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Zahnradpumpe oder -motor Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe
oder einen Zahnradmotor für Flüssigkeiten mit zwischen den Seitenflächen der Zahnräder
und den ihnen zugewandten Gehäuseflächen ausgebildeten, miteinander durch axiale
Kanäle in Verbindung stehenden, zum Schmieren oder Zentrieren der Zahnräder dienenden
Ölpolstern und beiderseits der Zahnräder im Gehäuse gelagerten, durch die Zahnräder
gesteckten Zahnradwellen.
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Es ist bekannt, durch jedes Zahnrad zwischen seiner Nabe und dem Zahngrund
eine Bohrung hindurchzuführen, welche die beiden Zahnradseiten verbindet. Da der
Raum zwischen Nabe und Zahnkranz meist begrenzt ist, kann eine solche Bohrung meist
nur eng sein; besonders wenn das Zahnrad breit ist, verlangt eine solche Bohrung
eine gewisse Sorgfalt beim Herstellen und vermittelt zwar einen statischen Druckausgleich,
kann aber rasche Druckänderungen nicht schnell genug weiterleiten. Vor allem aber
genügt eine solche Bohrung nicht, um in jedem Augenblick insbesondere an der Zahneingriffsstelle
auftretende Druckstöße nach beiden Zahnradseiten hin auszugleichen, z. B. wenn sich
die Bohrung in diesem Augenblick im Bereich des Niederdruckraums befindet. Auch
wenn eine solche Längsbohrung, wie bekannt, durch eine Querbohrung mit dem Grund
einer Zahnlücke verbunden ist, kann sie nur einmal bei jeder Umdrehung des Zahnrades
an der Zahneingriffsstelle auftretendes Quetschöl zu den Zahnradseitenflächen leiten,
trägt aber zum Ausgleich der Seitenbelastung der Zahnräder auf Grund solcher Druckspitzen
während des übrigen Umlaufs nichts bei. Diese Bohrungen sollen lediglich die Schmierung
etwas verbessern.
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Wenn in der Zahnradbohrung eine Keilnut vorgesehen ist. kann dadurch
auch ein gewisser Flüssigkeitsdurchfluß zwischen beiden Zahnradseiten stattfinden,
aber für einen dauernden Druckaustausch über die ganze Zahnradseitenfläche hinweg
reicht dies nicht aus.
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Weiter ist bekannt, zwischen Welle und Zahnrad einen dreikantigen
Mitnehmer anzuordnen, so daß zwischen dessen Außenflächen und der Innenbohrung des
Rades verhältnismäßig große Zwischenräume in Form von Kreisabschnitten entstehen.
Dabei sind aber die Sei:enflächen der Zahnräder so schmal. daß sich zwischen ihnen
Lind den gegenüberliegenden Gehiiusewiinden keine tragenden Flüssigkeitspolster
rr:chr ausbilden können. Ein axialer Druckausgleich spielt daher keine Rolle und
die Reibung der Zahnriider an den Gehäuseflächen wie auch ihre axiale Lage l"iingcn
lediglich von der genauen Bemessung LI_r Teile selbst ab. Schließlich ist auch bekannt,
beide Seiten eines Rotors auch über im Gehäuse liegende Kanäle zu verbinden. Diese
vermögen aber nur an einer Stelle zu wirken und können rasche Druckänderungen wegen
ihres meist engen Querschnitts und mehrfacher Umlenkung nur langsam übertragen,
so daß ihre Einwirkung recht beschränkt bleibt. Weiter sind sie meist teuer in der
Herstellung, da verschiedene Bohrungen in verschiedenen Richtungen eingearbeitet
werden und deren außen liegende Enden wieder dicht verschlossen werden müssen.
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Um einen wirksamen Druckausgleich zwischen den Ölpolstern beiderseits
der Zahnräder zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß als Kanäle zum
Druckausgleich für die beiden Zahnradseitenflächen mehrere, vorzugsweise vier, gleichmäßig
verteilte, in den Umfang der Zahnradwellen oder in die zugehörige Paßbohrung der
Zahnräder eingearbeitete. nicht als Keilnuten verwendete Längsnuten dienen.
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Des weiteren wird gemäß der Erfindung noch vorgeschlagen, daß
die Längsnuten in eine Zahnradwelle so eingearbeitet sind, daß ihr Grund in axialer
Richtung bogenförmig verläuft. so daß sie in der Mitte am tiefsten sind.
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Solche Längsnuten können rasch und billig eingebracht, z. B. gefräst,
werden und sorgen dafür, daß auf dem ganzen Umfang des Zahnrades schnelle und langsame
Druckänderungen stets an beiden Stirnseiten im Lljichen Sinn erfolgen, so daß das
Zahnrad von axialen Flüssigkeitsdruckkräften entlastet ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig.l einen Längsschnitt durch eine Zahnradpumpe,
Fig.2
den Teil eines Querschnitts nach der Linie 11-1I der Fig.l.
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Das Gehäuse der Zahnradpumpe. umfaßt zwei Lagerplatten 1 und
2 und eine Räderplatte 3. Die drei Platten bestehen aus einer Leichtmetall-Legierung.
In Bohrungen 4 bis 7 der Lagerplatten sind die Weilen 8 und
9 zweier Zahnräder 10 und 11 gelagert, die aus Stahl bestehen, in
entsprechenden Aussparungen der Räderplatte 3 umlaufen und in der Mitte der
Pumpe ineinandergreifen. Die Welle 9 ist durch die Lagerplatte 2 hindurch
verlängert und außerhalb des Gehäuses zu einem Kegelstück 12 ausgebildet,
auf das ein die Pumpe antreibendes, nicht dargestelltes Rad gesetzt werden kann.
Die Bohrungen 4 bis 7 sind nach außen verschlossen bzw. abgedichtet.
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Die drei Platten des Gehäuses werden durch nicht dargestellte Schrauben
in ihrer gegenseitigen Lage festgehalten.
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In die Welle 9 sind über den das Zahnrad 11 aufnehmenden Teil
hinweg vier Längsnuten 13 eingefräst, deren Grund 14 bogenförmig ausgebildet
ist und deren Enden außerhalb der Stirnflächen des Zahnrads 11 liegen.
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Als weitere Ausführungsform sind in die Wand der Paßbohrung
15 des Zahnrades 10 vier Durchbrüche in Form von Längsnuten
16 eingeräumt.
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Die Längsnuten 13 und 16 beeinträchtigen den Sitz der
Zahnräder auf ihren Wellen nicht.
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Zwischen der den Zahnrädern zugewandten Innenfläche 17 der
Lagerplatte 1 bzw. der Innenfläche 18
der Lagerplatte 2 und
den Seitenflächen der Zahnräder bilden sich beim Betrieb der Pumpe Ölpolster aus,
die infolge des geringen Axialspiels in der Nähe der Zahnradwellen 8 und
9 einen anderen Druck als in der Nähe der Zahnlücken haben und besonders
in Wellennähe wesentlich auf die axiale Lage der Zahnrüder einwirken. Der Druck
in Wellennähe ist vor allem vom Spiel jeder Welle in ihren Lagern und etwaigen zusätzlichen
Bewegungen der Welle abhängig. Treten auf Grund solcher Einflüsse Abweüchungen im
Druck der Ölpolster 19 und 20 auf beiden Seiten der Zahnräder auf,
so gleichen sie sich sofort durch die Schlitze 13 oder die Axialnuten
16
aus. Die Zahnräder bleiben daher stets in der vorgesehenen Mittellage.