DE2439358A1

DE2439358A1 - Hydrostatische pumpe oder motor

Info

Publication number: DE2439358A1
Application number: DE2439358A
Authority: DE
Inventors: Walther Prof Dr Ing Koenig
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-02-26

Description

Hydrostatische Pumpe oder Motor Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer einen periodischen Förderstrom erzeugenden bzw. aufnehmenden Verdrängereinrichtung, wobei der Pumpe bzw.
dem Motor Mittel zum Ausgleich der Ungleichförmigkeit des Förderstromes zugeordnet sind.
Es ist bekannt, daß beispielsweise bei Zahnradpumpen der Druckmittelstrom periodische Ungleichförmigkeiten aufweist. Diese Ungleichförmigkeiten des Förderstromes werden durch eine gleichmäßige Förderung der beiden Zahnräder am äußeren Umfang der Zahnradpumpe abzüglich einer pulsierenden Rückförderung der beiden Zahnräder auf der Innenseite hervorgerufen, wo sie im Zahneingriff stehen. Zur Behebung dieser Ungleichförmigkeiten des Druckmittelstromes wird gemäß der DT-OS 1 903 723 vorgeschlagen, an die Druckleitung der Pumpe einen Kompensationszylinder anzuschließen, dessen Kolben periodisch angetrieben wird. Eine solche Einrichtung ist jedoch relativ aufwendig, da ein besonderer Antrieb für den Kolben erforderlich ist.
Es liegt die Aufgabe vor, unter Vermeidung des geschilderten Nachteils eine Einrichtung zum Ausgleich der Ungleichförmigkeit im Förderstrom der eingangs umrissenen Art mit möglichst einfachen Mitteln wirkungsvoll zu gestalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Antrieb der Pumpe bzw. den Abtrieb des Motors ein Getriebe geschaltet ist, dergestalt, daß die Antriebswelle der hydrosta -tischen Pumpe eine ungleiche Winkelgeschwindigkeit bzw. die Abtriebswelle des hydrostatischen Motors hinter dem Getriebe eine gleichmäßige Winkelgeschwindigkeit aufweist.
Bei Anwendung dieser erfindungsgemäßen Merkmale, beispielsweise bei einer Zahnradpumpe, ist bei entsprechender Ausbildung des Getriebes in Anpassung an die ungleichförmigen Fördereigenschaften der Pumpe der von dieser geförderte Druckmittel strom im wesentlichen gleichförmig.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Getriebe als Zahnradgetriebe ausgebildet, deren Zahnräder nach dem allgemeinen Verzahnungsgesetz mit einer Verzahnung schwankenden Übersetzungsverhältnisses so ausgeführt sind, daß das Übersetzungsverhältnis mit der Zahnteilung periodisch um den reziproken Betrag der jeweiligen Abweichung vom Mittelwert des momentanen Förderstromes der Pumpe bzw. des Motors schwankt.
In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung erläutertes Ausführungsbeispiel einer Zahnradpumpe mit einem Getriebe gemäß der Erfindung vereinfacht dargestellt. Es zeigt: Abb. 1 im Querschnitt eine Zahnradpumpe und dazu versetzt dargestellt das vorgeschaltete Getriebe, Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Abb. 1, Abb. 3 eine Darstellung der konstruktiven Ermittlung einer Eingriffslinie für ein Getriebe gemäß der Erfindung.
Eine Zahnradpumpe gemäß der Abb. 1 und 2 weist in einem Gehäuse 2 zwei miteinander kämmende Zahnräder 3 und 4 auf. Ein im Pumpengehäuse 2 angeordneter Pumpenkanal ist saugseitig mit 5 und druckseitig mit 6 bezeichnet. Die beiden Pumpenzahnräder 3 und 4, die mit je neun nicht dargestellten Zähnen ausgestattet sind, haben eine Evolventenverzahnung. Bei einem Grundkreisradius von 13,4258 und einem Arbeits-Eingriffswinkel von 30-° wurde bei dieser Zahnradpumpe ein Ungleichförmigskeitsgrad des Förderstromes von 21,7 % festgestellt. Um diesen Ungleichförmigkeitsgrad der Zahnradpumpe 1 auszuschalten, wurde dieser erfindungsgemäß ein Getriebe 7, bestehend aus zwei Zahnrädern 8 und 9, vorgeschaltet. Somit sitzen die beiden Zahnräder 3 und 8 auf einer gemeinsamen Welle 10, während das Zahnrad 9 durch eine Welle 11 mit einem nicht dargestellten gleichförmigen Antrieb in Verbindung steht.
Das Getriebe 7 muß mit einem schwankenden Übersetzungsverhältnis so ausgebildet sein, daß der Ungleichförmigkeitsgrad der nachgeschalteten Zahnradpumpe 1 eliminiert wird. Dabei muß das Übersetzungsverhältnis mit der Zahnteilung periodisch um den reziproken Betrag der jeweiligen Abweichung des momentanen spezifischen Förderstromes der Zahnradpumpe 1 vom Mittelwert schwanken. Im vorliegenden Fall haben beide Zahnräder 8 und 9 des Getriebes 7 gleiche Zähnezahl, und die Ungleichförmigkeit des Übersetzungsverhältnisses sollte einmal pro Zahnteilung des Getriebes 7 durchlaufen werden.
Die Gestaltung der Verzahnung kann nach dem allgemeinen Verzahnungsgesetz erfolgen. Für das Zahnrad 9 des Getriebes 7 ist eine Evolventenverzahnung gleich derjenigen der Zahnräder 3 und 4 der Zahnradpumpe 1 vorgesehen. In Abb. 3 ist eine Konstruktion zur Findung einer Verzahnung für das Zahnrad 8 durchgeführt. Als Länge für die zunächst zu ermittelnde Eingriffslinie 14 wurde ein Drehwinkel am Zahnrad 9 von 360 ° : Z = 40 ° gewählt. Der Drehwinkel von 40 ° wurde am Zahnrad 8 in acht gleiche Teile zu je 5 ° geteilt, und es wurden für diese Drehwinkel die in der beigefügten Tabelle, Spalte 5, angegebenen Radien Ro...R4 R4.o errechnet. Sodann wurden die momentanen Flankennormalen (z.B. N0,5 zwischen F0,5 und G0,5) als Tangenten an den Grundkreis des treibenden evolventischen Zahnrades 9 mit dem Radius R einerseits und an Kreise des Zahnrades 8 gr mit Ro...R4 0 andererseits gezeichnet.
4,0 Die Schnittpunkte, z.B. D0,5 dieser Flankennormalen, z.B. N0,5 mit den Strahlen, z.B. E0,5, welche den Drehwinkel vom Zahnrad 9 teilen, sind Punkte der Eingriffslinie 14, welche mit der Evolvente zu R Übersetzungsverhältnisse gemäß der anhängenden gr Tabelle, Spalte 3, ergeben. Aus dieser Eingriffslinie 14, deren Punkte mit Do bis D4 O bezeichnet sind, und der Evolvente zu R kann nach dem allgemeinen Verzahnungsgesetz die gesuchte gr Verzahnung des Zahnrades 8 punktweise konstruiert werden. Dabei muß berücksichtigt werden, daß der Drehwinkel des Zahnrades 8 gemäß der Tabelle ungleichmäßig geteilt werden muß (Integral von Spalte 3 der Tabelle).
Abschließend wird noch erwähnt, daß die hieraus zu entnehmende technische Lehre auch auf hydraulische Kolbenpumpen und Kolbenmotoren anwendbar ist.

Claims

Patentansprüche

Hydrostatische Pumpe oder Motor mit einer einen periodischen Förderstrom erzeugenden bzw. aufnehmenden Verdrängereinrichtung, wobei der Pumpe bzw. dem Motor Mittel zum Ausgleich der Ungleichförmigkeit des Förderstromes zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Antrieb der Pumpe (1) bzw. in den Abtrieb des Motors ein Getriebe (7) geschaltet ist, dergestalt, daß die Antriebswelle (10) der hydrostatischen Pumpe eine ungleiche Winkelgeschwindigkeit bzw. die Abtriebswelle des hydrostatischen Motors hinter dem Getriebe eine gleichmäßige Winkelgeschwindigkeit aufweist.
2. Pumpe oder Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (7) als Zahnradgetriebe ausgebildet ist, deren Zahnräder (8, 9) nach dem allgemeinen Verzahnungsgesetz mit einer Verzahnung schwankenden Übersetzungsverhältnisses so ausgeführt sind, daß das Übersetzungsverhältnis mit der Zahnteilung periodisch um den reziproken Betrag der jeweiligen Abweichung vom Mittelwert des momentanen Förderstromes der Pumpe (1) bzw. des Motors schwankt.