DE1553137C - Zahnradmaschine, wie beispielsweise Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor - Google Patents

Description

und daß diese Dichtungsplatte die Dichtungen trägt, die die Rückseite der Verschleißplatte unterteilen und daß die Dichtungsplatte Bohrungen aufweist, die einen kleineren Durchmesser haben als die Lager und durch die sich die Wellen erstrecken. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Flächenausdehnung der Reaktionsoberfläche auf der Hinterseite der Verschleißplatte erhöht, die für Zwecke des Druckausgleichs zur Verfügung steht. Die Lager besetzen hier keinen Flächenbereich auf der Rückseite der Verschleißplatte, und demzufolge kann die ganze Rückseite der Verschleißplatte für Ausgleichszwecke verwendet werden, und zwar unabhängig von der Größe der Lager. Bei den bekannten Zahnradmaschinen erstrecken sich ganz im Gegensatz hierzu die Lager in die Bohrungen der Verschleißplatte hinein und deshalb steht die gesamte Fläche, die die beiden Lager einnehmen, für Ausgleichszwecke nicht zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um Lager mit großen Durchmessern, da es zumeist Wälzlager sind, die für einen Betrieb mit hohem Druck erforderlich sind.

In vorteilhafter Weise kann die Dichtungsplatte in einer Ebene parallel zu den Seitenflächen der Zahnräder relativ zum Gehäuse frei verschiebbar sein, und die Bohrungen in der Dichtungsplatte können mit den Wellen abdichtende Laufsitze bilden. Hierdurch ist es möglich, einen dichten Laufsitz vorzusehen, ohne daß befürchtet werden muß, daß eine fehlende Ausfluchtung der Gehäuseabschnitte während des Zusammenbaus zu einem Festfressen der Wellen führt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Axialschnittansicht einer hydraulischen Zahnradmaschine, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist,

F i g. 2 eine Schnittansicht im verminderten Maßstab, genommen längs der Linie 2-2 der F i g. 1,

F i g. 3 eine Schnittansicht im verringerten Maßstab, genommen längs der Linie 3-3 der F i g. 1 und

F i g. 4 eine Schnittansicht im vergrößerten Maßstab, genommen längs der Linie 4-4 der F i g. 2.

Die Zahnradmaschine weist ein dreiteiliges Gehäuse auf, welches einen mittleren Gehäuseabschnitt 11 umfaßt, einen Ansatz 12 und einen Deckel 13. Diese Abschnitte werden mittels Schraubenbolzen 14 zusammengehalten. Ein Paar elastische O-Ringe 15, die in flachen Einsenkungen im Gehäuse 11 sitzen, dichten die Verbindungsstellen zwischen den Gehäuseabschnitten ab. Das Gehäuse 11 weist eine Arbeitskammer 16 auf, die mit den Einlaß- und Auslaßöffnungen 17 und 18 verbunden ist. Die Arbeitskammer nimmt zwei miteinander kämmende Zahnräder 19 und 21 auf. Die Zahnräder 19 und 21 sind in einem Stück mit den Wellen 22 und 23 gefertigt. Die Wellen sind drehbar in Wälzlagern 24 gelagert, die vom Ansatz 12 und vom Deckel 13 getragen werden. Die Antriebswelle 22 erstreckt sich vom Gehäuse durch den Ansatz 12 hindurch und ist mit einer Niederdruckdichtung 25 versehen.

Die Endwandungen der Arbeitskammer 16 werden von zwei gleichen kreisförmigen Verschleißplatten 26 gebildet, die in Einsenkungen sitzen, welche im Gehäuse 11 ausgebildet sind. Die Verschleißplatten 26 sind um ihren äußeren Umfang herum zwischen Schulter 27 und Distanzringen 28 eingespannt, wenn die Gehäuseabschnitte zusammengesetzt sind. Die Verschleißplatten 26 weisen einen schichtförmigen Aufbau auf und bestehen aus einer Bronzeoberfläche 29, die mit einer Stahlrückseite 31 verbunden ist. Jede Verschleißplatte weist zwei Bohrungen 32 auf, durch die hindurch sich die Wellen 22 und 23 erstrecken. Diese Bohrungen sind groß genug, um ein Fressen zwischen den Wellen und den Verschleißplatten zu verhindern.

Der innere Umfang eines jeden Distanzringes 28 umschließt eine im allgemeinen ovale öffnung, in der eine ähnlich geformte Dichtungsplatte 33 angeordnet ist. Die Dichtungsplatten 33 sind etwas dünner (in der Größenordnung von etwa 0,0013 bis zu 0,0025 cm dünner) als die Distanzringe 28, und deren äußere Umfange sind im Abstand nach innen gegenüber den inneren Umfangen der Distanz angeordnet. Aus diesem Grund sind diese Dichtungsplatten, wenn die Zahnradmaschine zusammengebaut ist, nicht eingespannt, sondern haben die Freiheit, sich in einer Ebene parallel zu den Seitenflächen der Zahnräder zu verschieben. Die Dichtungsplatten 33 weisen Bohrungen 34 auf, durch die hindurch sich die Wellen 22 und 23 erstrecken. Das radiale Spiel zwischen den Bohrungen 34 und den Wellen 22 und 25 ist gering (in der Größenordnung von 0,0025 cm), so daß die Strömungsquerschnittsverengung für eine Flüssigkeit durch ein Spiel sehr hoch ist. Dieser Laufpaßsitz zwischen jeder Welle und der entsprechenden Bohrung bildet deshalb eine Dichtung, die für alle praktischen Zwecke ein Durchlecken aus der Arbeitskammer 16 entlang den Wellen verhindert. Da sich die Dichtungsplatten 33 verschieben können, nehmen diese Stellungen ein, die durch die Wellen 22 und 23 bestimmt werden, wenn die Zahnradmaschine zusammengebaut ist, und dadurch wird ein Hängenbleiben oder ein Fressen verhindert.

Die Vorderseite einer jeden Dichtungsplatte 33 weist zwei kreisförmige Nuten 35 auf, von denen je eine koaxial zu jeder Bohrung 34 angeordnet ist und eine irregulär geformte Nute 36, die über der Arbeitskammer 16 auf der Hochdruckseite liegt, d. h. auf der Seite, die mit der Austrittsöffnung 18 in Verbindung steht. Jeder der Nuten 35 nimmt einen elastischen Dichtungsring 37 auf, und ein elastischer Dichtungsring 38 ist in der Nute 36 angeordnet. Diese Dichtungsringe 37 und 38 sind zwischen der Verschleißplatte 26 und der Dichtungsplatte 33 zusammengepreßt, wenn die Zahnradmaschine zusammengebaut ist, und diese Dichtungsringe begrenzen die Hochdruck- und Niederdruckbereiche A und B zwischen der Verschleißplatte 26 und der Dichtungsplatte 33. Der Hochdruckbereich A ist mit der Austrittsseite des Gehäuses über eine ovale Öffnung 39 verbunden, die in der Verschleißplatte 26 ausgebildet ist. Eine Öffnung 41, die in der Verschleißplatte ausgebildet ist, verbindet den Niederdruckbereich B mit der Einlaßseite des Gehäuses. In bekannter Weise ist die Größe des Bereiches A so gewählt, daß die Druckkraft, die auf der Rückseite der Verschleißplatte entwickelt wird, etwas größer ist als die Kraft, die auf der Vorderseite der Verschleißplatte durch den Druckgradienten im Gehäuse entwickelt wird. Aus diesem Grund wird die Verschleißplatte nach innen in eine Dichtungsanlage gegen die Seitenflächen der Zahnräder durchgebogen, wenn die Zahnradmaschine läuft.

Der Niederdruckbereich B ist (s. F i g. 4) durch

eine Bohrung 43 in der Dichtungsplatte 33 und einen Kanal 44 im Deckel 13 mit der Kammer 42 im Deckel 13 verbunden, so daß das rechte Ende der Antriebswelle 22, zum Pumpeneinlaß 17 hin, entlüftet ist. Ein nicht dargestellter, dem Kanal 44 entsprechender Kanal, der im Ansatz 12 ausgebildet ist, verbindet die Kammer45 mit dem Niederdruckbereichs an der Rückseite der linken Verschleißplatte 26 (Fig. 1), so daß das linke Ende der Welle 23 und der Raum rechts von der Dichtung 25 ebenfalls zum Einlaßkanal 17 hin entlüftet sind. Ein flacher Durchgang 43' ist in der Rückseite einer jeden Dichtungsplatte 33 ausgebildet und erstreckt sich vom äußeren Umfang nach innen, und dieser Durchlaß dient als Abfluß oder zum Entleeren des Spiels zwischen der Dichtungsplatte und dem inneren Umfang des Distanzrings 28.
Es sei bemerkt, daß der Laufpaßsitz zwischen den Wellen 22 und 23 und den Bohrungen 34 in der Dichtungsplatte 33 eine Verminderung des Leckens aus der Arbeitskammer 16 entlang den äußeren Umfangen der Wellen bewirkt. Die geringe Flüssigkeitsmenge, die durch das Spiel hindurchgeht, sammelt sich in den Kammern 42 und 45, von wo aus diese Flüssigkeit zum Einlaßkanal 17 über den Kanal 44 und dessen Gegenstück im Ansatz 12, die Bohrungen 43 und die öffnungen 41 zurückgeführt wird. Da das

ίο rechte Ende der Antriebswelle 22 entlüftet ist, muß kein Drucklager vorgesehen sein. Es ist ebenfalls zu erkennen, daß der Durchmesser einer jeden Bohrung 34 beträchtlich kleiner ist als der Außendurchmesser eines jeden Wälzlagers 24 und daß deshalb die Ringzone an der Rückseite der Verschleißplatte zwischen diesen beiden Durchmessern für eine Einstellung oder Steuerung der Durchbiegung zur Verfügung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Patentansprüche- platten umfaßt, die gegen die Seitenflächen der Zahnräder anliegen, und ferner ist eine weitere Platte vor-

1. Zahnradmaschine, wie beispielsweise Hy- gesehen, die hinter den Druckplatten liegt und eine draulikpumpe oder Hydraulikmotor mit einem zweite Platte, die gegen die innere Wandung einer Gehäuse mit einer Arbeitskammer, die miteinan- 5 Deckelplatte anliegt und eine skelettartig ausgebilder kämmende Zahnräder aufnimmt, die von WeI- dete Beilagscheibe, die zwischen den Platten angeordlen getragen werden, deren Enden in Lagern ge- net ist. Die zweite Platte ist um ihren äußeren Umlagert sind, die im Gehäuse angeordnet sind, wo- fang herum zwischen Abschnitten des Pumpengehäubei wenigstens ein Ende der Arbeitskammer von ses eingespannt, und dieses Einspannen verhindert, einer dünnen, verbiegbaren Verschleißplatte ab- io daß sich diese Platte in einer Ebene senkrecht zu den geschlossen ist, die um ihrem Umfang herum im Drehachsen verschieben kann. Dies führt offensicht-Gehäuse eingespannt ist und durch die hindurch lieh zu Schwierigkeiten beim Einbau.

sich die Wellen erstrecken und deren Rückseite · Der bekannte Aufbau ist für Niederdruckmaschi-

durch Dichtungen in Abschnitte unterteilt ist, nen geeignet, d. h. für Maschinen, die unterhalb

die unterschiedlichen Drücken ausgesetzt sind, um 15 eines Druckes von etwa 105 kg/cm² betrieben wer-

einstellbare Kräfte zu entwickeln, die die Platte den. Bei derartigen Maschinen treten aber im Ar-

verbiegen und die deren Vorderseite in Dich- beitsdruckbereich von etwa 105 bis zu etwa

tungsanlage gegen die Seitenflächen der Zahn- 210 kg/cm² erhebliche Schwierigkeiten auf. Mit

räder halten, dadurch gekennzeichnet, wachsendem Betriebsdruck wächst ebenfalls die ra-

daß eine Dichtungsplatte (33) vorgesehen ist, die ao diale Belastung der Zahnräder. Dadurch ist es er-

mit der Arbeitskammer (16) fluchtet und die zwi- forderlich, verhältnismäßig große Wellenlager oder

sehen der Verschleißplatte (26) und den Wellen- andere Antifriktionslager für die Wellen vorzusehen,

lagern (24) angeordnet ist, daß diese Dichtungs- die die Zahnräder aufnehmen. Da aber diese Lager

platte (33) die Dichtungen (37,38) trägt, die die unmittelbar hinter der Verschleißplatte angeordnet

Rückseite der Verschleißplatte (26) unterteilen 35 sind, vermindern diese die Oberfläche auf der Rück-

und daß die Dichtungsplatte (33) Bohrungen (34) seite der Verschleißplatte, die zur Beherrschung der

aufweist, die einen kleineren Durchmesser haben Durchbiegung und damit der Einstellung der Ab-

als die Lager (24)· und durch die sich die Wellen dichtung zur Verfügung steht. Dies macht es bei

(22, 23) erstrecken. Hochdruckmaschinen sehr schwierig, wenn nicht so-

2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch 30 gar unmöglich, die gewünschte Durchbiegung und dagekennzeichnet, daß die Dichtungsplatte (33) in mit Abdichtung zu erzielen. Da bei den bekannten einer Ebene parallel zu den Seitenflächen der Maschinen die Verschleißplatten zwischen abnehm-Zahnräder (19, 21) relativ zum Gehäuse (11 bis baren Abschnitten des Gehäuses eingespannt sind, 13) frei verschiebbar ist und daß die Bohrungen ist es, um einen leichten Zusammenbau sicherzustel-(34) in der Dichtungsplatte (33) mit den Wellen 35 len und um ein Fressen zu verhindern, notwendig, (22, 23) abdichtende Laufsitze bilden. daß die Bohrungen, durch die hindurch sich die

Zahnradwellen erstrecken, einen verhältnismäßig lo-

• sen Sitz mit diesen Wellen bilden. Dies führt dazu,

daß ein verhältnismäßig großes Spiel zwischen den

40 Bohrungen und Wellen einen verhältnismäßig großen

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine, wie Leckweg bildet, durch den Hydraulikflüssigkeit aus beispielsweise Hydraulikpumpe oder Hydraulikmotor ' der Arbeitskammer austreten kann. Dieses Lecken mit einem Gehäuse mit einer Arbeitskammer, die mit- vermindert nicht nur die Leistung der Maschine, soneinander kämmende Zahnräder aufnimmt, die von . dem kann auch die für die Verschleißplatte bestimmte Wellen getragen werden, deren Enden in Lagern ge- 45 Einstellung nachteilig beeinflussen. Wenn der Hochlagert sind, die im Gehäuse angeordnet sind, wobei druckbereich auf der Rückseite der Verschleißplatte wenigstens ein Ende der Arbeitskammer von einer von einer elastischen Dichtung eingeschlossen ist und dünnen, verbiegbaren Verschleißplatte abgeschlossen wenn der Niederdruckbereich mit dem Spiel zwischen ist, die um ihren Umfang herum im Gehäuse ein- den Wellen und den Bohrungen in der Verschleißgespannt ist und durch die hindurch sich die Wellen 50 platte in Verbindung steht, wird, da der Niederdruckerstrecken und deren Rückseite durch Dichtungen bereich unmittelbar mit der Niederdruckseite der Main Abschnitte unterteilt ist, die unterschiedlichen schine verbunden ist, ein direkter Nebenflußweg zwi-Drücken ausgesetzt sind, um einstellbare Kräfte zu sehen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite entwickeln, die die Platte verbiegen und die deren der Maschine gebildet und deshalb fällt die Leistung Vorderseite in Dichtungsanlage gegen die Seiten- 55 der Maschine beträchtlich ab. Wenn andererseits der flächen der Zahnräder halten. Niederdruckbereich abgedichtet ist und wenn der

Es ist bei derartigen Pumpen bereits bekannt, Hochdruckbereich mit dem Spiel verbunden ist, so neben der Verschleißplatte eine skelettartig ausgebil- wird zwar die Leistung der Maschine verbessert, jedete Scheibe vorzusehen, die zwischen der Rückseite doch ist es schwierig, eine richtige Einstellung der der Verschleißplatte und dem Gehäuse eingesetzt ist, 60 Durchbiegung der Verschleißplatte zu erhalten,
wobei diese skelettartige Scheibe ebenfalls um ihren Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuäußeren Umfang herum eingespannt ist. Die Wellen- gründe, eine Zahnradmaschine der beschriebenen Art öffnungen in der skelettartigen Scheibe nehmen aber zu schaffen, bei der durch einen einfachen Aufbau die Wellenlager auf und diese öffnungen haben des- diese Probleme ausgeschaltet werden,
halb notwendigerweise einen Durchmesser, der grö- 65 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ßer ist als der Außendurchmesser dieser Lager. Fer- eine Dichtungsplatte vorgesehen ist, die mit der ner ist eine Pumpe bekannt, bei der die Druckbela- Arbeitskammer fluchtet und die zwischen der Verstungscinrichtung für die Zahnräder ein Paar Druck- schleißplatte und den Wellenlagern angeordnet ist