DE2610138A1

DE2610138A1 - GEAR MACHINE (PUMP OR MOTOR)

Info

Publication number: DE2610138A1
Application number: DE19762610138
Authority: DE
Inventors: Guenter Wolff
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1977-09-15
Also published as: FR2343888B3; FR2343888A1; GB1556298A; IT1077654B

Description

I6.2.I976 Wd/HtI6.2.I976 Wd / Ht

Anlage zurAttachment to

Patent- undPatent and

GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Gear machine (pump or motor)

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit im Außeneingriff miteinander kämmenden Zahnrädern. The invention relates to a gear machine (pump or motor) with externally meshing gears.

Derartige, beispielsweise als Zahnradpumpen ausgebildete Maschinen liefern bekanntlich keinen ganz konstanten Förderstrom infolge der endlichen Anzahl der Pörderelemente (Zähne), d. h. der Förderstrom ist ungleichförmig. Dessen Ungleichförmigkeit ist definiert zuSuch machines, for example designed as gear pumps It is well known that they do not deliver a completely constant flow rate due to the finite number of conveyor elements (teeth), d. H. the flow rate is uneven. Its irregularity is defined as

S-S-

V - V .
max mm V - V.
max mm

V
mittelV
middle

709837/0366709837/0366

In Figur 5 ist diese Ungleichformigkeit grafisch dargestellt, wobei auf der Abszisse der Drehwinkel und auf der Ordinate der Förderstrom aufgetragen sind. Die Ungleichförmigkeit ist durch die parabelförmigen Bögen gekennzeichnet, deren regelmäßiger Abstand 2TT geteilt durch die Zähnezahl ist. Im Punkt 1 ist der Förderstrom am geringsten (V. ), im Punkt 2 ist er amIn figure 5, these Ungleichformigkeit is shown graphically, wherein the abscissa represents the rotational angle and the ordinate represents the flow rate. The irregularity is characterized by the parabolic arcs, the regular spacing of which is 2TT divided by the number of teeth. At point 1 the flow rate is lowest (V.), at point 2 it is at

mmmm

größten (V., ). Der Ungleichförmxgkeitsgrad hat ein ungleichmax largest (V.,). The degree of irregularity has an unequal max

förmiges Drehmoment und unerwünschte Geräusche zur Folge.Shaped torque and unwanted noises result.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Zahnradmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die ein besonders günstiges Betriebsverhalten zeigt.It is an object of the invention to provide a gear machine of the type mentioned in the opening paragraph that is particularly inexpensive Shows operating behavior.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß von der Niederdruckseite der Maschine ein im Gehäuse verlaufender Kanal zur Hochdruckseite führt und von dieser einen Druckmittelstrom zur Niederdruckseite leitet, welcher der Förderstromschwankung entspricht.This is achieved according to the invention in that from the low-pressure side of the machine a channel running in the housing leads to the high pressure side and from this leads a pressure medium flow to the low pressure side, which the flow rate fluctuation is equivalent to.

Auf diese Weise erreicht man, daß die Förderstromschwankung bzw. der Ungleichförmigkeitsgrad des Förderstroms zu null werden. Damit wird auch das Drehmoment gleichförmig, und Geräusche werden wesentlich reduziert. Das wirkt sich günstig auf die Lebensdauer der Maschine aus.In this way it is achieved that the flow rate fluctuation or the degree of irregularity in the flow rate becomes zero. With this, the torque also becomes uniform, and noise becomes significantly reduced. This has a positive effect on the service life of the machine.

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

Fig. 1 einen Schnitt längs I-I nach Fig. 2; Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Zahnradmaschine 1 shows a section along II according to FIG. 2; Fig. 2 is a longitudinal section through the gear machine

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Lagerkörper -_} Fig. 3 is a plan view of a bearing body - _}

Fig. 4 eine Ansicht des Lagerkörpers mit Teilschnitt längs der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 3;4 shows a view of the bearing body with a partial section along the cutting line IV-IV of Figure 3;

7098 3 7/03667098 3 7/0366

- 3-- 3-

Pig. 5 ein Diagramm.Pig. 5 is a diagram.

Die Zahnradpumpe besitzt ein Gehäusemittelteil 1O₃ das beidseitig durch Deckel 11, 12 verschlossen idt. Im Gehäusemittelteil 10 ist eine durchgehende Ausnehmung 13 ausgebildet, welche durch zwei sich überschneidende Bohrungen 14, 15 entstanden ist, so daß die Ausnehmung etwa die Form einer Acht besitzt. In der Ausnehmung 15 sind in derselben Achsrichtung und einander gegenüberliegend zwei buchsenförmige Lagerkörper 16, 17 angeordnet, in deren fluchtenden Bohrungen 18, 19 Wellenzapfen 20, 21 eines Zahnrads 22 gelagert sind.The gear pump has a housing middle part 10 ₃ which is closed on both sides by covers 11, 12. In the middle part 10 of the housing, a continuous recess 13 is formed, which is created by two intersecting bores 14, 15, so that the recess has approximately the shape of a figure eight. In the recess 15, two sleeve-shaped bearing bodies 16, 17 are arranged in the same axial direction and opposite one another, in whose aligned bores 18, 19 shaft journals 20, 21 of a gear 22 are mounted.

In der Bohrung 14 sind in derselben Achsrichtung und einander gegenüberliegend zwei buchsenförmige Lagerkörper 23, 24 angeordnet, in deren fluchtenden Bohrungen 25, 26 Wellenzapfen 27, 28 eines Zahnrads 29 gelagert sind, welches mit dem Zahnrad 22 im Außeneingriff kämmt. Der Wellenzapfen 28 hat einen Fortsatz 30; welcher durch eine im Deckel 12 ausgebildete Bohrung 31 über diesen hinausdringt und zum Antrieb der Zahnradpumpe dient. In die Ausnehmung 13 dringt von der einen Seite eine Gehäusebohrung 32 ein, welche im Pumpenbetrieb mit einem nicht dargestellten Behälter in Verbindung steht (Niederdruckseite), von der entgegengesetzten Seite achsgleich eine Gehäusebohrung 33 ₃ welche zu einem nicht dargestellten Verbraucher Verbindung h«.t (Hochdruckseite). In the bore 14 two sleeve-shaped bearing bodies 23, 24 are arranged in the same axial direction and opposite one another, in whose aligned bores 25, 26 shaft journals 27, 28 of a gear 29 are mounted, which meshes with the gear 22 in external engagement. The shaft journal 28 has an extension 30; which penetrates through a bore 31 formed in the cover 12 and serves to drive the gear pump. A housing bore 32 penetrates into the recess 13 from one side, which is in connection with a container (not shown) during pump operation (low-pressure side), and from the opposite side a housing bore 33 ₃ which is coaxially connected to a consumer (not shown) is connected ( High pressure side).

An den den Zahnradseitenflächen zugewandten ebenen Seitenflächen der Lagerkörper 16, 23 sind der Niederdruckseite zugewandt, länglich verlaufende Ausnehmungen 34, 35 ausgebildet, welche aber nicht bis zur Mitte der Lagerkörper verlaufen. Ähnliche Ausnehmungen 36, 37 sind an den gegenüberliegenden Seiten der Lagerkörper ausgebildet, also der Hochdruckseite zugewandt. Von der Ausnehmung 35 verläuft im Lagerkörper l6 und parallel zu dessen Oberfläche und Seitenfläche 40 eine Bohrung 38 in Richtung zur Gehäusebohrung 33. In diese Bohrung mündet ein schmaler Schlitz 39,On the flat side surfaces of the bearing bodies 16, 23 facing the gear wheel side surfaces, they face the low-pressure side, elongated recesses 34, 35 formed, but which do not run to the middle of the bearing body. Similar recesses 36, 37 are on the opposite sides of the bearing body formed, so facing the high pressure side. From the recess 35 runs in the bearing body l6 and parallel to its surface and side surface 40 a bore 38 in the direction of the housing bore 33. A narrow slot 39 opens into this bore,

709837/0366 - *» "709837/0366 - * »"

welcher von der zahnradseitigen Oberfläche des Lagerkörpers 16 ausgeht. Dies ist in den Figuren 3 und 4 deutlich zu erkennen. Der Schlitz 39 liegt etwa in der Mitte zwischen der Seitenfläche 40 des Lagerkörpers und dessen die Welle 20 aufnehmender Bohrung l8. Der Schlitz erstreckt sich beinahe parallel zur Planfläche 40, seine Länge ist etwas geringer als die mittlere Zahnbreite. Er geht aus von einer gedachten, die Zahnradwellenmitten schneidenden Ebene a und erstreckt sich in Richtung zur Gehäusebohrung 33. Daraus ist zu erkennen, daß der Schlitz 39 auf der Seite liegt, an der Hochdruck herrscht, während die Bohrung 38 in der Ausnehmung 35 an einer Stelle mündet, an der Niederdruck herrscht.which starts from the surface of the bearing body 16 on the gear wheel side. This can be clearly seen in FIGS. 3 and 4. The slot 39 lies approximately in the middle between the side surface 40 of the bearing body and its bore which receives the shaft 20 l8. The slot extends almost parallel to the plane surface 40, its length is slightly less than the average tooth width. It is based on an imaginary plane a that intersects the gear shaft centers and extends in the direction of the housing bore 33. From this it can be seen that the slot 39 is on the side where there is high pressure, while the bore 38 is in the Recess 35 opens at a point where there is low pressure.

Im Betrieb der Zahnradmaschine als Pumpe drehen sich die Zahnräder in der in der Fig. 1 eingezeichneten Pfeilrichtung. Druckmittel wird von der niederdruckseitigen Gehäusebohrung 32 entlang der Gehauseausnehmung 13 zur hochdruckseifcxgen Gehäusebohrung 33 gefördert. Wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen sind, sehwankt der För-derstrom, bedingt durch die endliche Zähnezahl - dauernd zwischen einem maximalen Wert V und einem minimalen WertWhen the gear machine is operated as a pump, the gears rotate in the direction of the arrow shown in FIG. 1. Pressure medium is from the low-pressure side housing bore 32 along the Housing recess 13 promoted to the high-pressure soap housing bore 33. If no special measures are taken, the flow rate fluctuates continuously, due to the finite number of teeth between a maximum value V and a minimum value

maxMax

V . (Siehe Fig. 5)· Dort ist eine Menge Q schraffiert eingezeichnet, welche zwischen den Punkten 1, 2 und 3 liegt und die dem pulsierenden Strom entspricht. Die gesamte Menge Q erhält man durch Integration der Förderstromparabel über der Zeit t^, - t. (dies entspricht der Zeit, die verstreicht, wenn ein Zahnrad einen Drehwinkel von einer Zahnteilung zurücklegt). Durch die er findungs gernäße Maßnahme wird die pulsierende Menge Q ständig von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite zurückgeführt, und zwar über den Schlitz 39 und die Bohrung 38. Der Querschnitt des Schlitzes 39 kann mit Hilfe der Ausflußformel als Funktion der Durchflußmenge bei einer vorgegebenen Druckdifferenz Δ Ρ gefunden werden. Er istV. (See Fig. 5) There a set Q is shown hatched, which lies between points 1, 2 and 3 and which corresponds to the pulsating current. The entire set Q is given one by integrating the flow rate parabola over time t ^, - t. (This corresponds to the time that elapses when a gear wheel covers an angle of rotation of one tooth pitch). By he inventive measure, the pulsating amount Q is constantly returned from the high pressure side to the low pressure side, via the slot 39 and the bore 38. The cross section of the slot 39 can be found with the aid of the discharge formula as a function of the flow rate at a predetermined pressure difference Δ Ρ will. He is

_ Q _ Q

A =A =

Über diesen aus Schlitz und Bohrung gebildeten Kanalquerschnitt fließt also dauernd die Menge Q von der Hochdruckseite zur Nie-About this channel cross-section formed from the slot and hole So the quantity Q flows continuously from the high pressure side to the low

709837/0366709837/0366

■ - 5 -■ - 5 -

derdruckseite. Dabei muß sich der Kanalquerschnitt über dem Drehwinkel proportional dem Durchfluß ändern. Dies.geschieht dadurch, daß der Schlitz 39 im Punkt 2 nach Figur 5 voll geöffnet ist, während er in den Punkten 1 und 3 durch einen Zahn vollständig überdeck!; ist.the print side. The channel cross-section must be above the angle of rotation change proportionally to the flow. This is done by that the slot 39 is fully open in point 2 of Figure 5, while it is completely open in points 1 and 3 by a tooth above deck !; is.

Anstatt des schmalen Schlitzes 39 kann natürlich auch ein anderer Kanalquerschnitt treten, z. B. auch eine Bohrung oder eine Längsnut. Die Ergebnisse sind dann vielleicht nicht immer optimal. Die beschriebene Lösung hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen. Instead of the narrow slot 39, another one can of course also be used Channel cross-section occur, z. B. also a bore or a longitudinal groove. The results may then not always be optimal. The solution described has proven to be particularly useful.

Der oben beschriebene Kanal ist nur in einem Lagerkörper ausgebildet. Er könnte jedoch auch in einem zweiten Lagerkörper an einei entsprechenden Stelle ausgebildet sein, nur wäre dann der Durchflußquerschnitt (Schlitz) beider Kanäle nur noch halb so groß,The channel described above is only formed in one bearing body. However, it could also be formed in a second bearing body at a corresponding point, only then would be the Flow cross-section (slot) of both channels only half as large,

Bei Zahnradmaschinen, bei denen die Zahnradwellen nicht in Lagerkörpern gelagert sind, sondern direkt im Gehäuse, ist der erfindungsgenäße Kanal im Gehäuse selbst ausgebildet. Er kann dort teilweise durch Eingießen hergestellt werden. Einfacher ist es natürlich, wie gezeichnet und beschrieben, Lagerkörper vorzusehen. In gear machines where the gear shafts are not in bearing bodies are stored, but directly in the housing, is the inventive Channel formed in the housing itself. It can partly be produced there by pouring. It is easier of course, as drawn and described, to provide bearing bodies.

- 6 709837/0366 - 6 709837/0366

Claims

Claims ·. hey

C1J gear machine (pump or motor) with external meshing with each other meshing gears, characterized in that from the low-pressure side (32) of the machine a Channel (38, 39) leads to the high pressure side (33) and from this leads a pressure medium flow (Q) to the low pressure side, which corresponds to the flow rate fluctuation.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the mouth cross-section (39) of the channel on the high pressure side in the area of the teeth and is proportional to the angle of rotation Flow rate fluctuation changes.

3. Machine according to claim 1 and / or 2, characterized in that the channel cross-section (39) on the high pressure side is fully open when the flow rate reaches its maximum value

"and that the cross-section is completely closed when the Flow rate has reached its lowest value.

4. Gear machine according to one of claims 1 to 3 *, characterized in that that the mouth of the channel (38, 39) on the high pressure side is designed as a narrow slot (39) and in one area

. which is close to the plane connecting the centers of the gear shafts lies, but is offset towards the pressure side in such a way that its edge on the low pressure side extends approximately as far as the plane mentioned, that the length of the canal is almost perpendicular to the

709837/0366

This plane runs and lies on a radius that is the pitch circle radius of the gear and that the length of the slot is slightly less than a tooth pitch.

5. Machine according to claim 1, characterized in that the channel is formed in a bearing body (16) receiving the gear shafts and that the channel part (39) with the slot-like mouth penetrates into a bore (38) which runs in the bearing body to a recess (35) on the pressure side in the bearing body leads.

709837/0366