DE2443600A1

DE2443600A1 - GEAR MACHINE

Info

Publication number: DE2443600A1
Application number: DE19742443600
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Vlemmings
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1974-09-12
Publication date: 1976-03-25
Also published as: FR2284753A1; GB1492327A; JPS5155005A; FR2284753B3; IT1042408B

Description

24A360024A3600

E. 2290E. 2290

6. 8. 1974- Wd/HtAugust 6, 1974 - Wd / Ht

Anlage zurAttachment to

Patent- undPatent and

GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Z ahnr adm s ch in eZ ahnr adm s ch in e

Die Erfindung "betrifft eine Zahnradmschine (Pumpe oder Motor) mit mindestens zwei miteinander kämmenden Zahnrädern, deren Wellen in in einem Gehäuse angeordneten zylindrischen Lagerkörpern, insbesondere Lagerbuchsen, gelagert sind.The invention "relates to a gear machine (pump or motor) with at least two intermeshing gears, the shafts of which are arranged in a cylindrical housing Bearing bodies, in particular bearing bushes, are stored.

Bei derartigen Zahnradmschinen unterliegen die den Zahnrädern zugewandten Stirnseiten der Lagerkörper dadurch erhöhtem Verschleiß, daß sie durch die auf ihre zylindrischen
Außenseiten wirkende Hochdruckbeaufschlagung und durch die Lagerbelastung in den Wellenbohrungen verformt und von den Zahnrädern abgetragen werden. Die Hochdruckbeaufschlagung
erfolgt über Spalte entlang den Lagerkörpern und den angrenzenden Gehäusewandungen. Sie ist ohne besonder Maß-In such gear machines, the end faces of the bearing bodies facing the gear wheels are subject to increased wear that they are caused by the cylindrical on their
High pressure acting on the outside and deformed by the bearing load in the shaft bores and worn away by the gears. The high pressure application
takes place via gaps along the bearing bodies and the adjacent housing walls. She is without special measure

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nahmen unausweichlich.took inevitably.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zahnradinschine zu schaffen, deren Lagerkörper eine sehr hohe Lebensdauer besitzen. It is an object of the invention to provide a gear machine create whose bearing bodies have a very long service life.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwischen der Umfangsflache der Lagerkörper und der angrenzenden Gehäusewand im Hochdruckbereich der Zahnradmschine durch Dichtmittel abgegrenzte Zonen angeordnet sind, in denen niedriger Druck herrscht, insbesondere Saugdruck oder atmosphärischer DruckeThis is achieved according to the invention in that between the peripheral surface of the bearing body and the adjacent Housing wall in the high pressure area of the gear machine Zones delimited by sealing means are arranged in which there is low pressure, in particular suction pressure or atmospheric pressures

Das hat den Vorteil, daß diese Zonen vom Hochdruck abgeschirmt sind, das heißt in ihnen herrscht niedriger Druck, Y/odurch die Hochdruckbeaufschlagung der Lagerkörper \iesentlich verringert wird, damit auch ihre Verformung.This has the advantage that these areas are shielded from the high pressure, that is in them there is low pressure, Y / odurch the Hochdruckbeaufschlagung the bearing body \ ie sentlich reduced, thus its deformation.

Besonders zweckmäßig ist es, in den den Zahnradseitenflächen zugewandten Stirnseiten der Lagerkörper-Bohrungen einen Ringraum auszubilden, der über einen Kanal mit der Hochdruckseite der Maschine in Verbindung steht.It is particularly useful to have one in the end faces of the bearing body bores facing the gear wheel side surfaces To form annular space, which is in communication with the high pressure side of the machine via a channel.

Auf diese V/eise wird die bei bisherigen Zahnradmaschinen vorhandene Längsströmung an der Zahnradstirnseite vermindert, die Lagerschmierung dagegen verbessert.In this way, the longitudinal flow existing in previous gear machines is reduced at the gear face, the bearing lubrication, however, is improved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt inAn embodiment of the invention is shown in the drawing reproduced. This shows in

Fig. Λ einen Längsschnitt, durch eine Zahnradpumpe; I'ig. 2 einen Querschnitt längs H-II nach Fig. 1;Fig. Λ a longitudinal section through a gear pump; I'ig. 2 shows a cross section along H-II according to FIG. 1;

Fig. 3 Längsschnitt und Ansicht eines Lagerkörbis 6 pers sowie eine Dichtung;3 shows a longitudinal section and view of a storage basket 6 pers and a seal;

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Fig. 7 Längsschnitt und Ansicht eines zweiten Aus- und 8 führungsbeispiels eines Lagerkörpers;Fig. 7 Longitudinal section and view of a second embodiment and 8 exemplary embodiment of a bearing body;

Fig. 9 Strömungen an einem Lagerkörper nach Fig. 7 und 10 -und 8.FIG. 9 flows on a bearing body according to FIG. 7 and 10 and 8.

In Fig. 1 ist mit 10 das Gehäuse einer Zahnradpumpe bezeichnet, das "beidseitig durch Deckel 11 und 12 verschlossen ist. Das Gehäuse "besitzt eine durchgehende Ausnehmung 13, welche durch zwei zylindrische, sich überschneidende Bohrungen 14, 15 gebildet ist. Die Ausnehmung besitzt dadurch die Form etwa einer Acht.In Fig. 1, 10 denotes the housing of a gear pump, which "is closed on both sides by covers 11 and 12. The housing" has a continuous recess 13 which is formed by two cylindrical, intersecting bores 14, 15. As a result, the recess has the shape approximately an eight.

In der Bohrung 13 sind zwei Lagerkörper 16, 17 angeordnet. Sie besitzen zylindrische Form und sind durch zwei ebene, parallel zueinander "verlaufende Seitenflächen begrenzt. An einer Seite besitzen sie eine Abflachung 18. In jedem Lagerkörper ist eine Laufbuchse 19 bzw. 20 angeordnet, deren Länge etwas geringer ist als die Dicke der Lagerkörper, so daß an den Stirnseiten ein freier Raum verbleibt. An jeder Stirnseite eines Lagerkörpers ist ein Ringraum ausgebildet.Two bearing bodies 16, 17 are arranged in the bore 13. They have a cylindrical shape and are parallel by two planes Side surfaces that run towards one another are limited. On one side they have a flat area 18. In each bearing body a bushing 19 or 20 is arranged, the length of which is slightly less than the thickness of the bearing body, so that on a free space remains on the front sides. An annular space is formed on each end face of a bearing body.

Diese Ringräume tragen am Lagerkörper 16 die Bezeichnungen 21, 22, am Lagerkörper 17 die Bezeichnungen 23, 24.These annular spaces bear the designations 21, 22 on the bearing body 16 and the designations 23, 24 on the bearing body 17.

In den Lagerkörpern 16, 17 bzw. den Laufbuchse!! 19, 20 sind die Wellenzapfen 25, 26 eines Zahnrades 27 gelagert. Der Wellenzapfen 26 dringt durch eine Bohrung 28 im Deckel 12 aus dem Gehäuse hinaus und dient zum Antrieb der Zahnradmschine. In der Bohrung 28 ist eine Wellendichtung 29 für den Wellenzapfen 26 angeordnet. Zwischen den Zahnradseitenflächen und den Lagerkörpern herrscht nur sehr geringes Spiel.In the bearing bodies 16, 17 or the bushing !! 19, 20 are the shaft journals 25, 26 of a gear 27 are mounted. The shaft journal 26 penetrates through a bore 28 in the cover 12 from the housing and is used to drive the gear machine. In the bore 28 there is a shaft seal 29 for the shaft journal 26 arranged. There is very little play between the gear side surfaces and the bearing bodies.

In der Bohrung 15 sind zwei Lagerkörper 30, 3Ί angeordnet, die genau so ausgebildet sind wie die Lagerkörper 16, 17· In ihnen sind Laufbuchsen 32, 33 ausgebildet, und an denIn the bore 15 two bearing bodies 30, 3Ί are arranged, which are designed exactly as the bearing bodies 16, 17 · In them, bushings 32, 33 are formed, and on the

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Stirnseiten der Lagerkörper sind ebenfalls Ringräume ausgebildet. Sie tragen am Lagerkörper 30 die Bezeichnung 34, 35, am Lagerkörper 31 die Bezeichnung 36_r 37· Die A"bflachung an den Lagerkörpern 30, 31 ist mit 38 "bezeichnet; sie liegt an der Abflachung 18 der Lagerkörper 16, 17.an· Die "beiden Lagerkörper sind durch Stifte 39, 4-0 gegen Verdrehen gesichert.The end faces of the bearing bodies are also designed as annular spaces. They have the designation 34, 35 _{on the bearing body 30 and the designation 36 r} 37 on the bearing body 31 · The A "flattening on the bearing bodies 30, 31 is denoted by 38"; it rests on the flattened area 18 of the bearing bodies 16, 17. · The two bearing bodies are secured against twisting by pins 39, 4-0.

In den Lagerkörpern 30, 31 "bzw. den Laufbuchsen 32, 33 sind die Wellenzapfen 41, 42 eines Zahnrades 43 gelagert, das mit dem Zahnrad 27 im Außeneingriff steht. Alle Lagerkörper sind mit sehr geringem radialem Spiel in den Bohrungen 14, 15 angeordnet. Nur sehr geringes axiales Spiel herrscht auch zwischen den Zahnradseitenflächen und den Lagerkörpern.In the bearing bodies 30, 31 ″ or the bushings 32, 33 are the shaft journals 41, 42 of a gear 43 mounted, the with the gear 27 is in external engagement. All bearing bodies are arranged in the bores 14, 15 with very little radial play. There is also only very little axial play between the gear side surfaces and the bearing bodies.

In Höhe- der Zahnradmitten dringt, in die Ausnehmung 13 des Gehäuses 10 von der einen Seite her eine Bohrung 44 ein, während eine achsgleich zu ihr verlaufende Bohrung 45 das Gehäuse verläßt. In der Bohrung 44 herrscht stets Hochdruck, in der Bohrung 45 stets Niederdruck. Erstere hat einen kleineren Druckmesser und steht mit einem Verbraucher in Verbindung, zweitere hat einen größeren Durchmesser und hat Verbindung zu einem Druckmittelbehälter.At the height of the gearwheel center penetrates into the recess 13 of the Housing 10 from one side has a bore 44, while a bore 45 running on the same axis as it Housing leaves. In the bore 44 there is always high pressure, in the bore 45 there is always low pressure. The former has a smaller one Pressure gauge and is connected to a consumer, the second has a larger diameter and has a connection to a pressure medium tank.

Am Außenumfang ^jedes Lagerkörpers ist eine Zone ausgebildet, die im folgenden nur am Lagsrkörper 16 beschrieben ist, da diese Ausbildung an den anderen Lagerkörpern genau dieselbe ist. Dieser■Lagerkörper ist in den Figuren 3 bis 6 im einzelnen dargestellt und beschrieben.A zone is formed on the outer circumference of each bearing body which is described below only on the bearing body 16, since this training is exactly the same on the other bearing bodies is. This ■ bearing body is shown in detail in FIGS. 3 to 6 shown and described.

Der Lagerkörper 16 besitzt an seinem Außenumfang eine zusammenhängende Ausnehmung, die durch vier Nuten 47 bis 50 gebildet ist. Die Nuten 47, 48 laufen entlang den äußeren Stirnseiten des Lagerkörpers über etwa 150 bis 180 und sind an den Endseiten durch Quernuten 49,.50 verbunden. Auf diese V/eise bleibt zwischen den Nuten eine Zone 51 erhalten.The bearing body 16 has a contiguous on its outer circumference Recess formed by four grooves 47 to 50 is formed. The grooves 47, 48 run along the outer end faces of the bearing body over about 150 to 180 and are connected at the end sides by transverse grooves 49, 50. on this way, a zone 51 is retained between the grooves.

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Der Bereich, in dem diese Nuten verlaufen, erstreckt sich von der Bohrung 44 in Eichtung zur Bohrung 45, steht jedoch mit den Bohrungen 44, 45 nicht in "Verbindung. Die Mitte dieser Zone (s. Pfeilrichtung P) "bildet mit der Achse der Bohrung 44 etwa einen Winkel von 45 bis 60 .The area in which these grooves run extends from the bore 44 in the direction of the bore 45, but stands with the holes 44, 45 not in "connection. The middle this zone (see arrow direction P) "forms an angle of approximately 45 to 60 with the axis of the bore 44.

In den Ausnehmungen 47 "bis 50 ist eine Dichtung 52 angeordnet. Sie ist in Fig. 5 dargestellt. Die Dichtung "besitzt etwa Rechteckform mit gerundeten Ecken und weist einen der Zone 51 entsprechenden freien Innenrauiri auf. Die Dichtung 52 hat an ihrer Innenkante eine umlaufende Ausnehmung 55? in der ein Stützring 54 angeordnet ist; Die Dichtung 52 besteht aus einem gummielastischen Werkstoff, der Stützring aus einem etwas härteren Kunststoff als Gummi_fz. B. Polyamid. Die Breite der Dichtung 52 ist geringer als die des Lagerkörpers 16. Die dem Zahnrad 27 zugewandte Seitenfläche des Lagerkörpers 16 ist mit A, seine dem Deckel 11 zugewandte Seitenfläche mit B- bezeichnet. Vom Ringraum 21 führt eine Schrägbohrung 55 zur Zone 51·A seal 52 is arranged in the recesses 47 ″ to 50. It is shown in FIG. The seal 52 has a circumferential recess 55? in which a support ring 54 is arranged; The seal 52 consists of a rubber-elastic material, the support ring made of a somewhat harder plastic than rubber _f z. B. polyamide. The width of the seal 52 is less than that of the bearing body 16. The side surface of the bearing body 16 facing the gear 27 is denoted by A, and its side surface facing the cover 11 is denoted by B-. An inclined bore 55 leads from the annular space 21 to the zone 51

Wie schon oben erwähnt, sind alle Lagerkörper gleich ausgebildet, deshalb sind an den anderen Lagerkörpern nur die von den Dichtungen umgebenen Zonen bezeichnet, nämlich am Lagerkörper 17 mit 57ι am Lagerkörper 30 mit 58» und am Lagerkörper 31 mit 59· Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, führt die Bohrung 55 zum Ringraum 21, in welchem Niederdruck herrscht. Dasselbe gilt für die Ringräume 24, 34 und 37 an den anderen Lagerkörpern. Im Bereich der Bohrung 45 sind an den Seitenflächen der Lagerkörper 16, 30 flache Ausnehmungen 60, 61 ausgebildet. Ähnliche Ausnehmungen 62, 63 ebenfalls an den Zahnradseitenflächen weisen zur Bohrung 44. Es stehen einerseits die Ausnehmungen 60, 61 miteinander in Verbindung, andererseits die Ausnehmungen 62, 63. An der Stirnseite B jedes Lagerkörpers ist eiie flache Ausnehmung.64 ausgebildet, welche über Spalte entlang der Lagerkörper zurAs already mentioned above, all bearing bodies are designed in the same way, so only those of denotes zones surrounding the seals, namely on the bearing body 17 with 57ι on the bearing body 30 with 58 'and on the bearing body 31 with 59 · As can be seen from FIG. 1, the Bore 55 to the annular space 21, in which there is low pressure. The same applies to the annular spaces 24, 34 and 37 on the other Bearing bodies. In the area of the bore 45, there are flat recesses on the side surfaces of the bearing bodies 16, 30 60, 61 formed. Similar recesses 62, 63 also on the gear side surfaces point to the bore 44. There are on the one hand the recesses 60, 61 in connection with one another, on the other hand the recesses 62, 63. On the end face B of each bearing body is a flat recess. 64 which via column along the bearing body to

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Niederdruckseite entlastet ist.Low pressure side is relieved.

Arbeitet die Zahnradmschine als Pumpe, so drehen sich die Zahnräder 27, 43 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß Druckmittel über die Bohrung 45 angesaugt und durch die Zahnkammern entlang der Bohrungen 14-., 15 zur Bohrung 44 transportiert wird. Das Druckmittel erfährt hierbei eine Druckerhöhung. Durch die geringen Spalte an den Zahnradseitenflächen und an den Umfangsflachen der Lagerkörper dringt unter Hochdruck stehendes Druckmittel auch an die runden Außenflächen der Lagerkörper. Diese werden durch die auf sie wirkenden hydraulischen Kräfte verformt.- Erfindungsgemäß werden diese verformenden Kräfte wesentlich dadurch vermindert, daß die Zonen 51» 57,59 vom Hochdruck abgeschirmt sind, so daß in ihnen nur geringer Druck, insbesondere atmosphärischer oder gar Saugdruck herrscht. Diese Zonen oder Entlastungsfelder sind nach außen hin durch die Dichtung 52 vom Hochdruck abgegrenzt und über die Bohrung 55 entlastet.If the gear machine works as a pump, they turn Gears 27, 43 counterclockwise, so that pressure medium Sucked in via the bore 45 and through the tooth chambers transported along the bores 14-., 15 to the bore 44 will. The pressure medium experiences an increase in pressure. Due to the small gaps on the gear side surfaces and on the peripheral surfaces of the bearing body penetrates under high pressure standing pressure medium also on the round outer surfaces of the bearing body. These are made by those acting on them hydraulic forces deformed.- According to the invention, these deforming forces are significantly reduced in that the Zones 51 »57.59 are shielded from high pressure so that there is only low pressure in them, in particular atmospheric or even suction pressure. These zones or relief fields are exposed to the outside through the seal 52 from the high pressure delimited and relieved via the bore 55.

Arbeitet die Zahnradmschine als Motor, so wird ihr unter Hochdruck stehendes Druckmittel über die Bohrung 4-4 zugeführt. Es treibt die Zahnräder im Uhrzeigersinn und verläßt es druckentspannt über die Bohrung 45. Auch hierbei ergibt sich der oben beschriebene Zustand.If the gear machine works as a motor, it is supplied with high pressure pressure medium via the bore 4-4. It drives the gears in a clockwise direction and leaves it in a pressure-relieved manner via the bore 45. Here, too, results the condition described above.

Bei den Lagerkörpern nach den Figuren 7 und 8 führt von der flachen, zahnradseitigen Ausnehmung 62 eine Ausnehmung 63 zum zahnradseitigen Ringraum 22. Durch diese Ausbildung wird eine Verringerung der stirnseitigen Leckströmung und eine verbesserte Schmierung an den Laufbuchsen erzielt. Eine bisherige Ausführung eines Lagerkörpers (Fig. 9) besitzt einen Leckstrom c, der sich über 270° radial entlang der Laufbuchsen ergibt. Mit a ist der Bereich des Saugdruckes und des Druckaufbaus, mit b der Bereich des Hochdrucks bezeichnet« Durch den großen Umfangswinkel von 270 ergibt sich ein großer Leckstrom« Der Ringraum 77' ist über'Ausnehmungen 62'jIn the case of the bearing bodies according to FIGS. 7 and 8, leads from the flat, gear-side recess 62 a recess 63 to the gear-side annular space 22. This training is a reduction in the end-face leakage flow and a improved lubrication achieved on the bushings. A previous version of a bearing body (Fig. 9) has one Leakage current c, which arises over 270 ° radially along the liners. With a is the range of the suction pressure and of the pressure build-up, with b denotes the area of high pressure «The large circumferential angle of 270 results in a large leakage current «The annular space 77 'is about' recesses 62'j

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63' mit der Niederdruckseite verbunden.63 'connected to the low pressure side.

Bei den Ausführung s"b ei spielen nach den Figuren 7i 8 und 10 ist die radiale Leckströmung c¹ wesentlich kleiner, sie erstreckt sich nur über einen Winkel von 45°. Dies wird erreicht, indem über die hochdruckseitigen Ausnehmungen 62 und 63 Druckmittel in den Ringraum 22 geschleust wird. Auf diese Weise erhöht sich jedoch der axiale Leckölfluß (s. Pfeil d in Fig. 8), was jedoch erwünscht ist, da hierdurch die Schmierung der Zahnradwellen wesentlich verbessert wird,-In the embodiment s "b ei play according to FIGS. 7, 8 and 10, the radial leakage flow c ^{1 is} significantly smaller, it only extends over an angle of 45 ° Annular space 22. In this way, however, the axial leakage oil flow increases (see arrow d in Fig. 8), which is however desirable, since this improves the lubrication of the gearwheel shafts considerably.

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Claims

Expectations

/ 1 J gear machine (pump or motor) with at least two intermeshing gear wheels, the shafts of which are mounted in cylindrical bearing bodies, in particular bearing bushes, arranged in a housing, characterized in that between the peripheral surface of the bearing body (16, 171, 30, 31) " and the adjacent housing wall in the high pressure area of the gear machine are arranged zones (51 ₅ 57, 58, 59) which are delimited by sealing means and in which there is low pressure, in particular suction pressure or atmospheric pressure »

2. Haschine according to claim 1, formed as sockets Bearing bodies, characterized in that the center of the zones approximately at an angle of 45 ° to 60 ° to a the plane connecting the shaft centers and facing the high pressure side of the machine.

3. Machine according to claim 1 and / or 2, characterized in that the zones have approximately Eechteckform and by a endless seal inserted into a circumferential groove (47 to 51) (52) are limited.

4. Machine according to one of claims 1-3 »characterized in that had such a zone formed on each bearing body

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det is and extends over a circumferential angle of about 150 ° "extends to 180 ° and approximately the axial height of the bearing body.

5. Machine according to one of claims 1-4, characterized in that each zone (51> 57 »58, 59) via a canal (55) associated with an area of low pressure stands.

6. Machine according to claim 5ν, characterized in that the low pressure area is a space at the shaft ends that corresponds to the low pressure side (45) of the machine communicates.

7. Machine according to claim 6, characterized in that the

a
RaumJLan each end face of a bearing body in the area of the shaft ends is formed annular space (21, 24, 34, 37) which is connected to the zone via a bore (55).

8. Machine according to one of claims 1-6, characterized in that the seal (52) consists of a base body rubber-elastic material and an insert (54) made of wear-resistant material, which is in one of the inner end face of the seal formed circumferential groove (53) is arranged.

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9. Machine according to claim 1, characterized in that on the end faces facing the gear wheel side surfaces Bearing body - bores each one entry space (22, 23, 35 » 36), which is connected to the high pressure side of the machine via a channel (62, 63) (Fig. 10).

10. Machine according to one of claims 1-9, characterized in that a bushing (19 ₅ 20, 32, 33) is arranged in each bore of a bearing body, the axial length of which is less than the thickness of a bearing body, so that in each case between the End faces of a liner and the flat surface of the bearing body remain an entry space.

11. Machine according to claim 9i, characterized in that the channel (62, 63) as a groove in the gear-side face is formed and is in communication with the high pressure side via the inlet space. /

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