DE1728050A1

DE1728050A1 - Spiel- und verschleissausgleichende hochdruck-zahnradpumpe bzw. -motor

Info

Publication number: DE1728050A1
Application number: DE19681728050
Authority: DE
Inventors: Otto Eckerle; Robert Jung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-08-19
Filing date: 1968-08-19
Publication date: 1975-08-28
Also published as: JPS5027601B1; US3597130A; SU378031A3

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. OTTO BERMÜHLER

8 MÜNCHEN Ii₁ den 10.8.68

DEGENPBLDSTRASSB 10 TELEFON 364151

Soiüibeik ttämbm 132.93

Deatiae Bank AG. MÄMi&eJt 35/31165

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BETR.: MEINE AKTE 1 729/J

ütto ü o k e r- 1 e , Hals eh.

opiel- und verschleißausglGichende Hochdruck-Zahnrad—

pumpe ¹OZWo -motor.

JJie Erfindung bezieht sich auf eine spiel- und "verschleißausgleichende Hochdruck-Zahnradpumpe "bzw. -motor mit einem angetriebenen Zahnrad und einem oder mehreren mit diesem kämmenden auijenverzahnten Zahnrädern, deren radiale und axiale Begrenzun'jsflu.ch.en des Druckraumes von einem gegen den Zahneingriff ver-

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schiebbaren Steuerkolben und zwei seitlichen axial gegen die Zahnräder andrückbaren Axialscheiben gebildet werden, die jeweils -unter der wirkung von vom Druckmittel beaufschlagten Druckfeldern stehen, nach Patent (Patentanmeldung

p 15 53030.0).

Derartige Maschinen haben den Nachteil, daß der Verschleiß ^ zwischen den Zahnradkopfkreisen und dem Steuerkolben sehr groß ist. Vor allen Dingen ist es schwierig, die Kompensationsdruckfelder in ihrer Größe so abzustimmen, daß sowohl mit Sicherheit ein Anliegen des Steuerkolbens an den Zahnradkopfkreisen in jeder Betriebsphase garantiert vird, als auch ein Verschleiß erreicht wird, der mit Hinsicht auf die Lebensdauer vertretbar ist» Da das Druckfeld zwischen den Zahnrädern und dem Steuerkorben von der augenblicklichen Stellung der Zähne abhängt, diese sich aber bewegen, wechselt dieses üruckfeldo Die ruhenden Kompensationsdruckfelder können jedoch nicht veränderlich ausgebil- * det werden. Das bedeutet, daß bei zu kleinen Kompensationsdruckfeldern der Steuerkolben periodisch abschwimmt und bei zu großen Kompensationsdruckfeldern ein zu großer Verschleiß auftritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die .aufgäbe zugrunde, eine Hochdruck-Zahnra&pumpe bzw. -motor zu schaffen, bei der die Kompensationsdruckfelder so groß ausgebildet werden können, daß mit Sicherheit kein Abschwimmen auftritt, wobei der Verschleiß jedoch in Grenzen gehalten werden soll.

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Da der Grund für den hohen Verschleiß bei den bekannten Maschinen die sehr kleine Lagerfläche des Steuerkolbens ist, die durch die Zahnköpfe der Zahnräder dargestellt wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen den Steuerkolben mit den Axialscheiben zu verbinden und diese auf den Zahnradwellen abzustützen.

Um die Toleranzen aufeinander abstimmen zu können, werden die Teile so dimensioniert, daß im Heuzustand der Steuerkolben die * Zahnräder berührt, zwischen den Bohrungen der Axialscheiben und den sie durchdringenden Zahnradwellen jedoch ein geringes Spiel von 0,05 bis 0,1 mm vorhanden ist» Beim Einlaufen der Maschine verschleißt die Gleitfläche des Steuerkolbens sehr schnell bis die Bohrungen der Axialscheiben an den Zahnradwellen zur Anlage kommeno Dann wird die durch die Druckfelder auf den Steuerkolben wirkende Kraft der Überkompensation, sowohl von den Zahnköpfen als auch über die Bohrungen der Axialscheiben von den Zahnradwellen aufgenommen. Die gesamte Lagerfläche ist damit ein Mehrfaches der ursprünglichen Lagerfläche, sie vergrößert I sich ca. vierfache Der Verschleiß ist daher sehr gering und kann vernachlässigt werden« Diese Konstruktion ist nach dem Einlaufen auch stabiler, da die Lagerflächen der Axialscheiben eine Beruhigung des Steuerkolbens bringen, der sich bei den bekannten Maschinen nur auf der bewegten Lagerflä.che der Zahnköpfe abstützte

In den Zeichnungen sind Ausfuhrun^sbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellte

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Figo 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zahnradmotor

längs der Linie I - I in Fig» 3»

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II in Jfig« 3> Fig. 3 einen Schnitt längs der Licie III - III

in Fig. 1 und

Fig» 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV in Fig» Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie I - I in ^ Fig. 3j jedoch mit einer anderen Ausbildung

der Radialdruckfelder,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie I - I in Fig„ 3

mit einer weiteren Variante der Radialdruckfelder und
Figo 7 einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig₀

bei Ausbildung der Radialdruckfelder entsprechend

der Figo 6.

Gemäß Fig. 1 sind in dem zentrisch ausgedrehten Gehäuse 1 zwei W mit Zahnrädern 2 und 3 versehene Zahnradwellen 4 und 5 angeordnet, von denen eine angetrieben wird, wenn die Maschine als Pumpe verwendet wird. Zu beiden öeiten der Zahnräder befinden sich.Steuerkolben 6 und 7* von denen jeder mit drei kreisrunden Lompensationsdruckfeidern 8, 9 und 10 ausgestattet ist, die über -Dohrungen 11, 12 und 13 mit dem JJruckraum 14 in Verbindung stehen und durch Kolben 15) 16 und 17 aus hochfestem Kunststoff abgedichtet sind.

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Die Aolben T5, 16 und 17 sind an der am G-eb-äuseinnendurchmesser anliegenden fläche hydrostatisch entlastet, um ein einwandfreies .einstellen dieser Kolben gewährleisten zu können« Dies erfolgt z.B. bei dem ivolben 15 durch eine Ausnehmung 18 im Kolben, die über die Bohrungen 19 und 11 mit dem Druckraum 14 verbunden ist. Die hydrostatische entlastung ist insbesondere deshalb notwendig, weil die Bewegungsrichtung des oteuerkolbens 6 bzw. 7 eine andere ist als die Bewegungsmoglichkeit der Kolben 15, 16 und 17° -iie insbesondere die Figo 2 und 4 zeigen, sine: Sylinderstifte 20 und 21 vorgesehen, welche die .Steuerkolben 6 und 7 mit den Axialscheiben 22 und 23 verbinden,. Der Anschluß 24 ist ein Leckanschluß für eine Leitung zum Tank, um das Lecköl abzuleiten.

Die Axialscheiben 22 und 23 könnten ebenso aus zwei Hälften bestehen« Die gestrichelten Linien in i'ig. 2 zeigen die Umrisse der axialen Komp en sat ions druckf elder 25 und 26 <> Die Axialscheiben haben in Ixeuzustand nur ein geringes Spiel zu den Zahnradwellen 4 und 5° iirst nach dem einlaufen sind die Spiele an den btellen 27 und 28 bzw₀ 27' und 28* j^e nach Druckseite des Motors aufsrehoben.

Die 5¹Ig. 3 und 4 lassen das Gehäuse 1 mit den DeckeIn^' 29 30 erkennen,, Der Deckel 30 trägt die ^in- und -auslaji-j-mschlüs se 31 und 32. Die Axialscheiben 22 und 23 weisen auf der dem Getriebe abgewandten deite DruckTelder 25 und 26 bzw. 25' und

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26' auf. Die Abdichtung dieser i'elder wird mittels O-Ringen 33 öder Metall-Hingen (bei hohen Drücken) vorgenommen und zwar so, daß sich die Axialscheiben 22 und 23 sowohl in bezug auf die Seitenflächen des Getriebes als auch zu je einer zwischen den Axialscheiben und den Deckeln 29 und 30 eingelegten Scheibe 34- bzw» 35 in einem quasi "schwimmenden Zustand" befinden«

fc Gemäß Fig. 5 erfolgt die Hadialkompensation der Steuerkolben 36 und 37 durch je zwei kreisrunde Kolben 38 und 39» deren Druckfelder über die Bohrungen 4-0 und 41 mit dem Druckraum 42 in Verbindung stehen. Die Kolben 38 und 39 stützen sich auf Segmenten 43 und 44 ab, die in das Gehäuse 1 eingesetzt sind. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Bewegungsmöglichkeit der Kolben 38 und 39 gleich ist der durch die Durchbiegung der Zahnradwellen 4 und 5 erforderlichen Nachsetzbewegung des Steuerkolbens 36 bzw. 37.

Die Figo 6 zeigt eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Steuerkolben« In den Steuerkolben 45 und 46 sind längliche, rechteckige Ausnehmungen vorgesehen, in denen Kunststoffkörper 47 und 48 angeordnet sind, die als Kolben dienen. Bei Verwendung von Kunststoffkolben für die radialen Kompensationsdruckfelder kann man sich die, wenn auch geringe Plastizität des Materials zu Mutze machen, indem man auf der vom Druck beaufschlagten Seite einen Einstich 49 vorsieht, der dann eine Dichtlippe 50 ausbildete

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In der "-Pig. 7 ist eine Ausführung der Axialscheibe 51 dargestellt, wie sie z.B. bei einerT-umpe entsprechend der Figo 6 verwendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

[1.j Spiel- und verschleißausgleichende Hochdruck-Zahnradpumpe bzw. -motor mit einem angetriebenen Zahnrad und einem oder mehreren mit diesem kämmenden außenverzahnten Zahnrädern, deren radiale und axiale Begrenzungsflächen des Druckraumes von einem gegen den Zahneingriff verschiebbaren Steuerkol-P ben und zwei seitlichen axial gegen die Zahnräder andrückbaren Axialscheiben gebildet werden, die jeweils unter der Wirkung von vom Druckmittel beaufschlagten Druckfeldern

stehen, nach Patent (Patentanmeldung P 15 53 O3O0O),

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (6, 7) mit den Axialscheiben (22, 23) verbunden ist und sich diese auf den Zahnradwellen (4, 5) abstützen»

2. Hochdruck-Zahnradpumpe bzw» -motor nach Anspruch 1, dadurch ^ gekennzeichnet, daß im Feuzustand zwischen den Zahnradwellen (4, 5) lind den Bohrungen in den üxialscheiben (22, 23) ein geringes Spiel von etwa 0,05 bis 0,1 mm vorgesehen isto

Hochdruck-Zahnradpumpe bzw. -motor nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Axialscheiben (22, 23) sowohl zu den axialen Seitenflächen der Zahnräder (2, 3) und Steuerkolben (6, 7) als auch zu den axialen Gehäuseteilen (29? 30 bzw. 34, 35) hydrostatisch entlastet sind.

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4. Hochdruck-Zahnradpumpe bzwβ -motor nach den Ansprüchen 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dteuerkolben (6, 7) und Axialscheiben (22, 23) mittels Zylinderstiften (20, 21) erfolgt.

5· Hochdruck-Zahnradpumpe bzw. -motor nach den Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung konzentrisch zur Verzahnung ausgedreht ist und zu beiden Seiten der Zahnräder (2, 3) Ö© ^i¹¹ mit drei kreisrunden !Compensations- ^ druckfeidern (8, 9» 10) versehener Steuerkolben (6, 7) vorgesehen ist, wobei die Steuerkolben, die Axialscheiben und die ICompensationsdruckf eider symetrisch angeordnet sind.

6. Hochdruck-Zahnradpumpe bzw» -motor nach den ünsprücnen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lompensationsdruckfeider (8, 9, 10) durch LoIben (15, 16, 17) abgedichtet sind, an deren i-tand durch einen Einstich (49) eine ivichtlippe (50) ausgebildet iot.. i

7. Hochdruck-Zahnradtjumpe bzw. -motor nach den an.sprüchen 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Steuerkoiben (36, 37) und der G-ehäusebohrung !oegmente (43, 44) angeordnet sind.

3ο Hochdruck-Zahnradpumpe bzw. -motor nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bteuerkolben (45, 46) nur ein rechteckiges Hompensationsdruckfeld aufweist, in dem ein Kolben (4?, 48) gleichen Profils aus Kunststoff geführt isto

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BAD ORIGINAL