DE1653871C3 - Zahnradpumpe oder -motor - Google Patents
Zahnradpumpe oder -motorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C2/101—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with a crescent-shaped filler element, located between the inner and outer intermeshing members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe oder -motor mit einem ortsfest im Gehäuse gelagerten Ritzel.
einem damit kämmenden innenverzahnlen Hohlrad bzw. Zahnring und einem im Querschnitt sichelförmigen
Füllstück zwischen den Verzahnungen sowie nut stirnseitiger Anordnung von Einlaß und Auslaß für das
Förder- oder Arbeitsmedium, wobei das Hohlrad an zwei in zu der durch die Drehachsen der beiden
Zahnräder bestimmten Ex/entri/itätsebene senkrechter
Richtung einander gegenüberliegenden Stellen der Wand des Gehäusehohlraums gelagert und dabei
zugleich in Richtung der Ex/eniri/itätsebeiie verschieb
lieh geführt ist, während zwischen diesen l.agerstellen Zwischenräume zwischen dem llohlrad und der
Hohlrauinwand verbleiben, die unter einem wesentlich über dein Niederdruck der Maschine liegenden Druck
stehen können.
Hei einer bekannten Zahnradpumpe dieser Art (US-PS 24 82 713) sind zur Lagerung b/w. Abstützung
des Hohlrades im Gehäusehohlraum zwei Lagerschalen vorgesehen, die mit auf ihren Außenseiten vorgesehenen
Planflächen im Gehäuse gerade verschieblich gefuhrt sind, und /war so. daß das Hohlrad in Richtung
der Verbindungslinie der Zahnradmittelpunkte beweg lieh ist. Das Füllstück besieht bei dieser bekannten
Zahnradpumpe aus zwei Teilen, die durch ein dazwischenliegendes elastisches Kissen aiiseiiumderge-
ss drückt werden. Durch dieses elastische Kissen soll
einerseits tier eine Teil des Füllstücks gegen das I lohlrad und andererseits der andere Teil des Füllsiücks
gegen das Ritzel gedrückt werden, wobei das llohlrad gleichzeitig durch die Spannung des elastischen Kissens
(><> im Eingriff mit dem Ritzel gehallen wird.
llei dieser bekannten Anordnung wird somit eine
Abdichtung nicht durch Dniekfelder sonderen durch die
Elastizität des /wischen den !'eilen des Füllsiücks angeordneten Kissens angestrebt. Eindeutige Angaben
'ί über die Druckverteilung sind 111 der betreffenden
Druckschrift nicht enthalten.
Is ist ferner eine Zahnradpumpe mit zwei Kadern im
Außeneitigiiff bekannt (US PS !2 K">
IHK), bei ^v sieh
der Hochdruckraum um den größeren I eil des Umfang1,
der Zahnräder herum erstreckt, während der Niederdruckraum auf einen relativ kleinen Bereich beschränkt
ist. Bei dieser Pumpe laufen die Zahnräder praktisch vollständig im Hoehdruckraum. Nur der Niedcrdruckrauin
ist abgegrenzt, und der Hochdruck sucht, die Teile
auf den Niederdruckrauni hin zusammenzudrücken. Ls
ist bei dieser Konstruktion nichl erforderlich, die vom
Hoehdruckraum auf die Zahnräder ausgeübten Kräfte in bekannter Weise durch gesonderte Druiklelder zu
überwinder, um ein Undicht werden der Maschine zu verhindern. Der Hochdruck hält vielmehr die Teile der
Maschine selbst zusammen.
Bei der letzteren bekannten Zahnradpumpe enthalten die resultierenden Öldruckkräfte auf jedes der Zahnräder
jeweils eine Komponente in Richtung auf das andere Zahnrad hin. Die Öldruckkräfte werden bei
dieser Zahnradpumpe jedoch von den Lagern der Zahnräder aufgenommen. Das bringt bei sehr hohen
Drücken Schwierigkeiten mit sich, da die Ljlasiungslähigkeit
von Nadellagern, wie .sie aus konstruktiven
Gründen hier eingebracht sind, begrenzt ist.
Lemerre! auf emc bekannte sogenannte »Zykloidcnpumpe«
(DE-PS 8 79 942) hingewiesen, bei der in einem drehbaren Ring mit einer Innenverzahnung ein mit
einer Außenverzahnung versehenes inneres Zahnrad läuft. Dieses innere Zahnrad weist eine um eins
geringere Anzahl von Zähnen auf als die Innenverzahnung und ist derart exzentrisch zu dem Mittelpunkt des
innenverzahnlen Rings angeordnet, daß die Zähne aiii
einer Seite Kopf über Kopf stehen und auf der diametral gegenüberliegenden Seite miteinander in Eingriff sind.
Dabei sind die Zähne von Zahnrad und Innenverzahnung in besonderer Weise geformt, so daß eine
Abrollbewegung der Zahnräder aneinander stattfinden kann. Bei dieser bekannten Pumpe soll die Eördermenge
durch Verdrehen eines Sleuerzapfens verändert werden. Dabei treten Komponenten der aiii das Innenzahnrad
bzw. den Ring wirkenden Öldruckkräfte aiii, die in
Richtung der Verbindungslinie der Kopf über Kopf stehenden Zähne und der in Lingriff stehenden Zähne
verlauten und sich über die Verzahnungen aufheben.
Um auch bei einem durch Verschleiß vergrößerten Zahnspiel eine solihe Abstützung zu gewährleisten, sind
die Lager für den innenverzahnten Ring in Richtung der Lxzenlrizität verschiebbar gelührt. Ls erfolgt dann eine
gegenseitige Abstützung der Zahnräder unter dem Linfluß tier Öldruckkrältc aneinander, und zwar dort.
wo die Zähne von Innenverzahnung und Zahnrad Kopl über Kopf stehen. Das Zahnrad und der imienverzahnie
Ring werden also bei dieser Anordnung dort, wo sie miteinander in Eingriff sind, auseinandergedrückt, und
dorl aufeinandergednickt. wo sie aneinander gleiten.
Bei normalem Betrieb mil unverdrehtem Steuerzapfen erlolgt keine Abstützung der Zahnräder aneinander,
und ebenso werden die qucrgcrichlctcn Kraftkomponenten
von den Lagern aufgenommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe oder einen Zahnradmotor der eingangs
definierten ArI so auszubilden, daß die Lager von den auftretenden hydraulischen Krallen weiigehend enila-•.let
sind, so ^\,\\i die Zahnradpumpe bzw. der
Zahnradmotor mit hohen Drucken und gutem Wir kiingsgrad zu arbeiten ν ei mag.
l'.iiimluugsgeiiiali w ird diese Aiilgabe dadurch gelost,
dal.) an den I .agerstellen über schalenartige Teile
Druckfelder quer zur E\/cntri/ilalsebene auf das llolilrad einwirken, von ιΙ.ίηίι das eine nut dem
Hochdruck b/w. Korderdruck und Jas andere mit dem
Niederdruck der Maschine beaufschlagt ist. und daß bis auf diesen relativ kleinen unter Niederdruck stehenden
Bereich die Zwischenräume zwischen Hohlrad und Hohlraumwand mit der Hochdrurksei'.e der Maschine
verbunden sind.
Dadurch, daß die Zahnradpumpe nur einen relativ kleinen Niederdruckraum und einen den größeren Teil
der Zahnräder umgebenden Druckraum aufweist, werden die Zahnräder von den resultierenden hydraul·
sehen Kräflen in dichtender Anlage aneinander und an dem füllkörper gehalten. Der Niedcrdruckrauiii wird
von den resultierenden hydraulischen Kräflen abgedichtet.
Dabei treten wesentliche Kraftkomponenten der .ml
'5 das Ritzel und das Hohlrad wirkenden resultierenden
hydraulischen Kräfte gegeneinandergerichtet in der lAzentrizitätsebene auf. Diese Kraftkomponenten wer
den über die sich aneinander abwälzenden Verzahnungen
aufgenommen und werden nicht an den Lagern wirksam. Die verbleibenden Querkomponenten werden
bei jeder Drehriehlung von einem im Jlochdruckranin
angeordneten Niederdruckfeld aufgenommen.
Das Herumführen des Druckraums um den größeren Teil der Zahnräder kann dadurch erreicht werden, daß
2S eine in einer Ausnehmung des Gehäuses angeordnete
Platte am Hohlrad, Füllstück und Ritzel anliegt, die sich symmetrisch zur Lxzentrizilütsebciie über die beiden
jeweils zwischen Hohlrad. Ritzel und füllstück gebildeten Räume erstreckt und zwei in je einen dieser Räume
mündende Durchbrüche aufweist, die von je einem aiii
der Außenseite der Platte abgegrenzten und jeweils mit
einem mit der Druck bzw. Niederdruckseite der Maschine in Verbindung stehenden Druck bzw
Niederdruekfeld umgeben sind.
■'-■> Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Lrfindung
sind Gegenstand der Patentansprüche 3 und 4.
Line etwas andere Lösung der oben angegebenen •\ufgabe betrifft eine Zahnradpumpe oder -motor mn
einem ortsfest im Gehäuse gelagerten Ritzel, einem damit kämmenden innenverzahnlen Hohlrad bzw
Zahniing und einem im Querschnitt sichelförmigen I'ullstück zwischen den Verzahnungen der Zahnräder,
sowie mit stirnseitiger Anordnung von Linlaß und Auslaß für das !'order- oder Arbeitsmedium, wobei das
Hohlrad an zwei in zu der durch die Drehachsen der beiden Zahnräder bestimmten Ex/enlri/itälsebenc
senkrechter Richtung einander gegenüberliegenden Stellen tier Wand des Gehäusehohlraums in Richtung
der Lxzentrizitätsebene verschieblich geführt ist. Line
^" solche Zahnradpumpe wird erfindungsgemäß so ausgebildet,
daß die Querschnittskontur der Gehauschohllaumvvand aus zwei Kreisbögen besteht, deren
Krümmungsradius dem Außenradius des Hohlrades entspricht und deren Mittelpunkte gegeneinander
ss versetzt auf der Lxzentriz.ilätsebene der Zahnräder
liegen, daß ferner entlang dieser Wand ein mn (ileitinetall oder Polytetrafluorethylen beschichteter
lllechiing eingesetzt ist und daß die zwischen der I lohlraiimwand bzw. dem Itlechring und dem llolilrad
'"' verbleibenden Zwischenräume mit der Druckseite der
Maschine in Verbindung stehen.
•\uch bei dieser Losung werden die wirksamen hydraulischen Kräfle über die sich aneinander abwäl
/enden Verzahnungen aufgenommen. Die verbleiben
''' den 'Jucrkomponenieu werden hier ledoch im'ii dun.li
ein Niederdruekfeld, sondern unmittelbar ilnuh die
Wandung aufgenommen, wobei der beschichten· Blech ring die Reibung vermindert.
Die Lrfindung tsl nachstehend unter Bezugnahme .ml
die Zeichnung näher erläutert. Ls zeigt
I'ig. 1 eine Stirnansichl. teilweise im Schnitt, einer
n;ich der l-'rfindiing ausgebildeten Zahnradpumpe.
l'ig. 2 einen Längsschnitt liings der Linie 2-2 von
I ig. 1.
l'ig.3ei> η Schnitt längs der Linie i-i von I ig. 1.
I i g. 4 die Abdichtung des Niederdruckraums bei tier
Maschine nach den L ig. I bis J in einer Teilansicht.
I i g. 5 die Kräfte, die von dem Öldruck aiii tue
ein/einen Teile der Maschine ausgeübt werden.
L ig. bdie Kräfte, die auf das Hohlrad wirken.
Fi g. 7 die auf das Ritzel wirkenden Kräfte,
F i g. 8 die am Gehäuse wirksamen Kräfte.
F i g. 9 in perspektivischer Darstellung einen Teil des iichäuscs, in weichem das Nicdcrdruckfeld zur Abstützung
des Hohlrades vorgesehen ist, und
Fig. IO eine abgewandelte Ausführungsform der
Erfindung in Ansicht auf die Zahnräder.
Mit 20 ist ein Gehäuse bezeichnet, in welchem ein Gehäusehohlrauin 22 von zylindrischer Form vorgesehen
ist. In diesem Gehäusehohlraum 22 ist ein innenverzahntes Hohlrad 24 gelagert. Das Hohlrad 24
steht mit einem Ritzel 26 in Lingriff. Das Ritzel 26 sitzt auf einer Antriebswelle 28, die in Nadellager 30 und 32
im Gehäuse 20 und einem Deckelleil 34 gelagert ist. Der Deckeltcil schließt den die Zahnräder enthaltenden
Gehäusehohlraum ab. Gehäuse 20 und Dcckelteil 34 sind durch einen Dichtring 36 nach außen hin
abgedichtet. Wie am besten aus F i g. 1 ersichtlich ist. ist innerhalb des Gchäusehohlraums 22 ein sichelförmiges
Füllstück 38 vorgesehen. Dieses Füllstück ist im wesentlichen durch den Kopfkreis des Hohlradcs 24 und
den Kopfkreis des Ritzels 26 umgrenzt. Der Deckelteil 34 enthält eine dem Gehäusehohlraum 22 angepaßte
kreiszylindrische Vertiefung 40. In dieser Vertiefung liegt eine Platte 42. Diese deckt, wie aus F ig. 4
ersichtlich ist, im wesentlichen die beiden Zahnlückenräume ab, welche zwischen den Verzahnungen des
Ritzels 26, des Hohlrads 24 und dem Füllstück 38 gebildet sind. Im Bereich jedes dieser Räume weist di·
Platte 42. die aber nur einen Teil des Ritzeis 24 und des
Füllstücks 38 abdeckt, einen Durchbruch 44 bzw. 46 auf. Auf der Außenseite der Platte 42 sind um die
Durchbrüche 44 bzw. 46 herum durch Dichtringe 48 bzw. 50 Druckfelder 45,47 abgegrenzt. Diese Druckfelder
stehen über die Durchbrüche mit dem Hochdruckanschluß 52 bzw. mit dem Niederdruckanschluß 54 in
Verbindung. Auf eine Erläuterung der im Deckelteil 34 noch vorgesehenen zusätzlichen Kanäle kann verzichtet
werden.
!n der Gehäusehohlraumwand sind Lagerstellen vorgesehen, die generell mit 56 und 58 bezeichnet sind
und etwa unter einem rechten Winkel zur Verbindungslinie der Zahnradmittelpunkte wirken. Die niederdruckseitige Lagerstelle 56 enthält einen abdichtend im
Gehäuse 20 geführten zylindrischen Schaftteil 60, der an seinem inneren Ende einen Schalenteil 62 aufweist. Auf
der am Umfang des Hohlrades 24 anliegenden Fläche des Schalenteils 62 ist ein Niederdruckfeid 64 abgegrenzt, welches über einen Kanal 66 und eine
T-Bohrung 68 mit dem Niederdruckanschluß 54 in Verbindung steht. Eine ähnliche Anordnung ist bei der
Lagerstelle 58 vorgesehen, die dann als Niederdruckfeld zur Wirkung kommt, wenn Hochdruck- und Niederdruckanschluß 54, 52 miteinander vertauscht werden.
Der Schalenteil 62 erstreckt sich, im Längsschnitt durch die Maschine gesehen, nicht über die gesamte Tiefe des
Gehiiusehohlraums. Die Wand des (iehäiiseliohlraums
22 ist mit dem Außenr.iditis des Hohlrades auf je etwa
einem Halbkreis um zwei liings dei Verbindungslinie
tier /ahnradmiltelpunkle gegeneinander versetzte
Punkte gekrümmt Der Abstand dieser Krümmungs millelpunkte ist großer als die Toleranz des spielfreien
Alistandes beider Zahnräder. Das ist in F i g. b
dargestellt, wo die beiden Mittelpunkte M I und M2 zu
erkennen sind und der Außeiiradius des llohlrades 24
ίο als R angegeben ist. Im Bereich der Niederdruckfelder
entsteht dann eine neben dem Schalenlcil 62 liegende Kante, wie sie übertrieben in I·" i g. M dargestellt ist.
Diese Kante schleift sich beim Beirieb der Pumpe nach kurzer Zeit entsprechend der Lage und Umstellung
des Hohlrades 24 ab. Durch diese Ausbildung des Geliäüsehohlraums 22 ist das Hohlrad geringfügig in
Richtung der Verbindungslinie der Zahnradniittelpunkte
(vertikal in I-" i g. I) beweglich.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Zahnradmaschine wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
F i g. 5 bis 8 näher erläutert. In F i g. 5 sind die von dem
Hochdruck in der Maschine auf die Zahnräder ausgeübten resultierenden Kräfte dargestellt. In den
punktierten Bereichen herrscht Hochdruck. Wie man in Fig. 5 erkennt, liegt das Hohlrad praktisch vollständig
im Hochdruck. Ls ist von einem Hochdruckbereich rings umgeben, und innerhalb des Hohlradcs wirkt der
Hochdruck auf den größten Teil des Umfangs. Die Abdichtung des Hochdrucks nach außen erfolgt durch
das feststehende Gehäuse. Der Hochdruck wirkt auf das Hohlrad 24 einmal längs des gesamten äußeren
Umfangs. zum anderen längs des größeren Teils des inneren Umfangs. Ls wirkt eine nach innen gerichtete,
resultierende Kraft, die durch den Pfeil 70 dargestellt ist.
Im Bereich des Niederdruckraums 72, und zwar entsprechend der Druckdifferenz zwischen Hochdruckraum
und Niederdruckraum längs der Drucksehne 74. die zwischen dem Anlagepunkt des Hohlrades 24 an
dem Füllstück 38 und dem Anlagepunkt zwischen Hohlrad 24 und Ritzel 26 verläuft. Auf das Ritzel 26
wirkt eine Kraft, die durch den Pfeil 76 dargestellt ist. Diese Kraft ist in Kig. 5 von rechts oben nach links
unten gerichtet und wirkt der Kraft 70 ungefähr entgegen. Diese Kraft 76 wird von dem Hochdruck
zwischen Ritzel 26 und Füllstück 38 gegen den Niederdruckraum 72 ausgeübt.
Es wirkt die Druckdifferenz längs der Drucksehne 78, die von dem mittleren Berührungspunkt des Ritzels 26
und der inneren Fläche des Füllkörpers 38 zu dem Berührungspunkt zwischen Ritzel und Hohlrad verläuft.
Eine dritte Kraft, die durch den Pfeil 80 dargestellt ist. wirkt auf den Füllkörper und damit auf das Gehäuse,
und zwar längs einer Drucksehne, die zwischen den Berührungspunkten des Hohlrades und des Ritzels mit
dem Füllkörper 38 verläuft Infolge der Beweglichkeit des Hohlrades 24 wird das Hohlrad dicht in Anlage an
dem Ritzel 26 gehalten. Dadurch wird erreicht, daß sich
die auf Hohlrad und Ritzel wirkenden hydraulischen Kräfte zu einem großen Teil aufheben, ohne die Lager
der Zahnräder zu belasten.
In Fig.6 sind die Kräfte dargestellt, die auf das
Hohlrad 24 wirken. Das ist einmal die Kraft 70, die von dem Öldruck von außen auf den Niederdruckraum 72
hin auf das Hohlrad 24 ausgeübt wird. Dieser Kraft 70
entgegengerichtet sind die Reaktionskräfte, die einmal
von dem Ritzel 26 und zum anderen vom Gehäuse auf das Hohlrad ausgeübt werden. Diese Reaktionskräfte
sind durch Pfeile mit weißen Spitzen dargestellt und mit
82 bzw. 84 bezeichnet. Wie man sieht, wird der größte
Teil der Kraft 70 durch die Reaktionskraft 82 des Ritzels aufgenommen. Nur eine relativ geringe Reaktionskraft
84 muß von dem Gehäuse aufgenommen werden. Die Reaktionskraft 84 wird aufgeteilt in eine Kraft 86, die
von dem Niederdruckfeld 64 erzeugt wird. Eine geringe restliche Reaktionskraft bleibt bei 88 an dem Füllstück
38 wirksam und bewirkt eine dichtende Anlage der Verzahnung des Hohlrades 24 an dem Füllstück 38,
während eine weitere, relativ geringe Reaktionskraft bei 90 an der Wand des Gehäusehohlraums 22 wirksam
wird. Diese Reaktionskraft bei 90 bewirkt, daß die zwischen den um die Mittelpunkte Mi und M 2
gekrümmten Flächen entstandene Kante entsprechend den genauen Abmessungen und der Einstellung des
Hohlrades abschleißt. Bei 92 ist diese Aufteilung der Kraft 84 veranschaulicht. Auf jeden Fail wird die von
dem ölhochdruck auf das Hohlrad ausgeübte Kraft 70 zum großen Teil durch die Reaktionskraft des Ritzels 26
aufgenommen. Die relativ geringe seitliche Stützkraft wird bei diesem Ausführungsbeispiel zum überwiegenden
Teil von der Lagerstelle 56 bzw. dem seitlichen Niederdruckfeld 64 aufgenommen.
F i g. 7 veranschaulicht die Kräfte, die an dem Ritzel wirksam sind. Auf das Ritzel wirkt einmal die Kraft 76
von dem Ölhochdruck. Zum anderen wirkt die Kraft 82'. die von dem Hohlrad 24 auf das Ritzel übertragen wird.
Die Kraft 82' geht dabei nicht durch den Mittelpunkt des Ritzels 26. Die Resultierende dieser beiden Kräfte ist
durch den Pfeil 94 dargestellt. Die Kraft 94, die seitlich von dem Mittelpunkt und Drehpunkt des Ritzels 26
angreift, kann man zerlegen in eine Kraft 96 durch den Mittelpunkt des Ritzels und ein um diesen Mittelpunkt
wirkender Drehmoment Tr. Die Kraft 96 wird durch die Lager aufgenommen, wie durch den Pfeil 98 dargestellt
ist. Fig.8 erläutert die Kräfteverhältnisse an dem Gehäuse. Es wirkt einmal auf das Füllstück 38 die Kraft
80. Es wirkt ferner die Kraft 84' als Reaktionskraft zu der Kraft 84, die von dem Hohlrad auf das Gehäuse
ausgeübt wird. Diese beiden Kräfte addieren sich zu der Kraft 100. Die Kraft 100, die seitlich vom Drehpunkt des
Ritzels 26 angreift, kann zerlegt werden in eine Kraft 102 durch den Drehpunkt des Ritzels und ein
Drehmoment Tc. Dabei ist die Kraft 98 der resultierenden Kraft 96 durch den Mittelpunkt des Ritzels 26
( F i g. 7) entgegengerichtet gleich und das Drehmoment Tc, dem Drehmoment Tr entgegengerichtet gleich.
Hierbei tritt eine dichtende Annäherung des Rades 26 an das Füllstück in Pfeilrichtung 96 ein.
Bei der beschriebenen Zahnradmaschine werden somit alle Kräfte in sinnvoller Weise so aufgewogen,
daß auch bei höchsten Drücken eine saubere Abdichtung des Niederdruckraums gegen den Hochdruckraum
gewährleistet ist, daß aber nur ein geringer Verschleiß staltfindet. Es ist nicht erforderlich, die Abdichtung
zwischen Hochdruckraum und Niederdruckraum durch zusätzliche Druckfelder vorzunehmen. Die auf den
Lagern wirksamen Kräfte können relativ gering gehalten werden, da sich die hydraulischen Kräfte über
die aneinander anliegenden Zahnräder zu einem großen Teil aufheben. An den Zahnrädern, die sich aneinander
abwälzen, können die Kräfte bequem aufgenommen werden, ohne daß ein unzulässiger Verschleiß erfolgen
würde.
Es ist zwar vorteilhaft, wenn die seitliche Stützkraft auf das Hohlrad durch eine Lagerschale 60,62 mit einem
Niederdruckfeld 64 aufgenommen wird. Das ist jedoch keine notwendige Voraussetzung. Fig. 10 zeigt ein
Ausführungsbeispiel, bei welchem die Wand des Gehäusehohlraums 22, die im übrigen ir. gleicher Weise
geformt ist wie in Fig. 6, einen Ring enthält, der aus etwa 2 mm starkem Blech besteht, welches mit
Gleitmetall oder Polytetrafluorethylen beschichtet ist. Hier wird die seitliche Stützkraft von dem Gehäuse
selbst aufgebracht. Diese Stützkraft ist auch hier relativ gering, da der Hauptteil der auf das Hohlrad wirkenden
hydraulischen Kraft von der Reaktionskraft des Ritzels kompensiert wird.
Hierzu 5 Blait Zeichnungen
Claims (2)
1. Zahnradpumpe oder -motor mit einem ortsfest
im Gehäuse gelagerten Ritzel, einem damit kämmenden innenverzahnten Hohlrad bzw. Zahnnng
und einem im Querschnitt sichelförmigen Füllstück zwischen den Verzahnungen der Zahnräder sowie
mit stirnseitiger Anordnung von Einlaß und Auslaß für das Förder- oder Arbeitsmedium, wobei das
Hohlrad an zwei in zu der durch die Drehachsen der beiden Zahnräder bestimmten Exzentrizitätsebene
senkrechter Richtung einander gegenüberliegenden Stellen der Wand des Gehäusehohlraums
gelagert und dabei zugleich in Richtung der Exzentri/itätsebene verschieblich geführt ist, während
zwischen diesen l.agerstellen Zwischenräume /wischen dem llohlrad und der llohlraumwand
verbleiben, die unter einem wesentlich über dem Niedeidruck der Maschine liegenden Druck stehen
können, dadurch gekennzeichnet, duü an
den Lagerstellen (56,58) über schalenartige Teile (60, 62) Druckfelder quer zur Exzentrizitätsebene auf
das Hohlrad (24) einwirken, von denen das eine mit dem Hochdruck bzw. Förderdruck und das andere
mit dem Niederdruck der Maschine beaufschlagt ist, und daß bis auf diesen relativ kleinen unter
Niederdruck stehenden Bereich die Zwischenräume /wischen Hohlrad (24) und Hohlrauinwand mit der
I lochdruekseite der Maschine verbunden sind.
2. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch I.
dadurch gekennzeichnet, daß eine in einer Ausnehmung (40) des Gehäuses (34) angeordnete Platte
(42) am llohlrad (24), Füllstück (38) und Ritzel (26) anliegt, die sich symmetrisch zur Exzentri/itätsebene
über die beiden jeweils /wischen I lohlrad (24), Ritzel (26) und Füllstück (38) gebildeten Räume erstreckt
und zwei in je einen dieser Räume mündende Durehbrüche (44, 46) aufweist, die von je einem auf
der Außenseite der Platte (42) abgegrenzten und jeweils mit einem mit der Druck- b/w. der
Niederdruckseite der Maschine in Verbindung stehenden Druck- b/w. Niederdruckfeld (45, 47)
umgeben sind.
i. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder schalenartige
I eil aus einem in die Wand des Gehäuschohlraums eingesetzten Schaftteil (60) und einem
Schalenteil (62) besteht, in dein durch einen Dichtring das Druckfeld abgegrenzt ist, welches
über einen im Gehäuse verlaufenden Kanal (66) und eine T-Hohrung (68) mit der Niederdruek-
bzw. Ilochdruekseite der Maschine verbunden ist, und daß der .Schalenteil (62) sich, im Längsschnitt
durch die Maschine gesehen, nicht über die gesamte liefe des Gehäusehohlraums erstreckt, so daß sieh
das llohlrad (24) mit seinem Außenunifang noch an neben den .Schalenteilen liegenden Teilen der
(iehäusehohlraumwand abslüt/t.
1. Zahnradpumpe oder -motor nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dal! die Quer
süimiiskontur der Gchäuschohlraumvvand aus zwei
Kreisbogen besteht, deren Krümmungsradius je dem Außenradius ^/ty des llohlr.ules (24) entspricht
und deren Mittelpunkte (Λ/I. M 2) gegeneinander
\iiset/t auf der Ex/entri/ii.iiiehene der Zahnräder
(24, 26) liegen.
") /alinradnumnc oder -motor nut einem ortsfest
im Gehäuse gelagerten Ritzel, einem damit kämmenden innenverzahnlen llohlrad bzw. Zahnring
und einem im Querschnitt sichelförmigen Füllstück /wischen den Verzahnungen der Zahnräder, sowie
mit stirnseitiger Anordnung von Einlaß und AuslaH für das Förder- oder Arbeitsmedium, wobei das
Hohlrad an zwei in zu der durch die Drehachsen der beiden Zahnräder bestimmten tx/cntri/itäucbcnc
senkrechter Richtung einander gegenüberliegenden Stellen der Wand des Gehäusehohlraums in
Richtung der Exzentri/itätsebcne verschieblich
geführt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittskoniur der Gehäiisehohlraumwand aus
zwei Kreisbögen besteht, deren Krümmungsradius dem Außenradius (R) des llohlrades (24) entspricht
und deren Mittelpunkte (Λ/1. Λ/2) gegeneinander versetzt auf der Exzeniri/iur.sebene der Zahnräder
(24, 26) liegen, daß ferner entlang dieser Wand ein mit Gleitmelall oder Polytetrafluorethylen beschichteter
lllcchring (104) eingesetzt ist und daß die
/-wischen der Hohlraum« and b/w. dem Dlechritig
und dem I lohlrad verbleibenden Zwischenräume mit der Druckseite der Maschine in Verbindung stehen.
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
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