DE1553168A1 - Hydraulische Maschine mit Zahnradgetriebe - Google Patents

Description

DI PL-ING. DIETER UNDER -ING. MANFRED BÖNING PATENTANWÄLTE

1 IERLIN 33 (DAHLEM)

■ GTTENWEO 15 TILiFON

459/12286 DE 8. Juli 1966

Patentanmeldung

* der Firma
PREMATEX S.A.

Morges (Schweiz) Hydraulische Maschine mit Zahnradgetriebe

Bei den hydraulischen Maschinen mit Zahnradgetriebe namentlich den hydraulischen Motoren, den Pumpen mit Zahnradgetriebe usw. besteht die meist vorgefundene Schwierigkeit in der Erlangung der Dichtigkeit der unter hohem Druck stehenden Kammer der hydraulischen Maschine.

'gopy

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Ein erster Versuch zur Verhinderung der Undichtigkeiten der unter hohem Druck stehenden Äaisner einer hydraulischen Maschine mit Zahnradgetrieoe wurde durch Erhöhung de3 Durchmessers der Lagerzapfen des im Singriff stehenden ^ahnraagetriebes verwirklicht in der Art, um die Drucke auf grössere Oberflächen zu verteilen und durch Verringerung des spezifischen Druckes auf die Dichtungen eine bessere Dichte und damit eine vermehrte Leisung zu erhalten.

Vorliegende Erfindung gestattet immerhin, die bestehenden hydraulischen Maschinen mit Zahnradgetriebe in grossein Ausmasse zu verbessern. Die hydraulische maschine mit Zahnradgetriebe gemäss vorliegender Erfindung umfasst mindestens zwei in einem Aggregat gelagerte Zahnräder, die miteinander im Eingriff stehen und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Lagerzapfen, die mindestens eines dieser Bahnräder tragen, ungefähr gleich demjenigen eines Kreises ist, der durch die Spitze der ^'ahne des entsprechenden Zahnrades hindurchgeht und dadurch, dass sie einen in einer im Aggregat vorgesehenen Bohrung verschieDbaren Kolben umfasst, welcher eine Stirnseite aufweist, die konkave Oberflächen umfasst, die zur Zusammenarbeit mit den Verzahnungen der Zahnräder bestimmt sind, um die Dichte der unter hohem Druck stehenden Kammer sicherzustellen.

Beiliegende Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine Ausführungsform-der erfindungsgemäasen hydraulischen Maschine mit Zahnradgetriebe.

Fig. 1 ist eine Sicht der hydraulischen Maschine im

Querschnitt.

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Ι'ίΖ- £ ist ein Schnitt in Längsrichtung, 7i j. Z ist ei;.e Siclit von: Ende des Kolbens.

Die gezeigte -»yd-¹^licehe Kaschine mit Zahnradge-■i'Iebo ·.;:.-■?iä~*t einer. ;:;_ir: riochen Körper 1 mit kreisförmiger Grundfläche. Diese For:.-, wurie gewählt, weil sie ein bequemeres Kontieren eier Kacchirie gestattet. In der Tat kann sie in dieser Weise in jede beliebige Einrichtung, Werkzeugmaschine oder dergleichen durch einfaches Lagern im Innern einer Bohrung eingebaut werden. Diese elegante LSsung war immerhin nur durch die Tatc&che möglich, dass die beschriebene hydraulische Maschine eine besonders hohe Leistung, das heisst seÄr Geringe Belastungsverluste a.uf»;eist, v/as die erforderliche Warmestreuung begrenzt. Diese -wichtige Eigenschaft der beschriebenen hydraulischen Maschine ist, wienan später sehen wird, das Resultat ihrer spezifischen konstruktiven Eigenschaften.

Der zylindrische Körper 1 ist in den gezeigten Beispiel iia Innern einer Befestigungsschelle 2 aufgestellt. Diese Befestigungsschelle 2 umfasst zwei Durchbohrungen 3, welche zur Aufnahme von Einspannorganen zur Befestigung der hydraulischen Maschine auf einem Aufbau einer Maschine oder auf einer Einrichtung bestimmt sind. Diese Schelle 2 umfasst noch zwei diametral entgegengesetzte Bohrungen 4, 5, welche in dem gezeigten Beispiel nach Aussen auf Verbindungsoberflaschen 6 bezw; 7 ausmünden, die mit-Innengewinden 8, 9 ausgestattet sind.

Bn allgemeinen wird dieser zylindrische Körper 1 im Innern eines Befestigungorganes aufgestellt, das es minder _

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r.'sorir. auf einer. Teil coiner Lunge vollkommen umgibt, codass .'-ic Druckcortr-spruchunger:, reiche vorn Druck auf «'lie Seite des Hochdruckes herrühren, auf diesen Körper verteilt werden. Dioc gestattet, uode ur.orv;'lr.;jchte Fcrmveränderung desselben zu vermeiden.

Der Körper i der hydraulischen Maschine umfasst zwei LUngsbohrungen 10, Ii, die unter sich und zur Längsachse des Körpers 1 parallele Achsen auf v/eisen. In dem gezeigten Beispiel haben diese Bohrungen den gleichen Durchmesser und ihre Achsen sind u.v. eine Entfernung zwischen den Achsen voneinander cuzferrit die gleich derjenigen des Zahnradgetriebes ist, soa.'iss sich diese längs einer längsgerichteten Symrr.etrieebene des Körpers 1 schneiden. Diese Bohrungen 10, 11 sind verkleidet und umfassen somit; eine Auskleidung 12 bzw. IJ zum Beispiel aus einem Lagermetall.

Dieser Körper 1 umfasst noch eine Querbohrung 14, deren Achse in der Schnittebene der beiden Längsbohrungen 10, senkrecht zu den Achsen der beiden Bohrungen 10, 11 liegt. In Arbeitsstellung ist diese Quercohrung 14 genau koaxial mit aen in der Befestigungescheile 2 angebrachten Bohrung 4, 5·

Sin Endstück für niederen Druck, das aus einer KUlse 15 gebildet ist, v.-eiehe an einem ihrer Enden eine Krempe Io aufweist, durchquert die Bohrung 5 und greift in die Q,uerbohrung 14 ein. Der äussere Durchmesser der Hülse 15 entspricht den inneren Durchmessern der genannten Bohrungen 5. und 14 um eine gute, spielfreie Verbindung ohne Undichtigkeiten

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ca- gev/r-hricisten. U.:: ν. ie Diel.te. ζ·.·; is ehe η cliocer Hülse Ifj una der Bohrung 14 Giclierzucte-len ist; eine Dichtung Yf vorgesehen. Dier.es Endstück für niederen Druck: ist rr.it Hilfe von Einspannorganen Id gegen die Oberfläche aes Verbindungsstückes 7 befestigt, wobei die Eincp^nnorgane die in der Krempe Io an- ;;c-orachten Durchbohrungen durchqueren. Der äussere Teil dieses Endstückes ist mit Gev.'inde versehen und dazu bestimmt, mit com Ende einer Leitung einer (nicht gezeigten) hydraulischen Flüssigkeit verbunden zu werden.

Ein Endstück für hohen Druck, welches gleichfalls durch eine Hülse 19 gebildet ist, die eine Krempe 20 aufweist, ist mit Hilfe von Einspannorganen 21 auf der Verbindungsoberfläche der Schelle 2 befestigt. Diese Hülse 19 erstreckt sich quer durch die Bohrung k und dehnt sich im Innern der Querbohrung'14 aus. Diese Hülse ist immerhin durch einen Zentrierteil 22 gebildet, dessen äusserer Durchmesser geringer ist als derjenige der Bohrungen 4 und 14, sodass zwischen dieser und der Wandung dieser Bohrungen 4, 14 ein ringförmi- · ger Raum ausgespart wird. Das äussere Ende dieses Endstückes ist im Innern mit einem Gewinde versehen und dazu bestimmt,mit dem Ende einer (nicht dargestellten) Leitung für eine hydraulische Flüssigkeit verbunden zu v/er den.

Ein erstes Zahnrad 24 umfasst einen mit einer Verzahnung 25 ausgestatteten mittleren Teil und mit den Lagerzapfen 26 kraftschlüssig verbundene Enden, deren äusserer Durchmesser dem inneren Durchmesser der Längebohrung 10 entspricht. Diese Lagerzapfen 26 sind in unmittelbarer Nähe der Enden der Bohrung 10 angeordnet und sind von dem zentralen Teil des Zahnradgetriebes durch Ringe 2¹J getrennt, deren Winkelstellung,.

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so.vi-3 auch aie axiale Stellung — - Hilfe von den ^ "Jrpcr I der hyar-ruli sehen Maschine einge^i-r^cten j?ingem festgemacht ist. Diese riinge 27 v/eisen eir.cn äussern Durchmesser auf, der de;;. Durchmesser eines Kreises praktisch oaer annähernd rleich ist, der durch die Spitze der Zähne der Verzahnung 25 des Zannrades ^4 hindurchgeht, aa^^erae™ ist die axiale Stellung diener ixinge 27 derart, cüss aas Spiel zwiscnen einem ^edtn von innen und der entsprechenden Seite der Verzahnung a.uf ein Minimum reduziert ist. J'erner ist der innere Lurcr.messer aer genannten Ringe so gross als möglich das heisst v/enig kleiner aber fast gleich dem Durchmesser eines Kreises, der durch den Puss der Zähne der Verzahnung 25 des Zahnrades 24 hindurchgeht. Alle diese Anordnungen dienen aer. gleichen Zwecken, die Zvviscnenflachen, v/o sich Ausatrc^verluste ergecen, zu erhöhen, dadurch die spezifischen I/rucke an den Stellen, v/o Aus Stromverluste erscheinen 'K.önr.er^ derart zu vermindern um diese Ausströmverluste auf einen möglichst niedrigen Wert zu reduzieren.

Da die -tiinge 27 von dem Zahnrad 24 unabhängig sind, sind die Lagerzapfen 26 desselben angebrachte Organe. Diese Konstruktion ist aus. klar ersichtlichen üontagegründen vorgeschrieben. In der Tat sind ci'e Lagerzapfen 26 mit irgend einem der bekannten angepassten Mitteln mit dem Körper des Zahnradgetriebes 24 kraftschlüssig verbunden.

Säcke zum Ausgleichen des Druckes 28 sind in der innern Oberfläche der 3ohrung 10 gegenüber den Lagerzapfen 26 auf einem Teil der Peripherie dieser 3ohrung angebracht. Im Winkel sind diese Säcke 28 derart angeordnet, dass ihre Symmetrieachsen gegenüber einer senkrechten Sichtung zu den Achsen der Bohrungen 10 und 14 einen Winkel bilden, der zwischen

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," ir.i'-^riffer. ist. Lic genaue n'inkelstellung dieser

Au^fj^eicr.säOi-ie '.vird der^r- biijuis^i;, ^a^s sie den Ausgleich der aurcT. die Arcoiΐ aer hydr3.uli3cr.en !.faschine erzeugten Xr^it durch der* in der Karger für Hochdruc-i herrschenden Druck jebtattet, aer aie Zannraagetriebe voneinander zu ent- i'err.un ühg die3e aus de-. -er.trus gegenüber den Bohrungen, in aie sie gelagert sind herauszuciingen sucht. In; aligemeinen sind das Aussass und die Stellung dieser Ausgleichsäcke derart »esti&;.-.*«,, dass aie sie unter Druck anfüllende Flüssigkeit einen Gegendruck erzeugt, der den spezifischen Druck zwischen de» Lagerzapfen, und dem Antifriktionsmetall möglichst stark verringert. Diese Auswuchtsäcke 28 stehen Kit einer im Körper 1 der hydraulischen üascr.ine vorgesehenen Leitung 29 in Verbindung, welche wie unten beschrieben, selbst mit der Hochdruckkamsier der hydraulischen jlascnine verbunden ist.

Ein zweites Zahnrad 3C ucfasst einen eine Verzahnung 31 tragenden mittleren 'leil und äussere Enden, die mit irgend eineni der angepassten Mitteln mit den Lagerzapfen 32 kraftschlüssig verbunden sind.

Die Verzahnung 25 d.es ersten Zahnrades 24· ist mit der Verzahnung 31 des zweiten Zahnrades" 30 im Singriff, während die Lagerzapfen 32 dieses letzteren gegenüber den Ringen 27 des ersten Zahnrades 24 angeordnet sind. Zu diesem Zweck weisen diese Hinge 27 Kerben von solcher -Form auf, dass silt diesen Ringen die vollständige ?ογε der Bohrung 11 wiederhergestellt ist. Die Lagerzapfen 32 des zweiten Zahnrades 30 drehen somit in einer Bohrung, welche zum 2eil durch den Körper 1 der Maschine

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und zum andern Teil durch die Hinge 27 gebildet ist.

Die Lagerzapfen 32 sind im Innern der Bohrung 11 angeordnet und ihre innere Planke ist gegen die entsprechenden Planken der Verzahnung 31 derart blockiert,' um die Spielräume, an denen Verflüchtigungen stattfinden könnten, möglichst zu vermindern. Ausserdem ist hier wie.bei den Hingen 27 der innere Durchmesser dieser Lagerzapfen möglichst gross, das heisst wenig geringer, aber ungefähr gleich einem Kreis, der durch die Grundflächen der Zähne der Verzahnung 32 hindurchgeht, um die Oberflächen zu erhöhen und damit die spezifischen Drucke an den Stellen, wo Verflüchtigungen möglich sind, zu vermindern. Der aussere Durchmesser dieser Lagerzapfen 32 ist ausserdem ungefähr gleich demjenigen eines Kreises, der durch die Spitze der Zähne -der Verzahnung 31 des Bahnrades 30 hindurchgeht. Die'Länge der Zähne der Verzahnung 31 ist wenig grosser als diejenige der Verzahnung 25 um das Singreifen zu gestatten.

Druckausgleichsäcke 33 sind in der Oberfläche der Bohrung 11 entgegen der Lagerzapfen 32 gleichfalls vorgesehen und dies aus den gleichen Gründen wie diejenigen hinsichtlich der Nützlichkeit der Säcke 28 beschriebenen. Diese Säcke 33 stehen mit einer in dem Körper 1 der hydraulischen Maschine angebrachten Leitung 34 in Verbindung,welche wie die Leitung 29 mit der Hochdruckkammer verbunden ist.

Die hydraulische Maschine ist noch mit zwei Enddeckeln 35, 36 ausgestattet, welche mit einem der bekannten Mittel auf dem Körper 1 derart befestigt sind,dass sie die Bohrung IO und

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Il an jedem ihrer Enden in dichter Weise verschliessen. Der eine 35 dieser Deckel wird von einem Antriebsorgan 37 durchquert, welches durch Vermittlung einer Schraubenzieherkupplung 45 mit dem zweiten Zahnrad 30 im Eingriff ist.

Der andere Deckel 36 wird von Leitungen 46 durchbort, welche die Leitungen 29 und 34 mit einem (nicht gezeigten

in dem Körper 1 angebrachten Loch verbunden, das selbst in einen in der äusseren Oberfläche des Kolbens 30 angebrachten Sammelbehälter 47 einmündet um endlich durch die Bohrung 48 in die Hochdruckkammer auszumünden.

Es ist zu bemerken, dass bei der oben beschriebenen Pumpe alle Zwischenflächen, an denen sich Verflüchtigungen der hydraulischen Flüssigkeit ergeben können, derart verwirklicht sind, dass sie immer eine möglichst grosse Oberfläche aufweisen, was einerseits gestattet, Bearbeitungen dieser Oberflächen mit grosser Präzision durchzuführen, und andererseits den spezifischen Druck der hydraulischen Flüssigkeit in diesen Zwischenräumen zu vermindern. Diese beiden Faktoren sind für die Verminderung der Verflüchtigungen von hydraulischer ^ Flüssigkeit bestimmend.

Es muss gleichfalls bemerkt werden, dass jeder ^ahn der Verzahnungen 25 und 31 eine mittlere zweiseitige Senkung 38 • umfasst, welche die Linie seiner Spitze nicht unterbricht. Die . Ausmasse dieser Senkung 38 sind derart, dass unter Berücksichtigung der Form der Zähne und welches auch ihre relative Stel-. lung sein mag, praktisch nur eine vollkommene Kontaktlinie zwisehen diesen Zähnen besteht, die eine hermetische Dichtung

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zwischen den beiden Zahnrädern bildet und nicht zwei, wie dies häufig der Fall ist. Dies gestattet im Verlauf der Umdrehung eine Verdichtung der Flüssigkeit zu vermeiden, weiche periodisch zwischen zwei kompleten Kontaktlinien der beiden aufeinanderfolgenden Zähne eingeschlossen wäre, was groase Leistungsverluste mit sich bringen würde, da die genannte hydraulische Flüssigkeit als nicht verdichtbar angesehen ist. In der Tat wird bei gewissen bekannten Konstruktionen, bei welchen ein Zahn eines Zahnrades mit zwei Zähnen des andern Zahnrades in Kontakt ist und dies gemäss zwei Linien, welche eine dichte Verbindung bilden, im Verlauf der Umdrehung dieses Zahn-Tadgetriebes eine Aenderung des Volumens bewirkt, namentlich eine Verminderung des zwischen diesen beiden dichten Verbindungslinien inbegriffenen Volumens und die zwischen ihnen enthaltene hydrauliche Flüssigkeit wird verdichtet. Dies bringt die bildung eines hohen Kräftewiderstandes mit sich und bewirkt überdies einen Verechleis der Lager des Zahnradgetriebes, indem diesem starke radiale Beanspruchungen auferlegt werden. Diese schädlichen Erscheinungen werden dank der in jedem Zahn des Zahnradgetriebes 25 und 30 angebrachten zweiseitigen Senkung 38 vollkommen ausgeschaltet.

Die oben beschriebene hydraulische !faschine gestattet schon sehr nennenswerte Leistungen zu erreichen, sie ist aber nicht zu vernachlässigenden Verlusten von hydraulischer Plus- sigkeit aus der Hochdruckkammer unterworfen (die durch das äussere Ende der Querbohrung 14· gebildet wird, welche in die Bohrung 4 der flansche 2 ausmündet). Ua diese Verluste auf einet) möglichst geringen Wert zu vermindern, der als unbedeutend an-

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gesehen werden kann, ist <iie vorliegende hydraulische Maschine mit einem Kolben ausgestattet, der eine Verlängerung 39 umfasst deren üusserer Durchmesser demjenigen der Bohrung 14 entspricht und somit gleichfalls demjenigen der Bohrung 4 und deren innerer Durchmesser dem äussern Durchmesser der Verlängerung 23 der Hochdruckkapi,e entspricht» Diese Verlängerung 39 greift mindestens auf einem Teil seiner Länge in den zwischen der Wand der Bohrungen 14, 4 und der äuaeern Y/and der Verlängerung 33 vorgesehenen Raum ein. Dichtungen von der Art der "Q"ringe sind vorgesehen, um jeden Verlust zwischen der Verlängerung 39 des Kolbens und der Bohrung .14 einerseits und der Verlängerung 23 andererseits zu vermeiden. Der Boden 40 oder die Stirnseite dieses Kolbens umfasst eine innere Schulterwehr 41, welche einem der Enden einer Feder 42 zur Abstützung dient, wobei sie sich mit ihrem andern Ende auf die Stirnseite der Verlängerung 23 der Hochdruckkappe abstützt. In dieser Y/eise sucht sieh dieser Kolben in Richtung der Zahnradgetriebe 24 und 50 zu verschieben. Die Aussenseite des Bodens 40 dieses Kolbens weist zwei konkave seitliche Teile auf, wobei ein leder einen Krümmungshalbmesser aufweist, der mit der durch die Spitze der Zähne des entsprechenden Zahnrades hindurchgehenden Kreislinie identisch ist. Die« se seitlichen Teile werden somit unter der Wirkung der Feder 42 und des Druckes der'hydraulischen Flüssigkeit gegen die äussere ^ Oberfläche der Ringe 27 angepresst und befinden sich dann in unmittelbarer Mhe der Spitze der Zähne der Zahnräder. Diese kon-Jlseven Oberflächen arbeiten mit der Spitze der Zähne der Zahnräd#r eweammen um die Dichtheit der Hochdruckkammer zu verwirkli-■i öfcen^Bin enger Durchgang, in Form eines Spaltes 43_t durchquert *'4en 3öden 40 des Kölbenai in !.ängsrichtung und verbindet das In- · »ere dieses j^3Aens «nd der ^chdruckkappe mit der Hochdrucks

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r 44·

In der Tat ist diese nochdruckkammer 44 auf ein äusserat geringes Volumen, von aer Srössenordnung von 2 bis 3 mal das zwischen zwei Zähnen einer der Verzahnungen 25, 31 des Zahnradgetriebes 24, 30 inbegriffenen Volumens beschränkt. Da die Oberfläche der seitlichen Teile der Stirnseite des Kolbens eine Form aufweist, welche derjenigen entspricht, welche durch die Spitze der Zähne des Zahnraugetriebes im Verlauf ihrer Y.inkelvei'ochiebungen erzeugt wird, verwirklicht man in der Tat eine dichte Verbindung zwischen dem Kolben und diesem Zahnradgetriebe. In der Tat bestimmt ein jedes der konkaven Teile, welche diesbezüglich und abwechselnd ein bis zwei Zähne der in Umdrehung befindlichen käder streifen, das Ausmass der Hochdruckkamttcr. Liese, in höchstes jlasse beschränkte Hochdrucxkainmer benetzt nur eine Kleine Anzahl von Zähnen des Zahnradgetriebes. In dieser weise werden cie hydraulischen Drucke auf jedes Zahnrad auf ein ..linimusi zurückgeführt, und in gleichem Ausmasse die spezifischen ^rucxce auf die Lager der Lagerzapfen. Diese Beschränkung des Volumens der liücndruckka;rjr;er der hydraulischen Maschine gestattet bei Gleicholeioen aller Parametern, die Länge der einem hohen DrucK unterworfenen Zwischenflächen in- sehr grossem Ausinasse zu verhindern, sodaso die Verluste an hydraulischer Flüssigkeit in gleicher Proportion vermindert v/erden. Da der üauminnalt dieser Hocndruckka::.mer 44 sehr gering ist, war es möglich die Verluste unbedeutend zu machen, was sich in einer sehr nennenswerten Erhöhung der Leistung der hydraulischen Maschine zeigt.

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üs ist noch zu erwähnen, dass die Oberfläche der Außenseite des Boaen3 4ü des Kolbens geringer ist als die innere Ooerfläcne dieses dem hohen Druck unterworfenen Bodens 40, 'sodaae der Kolben beim Arbeiten der iVlaschine selbsttätig gegen aie Kinge 27 gedrückt wird, sodass aie Diente der Hocr.aruckitariuner 44- selbsttätig sichergestellt wird. In der Tat ist die Krai't, mit welcher der Kolben gegen die Zahnradgetriebe angedrückt wird, von dem in der Hochdruckka;..mer herrschenden !»ruck abhängig. Der Differentialdruck, welcher den Kolben über die Kraft der Feder hinaus gegen die -fringe 27 andrückt kann durch Aenderung des Verhältnisses zwischen der inneren und äusseren Oberfläche aes Bodens dieses Kolbens eingestellt werden.

Jeder konkave Teil der Aussenseite-ues Bodens 40 des Kolbens weiat eine genügend grosse Länge auf, damit dieser konkave Teil, welches auch die Winkelstellung des Zahnradgetriebes sein mag, immer und vollständig die .Spitze eines der Zähne mindestens des entsprechenden Bahnrades bedeckt. Es ist klar, dass bei nicht gezeigten Abänderungen zwei Zähne immer mit jedem dieser konkaven Teile in Kontakt sein könnten. Eine solche Verwirklichung gestattet eine noch erhöhte Dichte der Hochdruckkammer 44.

Ferner ist die Breite oder der Durchmesser des Kolbens grosser als die Länge des Zahnradgetriebes, das heisst als die axiale Ausdehnung der Zähne. In dieser Weise stützen sich die Ränder der Stirnseite des Kolbens einerseits gegen die Ringe und andererseits gegen die Lagerzapfen 32. In dieser Weise fällt der Reibungskoeffizient zwischen den Zähnen des Zahnradgetriebes und den konkaven Teilen der Stirnseite des Kolbens nach einer

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relativ Kurzen üinis^h^ciiviauer auf einen liullv/eri. Die.3 :.at überdies den Vorteil, aie Verluste, welche zv/iaer.ön de;:. Körper i und den Ringen 27 oder den Lagerzapfen 32 in der Sagend der ilocii .ruckKasimer stattfinden können, wirksam zu beocnrilr.Ken.

Die Arbeitsweise der beschriebenen hydraulischen Mascnine ist der Arbeitsweise von hydraulischen .Jatcninen i^it Zannradgetrieben ähnlich, sie ₆estattet aber, auf Jrund aer Verringerung aer Verluste auf einen unwichtigen .'.ert einerseits durch Verminderung des Volumens der Hocfcaruckkanuner und andererseits durch Verringerung der spezifischen Drucke in den Zwisc;„enflachen, in denen Verluste auftreten k.önnen, eine v/eit höhere Leistung zu erreichen als mit den zur Zeit bekannten, lait einer nyaraulischen faschine, wie die hier beschriebene, welche als Pumpe arbeitet, ist es zum Beispiel möglieh zwischen dein Teil für Niederdruck und dem Teil für Hochdruck einer einstufigen Pumpe eine !Druckdifferenz von der Grössenordnung von 250 Atmosphären und mehr zu verwirklichen.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass, wenn die hydraulische Maschine entweder als Pumpe oder al3 iiotor arbeitet, die Lruckverluste, welche sich im allgemeinen euren ein Erhitzen der Maschine zeigen, was einen iVärmeverlust bewirkt, sehr gering sind, was bisher noch nie erreichte Leistungen zu erhalten gestattet (von der Grössenordnung von 90 56). Die Erhitzung des Körpers 1 der hydraulischen faschine ist sehr gering und stellt sich bei einer vollbelasteten fortlaufenden Arbeitsweise derselben auf eine Temperatur von nur ungefähr 15 bis 20 C über der iiaumtemperatur ein. Dies ist bemerkenswert, da die Form des Körpers 1 der Maschine nicht in Abhängigkeit einer optimalen

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.Vär.;.e streuung jtuciert v.crden ist, sondern im Gegenteil in Hinjich« a-ii üer. iiraköiscr.er. viebi"a.uch der ilaschint, was zu eine.:.., massiven, zylincridchen Körper führte, der für die ther^iacr.e Streuung unvorteilhaft ist.

LanK seiner sehr geringen .Väraestreuung kann diese hydraulische luaac.'-ine cir.ikt in eine zum 3eispiel isi Aufbau einer werkzeugmaschine angebrachten Bohrung untergebracht weraen, was vielfache, oisr.er nicht realisierbare Anwendungen zuni ueispiel namentlich in der Automatisation von Werkzeugmaschinen _oesctattet.

Ausserdem sina die Belastungen auf den Lagerzapfen 26 und '52, sowie auf aen Teilen aer inneren Oberflächen der .Bohrungen 10 und 11, auf aenen diese Lagerzapfen drehen, auf Srund der Ausgleichsäcke 28 und 33 innerhalb annehmoarer Grenzen gehalten, selbst wenn in aer Hochdrucjc&asimer 44 sehr hohe Drucke entwickelt v/erden, sodass der Verschleis dieeer hydraulischen Maschine sehr erniedrigt ist. überdies genügt es im Falle einer Abnützung nach sehr langen Arbeitszeiten die Bohrungen 10 und 11 innen rund zu schleifen und die Lagerzapfen 26 und 32 zu ersetzen um die hydraulische faschine wieder instandzusetzen. Die so überarbeitete Maschine ist wieder in neuen Zustand versetzt. '

Es muss noch bemerkt werden, dass der das Volumen der Hochdruckkammer begrenzende Kolben aus einem weichen Metall verwirklicht ist, welches gute reibungsmindernde Eigenschaften aufweist, wie zum Beispiel die Bronze. Auch hier genügt es nach einer längeren Arbeitszeit der Maschine diesen Kolben auszuwechseln, wenn seine mit den' Zähnen des Zahnradgetriebes

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zusammenarbeitende Stirnseite einen zu sehr markierten Verbrauch aufweist. In der Idehrzahl der Fälle genügt es selbst die konkaven Teile der Stirnseite dieses Kolbens zu schleifen um die Maschine wieder instand zu setzen.

Man sieht somit, dass die beschriebene hydraulische Maschine sehr leicht und mit geringen Kosten wieder in neuen Zustand versetzt werden kann, wenn dies erforderlich ist.

Es ist selbstverständlich, dass in einer Abänderung eine hydraulische Maschine mit mehreren Stufen entwickelt werden könnte. Es genügt in der Tat in einen gleichen Körper Paare von Zahnrädern mit den zugehörigen Organen unterzubringen.

In einer nicht gezeigten Abänderung könnte das Zahnrad 24 durch Vermittlung von Lagerzapfen von geringem Durchmesser angelenkt sein, welche auf der innern Oberfläche der Hinge 27 drehen. Lies gestattet den Raumbedarf der hydraulischen Maschine zu vermindern.

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Claims (1)

1. Patentanmeldung ' " ¹⁷ ~ 459/12286. DE

   der Firma PRHiATEX S.A., liorgee (Schwel«) _Q^ _{Jull lg6}g

   PATENTANSPRUECHE * r r'o -ι r O

   ■—: Ibbo Ibo

   Hydraulische Maschine mit Zahnradgetriebe, namentlich ein Motor, Pumpe usw., welche nändestens zwei ineinandergreifende in einem Körper gelagerte Zahnräder umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Durchmesser, der minestens eines aer Zahnräder (24, 30) tragenden Lagerzapfen (32) ungefähr gleich demjenigen eines Kreises ist, der durch die Spitze der Zähne (31) des entsprechenden Zahnrades (30) hindurchgeht und dadurch, dass sie einen Kolben umfasst, der in einer in dem Körper (1) angebrachten Bohrung (14) linear verschiebbar ist und eine Stirnseite (40) aufweist, welche konkave Oberflächen umfasst, die zur Zusammenarbeit mit den Zähnen der Zahnräder bestimmt sind, um die Dichte der Hochdruckkammer (44) sicherzustellen.

   2» Hydraulische Maschine gemässt Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) zwei längsgerichtete Bohrungen (10, 11) mit parallelen Achsen aufweist, in deren Innerem die Zahnräder (24,30) untergebracht sind, dadurch dass die das eine der Zahnradgetriebe tragenden Lagerzapfen (26, 32)gegenüber den das andere Zahnrad tragenden Lagerzapfen axial verschoben sind und dadurch, dass diese Lagerzapfen (26, 32) in den längsgerichteten Bohrungen (10, 11) di- ■ rekt angelenkt sind.

   3. Hydraulische Maschine gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der Bahnräder (24) zwischen seinem mittleren seine Verzahnung tragenden Teil und seinem

   *· tragenden Lagerzapfen (26) feste Ringe (27) umfasst mit einem Durchmesser, der demjenigen der Bohrung (10, 11) entspricht in deren Innerem sie- untergebracht sind, wobei sich

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   diese J.vinge (27) gegenücer -en das andere Zahnrad (30). tragenden Lagerzapfen (32) befinden und Aushöhlungen in Fora von Kreissegmenten umfassen, welche den Lagerzapfen (32) dieses andern Zahnrades (3Ü) Durchgang gewähren.

   4. Hydraulische Maschine ge&äss Patentanspruch 1 und einem der Patentansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daas sie in den Bohrungen (10, 11) und gegenüber den die Zahnräder (24, 30) tragenden Lagerzapfen (26, 32) angebrachte Ausgleichsäcke (28, 33) umfasst welche von der Hochdruckkammer dieser Maschine mit hydraulischer Flüssigkeit unter Druck gespeist werden.

   5. Hydraulische Maschine geaäss Patentanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Stellung der Ausgleichsäcke (28, 33) derart ist, dass sie die radiale Belastung, welche durch den in der Hochdruckkamer herrschenden Druck auf die Zahnräder (24, 30) ausgeübt wird, auszugleichen gestatten.

   6. Hydraulische Maschine gemäss Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Körper 1 derselben äu3serlich eine zylindrichse Form aufweist.

   7. Hydraulische Maschine gemässe Patentanspruch 6 dadurch gekennzeichnet, das-s der Körper (1) im Innern eines Flansches (2) oder jedes andern Befestigungsorganes befestigt ist, welcher den Körper (l)auf mindestens einem Teil seiner Länge vollkommen umgibt, wobei die von der Kappe empfangenen hohen Drucke auf den Körper (1) in Richtungen verteilt werden die zu den Kräften entgegengesetzt sind, welche den Körper au verformen suchen.

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   8. ;:yara.ulische Maschine gemäss Patentanspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) ein Rotationszylinder ist, eier einen kreisrunden Querschnitt aufweist.

   9. ii.varauliscne faschine gemäss Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, uass die äussere Stirnseite (40) des Kolbens einen mittleren, ebenen Teil und zwei seitliche, gebogene veiie umiaast, die einen Krümmungshalbmesser aufweisen, der ;..it demjenigen eines Kreises identisch ist, welcher durch aie .^itze der Zähne aes entsprechenden Zahnrades (24, 30) ηindurchgeht.

   10. Hydraulische Maschine gemäüs Patentanspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben einen seinen Boden (40) durchquerenden Spalt (43) umfasst, der in den mittleren Teil seiner Stirnseite ausmündet, wobei dieser Spalt (43) aie durch einen Teil eines jeaen der Zähne der Zahnräder und einen Teil der Stirnseite des Kolbens begrenzten Hochdruckkamrner (44) mit der Austrittsöffnung der Maschine verbindet.

   11. Hydraulische Llaschine gemäss Patentanspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die äassere Oberfläche des 3odens (40) aes Kolbens, die der Wirkung des in der Hochäruckkacimer (44) nerrscr.enden Druckes unterworfen ist, geringer ist als die innere Oberfläche des Bodens (40), die dem gleichen Druck unterworfen ist, sodass der Kolben mit einer durch den Wert des in der Hochdruckkamaier (44) herrschenden Druckes bestimmten Kraft selbsttätig, sehr nahe der Spitze, mindestens eines der Zähne eines jeden Zahnrades (24 _f 30;), gehalten wird.

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   12. Hydraulische Maschine gemäss Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben gleichfalls einer elastischen Viirkung (42) unterworfen ist, welche ihn den Zahnrädern (24, 30) anzunähern sucht, sodass er seine Arbeitsstellung selbsttätig einnimmt, auch wenn die Maschine ruht.

   13· Hydraulische Maschine gemäss Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kolbens grosser ist als die axiale Ausdehnung der Zähne der Zahnräder (24, 30) sodass dieser die Lagerzapfen (32) des einen der Zahnräder bedeckt, obwohl er sich auf die konzentrisch am andern Zahnrad montierten Ringe (27) stützt.

   14-. Hydraulische Maschine gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerzapfen des einen der Zahnräder (24, 30) einen geringen Durchmesser aufweisen und dadurch dass die Lagerzapfen der beiden Bahnräder in gleichen transversalen Sbenen angeordnet- sind.

   009883/0008 _{βΜ) omQmw}.

   J1

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