EP0293585B1

EP0293585B1 - Reversierbare Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor)

Info

Publication number: EP0293585B1
Application number: EP19880106171
Authority: EP
Inventors: Hayno Dipl.-Ing. Rustige
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-05-30
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1991-06-12
Anticipated expiration: 2008-04-19
Also published as: DE3863235D1; EP0293585A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Zahnradmaschine ist bekanntgeworden aus der DD-B 157 874. Bei dieser bekannten Maschine befinden sich in Verbindungskanälen von der Hoch- bzw. Niederdruckseite zu den Druckfeldern und zu einem Leckölraum zwei Steuerventile, welche die Aufgabe haben, die Druckfelder jeweils mit der Hochdruckseite und einen Leckölkanal jeweils mit der Niederdruckseite zu verbinden. Eine derartige Zahnradmaschine hat den Nachteil, daß sie zwei Steuerventile benötigt, was einen erheblichen Einbauraum bedingt und außerdem hohe Kosten verursacht.
Es ist weiterhin eine Zahnradmaschine aus der DE-A 2 403 319 bekanntgeworden, die ähnliche Druckfelder zeigt und die ebenfalls für sogenannten Reversierbetrieb, d.h. Betrieb in beiden Drehrichtungen geeignet ist. Bei dieser Maschine befindet sich auf jeder Seite der Zahnräder zwischen den Druckräumen der Druckfelder und den Lagerkörpern mindestens eine Dichtung zum Abgrenzen derselben, wobei die Dichtungen so ausgebildet sind, daß sie einen U-förmigen Querschnitt besitzen, wobei die Basisseite der Dichtplatte zugewandt ist, und daß innerhalb dieser Dichtung noch ein Stützkörper vorgesehen ist. Eine derartige Maschine hat den Nachteil, daß die Beaufschlagung der Druckfelder nicht willkürlich erfolgen kann, sondern an die Druckverhältnisse in der Maschine gebunden sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Beaufschlagung mindestens zweier Druckfelder durch nur ein Ventil steuerbar ist, wodurch das Betriebsverhalten der Maschine sehr anpassungsfähig ist und wobei der konstruktive Aufwand sich in vertretbaren Grenzen hält.

(Fortsetzung ursprüngliche Seite 2 "Zeichnung")

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung wiedergegeben. Diese zeigt in Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Zahnradmotor, in Figur 2 einen Querschnitt längs II-II nach Figur 1, Figur 3 einen Querschnitt längs III-III nach Figur 2, Figur 4 eine Einzelheit.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Zahnradmotor weist ein Gehäuse 10 auf, dessen Innenraum 11 durch zwei Deckel 12, 13 verschlossen ist. Im Innenraum kämmen zwei Zahnräder 14, 15 im Außeneingriff miteinander, deren Wellen 16, 17 in buchsen- oder brillenförmigen Lagerkörpern 18, 19 gelagert sind, die axial und radial geringfügig im Gehäuse verschiebbar sind. Die Welle 17 hat einen Fortsatz 23, der durch eine Bohrung im Deckel 13 nach außen dringt und dort durch einen Dichtring 24 abgedichtet ist.
Zwischen dem Lagerkörper 18 und den Zahnradseitenflächen ist eine Dichtplatte 26 angeordnet, an deren den Zahnrädern abgewandten Seite Druckfelder ausgebildet sind, wie sie insbesondere in Figur 2 deutlich erkennbar dargestellt sind. Die Druckfelder A-D sind begrenzt durch eine Dichtung 27, die in einer passenden Nut in der Stirnfläche des Lagerkörpers 18 angeordnet ist. Wie insbesondere Figur 2 zeigt, besteht die Dichtung aus zwei konzentrisch verlaufenden, etwa brillenförmigen Ringen 28, 29, wobei die innenliegenden Ringe 29 durch einen Steg 30 miteinander verbunden sind, welcher in der gedachten Achsrichtung der Mitte der Zahnradwellen verläuft. Die inneren und äußeren Ringe sind außerdem jeweils durch Stege 31, 32 miteinander verbunden, die etwa radial von den inneren Ringen nach außen verlaufen, etwa rechtwinklig zum Steg 30, wobei sich ihre Achsrichtung ebenfalls auf die Mitte der Zahnradwellen bezieht. Der Durchmesser der äußeren Ringe 28 reicht bis zum Rand des Innenraums 11 bzw. bis zum Rand der Dichtplatte 26, während die inneren Ringe 29 einen geringen Abstand zu den Wellenbohrungen haben.
Auf diese Weise entstehen zweinebeneinanderliegende Druckfelder A und B beidseitig des Stegs 30 und zwei einander diametral gegenüberliegende Druckfelder C und D, die _ bezogen auf die Längsausdehnung der Dichtung 28 _ außen liegen. In die Druckfelder A und B dringt je eine Bohrung 34, 35 ein, die durch die Dichtplatte hindurchgehen und an den darunterliegenden Zahnlücken münden. In den Innenraum dringen, in Höhe der Zahnräder 14, 15 von außen her und achsgleich verlaufend zwei Bohrungen 50, 51 ein, welche der Druckmittelzu- bzw. abfuhr dienen.
In die äußeren Druckfelder C und D dringt ebenfalls je eine Bohrung 40, 41 ein, die ebenfalls durch die Dichtplatte dringen und mit achsgleich verlaufenden Bohrungen 42, 44 bzw. 43, 45 im Lagerkörper 18 bzw. Deckel 12 verbunden sind. Dort haben sie Verbindungen mit einer Leitung 46 an die ein Druckventil 47 angeschlossen ist, zweckmäßigerweise ein elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil, mit dem der Druck in den Druckfeldern C und D gesteuert wird. Die Bohrungen 40, 41 sind als Drosselbohrungen ausgebildet.
Im Schnitt nach Figur 4 ist die Dichtung 27 näher dargestellt. Sie ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem Stützkörper 27A mit U-förmigem Querschnitt, dessen Unterseite an der Dichtplatte 26 anliegt. Der Stützkörper besteht aus einem Kunststoff, z.B. PTFE. In den Stützkörper ist eine weiche, gummiartige Dichtung 27B eingelegt, die eine in der Figur 3 dargestellte Querschnittsform aufweist. Die Dichtung 27 ist in einer entsprechend geformte Nut 48 im Lagerkörper 18 angeordnet. Der Dichtkörper 27B hat an seinem am abgerundeten Nutgrund liegenden Teil zwei längsverlaufende Nuten 27C, 27D. Um den Lagerkörper herum verläuft in geringem Abstand zur Nut 48 eine umlaufende Nut 49.
Es sei angenommen, daß an der Bohrung 50 unter Hochdruck stehendes Druckmittel zugeführt wird. Dieses treibt nun die Zahnräder an, so daß an der Welle 23 ein Drehmoment abgenommen werden kann. Das Druckmittel verläßt die Bohrung 51 an der Niederdruckseite. In den Druckfeldern A und B herrscht nun über die Bohrungen 34 und 35 der Einlaß- bzw. der Auslaßdruck. Das Druckventil 47 ist geöffnet, so daß in denDruckfeldern C und D kein Druck herrscht. Dies deshalb, damit die Dichtplatte nicht zu stark an die Zahnradseitenflächen angedrückt wird. Dadurch bleiben die Reibungskräfte gering, und der Zahnradmotor kann gut anfahren. Nach dem Anfahren des Zahnradmotors werden die Druckfelder C und D durch zunehmendes Schließen des Schaltventils mit höherem Druck beaufschlagt, so daß die Dichtplatte 26 stärker an die Zahnradseitenflächen gedrückt wird. Damit erreicht man, daß entlang der Zahnradseitenflächen nun kein Druckmittel mehr von der Hochdruck- zur Niederdruckseite strömen kann, so daß der Wirkungsgrad des Zahnradmotors entsprechend hoch bleibt. Die Drosselbohrungen 40, 41 sorgen dafür, daß nur ein geringer Druckmittelstrom aus der Zahnradmaschine abgezweigt wird.
Es sei noch bemerkt, daß auch an der anderen Zahnradseitenfläche eine Dichtplatte 26 mit entsprechenden Druckfeldern angeordnet werden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig.
Selbstverständlich kann die Zahnradmaschine sowohl als Hydromotor wie auch als Zahnradpumpe betrieben werden. Sie ist reversierbar; wenn unter Hochdruck stehendes Druckmittel an der Bohrung 51 zugeführt wird, dann ist das Feld B mit Hochdruck beaufschlagt und das Feld A mit Niederdruck.
Durch die Nut 49 wird verhindert, daß unter Hochdruck stehendes Druckmittel entlang der Außenseite der Lagerkörper zu den Deckeln hin durchlecken kann. Dadurch bleibt das Gehäuseinnere weitgehend druckentlastet.

Claims

1. Reversierbare Zahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern (14, 15) und mit mindestens an einer deren Seitenflächen angeordneten Dichtplatte (26), die durch an ihren den Zahnrädern abgewandten Seite ausgebildete Druckfelder (A bis D) beaufschlagt ist, die durch eine Dichtungsanordnung (27) begrenzt sind, welche aus zwei konzentrisch verlaufenden, etwa brillenförmig ausgebildeten Ringen (28, 29) besteht, die durch Stege miteinander verbunden sind, wovon die äußeren Ringe entlang der Gehäuseinnenwand verlaufen, die inneren nahe den Zahnradwellen und wobei die beiden innenliegenden Ringe (29) auf einer gedachten, durch die Mitten der Zahnradwellen verlaufenden Verbindungsgeraden durch einen ersten Steg (30) verbunden sind, daß außerdem von den innenliegenden Ringen jeweils zwei radial und etwa senkrecht zum ersten Steg in entgegengesetzten Richtungen verlaufende Stege (31, 32) ausgehen und mit den äußeren Ringen verbunden sind, wodurch sich zwei diametral gegenüberliegende Druckfelder (C, D) ergeben, die über in dieselben mündenden Bohrungen (40, 41) von einem Druck beaufschlagt sind, der von einem Druckventil (46) gesteuert ist und wobei die zwischen den etwa radial verlaufenden Stegen (31, 32) und dem ersten Steg (30) gebildeten beiden Druckfelder (A, B) über die Dichtplatte (26) durchdringende Bohrungen (34, 35) mit dem jeweiligen Ein- bzw. Auslaß (50, 51) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel für die Beaufschlagung der Druckfelder (C und D) aus dem Druckraum der Maschine entnommen ist, und zwar über Drosselbohrungen (40, 41), die über die Lagerkörper, die Druckfelder (C, D) und einem Gehäusedeckel (12) hindurchdringende Bohrungen (43, 45) an das Druckventil (47) angeschlossen sind, an das ein Behälter angeschlossen ist.

2. Maschine nach ein Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Druckfelder (C, D) mündenden Bohrungen (40, 41) als Drosselbohrungen ausgebildet sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung zweiteilig ausgebildet ist und aus einem Stützring (27A) aus Kunststoff, welche unmittelbar an der Dichtplatte (26) anliegt, und einen in den Stützring eingelegten Dichtkörper (27B) aus weicherem Werkstoff besteht, und daß sich die Dichtungsanordnung (27) in einer in der Stirnseite des Lagerkörpers ausgebildeten Nut (48) befindet.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in geringem bestand zur Dichtungsanordnung (27) am Außenumfang der Lagerkörper eine umlaufende kleine Nut (49) ausgebildet ist.