DE4124466C2 - Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Eine derartige Zahnradmaschine ist beispielsweise aus dem DE 88 06 388 U1 bereits bekannt. Bei derartigen Maschinen ergibt sich das Problem, daß zwischen Lagerkörper und Verschleißplatte ein Spalt entsteht. Dieser Spalt bildet eine Leckagestelle und führt zum Teil Hochdrucköl, das sich auf dem Weg zu den Lagerstellen erst langsam entlastet. Dadurch entstehen axiale Kräfte, die dem Prinzip des kontrollierten Axialspielausgleichs zuwiderlaufen und den Verband Verschleißplatte/Lagerkörper auseinanderzuschieben versuchen. Beim Abheben der meiste dünnen Verschleißplatte vom Lagerkörper würde die Zahnradpumpe extrem undicht, was den volumetrischen Wirkungsgrad sehr verschlechtert.

Eine gattungsgemäße Zahnradmaschine ist darüber hinaus auch aus der DE 29 33 808 A1 bekannt. Deren die Zahnkammern seitlich abdichtenden Platten sind zusätzlich und unabhängig von der Druckbeaufschlagung der Lagerkörper druckbelastet. Hiermit wird eine Durchbiegung der Platten erreicht, die örtlich begrenzte Abdichtstellen schafft. Diese Durchbiegung hat zwangsläufig einen aus o. g. Gründen unerwünschten Spalt zwischen den Lagerkörpern und den zugeordneten Platten zur Folge.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Verschleißplatten unter allen Betriebsbedingungen praktisch spaltfrei an den Lagerkörpern anliegen. Dadurch verbessert sich der Wirkungsgrad der Zahnradmaschine, da die Leckage äußerst gering bleibt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Be­ schreibung und Zeichnung wiedergegeben. Letztere zeigt in

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Zahnradpumpe, in

Fig. 2 einen Schnitt längs II-II nach Fig. 1, in

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen La­ gerkörper, in

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV längs nach Fig. 3, in

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen anderen Lagerkörper.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 30 das Gehäuse einer Zahnradpumpe bezeichnet, das durch zwei Deckel 31, 32 verschlossen ist. Im Gehäuseinneren 30A kämmen zwei Zahnräder 33, 34 im Außeneingriff miteinander. Deren Wellen 35, 36 sind in buchsen- oder brillenförmigen Lagerkörpern 37, 38 gelagert. Derartige Lagerkörper sind hinreichend bekannt. Die Welle 36 hat einen Fortsatz 36A, der durch eine im Deckel 31 ausge­ bildete Bohrung 31A mit Dichtung 40 nach außen dringt. Der Wellen­ fortsatz 36A dient zum Antrieb der Zahnradpumpe.

Zwischen den Lagerkörpern 37 und 38 und den Zahnrädern 33, 34 befin­ det sich je eine dünne Verschleißplatte 41, 42 aus starrem Werkstoff mit einer hochwertigen, den Zahnrädern zugewandten Verschleiß­ schicht. Verschleißplatte plus Lagerkörper 37 haben ein geringes axiales Spiel im Gehäuse. Um Leckverluste zwischen den Verschleiß­ platten 41 und 42 und den Zahnradseitenflächen zu verhindern, müssen die Verschleißplatten 41, 42 dicht an die Zahnradseitenflächen ange­ legt werden. Dies geschieht mit Hilfe zweier Druckfelder A und B, welche sich zwischen dem Lagerkörper 37 und dem Deckel 32 befinden. Deren Form geht aus Fig. 2 hervor. Das Druckfeld A erstreckt sich von der Hochdruckseite entlang des Außenumfangs des Lagerkörpers 37, reicht aber nicht bis zur Niederdruckseite. Die Hochdruckseite HD ist gekennzeichnet durch eine das Gehäuse durchdringende Bohrung 44; sie mündet in eine Ausnehmung 43, die mit dem Druckfeld A verbunden ist. Das Druckfeld B liegt radial innerhalb des Druckfeldes A, hat ebenfalls etwa die Form einer Drei und reicht wesentlich weiter bis zur Niederdruckseite hin, die gekennzeichnet ist durch eine das Ge­ häuse durchdringende Bohrung 46, die in eine Ausnehmung 45 mündet. Daraus ist zu erkennen, daß das Druckfeld A stets von der Hochdruck­ seite her beaufschlagt ist, das Druckfeld B ist über einen gesteuer­ ten Druck beaufschlagt, der sich über einen Kanal 51 im Lagerkörper 37 wie auch im Deckel 32 fortpflanzt. Darauf ist jedoch nicht näher eingegangen.

Wichtig ist auch, daß der Spalt zwischen Verschleißlatten 41 und 42 und den Lagerkörpern 37 und 38 möglichst gering oder Null ist. Zu diesem Zweck sind - wie die Fig. 3 und 4 zeigen - an der der Dichtplatte 41 zugewandten Oberfläche des Lagerkörpers mehrere, im Querschnitt kleine bogenförmige Nuten 50 bis 54 ausgebildet, die sich von der Niederdruckseite ND bzw. der Ausnehmung 45 und mög­ lichst weit außen am Umfang des Lagerkörpers bis in die Nähe der Ausnehmung 43 an der Hochdruckseite HD erstrecken. Das von der Hoch­ druckseite zur Lagerung der Wellen 35 und 36 fließende Lecköl wird in den genannten Nuten aufgefangen und nahezu drucklos zur Nieder­ druckseite geführt. So kann sich zwischen den Verschleißplatten und den Lagerkörpern kein Druck aufbauen, und die sichere Anlage der Verschleißplatten an die Lagerkörper ist gewährleistet.

Die genannte Entlastung kann - wie die Fig. 5 zeigt - auch anders ausgebildet sein. In der oberen Hälfte des Lagerkörpers ist wiederum eine bogenförmige Nut 55 mit größerem Querschnitt ausgebildet, aber mit dem gleichen Verlauf, wobei jedoch Inseln 56 stehen bleiben. Dies ist vorteilhaft, damit sich die verhältnismäßig dünnen Ver­ schleißplatten 41, 42 nicht durchbiegen können. Eine andere Lösung zeigt die untere Hälfte der Fig. 5. Hier ist eine labyrinthartige Nut 57 vorgesehen, die sich nach etwa dem halben Umfangsweg in eine schmale Nut 58 ausläuft. Die labyrinthähnliche Nut 57 hat einen re­ lativ großen Gesamtquerschnitt verhindert jedoch ein Verbiegen der Verschleißplatten durch die stehengebliebenen Inseln.

Die Druckfelder A und B sind nur auf einer Seite der Zahnradmaschi­ nen notwendig.

Claims (3)

1. Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei im Außeneingriff be­ findlichen Zahnrädern (33, 34), deren Antriebswellen (35, 36) in beidseits der Zahnräder angeordneten buchsen- oder brillenförmigen Lagerkörpern (37, 38) gelagert sind, wobei beidseits zwischen den Zahnrädern und den Lagerkörpern je eine Verschleißplatte (41, 42) angeordnet ist, die durch auf den Lagerkörper (37) einwirkende Druckfelder (A und B) in dichtende Berührung mit den Zahnradseiten­ flächen gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den den Ver­ schleißplatten (41, 42) zugewandten Oberflächen der Lagerkörper (37) Nuten (51 bis 54; 55 bis 57) mit geringem Querschnitt ausgebildet sind, die sich von der Niederdruckseite (ND) in Richtung zur Hoch­ druckseite (HD) erstrecken, aber vor dieser enden.

2. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (51 bis 54) bogenförmig ausgebildet sind, parallel zueinander verlaufen und sich möglichst weit am Außendurchmesser des Lagerkör­ pers befinden.

3. Zahnradmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (57) teilweise labyrinthartig ausgebildet sind und in einem einzigen Nutzweig (58) enden, der nicht bis zur Hochdruckseite ver­ läuft.