen 8', 9' sind hingegen die Mittelpunkte beziehungsweise Drehachsen der Wellen 3, 4 bezeichnet diese fallen mit den Rotationsachsen 8, 9 im Gehäuse 7 zusammen, solange keine verschiebende Kraft, insbesondere hydrostatische Kraft beim Betrieb der Zahnradpumpe auf die Zahnräder 1, 2 ausgeübt wird.
In den 1 und 2 ist die Position der Rotationsachsen 8', 9' der beiden Zahnräder 1, 2 im kalten Zustand der Außenzahnradpumpe gezeigt wenn diese im Betrieb ist, und eine hydrostatische, die Zahnräder 1, 2 aufeinander zu bewegende Kraft auftritt. Wie man sieht, sind die Rotationsachsen 8', 9' exzentrisch in den Außenringen 5.2 und 6.2, verschoben in Richtung aufeinander zu positioniert. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dabei das maximale Lagerspiel der Lager 5, 6 ausgenutzt, so dass keine weitere Bewegung der Wellen 3, 4 beziehungsweise der Rotationsachsen 8', 9' aufeinander zu möglich ist, wohingegen in der entgegengesetzten Richtung, das heißt in Axialrichtung der Zahnradpumpe nach außen das maximale Lagerspiel zur Verschiebung der Wellen 3, 4 zur Verfügung steht.
Gleichzeitig sind die beiden Zahnräder 1, 2 derart zueinander in Axialrichtung der hydrodynamischen Maschine zueinander positioniert, dass sie sich im Wälzpunkt W, der auf der Linie 15 der Axialrichtung beziehungsweise in der Ebene der Rotationsachsen 8, 9 liegt, gerade berühren. Der Wälzpunkt W wird durch die Wälzkreisradien r_W1 bestimmt, da die Wälzkreise gedachte Kreise sind, die bei der vorgegebenen Übersetzung (vorliegend aufgrund der identischen Größe der Zahnräder 1, 2 von 1) aufeinander abrollen.
Üblicherweise entspricht der Achsabstand a im Gehäuse 7, das heißt bezogen auf den ortsfest im Gehäuse positionierten Lagerteil, hier jeweils die Außenringe 5.2, 6.2, der beiden Rotationsachsen 8, 9 der Summe der beiden Wälzkreisradien r_W1 und r_W2. Erfindungsgemäß hingegen ist der Achsabstand der Rotationsachsen 8, 9 um eine vorgegebene Strecke d vergrößert. Die Strecke d setzt sich dabei zusammen aus den beiden Strecken d₁, siehe das erste Zahnrad 1, und d₂, siehe das zweite Zahnrad 2. Diese Vergrößerung wird vorliegend dadurch erreicht, dass der Mittelpunkt der Außenringe 5.2, 6.2 der Lager 5, 6 in Axialrichtung 15 der hydrodynamischen Maschine nach außen verschoben ist, und zwar der Mittelpunkt des Außenrings 6.2 um die Strecke d₂ und der Mittelpunkt des Außenrings 5.2 um die Strecke d₁. Hierdurch wird erreicht, dass sich die Zahnräder 1, 2 bei einer thermischen Ausdehnung, das heißt ihr Außendurchmesser wird größer, bezüglich ihrer Rotationsachsen 8', 9'. auseinanderbewegen können, ohne dass der kämmende Eingriff zwischen ihnen wesentlich geändert wird, das heißt sie berühren sich nach wie vor im Wälzpunkt W, der seine Position beibehält. Aufgrund dessen, dass die Pumpspalte 13, 14 wenigstens dieselbe Größe aufweisen wie das Lagerspiel des jeweils zugeordneten Lagers 5, 6, das heißt der Pumpspalt 14 weist die Größe des Lagerspiels des Lagers 6 auf und der Pumpspalt 13 die Größe des Lagerspiels des Lagers 5, besteht auch keine Gefahr, dass die Zahnräder 1, 2 verklemmend am Gehäuse 7 anstreifen. Um jegliches Anstreifen zu vermeiden, kann der Abstand zwischen dem jeweiligen Zahnrad 1, 2 und der Gehäuseinnenwand auch größer als das Lagerspiel des entsprechend zugeordneten Lagers 5, 6 ausgeführt sein.
In der 3 ist ein vorteilhafter Eingriff der Zähne der beiden Zahnräder 1, 2 ineinander schematisch dargestellt. So weist der Eingriff zwei Eingriffslinien 16, 17 auf, das heißt ein Zahn des einen Zahnrads dichtet an beiden ihm zugewandten Zahnflanken der beiden benachbart zu ihm angeordneten Zähne des jeweils anderen Zahnrads anliegend ab, siehe die vier Abdichtungspunkte 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4. Dieses abdichtende Anliegen besteht nahezu oder ausnahmslos zu jedem Zeitpunkt. Insgesamt werden so zwischen den beiden Zahnrädern 1, 2 zu jeder Zeit genau vier Abdichtungspunkte 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 erreicht.
Um die Ölräume, die sich an den beiden äußeren Abdichtungspunkten 18.1 und 18.4 in Richtung der beiden inneren Abdichtungspunkte 18.2 beziehungsweise 18.3 anschließen, zu entlasten, können stirnseitig zu den Zahnrädern im Gehäuse sogenannte Entlastungsnuten vorgesehen sein, welche diese Räume mit der Saugseite der Pumpe verbinden. Vorliegend sind diese Entlastungsnuten nur schematisch dargestellt und mit der Bezugsziffer 19 bezeichnet. Insbesondere, wenn die Verzahnung der beiden Zahnräder mit einem Profilüberdeckungsgrad von weniger als 1 ausgeführt wird, kann auf diese Entlastungsnuten beziehungsweise jegliche üblicherweise vorgesehene leitende Verbindung zwischen den genannten, Räumen und der Saugseite der Pumpe verzichtet werden, und stattdessen der Eingriff der Zähne der beiden Zahnräder 1, 2 derart ausgeführt sein, dass nur die beiden Abdichtungspunkte 18.2 und 18.3 vorgesehen sind. Diese beiden Abdichtungspunkte 18.2 und 18.3 sind an den beiden Flanken eines einzigen Zahnes im Eingriff mit der gegenüberstehenden Zahnlücke positioniert, und weitere Zähne beziehungsweise Flanken von Zahnlücken sind frei von einem abdichtenden Eingriff zueinander.
Sowohl bei den in 3 gezeigten vier Abdichtungspunkten 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 als auch bei einer Ausführungsform mit nur zwei Abdichtungspunkten 18.2, 18.3 kann das Volumen des Quetschölraumes gegenüber herkömmlichen Ausführungsformen wesentlich verringert werden, insbesondere auf die Hälfte oder weniger. Herkömmlich erstreckte sich nämlich der Quetschölraum von dem Abdichtungspunkt 18.1 zwischen einem ersten Zahn und der gegenüberliegenden Zahnlückenflanke bis zu dem Abdichtungspunkt 18.3 zwischen einem zweiten Zahn und der gegenüberliegenden Zahnlückenflanke. Gemäß der in der 3 gezeigten Ausführungsform oder einer Ausführungsform mit nur den beiden Abdichtungspunkten 18.2 und 18.3 erstreckt sich der Quetschölraum nur zwischen den beiden Abdichtungspunkten an ein und demselben Zahn und den gegenüberliegenden Zahnlückenflanken, vorliegend von 18.2 bis 18.3.

Claims

Hydrostatische Maschine, insbesondere Außenzahnradpumpe oder Außenzahnradmotor, 1.1 mit zwei außenverzahnten Zahnrädern (1, 2), die miteinander in einem kämmenden Eingriff stehen; 1.2 jedes Zahnrad (1, 2) ist mittels einer umlaufenden Welle (3, 4) oder einer stehenden Achse und einem Lager (5, 6) in einem gemeinsamen Gehäuse (7) der Maschine drehbar über einer Rotationsachse (8, 9) gelagert; 1.3 jedes Lager (5, 6) weist einen Innenring (5.1, 6.1) und einen Außenring (5.2, 6.2) auf, zwischen welchen ein vorgegebenes Lagerspiel vorgesehen ist, so dass jedes Zahnrad (1, 2) in Radialrichtung des Lagers (5, 6) innerhalb des Lagerspiels verschiebbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass 1.4 im Gehäuse (7) der Achsabstand (a) der Rotationsachsen (8, 9) der beiden Zahnräder (1, 2) relativ zu der Summe der beiden Wälzkreisradien (r_W1, r_W2) um eine vorgegebene Strecke (d) vergrößert ist.
Hydrostatische Maschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Strecke (d) kleiner als die Summe der halben Lagerspiele, innerhalb von welchen die beiden Zahnräder (1, 2) aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind, ist oder dieser Summe entspricht.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (1, 2) jeweils auf einer umlaufenden Welle (3, 4) spielfrei gelagert sind, und die umlaufenden Wellen (3, 4) mittels der Lager (5, 6) mit Spiel im Gehäuse (7) gelagert sind, wobei insbesondere jeweils der Innenring (5.1, 6.1) die Welle (3, 4) spielfrei trägt und der Außenring (5.2, 6.2) spielfrei im Gehäuse (7) getragen wird.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (1, 2) jeweils auf einer stehenden Achse mit Spiel gelagert sind, der Innenring (5.1, 6.1) jeweils spielfrei auf der Achse getragen wird, und der Außenring (5.2, 6.2) jeweils spielfrei das Zahnrad (1, 2) trägt.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerspiele gleich groß sind.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (1, 2) dieselben Abmaße aufweisen und insbesondere identisch zueinander sind.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Zahn des ersten Zahnrads (1) der im Eingriff mit dem zweiten Zahnrad (2) steht, beim Abwälzen am zweiten Zahnrad (2) gleichzeitig abdichtend an beiden ihm zugewandten Zahnflanken der beiden benachbart zu ihm angeordneten Zähne des zweiten Zahnrads (2) anliegt.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnräder (1, 2) auf der voneinander abgewandten Seite ihres äußeren Umfangs durch das Gehäuse (7) mit einem vorgegebenen Abstand zwischen einer Gehäuseinnenwand und den Zahnspitzen der Zähne der Zahnräder (1, 2) umschlossen werden, und der Abstand jeweils dem Lagerspiel des Lagers (5, 6) des zugeordneten Zahnrads (1, 2) entspricht oder größer als dieses ist.
Hydrostatische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (1, 2) eine Hochverzahnung aufweisen.