DE102010055682A1 - Housing of an external gear machine and external gear machine - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist ein Gehäuse für eine Außenzahnradmaschine zum Bilden eines Innenraums zur Aufnahme von zumindest zwei um jeweils eine Achse rotierenden und miteinander kämmenden Zahnrädern, wobei es Gehäusezonen hat, die lokal an eine jeweilige Funktion bzw. ein Erfordernis wie ein optimales Einlaufverhalten oder eine hohe Lebensdauer angepasst sind und das Gehäuse so eine als Einlaufschicht wirkende weiche Gehäusezone und eine vom Innenraum abgewandte harte äußere Gehäusezone aufweist, sowie eine Außenzahnradmaschine mit einem derart inhomogenen Gehäuse.Disclosed is a housing for an external gear machine for forming an interior space to accommodate at least two gears rotating around an axis and meshing with one another, with housing zones that are locally adapted to a respective function or requirement such as optimal running-in behavior or a long service life and the housing has a soft housing zone acting as a running-in layer and a hard outer housing zone facing away from the interior, as well as an external gear machine with such an inhomogeneous housing.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine Außenzahnradmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Außenzahnradmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.The invention relates to a housing for an external gear machine according to the preamble of
Eine bekannte Außenzahnradmaschine ist in der deutschen Offenlegungsschrift
Nach der Montage der Außenzahnradmaschine erfolgt ein definiertes Einlaufen der Zahnräder mit ihren Köpfen in der Gehäuseinnenwandung. Hierzu haben die Zahnräder bewusst einen etwas zu groß gefertigten Kopfkreis mit einem scharfkantigen Übergang zwischen ihren jeweiligen Zahnflanken. Die Zahnköpfe laufen jeweils unter betriebsdruckbedingter Verformung spanend in die Gehäuseinnenwandung ein und fräsen sich aufgrund ihrer scharfen Kopfkante eine Einlaufspur. Die dabei entstehenden Späne werden mit dem Druckmittelstrom kontrolliert nach außen abgeführt. Als Effekt nach dem Einlaufen stellt sich ein Nullspalt ein, der zu einem hohen Wirkungsgrad der Zahnradmaschine führt.After assembly of the external gear machine, a defined running in of the gears with their heads in the Gehäuseinnenwandung. For this purpose, the gears have deliberately a little too large manufactured head circle with a sharp-edged transition between their respective tooth flanks. The tooth heads each run under pressure caused by deformation in the housing inner wall and milled due to their sharp head edge an inlet track. The resulting chips are discharged with the pressure medium flow controlled to the outside. As an effect after running a zero gap sets, which leads to a high efficiency of the gear machine.
Weist die Zahnradmaschine jedoch wie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse für eine Außenzahnradmaschine, das die vorgenannten Nachteile beseitigt und ein optimales Einlaufen von Zahnrädern mit verrundeten Zahnköpfen ermöglicht, sowie eine Außenzahnradmaschine mit einem optimalen Wirkungsgrad zu schaffen.The object of the invention is to provide a housing for an external gear machine, which eliminates the aforementioned disadvantages and allows optimal running of gears with rounded tooth tips, as well as to provide an external gear machine with optimum efficiency.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Außenzahnradmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.This object is achieved by a housing having the features of
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse für eine Außenzahnradmaschine zum Bilden eines Innenraumes zur Aufnahme von zumindest zwei um jeweils eine Achse rotierenden und miteinander kämmenden Zahnrädern hat erfindungsgemäß zumindest zwei Gehäusezonen, wobei die den Innenraum begrenzende innere Gehäusezone zumindest abschnittsweise weicher als die von dem Innenraum abgewandte äußere Gehäusezone ist.An inventive housing for an external gear machine for forming an interior for receiving at least two gears rotating and meshing with each other according to the invention has at least two housing zones, wherein the inner housing zone delimiting the interior is at least partially softer than the outer housing zone facing away from the interior.
Dadurch, dass die innere als Einlaufschicht wirkende Gehäusezone weicher gestaltet ist als die äußere bzw. weitere Gehäusezonen, kann das Material beim Einlaufen von verrundeten Zahnköpfe leichter verdrängt und sogar komprimiert werden. Hierdurch wird zum einen eine optimale Einlaufspur gebildet und zum anderen eine auf die Zahnräder bzw. die Zahnköpfe wirkende Belastung beim Einlaufen reduziert, so dass Beschädigungen der Zahnköpfe bzw. der Kopfkreise der Zahnräder ausgeschlossen sind. Die äußere Gehäusezone kann herkömmlich aus bspw. einer Aluminiumknetlegierung für Anwendungen in der Mobilhydraulik oder Eisenguss für stationäre Hydraulikanwendungen bestehen, wodurch das Gehäuse trotz der weichen Einlaufschicht robust ausgeführt ist. Das Gehäuse ist erfindungsgemäß abschnittsweise bzw. zonenweise optimal an jeweils zu erfüllenden Bedingungen wie optimales Einlaufverhalten und hohe Lebensdauer angepasst und weist somit keine homogene Materialstruktur auf. Die Gehäusezone, in der die Einlaufspur auszubilden ist, weist eine geringe Festigkeit auf und die Gehäusezone, die eine hohe Lebensdauer ermöglicht, hat eine hohe Festigkeit.The fact that the inner housing zone acting as an inlet layer is made softer than the outer or further housing zones, the material can be easily displaced when entering rounded tooth tips and even compressed. In this way, on the one hand, an optimal inlet track is formed and, on the other hand, a load acting on the toothed wheels or the tooth heads during entry is reduced, so that damage to the tooth heads or the head circles of the toothed wheels is precluded. The outer housing zone may conventionally consist of, for example, an aluminum wrought alloy for applications in mobile hydraulics or cast iron for stationary hydraulic applications, whereby the housing is made robust despite the soft inlet layer. According to the invention, the housing is adapted in sections or zones optimally to respective conditions to be fulfilled, such as optimum run-in behavior and a long service life, and thus does not have a homogeneous material structure. The housing zone in which the lead-in track is to be formed has a low strength and the housing zone, which allows a long life, has a high strength.
Bevorzugterweise ist die innere Gehäusezone aus einem metallischen Sintermaterial gebildet. Vorzugsweise wird das Sintermaterial mit einer derartigen Porosität eingestellt, dass es beim Einlaufen der Zahnköpfe verdichtet wird.Preferably, the inner housing zone is formed of a metallic sintered material. Preferably, the sintered material is adjusted with such a porosity that it is compacted when entering the tooth heads.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die innere Gehäusezone aus einer metallischen Legierung gebildet. Diese kann beispielsweise im Schleudergussverfahren bequem an die äußere Gehäusezone angebunden werden. Ein Beispiel für eine metallische Legierung ist Bronze.In one embodiment, the inner housing zone is formed of a metallic alloy. This can be conveniently connected to the outer housing zone, for example by centrifugal casting. An example of a metallic alloy is bronze.
Bei einer Variante weist die metallische Legierung an ihrer Innenumfangswandung zumindest abschnittsweise Vertiefungen auf. Hierdurch kann eine dem Sintermaterial ähnliche Porosität geschaffen werden, wodurch ein Verdichten des Materials beim Einlaufen ermöglicht wird. In one variant, the metallic alloy has recesses at least in sections on its inner circumferential wall. As a result, a sintering material-like porosity can be created, whereby a compression of the material is allowed when entering.
Beispielsweise sind die Vertiefungen rillenartig in Form von eingedrehten oder eingefrästen Riefen ausgebildet. Diese Art von Vertiefungen ist fertigungstechnisch einfach auszubilden.For example, the depressions are groove-like in the form of screwed or milled grooves. This type of wells is manufacturing technology easy to train.
Bei einer fertigungstechnisch einfach auszubildenden Alternative werden die Vertiefungen mittels Strahltechnik ausgebildet. Hierzu wird die Innenumfangswandung sand- oder kugelgestrahlt und somit mit einer Vielzahl von Dellen ausgebildet.In an alternative manufacturing technology easy trainees the wells are formed by means of blasting. For this purpose, the inner peripheral wall sand or shot peened and thus formed with a variety of dents.
Eine erfindungsgemäße Außenzahnradmaschine mit in einem Innenraum angeordneten zumindest zwei um jeweils eine Achse rotierenden und miteinander kämmenden Zahnrädern hat ein Gehäuse mit einer inneren den Innenraum begrenzenden Gehäusezone und einer äußeren Gehäusezone, wobei die innere Gehäusezone zumindest abschnittsweise weicher als die äußere Gehäusezone ausgebildet ist. Hierdurch wird ein optimales Einlaufen der Zahnräder, insbesondere von Zahnrädern mit verrundeten Zahnköpfen ermöglicht, so dass eine derartige Außenzahnradmaschine einen optimalen Wirkungsgrad aufweist.An external gear according to the invention with at least two gears rotating around and meshing with each other in an interior has a housing with an inner housing zone delimiting the housing and an outer housing zone, wherein the inner housing zone is at least partially softer than the outer housing zone. In this way, an optimal running in of the gears, in particular of gears with rounded tooth heads is made possible, so that such an external gear machine has an optimum efficiency.
Eine bevorzugte hydraulisch und mechanisch hochbelastbare Außenzahnradmaschine weist eine Schrägverzahnung der Zahnräder auf.A preferred hydraulically and mechanically highly resilient external gear machine has a helical toothing of the gears.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous embodiments of the invention are the subject of further subclaims.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Darstelllungen näher erläutert. Es zeigen:In the following, a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to schematic representations. Show it:
In
Zur Beaufschlagung der Zahnräder
Gemäß
Das Maschinengehäuse
Die äußere Gehäusezone
Die Detaildarstellung in
Offenbart ist ein Gehäuse für eine Außenzahnradmaschine zum Bilden eines Innenraums zur Aufnahme von zumindest zwei um jeweils eine Achse rotierenden und miteinander kämmenden Zahnrädern, wobei es Gehäusezonen hat, die lokal an eine jeweilige Funktion bzw. ein Erfordernis wie ein optimales Einlaufverhalten oder eine hohe Lebensdauer angepasst sind und das Gehäuse so eine als Einlaufschicht wirkende weiche Gehäusezone und eine vom Innenraum abgewandte harte äußere Gehäusezone aufweist, sowie eine Außenzahnradmaschine mit einem derart inhomogenen Gehäuse.Disclosed is a housing for an external gear machine for forming an interior space for receiving at least two gearwheels rotating about and meshing with each other, having housing zones locally adapted to a respective function such as optimum run-in performance or durability are and the housing so acting as an inlet layer soft housing zone and facing away from the interior hard outer housing zone, and an external gear machine with such inhomogeneous housing.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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