DE1703077B2 - Hydraulische Zahnradpumpe oder hydraulischer Zahnradmotor mit Außeneingriffszahnrädern - Google Patents

Description

i 703 077

u .«.«, οτι ™^{r Teclta}£ ^{tet η0{}* die USA.-Patent- Pumpe voizugsweise mit Hilfe von Kanälen 28, «-- icbnft 2 »η 7W zu erwähnen, bei der die die Druck- entnommen, welche vollständig durch die beweglijcammern begrenzenden Druckflächen die WeUenen- eben Lager treten und in einer Fiüinut 22, 22 a beden der im Gehäuse endenden getriebenen Zahnrad- ginnen.

welle 19 a, 19 ^mitomfsssen und die Druckkammero S Es sind Anschlagschultero 17, 17 β und 18, 18 a sü dsm »em rusmebs- _UOe_r Abmebsscbaft abge- vorgesehen, welche den kleinsten Abstand d zwiwasstsn Fnde dieser ZahnradweJ!« gegenüber der sehen den einander t>eoen«berUsgendes Seitennachen angrenzenden Hochdruckkammer der getriebenen der Lager 12, 12 a auf einen Wert begrenzen, wel-Welle durch eine innere Druckfelddichtung abge- eher etwas größer als die Breite I eines Zaiwf«des dichtet sind. Dadurch sollen jedoch die bei Zahnrä- « ist. Diese Anscblagscbultern sind zwischen der mindern nut Scfcrägverzahnung auftretenden Längskräfte leren Bohrung 6, 7 und den seitlichen Bohrungen 13, ausgeglichen werden. Es handelt sich also um eine 13 a und 14,14 β vorgesehen, derart, daß die Scbulvöllig andere Problematik als sie der Erfindung terpaare 17,17 α und 18,18 a den Abstand d haben, zugrunde hegt Diese Schultern werden vorzugsweise durch die Rän-

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungsformen der 15 der einer Verdickung des Gehäuses 1 gebildet
Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich- Es sind Absätze 19,19 α, 20,20 α oder Zonen grönet ßeren Durchmessers an den Bohrungen 13, 13 a und

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von 14, 14 a von den Enden der mittleren Bohrungen 6 zwei Ausfübrungsbeispielen näher erläutert In den und 7 ausgehend vorgesehen, so daß die Lager 12 Figuren ist im einzelnen folgendes wiedergegeben: 00 und 12 α in dem Gehäuse 1 nur durch einen Teil ih-

Fig. 1 ist ein Axialschnitt längs der LinieI-I der rer Länge geführt werden, wobei diese Absätze einer-Fig.2 einer ersten Ausführungsform, einer erfin- seits miteinander auf jer^r Seite der Pumpe und andungsgemäßen hydraulischen Zahnradpumpe mit dererseits mit der Saugörfnnng 10 in Verbindung ste-Außeneingriffsverzahnung; hen, um die Abfuhr der Leckströmungen in der wei-

F i g. 2 und 3 sind Schnitte längs der Linien H-II 25 ter unten erläuterten Weise zu ermöglichen,
bzw. IH-HI der Fig. 1, wobei die Zahnräder ent- Die Zahnräder4 und 5 sind mit Längsspiel einge-

fernt gedacht sind; baut, damit sie durch die längsverschiebbaren Lager-

Fig.4 zeigt in größerem Maßstab die Eingriffs- körper 12, 12a an die Schultern 17, 17a, 18 und zone der Zahnräder der Pumpe der F i g. 1 bis 3; 18 α in Längsrichtung angelegt werden können.

F i g. 5, 6 und 7 zeigen in gleicher Darstellung wie 30 Die Druckkammern 24 und 24 α auf jeder Seite Fig. 1, 2 und 4 eine gemäß einer zweiten Ausfüh- der Pumpe erstrecken sich also nicht nur auf die den rungsform der Erfindung ausgebildete hydraulische Flanken der entsprechenden Zahnräder 4, 5 abge-Pumpe mit Außeneingriffsverzahnung, wobei Fig.5 wandten Seitenflächen eines jeden Lagers 12, 12a, ein Schnitt längs der LinieV-V der Fig.6 und sondern auch über die Abtriebswelle 11. Ferner sind F i g. 6 ein Schnitt längs der Linie VI-VI der F i g. 5 35 diese Druckkammern von den Zonen isoliert, welche ist dem nicht durch das Gehäuse tretenden Ende dei

Die Pumpe hat ein Gehäuse 1, das mit zwei Dek- Antriebswelle 8 (rechts in Fig. 1 und 5) gegenüberkern 2, 2 a durch Schrauben 3 vereinigt ist, sowie zwei liegen und den durch das Gehäuse tretenden Abmiteinander in Eingriff stehende Zahnräder 4 und 5, schnitt dieser Welle (links in diesen Figuren) umgewekhe in zwei abgeschnittenen Bohrungen 6 und 7 40 ben.

angeordnet sind, wobei das Zahnrad 4 fest auf einer Diese Druckkammern sind außen von zwischen

Verbindung!!- oder Antriebswelle 8 sitzt, welche nur den beweglichen Lagern und den entsprechenden durch den Flansch 2 α tritt. Eine Saugöffnung 9 und Deckeln 2, 2 α liegenden Dichtungsringen 26 und eine Drucköffnung 10 stehen über die Zahnlücken 26 α eingefaßt.

der Zahnräder 4, 5 miteinander in Verbindung, und « Gemäß einer ersten in F i g. 1 bis 4 dargestellten dit Welle 8 dreht sich stets in dem durch den Pfeil in Ausführungsform wird jede Druckkammer 24, 24 a F i g. 1 und 5 angedeuteten Sinn. Das Zahnrad 5 sitzt durch zwei innere Dichtungen 27, 27 α begrenzt, fest auf einer getriebenen Welle 11, welche nicht welche die Kammern 24, 24 a von der der Antriebsdurch die Deckel 2 und 2 a tritt. Eine Dichtung 21 welle 8 gegenüberliegenden Druckkammer 28, 28 a ist an der DurcLtrittsstelle der Welle 8 vorgesehen. 50 isolieren, welche durch Verbindung mit der Ansaug-

Die Wellen 8 und 11 sind in starren verschiebli- leitung druckentlastet wird. Die nicht von der eben Lagern 12 und 12 α gelagert, welche auf jeder Welle 8 durchdrungene Druckkammei 28 hat Kreis-Seite der Zaihnräder durch einen einzigen Teil gebil- querschnitt, während die Druckkammer 28 ringfördet werden, welcher angenähert die Form einer Acht migen Querschnitt hat.

hat. Die Lager 12 und 12 a sind in abgeschnittenen 55 In jeder Druckkammer 28. 28 a ist ein Zwischen-Bohrungen 13, 14 und 13 a, 14 α angeordnet, welche ring 29, 29 α angeordnet, wobei die Welle 8 durch in dem Gehäuse 1 die gleichen Achsen wie die Boh- den Zwischenring 29 α tritt. Die beiden Zwischenrungen 6 und 7 haben. Zweckmäßig sind zwischen ringe 29, 29 a stützen die Dichtungen 27, 27 a nach den Lagern 12, 12 α und den Wellen 8, 11 Rollenla- außen ab, und dienen zusammen mit zwei weiteren ger oder Kugellager 15, 16 und 15 a, 16 a angeord- 60 Zwischenringen 30, 30 a zur axialen Abstützung der net. Jedes Lager besitzt zwei Nuten 22 und 23 zur Wälzlager.
Füllung bzw. Druckentlastung. Jedes Lager ist mit einem Kanal 31, 31 α versehen,

Die der Flanke des entsprechenden Zahnrades ab- welcher auf einer Seite in die Druckkammer 28, 28 a gewandte Seitenfläche eines jeden Lagers bildet eine und auf der anderen Seite in einen Absatz 19, 19 α Wand einer Druckkammer 24, 24 a, welche Druck- 65 mündet und den Rückfluß der Leckströmungen zu ttüssigkeit aufnimmt, welche das betreffende Lager in der Ansaugöffnung 9 gestattet, da, wie für die AbRichtung auf die Zahnradflanke zu verschieben sätze 20, 20 α aus F i g. 3 hervorgeht, diese Absätze sucht Diese Hüssigkeit wird der Förderseite der 29, 29 a frei mit dieser öffnung in Verbindung ste-

hen. Die Druckkammer 28 α ist axial bis zu der führungsform enthalten die Druckkammern 28, 28 a Dichtung 21 verlängert. öl unter einem zwischen dem Ansaugedruck und Die genannten Zwischenringe 29, 29 a sind so aus- dem Förderdruck liegenden Zwischendruck, wobei gebildet, daß sie den Durchtritt der Leckströmungen dieses öl, welches von den Wälzlagern 15 und 15 α zu dem Kanal 31, 31a gestatten, während die Zwi- 5 durchgelassen wird, die Welle 8 beiderseits des Zahnschenringe 30, 30 a in gleicher Weise so ausgebildet rades4 umspült. Die durch das seitliche Spiel zwisind, daß sie der aus dem Kanal 25, 25 α kommenden sehen dem Zahnrad 4 und den Lagern 12,12 a durchrSrUckflüssigkeit gestatten, frei die den Enden der tretenden Leckströmungen treten in dem ziemlich aus-Welle U gegenüberliegende Zone 32 oder 32 α zu er- gedehnten Sektor a (F i g. 2) auf, ia welchem die unfülten Es ist zu bemerken, daß die Zonen 32 oder io ter dem Förderdruck stehende, zwischen den Zähnen

32 a den Druckkammern 24, 24 a angehören. Zu die- des Zahnrades 4 befindliche Flüssigkeit mit einer uns6m Zweck sind die Ringe mit radialen Schlitzen 33, ter einem niedrigeren Druck stehenden Flüssigkeit in

33 α versehen. Verbindung steht nämlich entweder mit der unter OemäB einer anderen in Fig.5 bis 7 dargestellten dem Ansaugedruck stehenden Flüssigkeit (Leckströ-

Ausführungsform wird die Druckkammer 24, 24 α ij mungen/, und /.,), oder mit der unter einem ZwiduTch zwei Dichtungen begrenzt, nämlich die äußere sehendruck stehenden, die Welle 8 umspülenden Dichtung 26, 26 a und eine innere Dichtung 35, 35 o, Flüssigkeit (Leckströtnungen /,). Die Abtriebswelle welche entweder den durch das Gehäuse tretenden 11 wird bei dieser ersten Ausführangsform von einer Abschnitt der Antriebswelle 8 umgibt (die die Druck- unter dem Förderdruck stehenden Flüssigkeit umkammer 24 a begrenzende Dichtung 35 a), oder zwi- *o spült, welche von den Wälzlagern 16, 16 a durchgesehen einer in eine Vertiefung 34 in dem Deekel 2 lassen wird. Diese Leckströmungen treten nur in dem eintretenden, aber nicht durch diesen hindurchtreten- schmalen Sektor /»(Fig. 2) auf, in welchem die unter den Verlängerung dieser Welle und diesem Flansch dem Ansaugedruck stehende Flüssigkeit mit der unangeordnet ist (die die Druckkammer 24 begren- ter dem Förderdruck stehenden Flüssigkeit in Verzende Dichtung 351. Zwischen der Dichtung 35 und *5 bindung steht, welche die Welle 11 umspült (Leckdetn benachbarten Ende der Welle 8 ist ein Schutz- strömungen /₄) oder zwischen den Zähnen enthalten ring 40 angeordnet. Ebenso ist zwischen der Dich- ist (LecLströmungen /_s und /_s). tung 35 a und einer Schulter 41 der Welle 8 ein Die erste Ausführungsform der Erfindung (F i g. 2) Schutzring 40 a angeordnet. Die Dichtungen 35 und begrenzt damit die Leckströmungen zwischen dem

35 α und die Ringe 40 und 40 α haben gleiche Quer- 30 Zahnrad 5, der Welle 11 und den Lagern 12,12 α auf schnitte. ^e'^nen schmalen !Sektor ß, während die zweite Ausfüh-

Das nicht durch das Gehäuse tretende Ende der rungsform (Fig.5 bis 7), bei welcher die Antriebs-

Antriebswelle 8 bestimmt mit dem Deckel 2 eine welle und die Abtriebswelle beide von der unter dem

Zone 36, welche durch ein Loch 38 mit der Saugseite Förderdruck stehenden Flüssigkeit umspült werden,

der Pumpe verbunden und von der Druckkammer 24 35 alle (mit den gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 2

durch die innere Dichtung 35 isoliert ist. Das durch bezeichneten) Leckströmungen auf zwei schmale

das Gehäuse tretende Ende der Welle 8 bestimmt Sektoren β (F i p. 5) begrenzt. In beiden Fällen wird

eine ringförmige Zone 36 a, welche weiterhin durch der volumetrische Wirkungsgrad der Pumpe verbessert,

die sie von der Kammer 24 a isolierende innere Dich- Außerdem erhält man eine bessere Füllung der

rung 35 α und durch die Dichtung 21 definiert ist. 40 Verzahnung. In der Zone, in welcher die seitlichen

Zur Druckentlastung dieser ringförmigen Zone Leckströmungen Z₁, /_s und /₄ lokalisiert sind (siehe

36 a sind in der Welle 8 radiale Kanäle 38 ausgebil· Fi g. 4 und 7) befindet sich nämlich gerade die durch det, welche einerseits mit dieser Zone und anderer- die Nut 23 gespeiste Zone 42, also die im Eingriffsseits mit einem Kanal 39 in Verbindung stehen, wel- bereich liegende Zahnlücke, in der das Druckmittel eher über die ganze Länge der Welle reicht und in 45 nach dem Absperren bis zum Erreichen einer minidie Zone 36 mündet malen Größe der Zahnlücke verdichtet und danach

Zur Wirkungsweise der dargestellten Anordnun- bis zum öffnen der Zahnlücke entspannt wird,

gen ist folgendes τ\ bemerken: Drittens ist die Erwärmung der Pumpe geringer, Der in den Druckkammern 24, 24 a sich einstel- da sich die Leckströmtmg, welche zwischen den

hung zentriert werden. Die auf die beiden Ende» der sehen, von def Saugseite kofflffleiiden flüssigkeit auf-

WeIIe II einwirkenden Druckkräfte halten einander genommen wird. Hierdurch wird def Durchtritt war-

dabei das Gleichgewicht Der Flüssigkeitsdruck m iner Flüssigkeit durch die Nadel- oder Kugellager den Druckkammern 28_r 28a (Fig. 1 bis 4) oder 36, 55 Und eine allgemeine Erwärmung der Pumpe Vennie-

36 α (F i g. 5 bis 7) erzeugt zwar infolge der verschie- den.

denen effektiven Querschnitte, an welcben diese WeI- Die Erfindung kann naturlieh abgewandelt werfe dem hydraulischen Druck an ihren beiden Enden den. Sq können insbesondere die Rollenlager 15, unterworfen ist» einen Druck in Richtung des Dek- ISo, 16 und 16 a durch Gleitlager ersetzt Werden, kels2o> durch welchen die Welle 8 tritt Da dieser &> weiche in die beweglichen Lager 12 und l2a einge-Dnrck aber nur gleich dem verhältnismäßig geringen setzt oder in diesen ausgearbeitet werden können, Ansaugedruck ist, unterliegt die Weile 8 gleichwohl wobei diese Ausführuügsform dadurch möglich gekeiaefflt erheblichen axialen Schob. macht wird, daß die Zähnfäder tmd die Lager der Be; der in Fig. 1 bis 4 dargestellten ersten Aus- Pumpe ufiter dem Förderdruck stehen.

Hinzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Die ErSaduog bötriffi eioö hydreuliscße Zahnrad· Patentansprüche: pumpe oder einen hydraulischen Zahnradmotor mit AußenetagriöszahnrBdera, deren Zahnradwellen auf

1. Hydraulische Zahnradpumpe oder hydrauli- beiden Seiten in je einem, in Achsrichtung innerhalb ecfaer Zahnradmotor mit Außenetogriöszabnrä- δ eines Gehäuses verschiebbarer·, durch Drackraitteldera, deren Zahnradwellen auf beiden Seiten in druck an OehSusescbultcra anlegbaren Lagerkörper fe einem, in Achsrichtung innerhalb eines Genau- gelaeert sind, deren Abstand etwas größer ist als die scs ver&cbieöbarsn, durch Oruckmiueierucs an Öreite der Zahnräder., wobei ein itahnraüweüenendc Gehäuseschultern anlegbaren Lagerkörper gela- als Abtriebs- oder Abtrieb**ehnft aus dem Gehäuse gert sind, deren Abstand etwas größer ist als die » herausragt, während die übrigen Zahnradwellenen-Breite der Zahnräder, wobei ein ZabnradweHen- den innerhalb des Gehäuses enden.

ende als Antriebs- oder Abtriebsschaft aus dem Bei einer bekannten hydraulischen ZaI nradpumpe Gehäuse berausragt, während die übrigen Zahn- dieser Art (vgL die französische Patentschrift radwellenenden innerhalb des Gehäuses enden, 1433 479) wirkt im Bereich des Durchtritts der innedadurcb gekennzeichnet, daß die die 15 ren WeUe der volle Förderdruck der Pumpe bzw. der Druckkammern (24, 24 a) begrenzenden Druck- volle Arbeitsdruck ttes Motors auf den größten effekflächen der Gehäusedeckel (2, Za) die Zahnrad- tiven Teil der einen Seitenfläche der betreffenden wellenenden der im Gehäuse endenden getriebe- Lagerhälfte, wenn man die unmittelbare Umgebung nen Zahnradwelle (11) mitumfassen und daS die der Ansaug- bzw. Ausstoßöffnung außer Betracht Druckkammern (28; 36) an dem dem Antriebs- ao läßt An der anderen Sehe der betreffenden Lagerbzw. Abtriebsschaft abgewandten Ende dieser hälfte dagegen ist der Druck praiU: Λ gleich Null, ZahnradweHe (U) gegenüber der angrenzenden und zwar wegen der Verbindung mit der Austrittsöff-Hochdnickkammer (32) der getriebenen Welle nung über einen Austrittskanal und eine ringförmige (11) durch eine innere Druckfelddichtung (27; Ausnehmung. Es herrscht also über einer kurzen 35) abgedichtet sind. as Strecke, die lediglich durch die Dicke des mit der in-

2. Zahnradpumpe oder Zahnradmotor nach neren Welle in Kontakt stehenden Teiles dieser Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhälfte gegeben ist, eine sehr erhebliche Druck-Druckkammern (24, 24 α) je durch zwei Dichtun- differenz, und zwar längs einer beträchtlichen Umgen begrenzt sind, die zwischen den Deckeln (2, fangsstrecke. Ab* diese Weise ergeben sich beider-2 α) des Gehäuses (1) und den jeweils benachbar- 30 seits von dieser Lagerhälfte sehr starke Leckverluste, ten Seitenwänden des Lagerkörpers (12, 12 a) an- und dasselbe gilt auch für die andere Lagerhälfte,
geordnet sind, nämlich eine äußere Dichtung (26, Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe 26 a) am Umfang des Lagerkörpers (12, 12 a) zugrunde, eine Außeneingriffszahnmaschine der ein- und eine innere Dichtung (27, 27a), die die so ge- gangs umrissenen Art zu schaffen, bei der der bildeten Kammern (28/2) isoliert, indem sie das 35 Flüssigkeitsdruck nicht nur auf die längsverschiebdurch das Gehäuse tretende .^nde der Antriebs- baren Lagerkörper, sondern auch auf die im Gehäuse welle (8) umgibt, wobei diese Druckkammern mit endenden Zahnradwellenenden einwirkt, damit die einer unter geringem Druck stehenden Druck- Leckverluste zwischen den Stirnseiten der Lagerkörkammer verbunden sind (Saugseite der Pumpe per und der Zahnräder auch hinsichtlich der getrie- oder Auslaß des Motors). 40 benen Welle der Zahnradmaschine gering bleiben.

3. Zahnradpumpe oder Zahnradmotor nach Diese Aufgabe wird erfinduugsgemäß dadurch geAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die löst, daß die die Druckkammern begrenzenden Druckkammern (24, 24«) je durch zwei D;ch- Druckflächen der Gehäusedeckel die Zahnradwellentungen begrenzt sind, die zwischen den Deckein enden der im Gehäuse endenden getriebenen Zahn-(2, 2 α) des Gehäuses und den jeweils benachbar- 45 radwelle mitumfassen und daß die Druckkammern ten Seitenwänden des Lagerkörpers (12, 12 α) an- an dem dem Antriebs- bzw. Abtriebsschaft abgegeordnet sind, nämlich eine äußere Dichtung (26, wandten Ende dieser Zahnradwelle gegenüber der 26 a) am Umfang des Lagerkörpers (12, 12 a) angrenzenden Hochdruckkammer der getriebenen und eine innere Dichtung (35, 35 α), die auf einer Welle durch eine innere Druckfelddichtung abge-Seite den durch das Gehäuse (1) tretenden Ab- 50 dichtet sind. Auf diese Weise wird jeweils die Druckichnitt der Antriebswelle (8) umgibt und auf der differenz zwischen dem größten effektiven Teil der anderen Seite zwischen dem Deckel (2) des Ge- linken bzw. der rechten Seitenflanken der Lagerkörhäuses (1) und einer Verlängerung dieser Welle per in der Nähe des Wellendurchtritts praktisch angeordnet ist, die in diesen Deckel eintritt, ohne gleich Null, weil die Außenzone im Bereich des Stauihn zu durchdringen, wobei die beiden inneren 55 drucks liegt.

Dichtungen praktisch den gleichen Querschnitt Bisher hat man die in Frage stehenden Wellenenden

haben und diese Druckkammern (24, 24 α) von und die angrenzenden Wellenlagerbohrungen bei sol-Druckkammern (36, 36 a) isolieren, deren eine chen Zahnradmaschinen sets durch Dichtungen von (36) auf der ersten der genannten Seiten den den Druckräumen der Druckfelder getrennt, weil durch das Gehäuse (1) tretenden Abschnitt der 60 man offenbar Bedenken hatte, daß der hohe Druck-Antriebswelle (8) umgibt Und deren andere (36 a) mitteldruck in den Druckräumen der Druckfelder auf der anderen Seite ihrem nicht durch das Ge- entweder zu größeren Leckverlusten über die Zahnhäuse tretenden Abschnitt gegenüberliegt, wobei radwellenbohrungen führen oder ein bestimmter diese Druckkammern (36, 36d) mit einer unter Druck in den Druckräumen für eine bestimmte Anniedrigem Druck stehenden Zone verbunden sind 6s preßkraft der Lagerkörper nicht sichergestellt werden (Saugseite der Pumpe oder Auslaß des Motors). könnte; vgl. z. B. in der USA.-Patentschrift 2 420 622

die klare Trennung des Druckfeld- und des Wellenendenbereiohes (41,44 a bzw. 26).