DE19735245C2 - Zahnradmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) entsprechend der Gattung des Anspruchs 1 aus. Eine derartige Zahnradmaschine ist aus der DE 195 24 965 A1 bereits bekannt. Das Gehäuse dieser Zahnradmaschine ist als Strangpreßprofil ausgebildet und weist einen integrierten Dämpfungsraum auf. Dieser Dämpfungsraum umschließt einen Innenraum abschnittsweise, in dem das Triebwerk der Zahnradmaschine angeordnet ist und ermöglicht dadurch ein geräuscharmes Betriebsverhalten der Zahnradmaschine. Das stranggepreßte Gehäuse der Zahnradmaschine ist an seinen Enden von Flanschplatten verschlossen, an denen Hydraulikbauteile angebaut sind. Die Flanschplatten können desweiteren zur Befestigung der Zahnradmaschine am Einbauort verwendet werden.

Nachteiligerweise ist die bekannte Zahnradmaschine nur bedingt an Kundenanforderungen bezüglich der Anordnung und der Auswahl von Bauteilen zur Steuerung und Regelung der Zahnradmaschine anpaßbar. Wenn überhaupt, so lassen sich derartige Kundenwünsche nur verhältnismäßig aufwendig und mit hohem Bearbeitungsaufwand am Gehäuse realisieren.

Aus der US 3 120 190 ist ferner eine kompakt bauende Zahnradmaschine mit einem Triebwerk aus zwei schwimmend gelagerten Zahnrädern bekannt. Zur Ver- und Entsorgung dieses Triebwerks mit Druckmittel sind im Bereich des getriebenen Zahnrads druckmittelführende Kanäle in Form von Bohrungen eingebracht. Diese druckmittelführenden Kanäle durchsetzen das Gehäuse nicht in axialer Richtung und bilden auch keinen die Triebwerkskammer im wesentlichen umschließende Gürtel von Druckmittelkammern, die die in der Triebwerkskammer erzeugten Geräusche dämpfen könnten.

Vorteile der Erfindung

Demgegenüber weist die erfindungsgemäße Zahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil eines mehrwandigen Gehäuses auf, das gleichfalls in einem Strangpreßverfahren herstellbar ist, und das eine einfache und flexible Anordnung von Steuer- bzw. Regelventilen ermög­ licht. Dadurch läßt sich die Zahnradmaschine an spezifische Kundenwünsche anpassen, ohne hierfür aufwendige Bearbei­ tungsschritte notwendig zu machen. Das Gehäuse kann für ver­ schiedene Aggregategrößen verwendet werden und ist in Bezug auf sein Bauvolumen, seinen Stoffbedarf und seines Gewichts optimiert. Durch in radialer Richtung zweifach hintereinan­ derliegende Druckmittelkammern, die die Triebwerkskammer an allen Außenseiten des Gehäuses umschließen, weist die erfin­ dungsgemäße Zahnradmaschine ein besonders leises Betriebsge­ räusch auf. Stranggepreßte Gehäuse ermöglichen es außerdem, an ihren Außenflächen Vorrichtungen, insbesondere Nuten, ko­ stenneutral anzubringen, an denen Anbauteile befestigt oder über die die Zahnradmaschine am Einbauort fixiert werden kann.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung ergeben sich aus den Unteransprüchen oder der Be­ schreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er­ läutert. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zahnradmaschine in einer Seitenansicht, Fig. 2 eine Vorderansicht des Ge­ häuses der Zahnradmaschine bei abgenommenem Verschlußdeckel und Fig. 3 eine Ansicht auf die dem Gehäuse zugewandte In­ nenfläche des Verschlußdeckels. Die verschiedenen Blickrich­ tungen sind durch die Richtungspfeile II/II bzw. III/III in Fig. 1 symbolisiert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine Zahnradmaschine dargestellt, deren Ge­ häuse 11 aus einem Mittelteil 12, einem Befestigungsflansch 13 und einem Verschlußdeckel 14 besteht. Der Befestigungs­ flansch 13 sowie der Verschlußdeckel 14 sind durch Verbin­ dungsmittel 15, beispielsweise Schrauben, druckdicht an den beiden Enden des Mittelteils 12 angeordnet. Am Befestigungs­ flansch 13 ist eine in Fig. 1 nicht erkennbare abgedichtete Ausnehmung vorhanden, durch die eine drehmomentübertragende Welle 16 nach außen ragt. Diese Welle 16 wirkt mit einem Triebwerk zusammen, das nicht sichtbar in einem vom Mittel­ teil 12 gebildeten Innenraum drehbar gelagert ist. Beim Triebwerk handelt es sich um eine herkömmlich bekannte und daher explizit nicht beschriebene Zahnradeinheit, durch die ein Druckmittel von einem gehäuseseitigen ersten Druckmit­ telanschluß 17 zu einem nicht gezeichneten zweiten Druckmit­ telanschluß strömt. Dem Druckmittel wird dabei, abhängig von der Betriebsweise der Zahnradmaschine als Pumpe oder Motor, Energie zugeführt oder entzogen. Die Zahnräder der Zahn­ radeinheit, welche im übrigen auch aus mehr als zwei Einzel­ zahnrädern bestehen kann, können im Außen- oder im Innenein­ griff miteinander kämmen.

Der Fig. 2 ist der Aufbau des Mittelteils 12 entnehmbar. Dieses Mittelteil 12 ist als Strangpreßprofil ausgebildet und weist eine Vielzahl von in Längsrichtung des Mittelteils 12 durchgehenden Ausnehmungen auf. Eine dieser Ausnehmungen bildet eine zentrisch angeordnete Triebwerkskammer 20, deren Innenwandung die Form einer Acht aufweist. Im Ausführungs­ beispiel sind in der Triebwerkskammer 20 zwei schematisch dargestellte und im Außeneingriff miteinander kämmende Zahn­ räder 21, 22 angeordnet, die auf zwei parallel nebeneinander liegenden Wellen 16a, b geführt sind, von denen eine das Drehmoment überträgt. Selbstverständlich lassen sich die Zahnräder 21, 22 auch einstückig mit den Wellen 16a, b aus­ bilden. In Fig. 2 nicht dargestellt ist, daß die Wellen 16a, b ihrerseits, auf an sich bekannte Weise, in Lagerkör­ pern gelagert sind, die sich mit ihrer Umfangsfläche an der Wandung der Triebwerkskammer 20 abstützen. Diese Triebwerks­ kammer 20 ist von Druckkammern 25, 26 bildenden Ausnehmungen umgeben, die sich parallel zur Außenkontur des Mittelteils 12 in senkrechter und waagrechter Raumrichtung erstrecken. Die Druckkammern 25, 26 haben im wesentlichen rechteckige Querschnitte unterschiedlicher Länge und Breite. Maßgeblich für die Anordnung der Druckkammern 25, 26 ist, daß ausgehend von der Triebwerkskammer 20 in radialer Richtung des Mittel­ teils 12 stets wenigstens zwei Druckkammern 25, 26 hinter­ einander angeordnet sind. Dies bedeutet, daß die einzelnen Ausnehmungen zwei die Triebwerkskammer 20 umfassende, kon­ zentrisch zueinander verlaufende Gürtel von Druckkammern 25, 26 ausbilden, die durch dünnwandige Stege 27 an das Mittel­ teil 12 angebunden sind. Durch die Stege 27 sind die ver­ schiedenen Druckkammern 25, 26 gegeneinander abgegrenzt und lassen sich dadurch mit Druckmittel unterschiedlichen Druck­ niveaus durchströmen. In diesem Zusammenhang bietet sich das Niederdruckniveau der Saugseite und das Hochdruckniveau der Druckseite der Zahnradmaschine an, durch Regelventile 28 lassen sich allerdings auch Zwischendrücke bzw. Drucküberhö­ hungen in den Druckkammern 25, 26 darstellen. Ein Regelven­ til 28 ist beispielhaft in Form eines federbeaufschlagten Druckregelventils in Kegelsitzbauweise am Mittelteil 12 an­ gebaut. Dieses Regelventil 28 ist mit seinem Ventilgehäuse 29 in eine Aufnahmebohrung 30 am Mittelteil 12 eingesetzt. Die Aufnahmebohrung 30 durchdringt die von der Triebwerks­ kammer 20 entfernt liegende äußere Druckkammer 26 und endet in der der Triebwerkskammer 20 zugewandten inneren Druckkam­ mer 25. Eine am Ventilgehäuse 29 angeordnete Zuströmbohrung 33 bzw. Abströmbohrung 34 für das Regelventil 28 mündet in jeweils eine der Druckkammern 25, 26 ein und stellt gegebe­ nenfalls den Druckmittelfluß durch das Regelventil 28 si­ cher. Mit einem entsprechend ausgebildeten Ventilgehäuse 29 ist der Anbauort eines Regelventils 28 am Mittelteil 12 so­ mit nahezu uneingeschränkt wählbar, wobei der Einbauraum für das Regelventil 28 durch eine leicht herstellbare sack­ lochartige Aufnahmebohrung 30 geschaffen werden kann.

Die äußeren und die inneren Druckkammern 25, 26 sowie die Triebwerkskammer 26 werden an den Enden des Mittelteils 12 durch den Befestigungsflansch 13 und den Verschlußdeckel 14 gegeneinander bzw. zur Umgebung hin abgedichtet. Hierzu ist gemäß Fig. 3 auf der dem Mittelteil 12 zugewandten Seite des Befestigungsflansches 13 eine Formdichtung 35 vorhanden. Diese Formdichtung 35 weist längs und quer verlaufende Dich­ tungsstränge 36 auf, die sich mehrfach kreuzen und die die einzelnen die Druckkammern 25, 26 bildenden Ausnehmungen am Mittelteil 12, die in Fig. 3 durch gestrichelte Linien an­ gedeutet sind, umschließen. In Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatzfall dieser Zahnradmaschine sind am Befestigungs­ flansch 13 und dem Verschlußdeckel 14 ferner nutenförmige Stichkanäle 37 ausgebildet, die im Ausführungsbeispiel je­ weils senkrecht zu einem der Dichtstränge 36 verlaufen. Die Stichkanäle 37 untertunneln diesen Dichtstrang 36 und stel­ len dadurch eine Verbindung zwischen zwei benachbarten Druckkammern 25, 26 oder zwischen der Triebwerkskammer 20 und wenigstens einer der Druckkammern 25, 26 her. Weil sich die Triebwerkskammer 20 hydraulisch betrachtet in eine Hoch­ druck- bzw. Niederdruckzone gliedert, lassen sich die Druck­ kammern 25, 26 mit Hoch-, Nieder- bzw. unter Zwischenschaltung eines Regelventils 28 mit Zwischen­ druck beaufschlagen. Die Zuordnung der Druckkammern 25, 26 zur Hoch-, Zwischen- oder Niederdruckseite ist anwendungs­ spezifisch variierbar und erlaubt es, einem Zahnradmaschi­ nenhersteller relativ problemlos die erfindungsgemäße Zahn­ radmaschine im Hinblick auf eine gute Pulsationsdämpfung, auf eine besonders einfache bzw. kundenspezifische Anordnung von Regelventilen 28 oder auf ein geringes Betriebsgeräusch zu optimieren.

Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen am be­ schriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom Grundge­ danken der Erfindung abzuweichen. Diesbezüglich ist zu be­ merken, daß es selbstverständlich möglich ist, die die Druckkammern 25, 26 verbindenden Stichkanäle 37 nur am Befe­ stigungsflansch 13 oder nur am Verschlußdeckel 14 auszubil­ den. Ebenso vorstellbar ist es, durch eine entsprechende Formgebung der Stichkanäle eine Drosselwirkung zwischen den Drücken zwei miteinander verbundener Druckkammern 25, 26 dar­ zustellen.

Um die Zahnradmaschine über ihr Gehäuse 11 am Einbauort zu befestigen oder um Anbauteile an der Zahnradmaschine anzu­ bringen ist es vorteilhaft, Vorrichtungen, insbesondere in Form von Nuten 38, am Gehäuse 11 vorzusehen. Diese Nuten 38 lassen sich kostenneutral beim Herstellen des Mittelteils 12 in einem Strangpreßverfahren ausbilden.

Claims (6)

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit einem Gehäuse (11), das aus einem Gehäusekörper (12) besteht, der an seinen beiden Enden von Endplatten (13, 14) verschlossen ist, mit einer im Gehäusekörper (12) ausgebildeten und von einem Druckmittel durchströmten Triebwerkskammer (20), in der ein Triebwerk aus wenigstens zwei miteinander kämmenden Zahnrädern (21, 22) angeordnet ist und mit zumindest einem Bauteil (28) zur Steuerung und Regelung der Zahnradmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Triebwerkskammer (20) hydraulisch gekoppelte und den Gehäusekörper (11) axial durchsetzende Druckmittelkammern (25, 26) vorgesehen sind, die einen ersten Gürtel und wenigstens einen zweiten Gürtel von hydraulisch voneinander getrennten Druckmittelkammern (25, 26) bilden und daß die Gürtel ausgehend von der Triebwerkskammer (20) in radialer Richtung hintereinanderliegend angeordnet sind und die Triebwerkskammer (20) umschließen.

2. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelkammern (25, 26) miteinander durch Kanäle (37), die in wenigstens einer der Endplatten (13, 14) des Gehäuses (11) ausgebildet sind, verbunden sind.

3. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens zwei der radial hintereinanderliegenden Druckmittelkammern (25, 26) Druckmittel unterschiedlichen Druckniveaus strömt.

4. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (28) zur Steuerung und Regelung der Zahnradmaschine in Ausnehmungen (30) des Gehäusekörpers (12) angeordnet sind, die sich in wenigstens zwei der hintereinanderliegenden Druckmittelkammern (25, 26) hinein erstrecken.

5. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (28) zur Steuerung und Regelung der Zahnradmaschine Hydraulikventile sind.

6. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekörper (12) in einem Strangpreßverfahren hergestellt ist und an den Außenflächen Vorrichtungen (38) zur Befestigung der Zahnradmaschine am Einbauort bzw. zur Anordnung von Anbauteilen an der Zahnradmaschine aufweist.