DE2140962A1

DE2140962A1 - HYDRAULIC MACHINE

Info

Publication number: DE2140962A1
Application number: DE19712140962
Authority: DE
Inventors: Carl Verner Oehrberg; Leif Viggo Sturlason
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1971-08-16
Filing date: 1971-08-16
Publication date: 1973-03-01
Also published as: GB1394128A; FR2150014A5; CH539205A; NL7210375A; JPS4829005A; IT964867B; DD98342A5; JPS5138443B2; BE785715A

Description

Hydraulische MaschineHydraulic machine

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Maschine mit einem außen verzahnten Zahnrad und einem, einen Zahn mehr aufweisenden, innen verzahnten Zahnring, dessen Zähne durch in teilzylindrischen Vertiefungen gelagerten Rollen gebildet sind.The invention relates to a hydraulic machine with an externally toothed gear wheel and an internally toothed ring gear with one more tooth, the teeth of which are through in Partly cylindrical recesses mounted rollers are formed.

Bei hydraulischen Maschinen treten an den Zahnköpfen erhebliche Verschleißerscheinungen auf, weil die Köpfe während eines Teils der Abwälzbewegung aneinander gleiten. Hierbei tritt der höhere Verschleiß im Bereich der Niederdruckkammern auf, weil dort die Zähne des Zahnrades in Abhängigkeit vom Druck auf der gegenüberliegenden Druckseite gegen die Zähne des Zahnringes gepreßt werden. Um diesen Verschleiß zu vermindern, sind die Zähne des Zahnringes durch/'Bollen gebildet worden. Es hat sich aber gezeigt, daß häufig ein Schlupf zwischen der Rolle und dem anliegenden Zahnkopf des Zahnrades auftritt. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß die lediglich durch Reibung vom Zahnrad mitgenommenen Rollen teilweise sehr langsam gedreht werden, sei es weil das Zahnrad insgesamt nur langsam dreht, sei es weil der Rollenantrieb zwischen einer schnelleren Drehung im Bereich der großen Kammervolumen und einer langsamen Drehung oder sogar einer entgegengesetzten Drehrichtung im Bereich der kleinen Kammervolumen schwankt. Je langsamer aber der Antrieb der Rollen durch dasIn hydraulic machines there is considerable wear and tear on the tooth tips because the heads during a part slide against each other during the rolling movement. Here, the higher wear occurs in the area of the low-pressure chambers, because there the The teeth of the gear are pressed against the teeth of the toothed ring depending on the pressure on the opposite pressure side will. In order to reduce this wear, the teeth of the toothed ring were formed by / 'Bollen. But it has been shown that there is often a slip between the roller and the adjacent tooth tip of the gear. To be considered here that the rollers only driven by friction from the gear are sometimes rotated very slowly, be it because the gear wheel rotates slowly overall, be it because the roller drive is between a faster rotation in the large area Chamber volume and a slow rotation or even an opposite direction of rotation in the area of the small chamber volume fluctuates. But the slower the drive of the rollers through the

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Zahnrad, um so größer ist die Gefahr, daß die Rollen still stehen bleiben.Gear, the greater the risk that the rollers will stop.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Maschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der ein Schlupf zwischen den Zahnköpfen des Zahnrades und den Rollen des Zahnringes weitgehend vermieden wird.The invention is based on the object of specifying a hydraulic machine of the type described at the outset in which a slip between the tooth tips of the gear wheel and the rollers of the toothed ring is largely avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder Vertiefung ein Kanal mündet, der mit der Druckseite der Maschine verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in that a channel opens into each recess which is connected to the pressure side of the Machine is connected.

Bei dieser Konstruktion wird demnach dauernd Druckflüssigkeit in der Spalte zwischen der teilzylindrischen Vertiefung und der zugehörigen Rolle eingeführt. Damit ergibt sich auch bei langsamer Drehung oder bei einer Rückwärtsdrehung der Rolle zwischen den teilzylindrischen Vertiefungen und den zugehörigen Rollen ein Flüssigkeitsfilm, der eine reibungsfreie, leichte Drehung der vom Zahnrad in die Vertiefungen gedrückten Rollen erlaubt. Der Verschleiß ist äußerst gering. Darüber hinaus führt die verringerte Reibung zu einem leichten Anlauf und zu einem leichten Lauf der Maschine. Die Schmierflüssigkeit steht ohne zusätzlichen Aufwand zur Verfügung, da sie einfach von der Druckseite der Maschine entnommen wird.With this construction, therefore, pressure fluid is constantly in the gap between the part-cylindrical recess and of the associated role. This also results in slow rotation or reverse rotation of the roller between the part-cylindrical depressions and the associated rollers a liquid film, which is a frictionless, light Rotation of the rollers pressed by the gear wheel into the recesses allowed. The wear is extremely low. It also leads the reduced friction results in an easy start-up and easy running of the machine. The lubricant is without additional effort is available, as it is simply removed from the pressure side of the machine.

Bei einer beidseitig umlaufenden Maschine sollten die Kanalmündungen etwa in der radialen Mittelebene jeder Vertiefung liegen. Es ergeben sich dann fürbeide Dreh richtungen die gleichen Verhältnisse. Wenn es sich aber um eine einseitig umlaufende Maschine handelt, empfiehlt es sich, die Kanalmündungen gegenüber der radialen Mittelebene jeder Vertiefung in Richtung der Drehung des Zahnrades zu versetzen. Die Mündungen sind dann entgegen der Drehrichtung der Rollen versetzt. Hierdurch kann die Tatsache berücksichtigt werden, daß die Druckflüssigkeit von der RolleIn the case of a machine rotating on both sides, the duct openings should lie approximately in the radial center plane of each recess. The same conditions then result for both directions of rotation. However, if the machine is rotating on one side, it is advisable to have the duct openings opposite offset the radial median plane of each recess in the direction of rotation of the gear. The mouths are then against the Direction of rotation of the rollers offset. This can take into account the fact that the pressure fluid from the roll

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in deren Drehrichtung mitgenommen wird.is taken in the direction of rotation.

Konstruktiv ergibt sich eine sehr einfache Lösung, wenn die Kanäle mit einem Ringkanal verbunden sind, der über je ein sich zum Ringkanal hin Öffnendes Rückschlagventil mit beiden Anschlußstützen der Maschine verbunden ist. Die Kanäle werden daher automatisch an die Druckseite der Maschine angeschlossen.In terms of construction, a very simple solution results when the channels are connected to an annular channel that each has a the check valve opening towards the ring channel is connected to both connection supports of the machine. The channels are therefore automatically connected to the pressure side of the machine.

Das Verteilersystem besteht zweckmäßigerweise aus einem Ringkanal an einer Stirnseite des Zahnringes und aus als Radialbohrungen ausgebildeten Kanälen, die über Axialbohrungen mit dem Ringkanal verbunden sind.The distribution system expediently consists of an annular channel on one face of the toothed ring and of radial bores formed channels, which are connected to the annular channel via axial bores.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine hydraulische Maschine gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a plan view of a hydraulic machine according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 undFig. 2 is a longitudinal section along the line A-A in Figs

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 1.FIG. 3 shows a cross section along the line B-B in FIG. 1.

In einem Gehäuse 1 ist über Lager 2 eine nach außen ragende Hauptwelle 3 gelagert. Ein Deckel 4 schützt Lager und Wellenaustrittsstelle. Das Gehäuse weist ferner zwei Stutzen 5 und auf, an welche Leitungen angeschlossen werden können, die der Zu- bzw. Abfuhr der Druckflüssigkeit dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß es sich um einen Motor handelt, dessen Stutzen 5 mit einer Druckflüssigkeitsquelle und dessen Stutzen 6 mit der Niederdruckseite verbunden ist.An outwardly projecting main shaft 3 is mounted in a housing 1 via bearings 2. A cover 4 protects the bearing and the shaft exit point. The housing also has two nozzles 5 and, to which lines can be connected, which the Serve supply and discharge of the hydraulic fluid. In the present embodiment it is assumed that it is a motor acts, whose connector 5 is connected to a pressure fluid source and whose connector 6 is connected to the low-pressure side.

Das Gehäuse 1 ist über ein Zwischenstück 7 mit einem ZahnringThe housing 1 is via an intermediate piece 7 with a toothed ring

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verbunden, der stirnseitig von einem Deckel 9 abgeschlossen wird· Alle genannten Gehäuseteile sind durch Schrauben 10 miteinander verbunden.connected, which is closed at the front by a cover 9 · All the housing parts mentioned are connected to one another by screws 10 tied together.

Eine Gelenkwelle 11 greift mit einem ersten Kopf in eine Verzahnung 12 an der Hauptwelle 3 und mit einem zweiten Kopf in eine Verzahnung 13 an einem Zahnrad 14. Ferner ist mit einer hülsenartigen Verlängerung 15 der Hauptwelle 3 ein Drehschieber 16 verbunden, der acht Druckverteiler-Durchbrüche 17 und dazwischen acht Niederdruckverteiler-Durchbrüche 18 aufweist. Diese Durchbrüche stehen einerseits mit einem Druck- Ringkanal 19 bzw. einem Niederdruck-Ringkanal 20 in Verbindung und treten andererseits in der richtigen Sequenz mit neun Speisekanälen 21 in Verbindung, die je in eine Verdrängerkammer 22 münden.A cardan shaft 11 engages with a first head in a toothing 12 on the main shaft 3 and with a second head in a toothing 13 on a gear 14. Furthermore, with a sleeve-like extension 15 of the main shaft 3 is connected to a rotary valve 16, the eight pressure distributor openings 17 and between them has eight low-pressure distributor openings 18. These breakthroughs are on the one hand with a pressure ring channel 19 or a low-pressure ring channel 20 and, on the other hand, come in the correct sequence with nine feed channels 21 in connection, which each open into a displacement chamber 22.

Wie Fig. 3 zeigt, sind im Zahnring 8 teilzylindrische Vertiefungen 23 vorgesehen, in denen je eine Rolle 24 ruht. Die neun Rollen, die mit a-i bezeichnet sind, stellen die Zähne des Zahnringes 8 dar. Das Zahnrad 14 hat Zähne 25· Diese Zähne wirken mit den Rollen zur Bildung der Verdrängerkammern 22 zusammen. Hierbei stehen die Rollen a, b und h, i im wesentlichen mit den Zahnflanken, die Rollen c-g im wesentlichen mit den Zahnköpfen in Berührung.As FIG. 3 shows, there are 8 partially cylindrical recesses in the toothed ring 23 provided, in each of which a roller 24 rests. The nine rollers, which are labeled a-i, represent the teeth of the toothed ring 8. The gear wheel 14 has teeth 25. These teeth cooperate with the rollers to form the displacement chambers 22. Here the rollers a, b and h, i are essentially with the tooth flanks, the rollers c-g essentially with the tooth tips in touch.

In jede Vertiefung mündet ein Kanal 26, der aus einer Radialbohrung 27 und einer Axialbohrung 28 besteht sowie mit einem Ringkanal 29 an einer Stirnseite des Zahnringes 8 verbunden ist. Der Ringkanal steht über einen ersten mit einem Rückschlagventil 30 versehenen Kanal 31 mit dem Stutzen 5 und über einen zweiten mit einem Rückschlagventil 32 versehenen Kanal 33 mit dem Stutzen 6 in Verbindung. Beide Rückschlagventile öffnen zum Ringkanal hin. Bei den geschilderten Druckverhältnissen ist das Rückschlagventil 30 geöffnet und das Rückschlagventil 32 geschlossen, so daß im Ringkanal 29 und in den Kanälen 26 ein dem Eingangsdruck im Stutzen 5 entsprechender Druck herrscht. Wenn DruckflüssigkeitA channel 26, which consists of a radial bore, opens into each depression 27 and an axial bore 28 and is connected to an annular channel 29 on one end face of the toothed ring 8. The annular channel is provided with a first channel 31 with a check valve 30 with the connector 5 and a second with a check valve 32 provided channel 33 with the nozzle 6 in connection. Both check valves open to the ring channel there. The check valve is at the pressure conditions described 30 is opened and the check valve 32 is closed, so that the inlet pressure in the annular channel 29 and in the channels 26 there is corresponding pressure in the nozzle 5. If hydraulic fluid

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über den Stutzen 6 zu- und über den Stutzen 5 abgeführt wird, schließt das Rückschlagventil 30, und das Rückschlagventil 32 öffnet. Dies bewirkt zwar eine Drehrichtungsumkehr der Haschine, während aber die Druckverhältnisse in den Kanälen 26 unverändert bleiben.is supplied via the connection 6 and discharged via the connection 5, the check valve 30 closes and the check valve 32 opens. Although this causes a reversal of the direction of rotation of the machine, but while the pressure conditions in the channels 26 remain unchanged.

Im Ausführungsbeispiel ist eine nach beiden Richtungen drehbare Maschine gezeigt. Infolgedessen münden die Kanäle 26 etwa in der radialen Hittelebene jeder Vertiefung 23. Gestrichelt ist bei der Rolle g ein Kanal 26* veranschaulicht, der bei einer nur einsinnig drehbaren Haschine Anwendung finden kann. Er ist in Drehrichtung des Zahnrades 14 beziehungsweise entgegen der Drehrichtung der Rolle 24 aus der radialen Mittelebene der Vertiefung 23 versetzt, so daß sich in Drehrichtung der Rolle 24 ein längerer Spalt ergibt.In the exemplary embodiment, a machine that can be rotated in both directions is shown. As a result, the channels 26 open approximately in the radial central plane of each recess 23 is dashed in the case of the roller g, a channel 26 * is illustrated which can be used in a machine that can only be rotated in one direction. He is in the direction of rotation of the gear 14 or against the direction of rotation of the roller 24 from the radial center plane of the recess 23 offset so that there is a longer gap in the direction of rotation of the roller 24.

Im einzelnen ergeben sich im Betrieb die folgenden Verhältnisse: Die Verdrängungskammern 22 auf der rechten Seite der Fig. 3 (horizontal/schraffiert) stehen unter dem gerin§£n Ablaufdruck, die Verdrängungskammern 22 auf der linken Seite der Fig. 3 (vertikal schraffiert) stehen unter dem höheren Zulaufdruck. Infolgedessen wird das Zahnrad 14 nach rechts gedrückt. Die stärkste Belastung tritt zwischen den Rollen b, c, und d und den Köpfen 25 des Zahnrades 14 auf. Durch diesen Druck werden die Rollen aber nicht so stark in ihre Vertiefung 23 gepreßt, daß sie sich nicht mehr drehen· Vielmehr werden sie durch die über die Kanäle 26 zugeführte Druckflüssigkeit in ihrer Vertiefung angehoben, so daß sie sich frei drehen können. Die Rollen a, e und i werden mechanisch nur geringfügig belastet. Sie werden daher durch die über die Kanäle 26 zugeführte Druckflüssigkeit dicht gegen das Zahnrad 14 gedrückt, so daß sich eine besonders gute Abdichtung an der Neutrallinie ergibt. Die Rollen f, g und h sind fast überhaupt nicht belastet, da sie beidseitig vom gleichen Druckmittel beaufschlagt werden und das Zahnrad 14 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird» Mit verschiedenIn detail, the following conditions arise during operation: The displacement chambers 22 on the right-hand side of FIG. 3 (horizontal / hatched) are under the low drain pressure, the displacement chambers 22 on the left-hand side of FIG. 3 (hatched vertically) are under the higher inlet pressure. As a result, the gear 14 is pushed to the right. The greatest load occurs between roles b, c, and d and the Heads 25 of the gear 14. Due to this pressure, the rollers are not so strongly pressed into their recess 23 that they no longer rotate · Rather, the pressure fluid supplied via the channels 26 keeps them in their recess raised so that they can rotate freely. The rollers a, e and i are only slightly mechanically stressed. you will be therefore pressed tightly against the gear 14 by the pressure fluid supplied via the channels 26, so that a particularly results in a good seal on the neutral line. The roles f, g and h are almost not loaded at all, as they are on both sides of the the same pressure medium are applied and the gear 14 is pressed in the opposite direction »With different

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langen Drehpfeilen ist angedeutet, daß sich die Rollen a und i in der dargestellten Lage überhaupt nicht, die Rolle e besonders rasch und die übrigen Rollen mit irgendeiner Zwischengeschwindigkeit drehen. Trotz der unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit ist in allen Fällen dafür gesorgt, daß die Rollen sich immer reibungsarm und ohne Schlupf drehen können.Long rotating arrows indicate that roles a and i are not at all in the position shown, role e in particular spinning quickly and the rest of the reels at some intermediate speed. Despite the different turning speeds it is ensured in all cases that the rollers can always rotate with little friction and without slippage.

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Claims

.j Hydraulic machine with an externally toothed gear and one more tooth, internally toothed toothed ring, the teeth of which through in part-cylindrical recesses mounted rollers are formed, characterized in that a channel (26) opens into each recess (23), which is connected to the pressure side of the machine.

2. Double-sided rotating machine according to claim 1, characterized in that that the channel mouths are approximately in the radial center plane of each recess (23).

3 One-sided rotating machine according to Claim 1, characterized in that that the channel mouths opposite the radial center plane of each recess (23) in the direction of rotation of the gear (14) are offset.

4. Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the channels (26) are connected to an annular channel (29), each of which opens towards the annular channel Check valve (30, 32) with both connecting pieces

■ (5, 6) the machine is connected.

5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized through an annular channel (29) on one end face of the toothed ring (8) and through radial bores (27) Channels (26) which are connected to the annular channel via axial bores (28).

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