DE2810516A1

DE2810516A1 - Zahnradmaschine (pumpe oder motor)

Info

Publication number: DE2810516A1
Application number: DE19782810516
Authority: DE
Inventors: Theodorus Henricus Dipl Korse
Original assignee: Korse theodorus Henricus dipl-Ing
Current assignee: Korse theodorus Henricus dipl-Ing
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1978-03-10
Publication date: 1979-09-13
Also published as: EP0004119A2; EP0004119A3

Description

Dipl.-lng. T. Korse, De Hazelaar 111, Zevenaar (Niederlande) Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor)

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei hydraulisch parallel geschalteten, axial zueinander angeordneten, durch eine Zwischenplatte voreinander getrennten Zahnradpaaren mit im Außeneingriff oder Inneneingriff ohne oder nahezu ohne Flankenspiel kämmenden, gerad- oder schrägverzahnten Zahnrädern, deren Zahnradwellen drehbar gelagert sind in im Gehäuse angeordneten Lagerkörpern oder in im Gehäuse und Gehäusedeckel angeordneten Lagerbuchsen.

Bei der aus der DT-PS 973 994 bekannten Zahnradmaschine sind die mit Flankenspiel kämmenden Zahnräder der geradverzahnten identischen Zahnradpaare um eine halbe Zahnteilung in Umfangsrichtung zueinander versetzt. Dadurch wird erreicht, daß die momentanen Förderströme der zwei Zahnradpaare in Gegenphase verlaufen. Durch die Parallelschaltung der zwei Zahnradpaare werden die in Gegenphase verlaufenden momentanen Förderströme addiert, wodurch die resultierende Förderstromschwankung der Zahnradmaschine etwa ein Viertel der Förderstromschwankung eines einzelnen Zahnradpaares beträgt. Die Förderstromschwankung ist gleich der Differenz aus dem maximalen und minimalen momentanen Förderstrom, bezogen auf den mittleren Förderstrom.

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Bei dieser Zahnradmaschine bleibt trotz der verhältnismäßig geringen Pörderstromschwankung der Zahnradmaschine die FörderStromschwankung der einzelnen Zahnradpaare unverändert groß, was immer noch starke Geräusche verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der nicht nur die Förderstromschwankung der Zahnradmaschine, sondern auch die ForderStromschwankung der einzelnen Zahnradpaare stark verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzahnung der zwei auf einer Zahnradwelle angeordneten Zahnräder in Radmitte betrachtet ein Viertel Zahnteilung zueinander in Umfangsrichtung versetzt ist.

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fortschritt beruht auf mehreren Vorteilen: Die Förderstromschwankung der einzelnen Zahnradpaare ist auf etwa ein Viertel der Pörderstromschwankung eines vergleichbaren Zahnradpaares mit Flankenspiel reduziert. Dadurch ist die Förderstromschwankung des Förderstromes der Zahnradmaschine auf etwa ein Sechzehntel dieses Wertes verringert. Der Schalldruckpegel und die Druckpulsation dieser Zahnradmaschine sind dementsprechend sehr gering.

Optimale Verhältnisse werden auch dann noch erreicht, wenn der Versatz der Zahnräder zueinander bis zu So %

größer oder kleiner als ein Viertel Zahnteilung ist.

Ist auf einer Zahnradwelle ein schrägverzahntes Zahnrad mit links steigender Flankenrichtung und ein schrägver-

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zahntes Zahnrad mit rechts steigender Flankenrichtung angeordnet, kann der Steg in der Zwischenplatte mit geraden Seitenwänden ausgebildet sein, was eine erhebliche Vereinfachung bei der Herstellung bedeutet.

Haben die auf einer Zahnradwelle angeordneten, schrägverzahnten Zahnräder diegleiche Flankenrichtung, muß der

teilweise
Steg der Zwischenplatte^schräge Seitenwände haben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 den Förderstrom in Abhängigkeit vm Verdrehungswinkel einer Zahnradmaschine mit Flankenspiel und. einem Zahnradpaar,

Fig. 2 den Förderstrom in Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel einer Zahnradmaschine ohne oder nahezu ohne Flankenspiel und mit einem Zahnradpaar,

einzelnen
Fig. 3 die^Förderströme und deren Summe in Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel einer Zahnradmaschine mit zwei parallel geschalteten Zahnradpaaren ohne oder nahezu ohne Flankenspiel,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV aus Fig. 5, Fig. 5 den Schnitt V-V aus Fig. 4, Fig. 6 den Schnitt VI-VI aus Fig. 4,

Fig. 7 eine abgewandelte Ausfuhrungsform in dem Schnitt wie in Fig. 6,

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Pig. 8 eine weitere Abwandlung der Erfindung im Schnitt wie in Fig. 6 und

Fig. 9 eine dritte abgewandelte Ausfuhrungsform der Erfindung im Schnitt wie in Fig. 4.

Für eine Gerad- oder Schrägverzahnung mit Flankenspiel hat der bekannte momentane Förderstrom 1, der von der durch die Zahnkraft beaufschlagten, sogenannten primären Zahnflanke gefördert wird, als Funktion des Verdrehungswinkels, betrachtet in Radmitte der Verzahnung des treibenden Rades, den aus Fig. 1 ersichtlichen Verlauf. Die Dauer der Periode des momentanen Förderstroms beträgt im Bogenmaß gemessen 2 // , wobei Z die Zähnezahl des treibenden Rades ist. ^Z

Wenn die Gerad- oder Schrägverzahnung kein oder nahezu kein Flankenspiel hat, nimmt nicht nur die primäre Zahnflanke an dem Fördervorgang teil, sondern auch die von der Zahnkraft nicht beaufschlagte, sogenannte sekundäre Zahnflanke. Da die sekundäre Zahnflanke gerade um den Bogen TT später oder früher in Eingriff kommt, ist der

Z
momentane Förderstrom 2 der sekundären Zahnflanke gegenüber dem momentanen Förderstrom 1 der primären Zahnflanke um den Bojen ■=■ verschoben, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Sind die druckseitigen und saugseitigen Ausnehmungen zum Entlasten von Quetschflüssigkeit ausreichend gemessen, wechseln die Förderströme der primären und der sekundären Zahnflanke einander regelmäßig ab, wodurch ein momentaner Förderstrom 3 eines gerad- oder schrägverzahnten Zahnrad-

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paares ohne oder nahezu ohne Flankenspiel entsteht, dessen Förderstromschwankung auf ein Viertel verringert ist und dessen Periodendauer auf — halbiert ist., verglichen mit»' derjenigen des Förderstroms 1.

Wenn zwei gerad- oder schrägverzahnte Zahnradpaare ohne oder nahezu ohne Flankenspiel parallel geschaltet werden, müssen zur Erzielung der erfindungsgemäßen reduzierten Förderstromschwankung die aus Fig. 3 ersichtlichen zwei Förderströme 3 und 4 der einzelnen Zahnradpaare in Gegenphase verlaufen oder um einen Bogen —- in Phase verschoben sein. Dies bedeutet konstruktiv, daß die in Radmitte betrachtete Verzahnung der zwei auf einer Welle angeordneten Zahnräder um den Bogen y-=· oder ein Viertel Zahnteilung zueinander versetzt sein müssen. Ist der Versatz bis zu SO % größer oder bis zu 5Ό % kleiner als , werden noch ausreichend gute Ergebnisse erzielt.

Die Summe der Förderströme 3 und 4 ist der Förderstrom 5 der Zahnradmaschine mit zwei parallel geschalteten Zahnradpaaren ohne oder nahezu ohne Flankenspiel. Die Förderstromschwankung ist, wie aus Fig. 3 leicht ersichtlich ist, etwa ein Viertel der Förderstromschwankung eines einzelnen Zahnradpaares ohne oder nahezu ohne Flankenspiel oder ein Sechzehntel der Förderstromschwankung eines einzelnen Zahnradpaares mit Flankenspiel. Die Dauer der Periode beträgt im Bogenmaß gemessen .

Die Zahnradmaschine hat, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ein Gehäuse 6, das beidseitig durch Gehäusedeckel 7 und 8 verschlossen ist. In dem Gehäuse 6 ist eine durchgehende Gehäuseöffnung 9, die durch zwei sich teilweise überschnei-

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dende Längsbohrungen 10 und 11 gebildet wird. Dadurch hat die Gehäuseöffnung 9 die Form einer Acht. In der Längsbohrung 10 sind zwei Lagerkörper 12 und 13 mit Lagerbohrungen 14 und 15 angeordnet, in denen eine Welle 16 drehbar gelagert ist. In der Längsbohrung 11 sind zwei Lagerkörper 17 und 18 mit Lagerbohrungen 19 und 20 angeordnet, in denen eine Antriebswelle 21 drehbar gelagert ist.

Zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten 32 und 33 zweier hydraulisch parallel geschalteter Zahnradpaare und 25 mit ohne oder nahezu ohne Flankenspiel kämmenden Zahnrädern 26,27,28,29 ist eine Zivischenplatte 30 angeordnet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Verzahnungen der Zahnräder 26_f unü27,29erfindungsgeinäss in Radmitte über einen Bogen von oder ein Viertel Zahnteilung zueinander versetzt. Treibend sein können entweder die Zahnräder 26 und 28,26 und 29 oder 27 und 28. In den Lagerkörpern 12,13,17,18 und in der Zwischenplatte 30 sind im Eingriffsbereich an den Zahnrädern zugewandten Seitenflächen die druckraumseitigen und saugraumseitigen Ausnehmungen 35,39,37,41,36,40,38,42 zum Entlasten von Quetschflüssigkeit angebracht.

V/ie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, sind die Ausnehmungen -35»36,37»38 zum Entlasten von Quetschflüssigkeit an den voreilenden Stirnseiten 33 und 31 aus der Lage etwa symmetrisch zum Pol P um eine Distanz —p— in Richtung Saugraum S und die Ausnehmungen 39*40,41,42 zum Entlasten von .Quetschflüssigkeit an den nacheilenden Stirnseiten 34- und 32 aus der Lage etwa s;pinietrisch zum Pol P um die gleiche Distana "~ö~ i-ⁿ Richtung Druckraum D verschoben.

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Die Stege haben, verglichen mit denjenigen einer gleichen Verzahnung mit Flankenspiel, die halbe Breite 55.

Wenn nicht, wie in den Fig. 4,5,6 veranschaulicht ist, auf jeder welle 16,21 zwei Zahnräder 27,29 bzw. 26,28 mit gleichgerichteter Flankensteigung, sondern wie aus S'ig. ersichtlich ist,Zahnräder 43 und 44 mit verschieden gerichteter Flankensteigung angeordnet sind,ist in der Zwischenplatte 30 insgesamt nur eine druckraumseitige Ausnehmung 45 und nur eine saugraumseitige Ausnehmung zum Entlasten von Quetschflüssigkeit ausgebildet, weil die druckraumseitig einander gegenüberliegenden und die saugraumsextig einander gegenüberliegenden Ausnehmungen miteinander fluchten.

Die in Radmitte betrachteten Verzahnungen der zwei auf einer Welle angeordneten Zahnräder 43,44 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ebenfalls erfindungsgemäß etwa um einViertel Zahnteilung zueinander in Umfangsrichtung versetzt.

Bei der in Fig. 8 veranschaulichten Zahnradmaschine mit dem Schrägungsv.inkel null, das heißt mit geradverzahnten Zahnrädern, sind die Verzahnungen der zwei auf einer Welle angeordneten Zahnräder 47 und 48 wiederum in erfindu/igsgemäßer Weise un etwa ein Viertel Zahnteilung zueinander versetzt. Die Stegbreite 55 ist unverändert geblieben. Bei dem Schrägungswinkel null ist der Steg symmetrisch zu ■■ der Fläche durch die Achsen der zwei Wellen angeordnet.

Bei der Zahnradmaschine nach Fig. 9 sind die Zahnradwellen 16 und 21 nicht in Lagerkörpern, sondern in einem Gehäuse 49 und einem Gehäusedeckel 50 angeordneten Lagerbuchsen 51,52,53,54 gelagert.

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Claims

Ansprüche

Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei hydraulisch parallel geschalteten, axial zueinander angeordneten, durch eine Zwischenplatte voneinander getrennten Zahnradpaaren .mit im Außeneingriff oder Inneneingriff ohne oder nahezu ohne Flankenspiel kämmenden geradverzahnten oder schrägverzahnten Zahnrädern, deren Zahnradwellen drehbar gelagert sind in im Gehäuse angeordneten Lagerkörpern oder in im Gehäuse und Gehäusedeckel angeordneten Lagerbuchsen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung der zwei auf einer Zahnradwelle (16,21) angeordneten Zahnräder (27 , 2 9*^ , 28 ^3, 4% ^&ll, 48) in Radmitte betrachtet ein Viertel Zahnteilung zueinander in Umfangsrichtung versetzt ist.

Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenrzeich-

und oder net, daß der Versatz der Zahnräder (27,29,26,28 43,

oder

44 47,48) zueinander bis zu 50 % größer oder kleiner als ein Viertel Zahnteilung ist.

3. Zahnradmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Zahnradwelle ein schrägverzahntes Zahnrad (44) mit links steigender Flankenrichtung und ein schrägverzahntes Zahnrad (43) mit rechts steigender Flankenrichtung angeordnet ist.

4. Zahnradmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer Zahnradwelle (16,21) angeordneten, schrägverzahnten Zahnräder ( 27,29 und 26,28) die gleiche Flankenrichtung haben.

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