DE2533646A1 - High pressure gear pump or motor - has crescent shaped component for sealing and compensating high radial forces - Google Patents
High pressure gear pump or motor - has crescent shaped component for sealing and compensating high radial forcesInfo
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Abstract
Description
Hochdruck-Zahnradpumpe oder -motor. High pressure gear pump or motor.
Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Zahnradpumpe oder -motor mit einem angetriebenen Ritzel, einem mitlauienden, innenverzahnten Hohlrad und einem oder zwei halbsichelförmigen bzw0 einem sichelförmigen Füllstück zwischen Ritzel und Hohlrad0 Bekanntlich unterliegen die Elemente einer Hochdruok-Zahnradpumpe oder eines Hochdruck-Zahnradmotors einem ungleichmäßigen Versohleiߢ Mitverantwortlich für diese Tatsache sind die auretenden Druckkräfte, die in axialer und radialer Richtung wirken.The invention relates to a high pressure gear pump or motor with a driven pinion, a rotating, internally toothed ring gear and a or two semi-sickle-shaped or one sickle-shaped filler piece between the pinion and ring gear0 It is known that the elements of a high pressure gear pump are subject to this or a high-pressure gear motor an uneven wear ¢ Part of the responsibility for this fact are the auretenden compressive forces, which are in axial and radial Act direction.
Die axialen. Kräfte werden beispielsweise durch eine oder zwei auf der Rückseite in einem bestimmten Druckfeld vom Förderdruck beaufschlagte, axial bewegliche Druckplatten ausgeglichen0 Zum Ausgleich der an den Zahnrädern, besonders am Hohlrad auftretenden radialen Kräfte sind bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen worden, zOB° aO Das Hohlrad wird mittels eines sogenannten Steuerkolbens gegen das Füllstück und das Ritzel gedrückt.The axial. For example, forces are increased by one or two the rear side in a certain pressure field acted upon by the delivery pressure, axially Movable pressure plates balanced0 To compensate for the gears, especially Various measures have already been proposed for radial forces occurring on the ring gear Been, zOB ° aO The ring gear is by means of a so-called control piston against the Filler piece and the pinion pressed.
be Der Befestigungsstift des Füllstücks steht unter der Wirkung von Kompensationskolben, die das Füllstück gegen das Hohlrad und das Ritzel andrücken, Co Die Ritzelwelle wird mit Hilfe je eines auf die lagerzapfen wirkenden Druckkolbens gegen das Füllstück gedrückt. be The fastening pin of the filler piece is under the action of Compensation pistons that press the filler piece against the ring gear and the pinion, Co The pinion shaft is driven by a pressure piston that acts on each of the bearing journals pressed against the filler piece.
Alle diese Maßnahmen sind sehr aufwendig, verkomplizieren das Herstellungsverfahren und vergrößern die Abmeesungen der Pumpe bzw. des MotersO Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit dem Problem, den Ausgleich der radial wirkenden Druckkräfte mit wesentlich einfacheren Mitteln als bisher zu bewerkstelligen0 Erfindungagemäß wird bei einer Pumpe bzw0 einem Motor der eingang. erwähnten Gattung das Füllstück mit einem oder mehreren, an das Ritzel und/oder das Hohlrad dichtend anlegbaren Elementen, z.J3. Kolben oder Platten, ausgestattet oder aus zwei gegen die Zahnräder andrückbaren Teilen bzw. Hälften zusammengesetzt, von denen mindestens eines als Dichtelement wirkt.All of these measures are very expensive and complicate the manufacturing process and increase the size of the pump and motor, respectively. The present invention now deals with the problem the Compensation of the radial acting Compressive forces with much simpler means than before to accomplish0 according to the invention becomes the input for a pump or a motor. mentioned genus the filler piece with one or more can be applied sealingly to the pinion and / or the ring gear Elements, z.J3. Pistons or plates, fitted or made up of two against the gears pressable parts or halves composed, of which at least one as Sealing element acts.
Das Füllstück übernimmt somit die Aufgaben der bisher erforderlichen Steuerkolben, KompensationskolVen usw. die in Portfall kommen können, wodurch die Pumpe bzw0 der Motor einfacher herzustellen ist kleinere Abmessungen hat und keinerlei besonderer Dichtungen mehr bedarf, Außerdem werden die radialen Veränderungen innerhalb der Pumpe bzw0 des Motors, die durch den Verschleiß, die Wärme und die Viskosität des Fördermediums bedingt sind, ebenso sicher ausgeglichen wie bei den bekannten Pumpen Es ist hierbei völlig belanglos, ob es sich um ein fest oder beweglich eingebautes Füllstück handelt.The filler piece thus takes on the tasks previously required Control pistons, compensation pistons, etc. which can come in port, whereby the The pump or the motor is easier to manufacture and has smaller dimensions and none at all more special seals are required, in addition, the radial changes within the pump or the motor caused by wear, heat and viscosity of the conveyed medium are just as reliably balanced as with the known ones Pumps It is completely irrelevant whether it is a fixed or a movable one Filler is.
In weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung wird das Dichtelement durch.entsprechende Kompensationskräfte, die innen und außen auf das Dichtelement wirken und gleich oder angenähert gleich sind, dieses schwimmend gelagert und durch eine zusätzliche Kraft, z.30 eine Feder- oder hydraulische Kraft, dichtend gegen das entsprechende Zahnrad angedrückt.In a further embodiment of the subject matter of the invention, the Sealing element through. Appropriate compensation forces that act on the inside and outside of the Sealing element act and are the same or approximately the same, this is floating and by an additional force, e.g. a spring or hydraulic force, sealing pressed against the corresponding gear.
Wäre beispielsweise die von innen auf das Dicht element wirkende Kraft größer als die von außen wirkende Kompensationskraft, so /Zahnrad würde das Dichtelement an das entspredhende stark angepreßt und demgemäß bald verschleißen0 Der Ausgleich der Kompensationskräfte kann durch an sich bekannte Schlitze oder Nuten im Füllstück oder dem Dichtelement erfolgen, Da das Dichtelement schwimmend gelagert ist, ist es nicht erforderlich, daß es in die es aufnehmende Ausnehmung im Füllstück eingepaßt werden muß0 Toleranzfehler bei der Herstellung sind somit bedeutungslOao Auch kinn sich das Dichtelement infolge beim Lauf der Pumpe entstehender Wärme ungehindert ausdehnen, Die Erfindung befaßt sich weiterhin mit dem Problem der Lagerung des Hohlrades. Bekanntlich versucht das Ritzel beim Anlaufen das schwimmend gelagerte Hohlrad in den Zahneingriff zu ziehen, wodurch das Ritzel einem starken Verschleiß unterworfen wird0 Ausserdem wird der Durchmesser des Hohlrades, gleichgültig ob es hydrostatisch oder hydrodynamisch gelagert ist, kurz nach dem Anlaufen größer, was zu einem Fressen des Hohlrades führen kann.For example, the force acting on the sealing element from the inside would be greater than the compensation force acting from the outside, so / gear would be the sealing element strongly pressed against the corresponding and accordingly soon wear out0 The compensation the compensation forces can be achieved through known slots or grooves in the filler piece or the sealing element, since the sealing element is floating, is it is not necessary for it to fit into the recess in the filler piece that receives it Tolerance errors during manufacture are therefore important. Chin also the sealing element moves unhindered as a result of the heat generated when the pump is running expand, The invention is further concerned with the problem of the storage of Ring gear. As is well known, the pinion tries to float when it starts up Pulling the ring gear into meshing engagement, causing the pinion to wear heavily is subject0 In addition, the diameter of the ring gear, regardless of whether it is hydrostatically or hydrodynamically supported, larger shortly after starting, which can lead to seizure of the ring gear.
Um dies zu vermeiden wird das Hohlrad erfindungsgemäß nachgiebig gelagert. Um dies zu ermöglichen, stützt sich das Hohlrad, gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung einerseits auf eine im Gehäuse vorgesehene Lagerschale und andererseits auf eine oder mehrere,dieser gegenüberliegende Federn oder federnde Lagerelemente ab. Dies hat den Vorteil, daß der Zahneingriff mit Plankenspiel erfolgt, Die Zahnräder müssen daher nicht mit größter Genauigkeit hergestellt werden0 Weitere Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindunggemäßen Pumpe bzw. des Motors dargestellt sind. Es zeigens Pig, 1 eine Innenläuferzahnradpumpe im Querschnitt, Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie II - II in Sigo 1, Fig. 3 das Füllstück in der Draufsicht, Fig. 4 das Füllstück in der Seitenansicht, Fig. 5 eine andere Ausführung des Füllstücks in der Seitenansicht, Fig. 6 das gleiche Füllstück in der Draufsicht, Fig. 7 ein weiterse Füllstück, Pig. 8 ein sichelförmiges Füllstück, Fig. 9 eine mit zwei Füllstücken ausgestattete reversierbare Pumpe und Fig.10 ein zweiteiliges Füllstück.In order to avoid this, the ring gear is resiliently supported according to the invention. To make this possible, the ring gear is supported, according to a further feature of FIG Invention on the one hand on a bearing shell provided in the housing and on the other hand on one or more springs or resilient bearing elements lying opposite this away. This has the advantage that the meshing with Plank game takes place, the gears therefore do not have to be manufactured with the greatest possible accuracy0 Further features of the subject matter of the invention emerge from the drawings, in which various embodiments of the inventive pump or motor are shown. It shows Pig, 1 an internal rotor gear pump in cross section, FIG. 2 shows a partial section along the line II - II in Sigo 1, FIG. 3 shows the filler piece in plan view, FIG. 4 the filler piece in side view, FIG. 5 another Execution of the filler piece in the side view, Fig. 6 the same filler piece in the top view, FIG. 7 a further filler piece, Pig. 8 a sickle-shaped filler piece, FIG. 9 shows a reversible pump equipped with two fillers, and FIG. 10 shows a two-part filler piece.
Gemäß den Figo 1 bis 4 besteht die Pumpe aus einem angetriebenen Ritzel 1, einem mit diesem kämmenden, innenverzahnten Hohlrad 2 und einem halbsichelförmigen Füllstück 3, das sich gegen einen in Bohrungen 4, 5 der Gehäuseteile 6, 7 gelagerten bolzen 8 abstützt Um den Anpreßdruck des Füllstückes gegen den bolzen zu kompensieren, ist das Püllstück 5 an der Anlagefläche mit einem I>ruckfeld 9 in Porm einer Ausnehmung versehen, das über eine Längsbohrung 10 und eine Querbohrung 11 mit der Druckzone der Pumpe in Verbindung steht0 Die Querbohrung dient gleichzeitig als Entlastungs- und Vorfüllbohrung für die Zahnkammern des Hohlrades 2 und des Ritzels lo An der Außenseite des Füllstückes 3 befindet sich eine Ausnehmung 12, in die als Dichtelement eine Platte 13 mit Spiel eingesetzt ist, so daß sie sich bei Wärmeeinfluß in der Längsrichtung ausdehnen kann, Diese Platte steht unter der Wirkung von zwei Blattfedern 14, 15 (Fig. 6), die in Vertiefungen 16, 17 in der Ausnehmung 12 gelagert sind. Um zu gewährleisten, daß die Druckflüssigkeit unter die Platte 13 gelangen kann, befinden sich am Rand der Platte oder der anliegenden Wand der Ausnehmung 12 Nuten 18, 19o Während des Betriebes der Pumpe wird die Platte 13 gegen die Wand 20 der Ausnehmung 12 gedrückt, Um diesen Druck zu kompensieren ist es zweckmäßig, wie dies in Figo 4 gezeigt ist, die innere Kante 21 der Platte abzuschrägen, so daß zwischen Platte 13 und Ausnehmung 12 ein Kanal gebildet wird, in dem sich ein Gegendruck aufbauen Einem. Wie die Fig0 4 zeigt, ist in dem Füllstück eine Bohrung 22 zur Aufnahme des Füllstüokstiftes angeordnetO Die Lagerung des Hohlrades 2 erfolgt einerseits mittels einer in den Gehäusering 23 eingepaßten lagerschale 24 und andererseits durch zwei federnde Elemente 25, 26, die in Ausnehmungen 27, 28 des Gehäuseringes 23 eingesetzt sind und das Hohlrad, insbesondere beim Anlaufen gegen die Lagerschale drücken. Es versteht sich von selbst, daß alle Federelemente 14, 15, 25, 26 auch durch den gleichen Effekt bewirkende, unter Förderdruck stehende Kolben od. dgl. ersetzt werden können.According to FIGS. 1 to 4, the pump consists of a driven pinion 1, one with this meshing, internally toothed ring gear 2 and a semi-sickle-shaped Filler piece 3, which is mounted against one in bores 4, 5 of the housing parts 6, 7 bolt 8 supported To compensate for the contact pressure of the filler piece against the bolt, is the Püllstück 5 on the contact surface with a I> back field 9 provided in Porm a recess, which has a longitudinal bore 10 and a transverse bore 11 is in connection with the pressure zone of the pump 0 The cross hole serves at the same time as a relief and pre-fill hole for the tooth chambers of the ring gear 2 and the Pinion lo On the outside of the filler piece 3 there is a recess 12, in which a plate 13 is used as a sealing element with play, so that they are can expand in the longitudinal direction under the influence of heat, this plate is under the Effect of two leaf springs 14, 15 (Fig. 6), which are in recesses 16, 17 in the Recess 12 are mounted. To ensure that the hydraulic fluid is under the plate 13 can get, are located on the edge of the plate or the adjacent Wall of the recess 12 grooves 18, 19o During operation of the pump, the plate 13 pressed against the wall 20 of the recess 12 in order to compensate for this pressure it is expedient, as shown in Fig. 4, the inner edge 21 of the plate bevel so that a channel is formed between plate 13 and recess 12, in which a counterpressure builds up. As Fig0 4 shows, is in the filler piece a bore 22 for receiving the filler pin is arranged. The bearing of the ring gear 2 takes place on the one hand by means of a bearing shell fitted into the housing ring 23 24 and on the other hand by two resilient elements 25, 26, which are in recesses 27 28 of the housing ring 23 are inserted and the ring gear, especially when starting press against the bearing shell. It goes without saying that all spring elements 14, 15, 25, 26 which are under delivery pressure, which have the same effect Pistons or the like can be replaced.
Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Füllstück 29 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich dadurch, daß in einer weiteren Ausnehmung 30 eine Dichtleiste 31 eingesetzt ist, die unter der Wirkung einer Blattfeder 32 beim Anlaufen der Pumpe gegen die Platte 13 gedrückt wird. Ist die Pumpe im betrieb übernimmt diese Aufgabe die Druckflüssigkeit, die über Nuten 33 34 unter die Dichtleiste fließt, Die Dichtleiste 31 hat die Aufgabe, den Raum unter der Platte 13 metallisch abzudichten0 Ein genaues Einpassen der Platte 13 in die sie aufnehmende Ausnehmung ist somit nicht erforderlich0 Bei der Variante nach Fig. 7 weist das Füllstück 35 neben der Platte 13, drrirlan an dem Hohlrad anliegt, eine weitere Platte 36 auf, die ebenfalls unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder dichtend gegen das Ritzel angedrückt wird und schwimmend gelagert ist.The filler piece 29 shown in FIGS. 5 and 6 differs of the previously described only in that in a further recess 30, a sealing strip 31 is inserted, which under the action of a leaf spring 32 is pressed against the plate 13 when the pump starts up. Is the pump in operation? This task is taken over by the hydraulic fluid, which is fed via grooves 33 34 under the sealing strip flows, The sealing strip 31 has the task of making the space under the plate 13 metallic abzudichten0 A precise fitting of the plate 13 into the recess that receives it is therefore not necessary. In the variant according to FIG next to the plate 13, drrirlan rests on the ring gear, another plate 36, which is also under the action of a spring, not shown, sealing against the Pinion is pressed and is floating.
Das in der Figo 8 dargestellte sichelförmige Füllstück 37 ist für eine reversierbare Pumpe bestimmt. Es wird mittels zu beiden Seiten vorgesehenen Zapfen 38 im Pumpengehäuse beweglich oder aber starr befestigt und ist mit zwei äußeren Platten 13, 13t und wahlweise mit zwei inneren Platten 36, 36' ausgestattet. Im Gegensatz hieru weist die reversierbare Pumpe nach Pigo 9 zwei halbsiohelförmige Füllstücke 3, 32 auf, die sich gegen Bolzen 8, 82 abstützen und im übrigen dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Füllstück entsprechen.The sickle-shaped filler 37 shown in FIG. 8 is for a reversible pump determined. It is provided by means on both sides Pin 38 movably or rigidly attached in the pump housing and is with two outer plates 13, 13t and optionally with two inner plates 36, 36 'fitted. In contrast, the reversible pump according to Pigo 9 has two semisiohelf-shaped filler pieces 3, 32, which are supported against bolts 8, 82 and otherwise correspond to the filler piece shown in FIGS.
Das in der Figo 10 gezeigte Füllstück 39 besteht aus zwei Hälften 40, 41, die sich auf dem Bolzen 8 abstützen, Die beiden Hälften werden durch eine Blattfeder 42 auseinander gedrückt. Um die Druckzone zwischen den beiden Hälften in Richtung Bolzen 8 zu begrenzen, ist eine Bohrung 43 vorgesehen, in die eine durchgehende Dichtungsschnur 44 aus Gummi oder Kunststoff eingesetzt istThe filler piece 39 shown in FIG. 10 consists of two halves 40, 41, which are supported on the bolt 8, the two halves are supported by a Leaf spring 42 pressed apart. Around the pressure zone between the two halves to limit in the direction of the bolt 8, a bore 43 is provided in which a continuous Sealing cord 44 made of rubber or plastic is used
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