DE102021100341A1

DE102021100341A1 - external gear machine

Info

Publication number: DE102021100341A1
Application number: DE102021100341.5A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kombowski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-07-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradmaschine (1) mit zwei zwischen axialen Begrenzungsflächen (10) miteinander kämmenden Zahnrädern (3,4), die sich in einem Eingriffsbereich (9) miteinander in Eingriff befinden, wobei im Betrieb der Außenzahnradmaschine (1) ein Arbeitsmedium in einem eingeschlossenen Quetschvolumen einer Kompression mit einer anschließenden Dekompression unterworfen wird.Um die Außenzahnradmaschine (1) funktionell und/oder im Hinblick auf ihren Wirkungsgrad zu verbessern, ist das eingeschlossene Quetschvolumen über mindestens eine Quetschmediumverbindung (13;20) mit einer Lagerschmierausnehmung (14; 18) verbunden.The invention relates to an external gear machine (1) with two gears (3,4) which mesh with one another between axial boundary surfaces (10) and which are in engagement with one another in a meshing area (9). enclosed squish volume is subjected to compression with subsequent decompression. In order to improve the function of the external gear unit (1) and/or with regard to its efficiency, the enclosed squish volume is connected to a bearing lubricating recess (14; 18) via at least one squish medium connection (13; 20) tied together.

Description

Die Erfindung betrifft eine Außenzahnradmaschine mit zwei zwischen axialen Begrenzungsflächen miteinander kämmenden Zahnrädern, die sich in einem Eingriffsbereich miteinander in Eingriff befinden, wobei im Betrieb der Außenzahnradmaschine ein Arbeitsmedium in einem eingeschlossenen Quetschvolumen einer Kompression mit einer anschließenden Dekompression unterworfen wird.The invention relates to an external gear machine with two gears meshing with one another between axial boundary surfaces and which are in engagement with one another in a meshing region, with a working medium being subjected to compression and subsequent decompression in an enclosed squeeze volume during operation of the external gear machine.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 17 160 A1 ist eine Zahnradmaschine mit im Außeneingriff miteinander kämmenden Zahnrädern mit mindestens einem Dichtkörper bekannt, der an den Zahnradseitenflächen anliegt, wobei in dem Dichtkörper mindestens eine Vertiefung angeordnet ist, die sich so im Eingriffsbereich der Zahnräder befindet, dass der zwischen den kämmenden Zahnrädern umschlossene Raum die Vertiefung überstreicht. Aus der deutschen Patentschrift DE 43 10 518 C1 ist eine Zahnradpumpe mit Zahnrädern bekannt, die achsparallel zueinander angeordnet sind und die paarweise miteinander kämmen, wobei an einem arbeitsraumseitigen Ende eines einzelnen Zahnrads ein Zahnlückengrund zwecks Abfuhr von Quetschöl in den Niederdruckbereich radial einwärts ausgespart ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2018 104 976 A1 ist eine Außenzahnradmaschine mit zwei in einem Pumpenarbeitsraum miteinander kämmenden Zahnrädern bekannt, die zwischen zwei axialen Begrenzungsflächen in zwei Pumpenbrillen drehbar gelagert sind, die Steuernuten aufweisen, die Zwischenbereiche der Pumpenbrillen mit dem Pumpenarbeitsraum verbinden, wobei jedem Zwischenbereich mindestens zwei Steuernuten zugeordnet sind. Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 2004/057193 A1 ist eine Zahnradmaschine für eine oder zwei Drehrichtungen bekannt, mit mindestens zwei Zahnrädern, zwei an den Zahnrädern anliegenden Seitenplatten und an diesen anliegenden Lagerkörpern, wobei auf den den Seitenplatten zugewandten und abgewandten Seitenflächen unterschiedlich gestaltete Dichtfelder vorgesehen sind.From the German Offenlegungsschrift DE 42 17 160 A1 discloses a gear machine with externally meshing gears with at least one sealing body that rests against the side faces of the gears, with at least one depression being arranged in the sealing body, which is located in the meshing area of the gears in such a way that the space enclosed between the meshing gears contains the depression overswept. From the German patent specification DE 43 10 518 C1 a gear pump with gears is known, which are arranged axially parallel to each other and which mesh with each other in pairs, with a tooth gap base being recessed radially inward at one end of an individual gear on the working chamber side for the purpose of discharging squeezed oil into the low-pressure area. From the German Offenlegungsschrift DE 10 2018 104 976 A1 an external gear machine is known with two gears meshing with each other in a pump working chamber, which are rotatably mounted between two axial boundary surfaces in two pump seats that have control grooves that connect intermediate areas of the pump seats with the pump working area, with each intermediate area being assigned at least two control grooves. From the international disclosure document WO 2004/057193 A1 a gear machine for one or two directions of rotation is known, with at least two gears, two side plates resting on the gear wheels and bearing bodies resting on these, with differently designed sealing fields being provided on the side surfaces facing and facing away from the side plates.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Außenzahnradmaschine mit zwei zwischen axialen Begrenzungsflächen miteinander kämmenden Zahnrädern, die sich in einem Eingriffsbereich miteinander in Eingriff befinden, wobei im Betrieb der Außenzahnradmaschine ein Arbeitsmedium in einem eingeschlossenen Quetschvolumen einer Kompression mit einer anschließenden Dekompression unterworfen wird, funktionell und/oder im Hinblick auf ihren Wirkungsgrad zu verbessern.The object of the invention is to provide an external gear machine with two gear wheels which mesh with one another between axial boundary surfaces and which are in engagement with one another in a meshing area, with a working medium being subjected to compression in an enclosed squeeze volume with subsequent decompression during operation of the external gear machine and/or functionally and/or or to improve their efficiency.

Die Aufgabe ist bei einer Außenzahnradmaschine mit zwei zwischen axialen Begrenzungsflächen miteinander kämmenden Zahnrädern, die sich in einem Eingriffsbereich miteinander in Eingriff befinden, wobei im Betrieb der Außenzahnradmaschine ein Arbeitsmedium in einem eingeschlossenen Quetschvolumen einer Kompression mit einer anschließenden Dekompression unterworfen wird, dadurch gelöst, dass das eingeschlossene Quetschvolumen über mindestens eine Quetschmediumverbindung mit einer Lagerschmierausnehmung verbunden ist. Bei dem Arbeitsmedium der Außenzahnradmaschine, die vorzugsweise als Außenzahnradpumpe ausgeführt ist, handelt es sich vorzugsweise um ein Hydraulikmedium, wie Öl. Daher wird das Quetschmedium auch als Quetschöl bezeichnet. Die Lagerschmierausnehmung ist zum Beispiel als Ringraum oder Ringnut ausgeführt. Bei herkömmlichen Zahnradpumpen wird das Quetschöl mittels Steuernuten zur Druckseite hin gefördert. Zur Lagerschmierung wird bei herkömmlichen Außenzahnradmaschinen Öl von der Druckseite zu den Lagern geführt. Dabei ist der Ölstrom für die Kühlung im Betrieb der Außenzahnradmaschine von der Drehzahl und vom aktuell herrschenden Druck abhängig. Bei hohen Drehzahlen kann der Ölstrom für die Schmierung zu groß sein, was sich negativ auf den Wirkungsgrad auswirkt. Bei der beanspruchten Außenzahnradmaschine wird das Quetschöl zur Lagerschmierung genutzt. Bei den Lagern handelt es sich zum Beispiel um Gleitlager, mit denen die Zahnräder auf mindestens einem Stehbolzen und/oder in einer Gehäuseöffnung drehbar gelagert sind. Über die Quetschmediumverbindung wird Quetschöl aus dem Quetschvolumen abgeführt. Das abgeführte Quetschöl wird über die Quetschmediumverbindung der Lagerschmierausnehmung zugeführt.In the case of an external gear machine with two gear wheels which mesh with one another between axial boundary surfaces and which are in mesh with one another in a meshing region, the task is solved in that during operation of the external gear machine a working medium in an enclosed squeeze volume is subjected to compression with subsequent decompression in that the enclosed squeezing volume is connected to a bearing lubricating recess via at least one squeezing medium connection. The working medium of the external gear machine, which is preferably designed as an external gear pump, is preferably a hydraulic medium such as oil. Therefore, the crushing medium is also referred to as crushing oil. The bearing lubrication recess is designed, for example, as an annular space or annular groove. With conventional gear pumps, the crushed oil is conveyed to the pressure side by means of control grooves. In conventional external gear machines, oil is fed from the pressure side to the bearings to lubricate the bearings. The oil flow for cooling during operation of the external gear unit depends on the speed and the currently prevailing pressure. At high speeds, the oil flow for lubrication can be too large, which has a negative effect on efficiency. In the case of the external gear machine claimed, the crushed oil is used to lubricate the bearings. The bearings are, for example, plain bearings with which the gear wheels are rotatably mounted on at least one stud bolt and/or in a housing opening. Squeezed oil is discharged from the squeeze volume via the squeeze medium connection. The discharged squeeze oil is fed to the bearing lubrication recess via the squeeze medium connection.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Quetschmediumverbindung von einem Zahngrund im Eingriffsbereich zu der Lagerschmierausnehmung erstreckt. Die Quetschmediumverbindung ist vorteilhaft geradlinig ausgeführt. Die Quetschmediumverbindung kann als Kanal in einer der axialen Begrenzungsflächen vorgesehen sein. Es können auch in beiden axialen Begrenzungsflächen Quetschmediumverbindungen vorgesehen sein. Die Anordnung der Quetschmediumverbindung im Zahngrund liefert unter anderem den Vorteil, dass die Quetschmediumverbindung nicht permanent geöffnet ist. Die Quetschmediumverbindung wird besonders vorteilhaft im Zahngrund nur freigegeben, wenn die Quetschmediumverbindung im Betrieb der Außenzahnradmaschine von einer Zahnlücke zwischen zwei Zähnen überstrichen oder überfahren wird.A preferred embodiment of the external gear machine is characterized in that the squeeze medium connection extends from a tooth base in the engagement area to the bearing lubricating recess. The crushed medium connection is advantageously implemented in a straight line. The squeeze medium connection can be provided as a channel in one of the axial boundary surfaces. Squeezed medium connections can also be provided in both axial boundary surfaces. The arrangement of the squeeze medium connection in the tooth base provides, among other things, the advantage that the squeeze medium connection is not permanently open. The squeezed medium connection is particularly advantageously only released in the tooth base when the squeezed medium connection is swept over or passed over by a tooth gap between two teeth during operation of the external gear machine.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Quetschmediumverbindung eine Verbindungsnut in mindestens einer der axialen Begrenzungsflächen umfasst. Die Verbindungsnut geht vorteilhaft in dem Eingriffsbereich vom Zahngrund eines Quetschvolumens aus und mündet in die Lagerschmierausnehmung. Das liefert den Vorteil, dass das Arbeitsmedium aus dem Quetschvolumen abgeführt und zur Lagerschmierung genutzt werden kann.A further preferred exemplary embodiment of the external gear unit is characterized in that the squeeze medium connection comprises a connection groove in at least one of the axial boundary surfaces. the connection Dung groove is advantageous in the engagement area from the tooth base of a squeeze volume and opens into the bearing lubricating recess. This provides the advantage that the working medium can be removed from the squished volume and used for bearing lubrication.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass im Eingriffsbereich bei einer Überschneidung eines Zahnfußraums während seiner Kompressionsphase mit der Quetschmediumverbindung eine Druckentlastung in die Lagerschmierausnehmung erfolgt. Über die Gestalt und die Größe der Quetschmediumverbindung kann das in die Lagerschmierausnehmung geförderte Ölvolumen gezielt gesteuert werden.A further preferred exemplary embodiment of the external gear unit is characterized in that in the area of engagement when a tooth root space overlaps during its compression phase with the squeeze medium connection, pressure is relieved into the bearing lubricating recess. The volume of oil conveyed into the bearing lubricating recess can be specifically controlled via the shape and size of the squeeze medium connection.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschmierausnehmung als Ringnut ausgeführt ist. Die Ringnut ist fertigungstechnisch einfach realisierbar. Die Ringnut ist zum Beispiel in eine der axialen Begrenzungsflächen gefräst.A further preferred exemplary embodiment of the external gear unit is characterized in that the bearing lubricating recess is designed as an annular groove. The annular groove is easy to produce in terms of production technology. The annular groove is milled into one of the axial boundary surfaces, for example.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Lagerschmierausnehmung mindestens eine Schmiermediumverbindung ausgeht, die im Betrieb der Außenzahnradmaschine auf einer Druckseite von Zähnen eines der Zahnräder im Wechsel verdeckt und freigegeben wird. Die Schmiermediumverbindung ist vorteilhaft nicht konstant mit der Druckseite verbunden. Über die Schmiermediumverbindung kann der Lagerschmierausnehmung vorteilhaft zusätzliches Schmiermedium zugeführt werden. Bei dem Schmiermedium handelt es sich um das Arbeitsmedium, also um das Hydraulikmedium, insbesondere um Öl.Another preferred exemplary embodiment of the external gear machine is characterized in that at least one lubricating medium connection emanates from the bearing lubricating recess, which during operation of the external gear machine is alternately covered and exposed on a pressure side of teeth of one of the gears. The lubricating medium connection is advantageously not constantly connected to the pressure side. Additional lubricating medium can advantageously be supplied to the bearing lubricating recess via the lubricating medium connection. The lubricating medium is the working medium, ie the hydraulic medium, in particular oil.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Freigeben der Schmiermediumverbindung so mit einem Öffnen einer Förderkammer auf der Druckseite abgestimmt ist, dass Druckstö-ße vermindert und/oder Geräusche reduziert werden. Die Schmiermediumverbindung ist zu diesem Zweck vorteilhaft so gestaltet und angeordnet, dass sie von Zahnflanken der Zahnräder genau dann freigegeben wird, wenn eine Förderkammer auf der Druckseite freigegeben wird. So übt die Schmiermediumverbindung vorteilhaft eine Doppelfunktion aus.A further preferred exemplary embodiment of the external gear machine is characterized in that the release of the lubricating medium connection is coordinated with an opening of a delivery chamber on the pressure side in such a way that pressure surges are reduced and/or noise is reduced. For this purpose, the lubricating medium connection is advantageously designed and arranged in such a way that it is released by the tooth flanks of the gears precisely when a delivery chamber on the pressure side is released. The lubricating medium connection thus advantageously performs a dual function.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermediumverbindung als Sacknut ausgeführt ist, die von der Lagerschmierausnehmung ausgeht. Die Schmiermediumverbindung kann vorteilhaft so oder so ähnlich gestaltet sein wie die Quetschmediumverbindung. Allerdings ist die Schmiermediumverbindung weiter auf der Druckseite angeordnet, während die Quetschmediumverbindung genau im Eingriffsbereich der Zahnräder angeordnet ist.A further preferred exemplary embodiment of the external gear unit is characterized in that the lubricating medium connection is designed as a blind groove which starts from the bearing lubricating recess. The lubricating medium connection can advantageously be designed in the same way or something similar to the squeezed medium connection. However, the lubricating medium connection is arranged further on the pressure side, while the squeezed medium connection is arranged exactly in the meshing area of the gears.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sacknut an ihrem Ende eine Querausnehmung aufweist. Mit der Querausnehmung an ihrem Ende bekommt die Sacknut eine im Wesentlichen T-förmige Gestalt. Die Form der Quernut muss aber nicht gerade sein. Die Form der Quernut kann auch bogenförmig oder irgendwie anders gestaltet sein. Grundsätzlich verlängert die Querausnehmung die Zeit, in der eine Verbindung zu der ringförmigen Schmierausnehmung besteht.Another preferred exemplary embodiment of the external gear unit is characterized in that the blind groove has a transverse recess at its end. With the transverse recess at its end, the blind groove is given a substantially T-shape. However, the shape of the transverse groove does not have to be straight. The shape of the transverse groove can also be curved or designed in some other way. Basically, the transverse recess increases the time in which there is a connection to the annular lubrication recess.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Außenzahnradmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass den Zahnrädern jeweils mindestens eine Entlastungsnut zugeordnet ist, die im Betrieb der Außenzahnradmaschine von Zähnen des zugeordneten Zahnrads überstrichen wird, wobei die Entlastungsnut so angeordnet und ausgeführt ist, dass das eingeschlossene Quetschvolumen bei der Dekompression mit einer Saugseite verbunden wird. Dadurch kann vorteilhaft Kavitation im Betrieb der Außenzahnradmaschine verhindert werden.Another preferred exemplary embodiment of the external gear unit is characterized in that at least one relief groove is assigned to each of the gear wheels, which is swept over by teeth of the assigned gear wheel during operation of the external gear unit, the relief groove being arranged and designed in such a way that the trapped squished volume during decompression connected to a suction side. As a result, cavitation during operation of the external gear machine can advantageously be prevented.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen Gehäusekörper und/oder einen Deckel mit einer axialen Begrenzungsfläche für eine vorab beschriebene Außenzahnradmaschine. Der Gehäusekörper und/oder der Deckel sind beziehungsweise ist separat handelbar.The invention may also relate to a housing body and/or a cover with an axial boundary surface for an external gear machine as described above. The housing body and/or the cover can be traded separately.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Außenzahnradmaschine.The invention may also relate to a method for operating an external gear machine as described above.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Außenzahnradmaschine mit zwei in einem Eingriffsbereich miteinander kämmenden Zahnrädern mit Quetschmediumverbindungen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 mit einer in 2 nach links aktiven Quetschmediumverbindung;
3 einen ähnlichen Ausschnitt wie in 2 mit einer in 3 nach rechts aktiven Quetschmediumverbindung;
4 einen ähnlichen Ausschnitt wie in 3 mit zwei zusätzlichen Entlastungsnuten zu einer Saugseite;
5 einen ähnlichen Ausschnitt wie in 4 mit zwei zusätzlichen Schmiermediumverbindungen von einer Druckseite;
6 einen vergrößerten Ausschnitt aus 5 mit einer alternativen Schmiermediumverbindung, die als an ihrem Ende T-förmig ausgebildete Sacknut ausgeführt ist;
7 eine ähnliche Darstellung wie in 1 mit zwei Quetschmediumverbindungen, zwei Schmiermediumverbindungen und zwei Entlastungsnuten;
8 eine Ansicht des Gehäuses der Außenzahnradmaschine aus 4 mit Blick auf eine der axialen Begrenzungsflächen ohne Zahnräder und ohne Stehbolzen;
9 einen Ausschnitt aus 8 mit zwei Stehbolzen in perspektivischer Darstellung;
10 eines der Zahnräder der Außenzahnradmaschine in perspektivischer Darstellung; und
11 eine Ansicht des Gehäuses der Außenzahnradmaschine aus 7.

Further advantages, features and details of the invention result from the following description in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing. Show it:

1 a schematic representation of an external gear machine with two gears meshing with one another in a meshing area with squeeze medium connections according to a first exemplary embodiment;
2 an enlarged section 1 with an inside 2 left active squeeze media connection;
3 a similar excerpt as in 2 with an inside 3 right active squeeze media connection;
4 a similar excerpt as in 3 with two additional relief grooves on one suction side;
5 a similar excerpt as in 4 with two additional lubricating medium connections from one pressure side;
6 an enlarged section 5 with an alternative lubricating medium connection, which is designed as a T-shaped blind groove at its end;
7 a similar representation as in 1 with two squeeze medium connections, two lubricating medium connections and two relief grooves;
8th a view of the housing of the external gear machine 4 with a view of one of the axial boundary surfaces without gears and without studs;
9 a snippet 8th with two studs in a perspective view;
10 one of the gears of the external gear machine in a perspective view; and
11 a view of the housing of the external gear machine 7 .

In den 1 bis 11 sind Ausführungsbeispiele einer als Außenzahnradpumpe ausgeführten Außenzahnradmaschine 1 schematisch mit einem offenen Gehäuse 2 dargestellt. Offen bedeutet im Hinblick auf das Gehäuse 2, dass in den dargestellten Figuren ein Deckel weggelassen ist.In the 1 until 11 exemplary embodiments of an external gear machine 1 designed as an external gear pump are shown schematically with an open housing 2 . With regard to the housing 2, open means that a cover has been omitted in the figures shown.

Das Gehäuse 2 umfasst zum Beispiel eine Art Gehäusetopf, der durch den Deckel abgeschlossen wird. Dann stellt der Boden des Gehäusetopfs eine der axialen Begrenzungsflächen dar. Der Deckel stellt dann die andere axiale Begrenzungsfläche für zwei in einem Pumpenarbeitsraum 30 miteinander kämmende Zahnräder 3, 4 dar. Die Zahnräder 3, 4 sind in dem Pumpenarbeitsraum 30 zum Beispiel durch Gleitlager drehbar gelagert.The housing 2 includes, for example, a type of housing pot that is closed off by the cover. The bottom of the housing pot then represents one of the axial boundary surfaces. The cover then represents the other axial boundary surface for two gear wheels 3, 4 meshing with one another in a pump working chamber 30. The gear wheels 3, 4 are rotatably mounted in the pump working chamber 30, for example by plain bearings .

Durch Pfeile 5, 6 ist in den 1 und 7 angedeutet, dass sich das in den 1 und 7 rechts angeordnete Zahnrad 3 gegen den Uhrzeigersinn dreht, während das damit in Eingriff befindliche in 1 links angeordnete Zahnrad 4 sich im Uhrzeigersinn dreht. Das Zahnrad 3 wird zum Beispiel durch einen geeigneten Antrieb angetrieben und wird daher auch als treibendes Zahnrad 3 bezeichnet. Analog wird das Zahnrad 4 auch als getriebenes Zahnrad 4 bezeichnet.By arrows 5, 6 is in the 1 and 7 indicated that in the 1 and 7 gear 3 arranged on the right rotates counterclockwise, while the in 1 Gear 4 arranged on the left rotates clockwise. The gear 3 is driven, for example, by a suitable drive and is therefore also referred to as the driving gear 3 . Analogously, the gear wheel 4 is also referred to as the driven gear wheel 4 .

Im Betrieb der als Außenzahnradpumpe ausgeführten Außenzahnradmaschine 1 wird ein Arbeitsmedium, wie Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird, von einer Saugseite 8 auf eine Druckseite 7 verschoben oder gefördert.During operation of the external gear machine 1 designed as an external gear pump, a working medium such as hydraulic oil, which is also referred to as oil for short, is shifted or conveyed from a suction side 8 to a pressure side 7 .

Die Zahnräder 3, 4 sind als Außenzahnräder mit jeweils insgesamt dreizehn Zähnen ausgeführt. In einem Eingriffsbereich 9 befinden sich die beiden Zahnräder 3, 4 miteinander in Eingriff. In den 1 und 7 sind die Zahnräder 3, 4 in einer Draufsicht dargestellt.The gears 3, 4 are designed as external gears, each with a total of thirteen teeth. In an engagement area 9, the two gears 3, 4 are in engagement with each other. In the 1 and 7 the gears 3, 4 are shown in a plan view.

Die Zahnräder 3, 4 sind auf einer axialen Begrenzungsfläche 10 drehbar angeordnet. In der axialen Begrenzungsfläche 10 sind Lagerschmierausnehmungen 14, 18 und Quetschmediumverbindungen 13, 20 vorgesehen. In 7 sind darüber hinaus Schmiermediumverbindungen 25, 28 und Entlastungsnuten 21, 22 in der axialen Begrenzungsfläche 10 vorgesehen.The gears 3, 4 are arranged on an axial boundary surface 10 so as to be rotatable. In the axial boundary surface 10 bearing lubrication recesses 14, 18 and squeeze medium connections 13, 20 are provided. In 7 Lubricating medium connections 25, 28 and relief grooves 21, 22 are also provided in the axial boundary surface 10.

Die Lagerschmierausnehmungen 14, 18, die Quetschmediumverbindungen 13, 20, die Schmiermediumverbindungen 25, 28 und die Entlastungsnuten 21, 22 sind ganz oder teilweise durch die Zahnräder 3, 4 verdeckt. Um das Zusammenwirken zwischen den Lagerschmierausnehmungen 14, 18, den Quetschmediumverbindungen 13, 20, den Schmiermediumverbindungen 25, 28 und den Entlastungsnuten 21, 22 mit den Zahnrädern 3, 4 im Betrieb der Außenzahnradmaschine 1 zu verdeutlichen, sind auch die an sich nicht sichtbaren Bereiche der Lagerschmierausnehmungen 14, 18, der Quetschmediumverbindungen 13, 20, der Schmiermediumverbindungen 25, 28 und der Entlastungsnuten 21, 22 eingezeichnet.The bearing lubricating recesses 14, 18, the crushed medium connections 13, 20, the lubricating medium connections 25, 28 and the relief grooves 21, 22 are completely or partially covered by the gear wheels 3, 4. In order to illustrate the interaction between the bearing lubricating recesses 14, 18, the squeeze medium connections 13, 20, the lubricating medium connections 25, 28 and the relief grooves 21, 22 with the gears 3, 4 during operation of the external gear unit 1, the areas of the Bearing lubrication recesses 14, 18, the crushed medium connections 13, 20, the lubricating medium connections 25, 28 and the relief grooves 21, 22 located.

Die Lagerschmierausnehmung 14 umfasst eine Ringnut 15, die einem Lager für das Zahnrad 4 zugeordnet ist. Die Lagerschmierausnehmung 18 umfasst eine Ringnut 19, die einem Lager für das Zahnrad 3 zugeordnet ist. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird das Öl für die Schmierung der vorzugsweise als Gleitlager ausgeführten Lager der Zahnräder 3, 4 nicht von der Druckseite 7 abgenommen, sondern aus Zahnfußräumen im Eingriffsbereich 9 der Zahnräder 3, 4. Es ist das sogenannte Quetschöl, welches hier durch das Abwälzen der Zähne verdrängt werden muss. Zu diesem Zweck ist der Lagerschmierausnehmung 14 die Quetschmediumverbindung 13 zugeordnet. Der Lagerschmierausnehmung 18 ist die Quetschmediumverbindung 20 zugeordnet.The bearing lubricating recess 14 includes an annular groove 15 which is associated with a bearing for the gear wheel 4 . The bearing lubricating recess 18 includes an annular groove 19 which is associated with a bearing for the gear wheel 3 . According to an essential aspect of the invention, the oil for lubricating the bearings of the gears 3, 4, which are preferably designed as plain bearings, is not taken from the pressure side 7, but from the tooth root spaces in the engagement area 9 of the gears 3, 4. It is the so-called squeeze oil that is used here must be displaced by the rolling of the teeth. For this purpose, the bearing lubricating recess 14 is associated with the squeeze medium connection 13 . The bearing lubricating recess 18 is associated with the squeeze medium connection 20 .

Die Quetschmediumverbindung 13 umfasst eine Verbindungsnut 16, die vom Zahnfußraum im Eingriffsbereich 9 ausgeht und in die Ringnut 15 der Lagerschmierausnehmung 14 mündet. Die Verbindungsnut 16 ist als Sacknut ausgeführt. Die Quetschmediumverbindung 20 umfasst ebenfalls eine nicht bezeichnete Verbindungsnut, die ebenfalls als Sacknut ausgeführt ist.The squeezed medium connection 13 includes a connection groove 16 which starts from the tooth root space in the engagement area 9 and opens into the annular groove 15 of the bearing lubricating recess 14 . The connecting groove 16 is designed as a blind groove. The squeeze medium connection 20 also includes a non-designated connection groove, which is also designed as a blind groove.

Die Funktion der Quetschmediumverbindungen 13, 20 ist in den 2 und 3 veranschaulicht. In 2 ist durch einen Pfeil 17 angedeutet, wie bei einer Überschneidung des Zahnfußraums während seiner Kompressionsphase mit der Verbindungsnut 16 Quetschöl aus einem von den Zahnrädern 3, 4 eingeschlossenem Quetschvolumen 41 in die Ringnut 15 der Lagerschmierausnehmung 14 entlastet wird.The function of the Quetschmediumverbindungen 13, 20 is in the 2 and 3 illustrated. In 2 is indicated by an arrow 17, as when the tooth root space overlaps during its compression phase with the connecting groove 16, squeezing oil is relieved from a squeezing volume 41 enclosed by the gears 3, 4 into the annular groove 15 of the bearing lubricating recess 14.

Die Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Pfeils 17 kann über Nutabmessungen in der Verbindungsnut 16 gesteuert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit ist drehzahlabhängig. Das aus dem Quetschvolumen 41 verdrängte Volumen ist pro Zahn konstant und weder druckabhängig noch drehzahlabhängig. Die Schmiermediumverbindung 20 ist in 2 funktionslos oder nicht aktiv.The flow rate in the direction of the arrow 17 can be controlled via groove dimensions in the connecting groove 16. The flow rate depends on the speed. The volume displaced from the squeezed volume 41 is constant per tooth and is neither pressure-dependent nor speed-dependent. The lubricating medium connection 20 is in 2 inoperable or not active.

In 3 ist die Schmiermediumverbindung 13 funktionslos oder nicht aktiv. Durch einen Pfeil 23 ist in 3 angedeutet, wie Quetschöl aus einem Quetschvolumen 42 in die Ringnut 19 der Lagerschmierausnehmung 18 verdrängt wird. Aus einer Zusammenschau der 2 und 3 ergibt sich, dass die Schmierung der Gleitlager über die Quetschmediumverbindungen 13, 20 und die Lagerschmierausnehmungen 14, 18 zunächst stoßweise ist, abwechselnd von Zahn zu Zahn. Im Folgenden wird noch darauf eingegangen, wie ein an sich unerwünschtes Pulsieren der Schmierung ausgeglichen werden kann.In 3 the lubricating medium connection 13 has no function or is not active. An arrow 23 indicates in 3 indicated how squeeze oil is displaced from a squeeze volume 42 into the annular groove 19 of the bearing lubricating recess 18 . From a synopsis of 2 and 3 it follows that the lubrication of the slide bearings via the squeeze medium connections 13, 20 and the bearing lubrication recesses 14, 18 is initially intermittent, alternating from tooth to tooth. In the following, it will be discussed how an undesired pulsation of the lubrication can be compensated.

In 4 ist gezeigt, dass zur Vermeidung von Kavitation bei einer nachfolgenden Vergrößerung der beiden Zahnfußräume diese über Entlastungsnuten 21, 22 mit der Saugseite 8 verbunden werden können. In 4 ist durch einen Pfeil 24 angedeutet, wie bei einem Unterdruck in dem sich vergrößernden Quetschvolumen 41 Öl von der Saugseite 8 über die Entlastungsnut 21 in den sich vergrößernden Zahnfußraum gelangt. Die Entlastungsnut 22 ist zu dem in 4 dargestellten Zeitpunkt der Rotation bereits funktionslos.In 4 it is shown that in order to avoid cavitation in the event of a subsequent enlargement of the two tooth root spaces, these can be connected to the suction side 8 via relief grooves 21, 22. In 4 is indicated by an arrow 24, as with a negative pressure in the increasing squeeze volume 41 oil from the suction side 8 via the relief groove 21 in the increasing tooth root space. The relief groove 22 is to the in 4 shown time of the rotation already functionless.

In 5 ist gezeigt, wie die Versorgung der Lagerschmierausnehmungen 14, 18 auch dann aufrechterhalten beziehungsweise sichergestellt werden kann, wenn die Schmierung alleine mit dem Quertschöl nicht ausreichen sollte. In 5 sind oberhalb der Quetschmediumverbindungen 13, 20 zwei Schmiermediumverbindungen 25, 28 vorgesehen. Die Schmiermediumverbindung 25 umfasst eine Sacknut 26, die sich von der Ringnut 15 der Lagerschmierausnehmung 14 auf die Druckseite 7 erstreckt. Die Schmiermediumverbindung 28 umfasst eine Sacknut 29, die sich von der Ringnut 19 der Lagerschmierausnehmung 18 auf die Druckseite 7 erstreckt.In 5 shows how the supply of the bearing lubricating recesses 14, 18 can be maintained or ensured even if the lubrication alone with the Quertschöl should not be sufficient. In 5 two lubricating medium connections 25, 28 are provided above the squeezed medium connections 13, 20. The lubricating medium connection 25 includes a blind groove 26 which extends from the annular groove 15 of the bearing lubricating recess 14 to the pressure side 7 . The lubricating medium connection 28 includes a blind groove 29 which extends from the annular groove 19 of the bearing lubricating recess 18 to the pressure side 7 .

In 5 wurde die Quetschmediumverbindung 13 gerade von einem Zahn des Zahnrads 4 verdeckt. Über die Schmiermediumverbindung 13 gelangt kein Schmieröl mehr in die Lagerschmierausnehmung 14. In diesem Moment öffnet sich aber beim Weiterdrehen gegen den Uhrzeigersinn des Zahnrads 4 die Schmiermediumverbindung 25, so dass Öl direkt von der Druckseite 7 in die Ringnut 15 der Lagerschmierausnehmung 14 gefördert wird, solange die Sacknut 26 nicht vom nächsten Zahn des Zahnrads 4 wieder verdeckt wird und die Entlastungsnut 21 der Quetschmediumverbindung 13 aufgeht und so weiter.In 5 the squeeze medium connection 13 was just covered by a tooth of the gear wheel 4. Lubricating oil no longer reaches the bearing lubricating recess 14 via the lubricating medium connection 13. At this moment, however, when the gearwheel 4 continues to turn counterclockwise, the lubricating medium connection 25 opens, so that oil is pumped directly from the pressure side 7 into the annular groove 15 of the bearing lubricating recess 14 for as long as this is the case the blind groove 26 is not covered again by the next tooth of the gear wheel 4 and the relief groove 21 of the squeeze medium connection 13 opens and so on.

Beim Zahnrad 3 ist in 5 die Schmiermediumverbindung 20 kurz vor dem Öffnen und die Schmiermediumverbindung 28 hat sich eben geschlossen. Das geförderte Volumen kann durch die Geometrie der Verbindungen beziehungsweise der Nuten oder deren Lage gezielt gesteuert werden und ist drehzahlabhängig.Gear 3 is in 5 the lubricating medium connection 20 is about to open and the lubricating medium connection 28 has just closed. The conveyed volume can be specifically controlled by the geometry of the connections or the grooves or their position and is speed-dependent.

In 6 ist gezeigt, dass die Sacknut 26 der Schmiermediumverbindung 25 auch T-förmig ausgebildet sein kann. So kann der Zeitanteil der Förderung und damit die Menge des Schmieröls von der Druckseite 7 gezielt gesteuert beziehungsweise begrenzt werden.In 6 shows that the blind groove 26 of the lubricating medium connection 25 can also be T-shaped. In this way, the time portion of the promotion and thus the amount of lubricating oil from the pressure side 7 can be controlled or limited in a targeted manner.

In 7 ist veranschaulicht, wie die zusätzlichen Schmiermediumverbindungen 25, 28 auf der Druckseite 7 durch ihre Anordnung außerdem zu einer Geräuschreduzierung führen. Durch einen gestrichelten Pfeil 33 und einen Pfeil 34 ist veranschaulicht, dass sich die Schmiermediumverbindung 25 genau in dem Moment öffnet, wenn eine Förderkammer 27 auf der Druckseite 7 geöffnet wird. So kann ein unerwünschter Druckstoß reduziert werden. Damit wird ein Unförmigkeitsgrad reduziert beziehungsweise ein Förderdruckverlauf geglättet.In 7 shows how the additional lubricating medium connections 25, 28 on the pressure side 7 also result in a noise reduction due to their arrangement. A dashed arrow 33 and an arrow 34 show that the lubricating medium connection 25 opens precisely at the moment when a delivery chamber 27 on the pressure side 7 is opened. In this way, an undesired pressure surge can be reduced. A degree of irregularity is thus reduced or a conveying pressure profile is smoothed out.

Auf der anderen Seite, also in 7 links, wirkt auf die gleiche Weise entsprechend die Schmiermediumverbindung 28 nach einer halben Zahndrehung. So können die beschriebenen Effekte der Quetschmediumverbindungen 13, 20, der Entlastungsnuten 21, 22 und der Schmiermediumverbindungen 25, 28 besonders vorteilhaft gemeinsam genutzt werden.On the other side, i.e. in 7 left, the lubricating medium connection 28 acts in the same way after half a tooth rotation. In this way, the described effects of the squeeze medium connections 13, 20, the relief grooves 21, 22 and the lubricating medium connections 25, 28 can be used jointly in a particularly advantageous manner.

In den 8, 9 und 11 sind die vorab beschriebenen Ausführungsbeispiele ohne Zahnräder dargestellt. In 10 ist das Zahnrad 4 alleine perspektivisch dargestellt. In 9 sind Stehbolzen 35, 36 gezeigt, auf denen die Zahnräder gelagert werden können. Die Stehbolzen 35, 36 sind vorteilhaft mit Abflachungen 37, 38 ausgestattet. Die Abflachungen 37, 38 dienen zur Bildung der Schmiertaschen.In the 8th , 9 and 11 the exemplary embodiments described above are shown without gears. In 10 the gear 4 is shown alone in perspective. In 9 studs 35, 36 are shown on which the gears can be stored. The studs 35, 36 are advantageously equipped with flat areas 37, 38. The flat areas 37, 38 serve to form the lubrication pockets.

Die Position der Schmiertaschen in Umfangsrichtung ist vorteilhaft so angepasst, dass eine Druckpulsation der Schmierung hier keine Geräusche verursacht. Durch die geeignete Anordnung der Schmiertaschen auf der jeweiligen Spielseite beziehungsweise Druckseite der Lagerung wird das Schmieröl geräuschminimiert zugeführt. In den 8 und 11 sind Entlastungsöffnungen 31, 32 zu sehen, über die das Schmiermedium aus den Lagerschmierausnehmungen 14,18 abgeführt wird.The position of the lubrication pockets in the circumferential direction is advantageously adjusted in such a way that a pressure pulsation of the lubrication does not cause any noise here. The lubricating oil is supplied with minimal noise due to the suitable arrangement of the lubricating pockets on the respective play side or pressure side of the bearing. In the 8th and 11 relief openings 31, 32 can be seen, through which the lubricating medium is discharged from the bearing lubricating recesses 14,18.

BezugszeichenlisteReference List

11: Außenzahnradmaschineexternal gear machine
22: GehäuseHousing
33: Zahnradgear
44: Zahnradgear
55: PfeilArrow
66: PfeilArrow
77: Druckseitepressure side
88th: Saugseitesuction side
99: Eingriffsbereichintervention area
1010: axiale Begrenzungsflächeaxial boundary surface
1313: Quetschmediumverbindungsqueeze medium connection
1414: Lagerschmierausnehmungbearing lubrication recess
1515: Ringnutring groove
1616: Verbindungsnutconnection groove
1717: PfeilArrow
1818: Lagerschmierausnehmungbearing lubrication recess
1919: Ringnutring groove
2020: Quetschmediumverbindungsqueeze medium connection
2121: Entlastungsnutrelief groove
2222: Entlastungsnutrelief groove
2323: PfeilArrow
2424: PfeilArrow
2525: Schmiermediumverbindunglubricating medium connection
2626: Sacknutblind groove
2727: Förderkammerconveyor chamber
2828: Schmiermediumverbindunglubricating medium connection
2929: Sacknutblind groove
3030: Pumpenarbeitsraumpump working space
3131: Entlastungsöffnungrelief opening
3232: Entlastungsöffnungrelief opening
3333: gestrichelter Pfeildashed arrow
3434: PfeilArrow
3535: Stehbolzenstuds
3636: Stehbolzenstuds
3737: Abflachungflattening
3838: Abflachungflattening
4141: Quetschvolumencrush volume
4242: Quetschvolumencrush volume

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 4217160 A1 [0002]
DE 4310518 C1 [0002]
DE 102018104976 A1 [0002]
WO 2004/057193 A1 [0002]

Claims

External gear machine (1) with two gears (3, 4) which mesh with one another between axial boundary surfaces (10) and which are in engagement with one another in a meshing area (9), wherein, during operation of the external gear machine (1), a working medium is contained in an enclosed squeeze volume (41 ,42) is subjected to compression with subsequent decompression, characterized in that the enclosed squeeze volume (41,42) is connected to a bearing lubricating recess (14; 18) via at least one squeeze medium connection (13;20).

External gear machine after claim 1 , characterized in that the squeeze medium connection (13; 20) extends from a tooth base in the engagement area (9) to the bearing lubricating recess (14; 18).

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the squeeze medium connection (13; 20) comprises a connection groove (16) in at least one of the axial boundary surfaces (10).

External gear machine after claim 3 , characterized in that in the engagement area (9) when a tooth root space overlaps during its compression phase with the squeezed medium connection (13; 20), a pressure relief takes place in the bearing lubricating recess (14; 18).

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing lubrication recess (14; 18) is designed as an annular groove (15; 19).

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one lubricating medium connection (25; 28) emanates from the bearing lubricating recess (14; 18) and during operation of the external gear machine (1) on a pressure side (7) of teeth of one of the gear wheels (3rd ,4) is covered and released alternately.

External gear machine after claim 6 , characterized in that the release of the lubricating medium connection (25; 28) is coordinated with an opening of a delivery chamber (27) on the pressure side (7) that pressure surges are reduced and/or noise is reduced.

External gear machine after claim 6 or 7 , characterized in that the lubricating medium connection (25; 28) is designed as a blind groove (26; 29) which starts from the bearing lubricating recess (14; 18).

External gear machine after claim 8 , characterized in that the blind groove (26) has a transverse recess at its end.

External gear machine according to one of the preceding claims, characterized in that the gears (3,4) are each assigned at least one relief groove (21,22) which is swept over by teeth of the associated gear (3,4) during operation of the external gear machine (1). , wherein the relief groove (21,22) is arranged and designed in such a way that the enclosed squeeze volume (41,42) is connected to a suction side (8) during decompression.