EP0377617A1 - Zahnradmotor. - Google Patents

Zahnradmotor.

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EP0377617A1
EP0377617A1 EP88907605A EP88907605A EP0377617A1 EP 0377617 A1 EP0377617 A1 EP 0377617A1 EP 88907605 A EP88907605 A EP 88907605A EP 88907605 A EP88907605 A EP 88907605A EP 0377617 A1 EP0377617 A1 EP 0377617A1
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EP
European Patent Office
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pressure
control valve
sealing plate
gear motor
gear
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EP88907605A
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EP0377617B1 (de
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Hayno Rustige
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
    • F04C15/0023—Axial sealings for working fluid
    • F04C15/0026—Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps

Definitions

  • the invention relates to a gear motor according to the preamble of the main claim.
  • the disadvantage of such a known gear motor is that the pressure medium control between the pre-pressure field and the main pressure field does not function satisfactorily, so that the pressure build-up in the main pressure field does not take place properly.
  • the gear motor according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the control of the pre and the main pressure field is unproblematic. This improves the functionality of the gear motor.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a gear motor
  • FIG. 2 shows a section along II-II according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a schematic diagram
  • FIG. 4 shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 1
  • FIG. 5 shows a schematic diagram. Description of the invention example
  • the gear motor has a housing 10, the interior 11 of which has approximately the cross-sectional shape of an eight, which is closed on both sides by covers 12, 13.
  • two toothed wheels 14, 15 mesh with one another in external engagement, the bright teeth 16, 17 of which are mounted in spectacle-shaped bearing bodies 18, 19.
  • Bearing bodies of this type are generally known and are therefore not described further.
  • a passage 20 is formed in the cover 13, through which an extension 23 of the shaft 17 penetrates to the outside; it is sealed there by a sealing ring 24 and forms the output shaft.
  • a sealing plate 26 is arranged between the bearing body 18 and the adjacent side surfaces of the gear wheels 14, 15, which also has the contour of the housing interior and covers the entire surface of the gear wheels. On its back side, two pressure fields are effective, as described below.
  • Figure 2 shows i.a. a plan view of the bearing body 18, namely from its end face facing the sealing plate 26.
  • a first use 27 running close to the outer contour of the bearing body, which partially runs concentrically to the gear shaft and extends from the high pressure side HD to the low pressure side ND but does not extend up to this.
  • the Nutzug 27 ends in two groove ends 27A, 27B, which penetrate to the edge of the bearing body.
  • a seal 28 made of rubber-elastic material is arranged in this groove train.
  • a second tool 29 which also extends from the high pressure side to the low pressure side, its ends 29A, 29B penetrating further to the low pressure side than the groove ends of the tool 27.
  • Usage 29 also has in its central area there is an indentation 29C which leads approximately to an imaginary straight line connecting the shaft centers.
  • a seal 30, which likewise consists of a rubber-elastic material, is suitably arranged in the groove 29.
  • the high-pressure side HD is characterized by a recess 31, into which the high-pressure bore 32 penetrates from the outside of the housing, namely at the level of the gearwheels 14, 15.
  • the low-pressure side ND is characterized by a recess 33, in which an axis coincides with the high-pressure bore 32 extending low pressure bore 34 penetrates, which also starts from the outside of the housing.
  • the sealing plate 26 which is to be pressed against the gearwheel side surfaces only with a small force when starting.
  • This pressing force results from two pressure fields, namely a so-called pre-pressure field A and a main pressure field B.
  • the pre-pressure field A is delimited by the seal 28 and extends in the area radially outside of this seal - that is, between it and the housing wall - as well as in the area which lies below the surface of the seal 28 itself.
  • the main pressure field B is formed by an area which lies between the seal 28 and the seal 30 - in particular also by the field 35 - and also lies below the surface of the seal 30.
  • the pre-pressure field A is acted upon from the recess 31 - ie the delivery pressure P of the pump 43 prevails in the pre-pressure field A - the main pressure field is acted upon by a lower pressure, which is determined in particular by the throttle bore 36.
  • the pressure in the main pressure field is a so-called control pressure Ps, which is determined by the valve 41.
  • the pressure in the main pressure field B is fed via the throttle bore 36 from the tooth chambers. If the valve 41 is opened strongly, the pressure Ps in the main pressure field is low, if the valve 41 is closed, the pressure Ps is high.
  • the friction force is negligible.
  • the valve 41 can be designed as a switching valve or as a proportional valve - both electromagnetically actuated. It can e.g. B. the pulse length can be modulated. This entire process can be seen schematically in FIG. 3.
  • the sealing plate 26 is symbolically represented here as a pressure valve 26, since it in itself performs a relief function such as a pressure limiting valve.
  • FIG. 4 and the schematically illustrated embodiment according to FIG. 5 relate to a modification of the above exemplary embodiment.
  • the switching valve - now designated 50 - is no longer externally controlled here, i. H. z. B. by an electromagnet, but by the pressure in a line 49 branching from the delivery line 42 of the pump against the force of a spring 51. This also ensures a reliable start of the gear motor. An excessive load torque or a blocking immediately leads to the relief (lifting off) of the sealing plate 26 by the amount of the braking torque of the pressing plate. In this way, the maximum possible torque is taken from the gear motor.
  • the switching valve is expediently arranged in the cover 12 of the gear motor.

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Description

Zahnradmotor
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Zahnradmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Zahnradmotor ergibt sich der Nachteil, daß die Druckmittelsteuerung zwischen Vordruck- feld und Hauptdruckfeld nicht befriedigend funktioniert, so daß der Druckaufbau im Hauptdruckfeld nicht einwandfrei erfolgt.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Zahnradmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Steuerung des Vor- und des Hauptdruckfelds unproblematisch ist. Damit wird die Funktionsfähigkeit des Zahnradmotors verbessert.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Zahnradmotor, Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1, Figur 3 eine Prinzipskizze, Figur 4 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 1, Figur 5 eine Prinzipskizze. Beschreibung des Erfindungsbeispieles
Der Zahnradmotor weist ein Gehäuse 10 auf, dessen Innenraum 11 etwa die Querschnittsform einer Acht hat, das beidseitig durch Deckel 12, 13 verschlossen ist. Im Innenraum kämmen zwei Zahnräder 14, 15 im Außeneingriff miteinander, deren Hellen 16, 17 in brillenförmigen Lagerkörpern 18, 19 gelagert sind. Derartige Lagerkörper sind allge¬ mein bekannt und deshalb nicht weiter beschrieben. Im Deckel 13 ist ein Durchgang 20 ausgebildet, durch welche eine Verlängerung 23 der Welle 17 nach außen dringt; sie ist dort durch einen Dichtring 24 abgedichtet und bildet die Abtriebswelle.
Zwischen dem Lagerkörper 18 und den benachbarten Seitenflächen der Zahnräder 14, 15 ist eine Dichtplatte 26 angeordnet, die ebenfalls die Kontur des Gehäuseinnenraums hat und die gesamte Fläche der Zahnräder überdeckt. An ihrer Bückseite sind zwei Druckfelder wirk¬ sam, wie sie nachfolgend beschrieben sind.
Die Figur 2 zeigt u.a. eine Draufsicht auf den Lagerkörper 18, und zwar von seiner der Dichtplatte 26 zugewandten Stirnseite her. In dieser Stirnseite ist ein nahe der Außenkontur des Lagerkörpers ver¬ laufender erster Nutzug 27 ausgebildet, welcher teilweise konzen¬ trisch zu den Zahnradwellen verläuft, und sich von der Hochdruck¬ seite HD zur Niederdruckseite ND hinzieht, jedoch nicht bis zu dieser verläuft. Der Nutzug 27 endet jeweils in zwei Nutenden 27A, 27B, die bis an den Rand des Lagerkörpers vordringen. In diesem Nut¬ zug ist eine Dichtung 28 aus gummielastischem Werkstoff angeordnet.
Ebenfalls konzentrisch zu den Zahnradwellen, aber radial innerhalb des Nutzugs 27 ist ein zweiter Nutzug 29 ausgebildet, der sich eben¬ falls von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite hin erstreckt, wobei seine Enden 29A, 29B noch weiter zur Niederdruckseite vor¬ dringen als die Nutenden des Nutzuges 27. Der Nutzug 29 hat außerdem in seinem mittleren Bereich eine Einbuchtung 29C, die etwa bis zu einer die Wellenmitten verbindenden gedachten Geraden führt. Im Nut¬ zug 29 ist passend eine Dichtung 30 angeordnet, die ebenfalls aus einem gummielastischen Werkstoff besteht.
Die Hochdruckseite HD ist gekennzeichnet durch eine Ausnehmung 31, in welche die Hochdruckbohrung 32 vom Äußeren des Gehäuses ausgehend eindringt, und zwar in Höhe der Zahnräder 14, 15. Die Niederdruck¬ seite ND ist gekennzeichnet durch eine Ausnehmung 33, in welche eine achsgleich zur Hochdruckbohrung 32 verlaufende Niederdruckbohrung 34 eindringt, die ebenfalls vom Äußeren des Gehäuses ausgeht.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, besteht zwischen den Nutzügen 27, 29 ein Zwischenraum, welcher im Bereich 29C ein etwas vergrößertes Feld 35 bildet, das über eine in der Dichtplatte 26 ausgebildete, durchgehende Drosselbohrung 36 mit den Zahnradkammern verbunden ist. Achsgleich zur Drosselbohrung 36 verläuft im Lagerkörper 18 eine Bohrung 37, die mit einer im Deckel 12 ausgebildeten durchgehenden Bohrung 38 Verbindung hat, an welche eine Leitung 39 angeschlossen ist. In dieser Leitung, die zu einem Behälter 40 führt, ist ein elektromagnetisch betätigbares Ventil 41 angeordnet. Dieses kann ein Schaltventil oder ein proportional arbeitendes Elekromagnetventil sein. An die Hochdruckbohrung 32 ist eine Leitung 42 angeschlossen, die zu einer Pumpe 43 führt, welche Druckmittel aus dem Behälter 40 ansaugt und dieses dem Zahnradmotor zuführt.
Wesentlich beim Betrieb des Zahnradmotors ist, daß dieser beim An¬ laufen nur einen geringen Reibungswiders and zu überwinden hat. Dies bezieht sich insbesondere auf die Dichtplatte 26, die beim Anlauf nur mit geringer Kraft an die Zahnradseitenflächen gedrückt werden soll. Diese Andrückkraft resultiert aus zwei Druckfeldern, nämlich einem sogenannten Vordruckfeld A und einem Hauptdruckfeld B. Das Vordruckfeld A ist begrenzt durch die Dichtung 28 und erstreckt sich im Bereich radial außerhalb dieser Dichtung - also zwischen dieser und der Gehäusewand - sowie im Bereich, welcher unter der Fläche der Dichtung 28 selbst liegt. Das Hauptdruckfeld B ist gebildet durch einen Bereich, der zwischen der Dichtung 28 und der Dichtung 30 liegt - insbesondere auch durch das Feld 35 - und außerdem unter der Fläche der Dichtung 30 liegt. Das Vordruckfeld A ist beaufschlagt von der Ausnehmung 31 her - d. h. im Vordruckfeld A herrscht der Förderdruck P der Pumpe 43 - das Hauptdruckfeld ist von einem niedrigeren Druck beaufschlagt, der insbesondere durch die Drossel¬ bohrung 36 mitbestimmt ist. Der Druck im Hauptdruckfeld ist ein sogenannter Steuerdruck Ps, der bestimmt wird durch das Ventil 41. Gespeist wird der Druck im Hauptdruckfeld B über die Drosselbohrung 36 von den Zahnkammern her. Wenn das Ventil 41 stark geöffnet ist, ist der Druck Ps im Hauptdruckfeld gering, wenn das Ventil 41 geschlossen ist, ist der Druck Ps groß.
Beim Anfahren des Zahnradmotors ist das Ventil 41 stark geöffnet, so daß der Druck Ps im Hauptdruckfeld B relativ gering ist. Nun wird die Dichtplatte 26 noch mit einer geringen Kraft gegen die Zahnräder 14, 15 gedrückt. Der Zahnradmotor kann nun leicht anlaufen, weil die Reibungskraft gering ist. Bei zunehmender Drehzahl wird das Ventil 41 nach und nach geschlossen, so daß der Druck im Hauptdruckfeld B ansteigt und die Dichtplatte 26 mit zunehmender Kraft gegen die Zahnradseitenfl chen drückt. Das hat den Vorteil, daß nun die Leckverluste unterhalb der Dichtplatte 26 zwischen der Niederdruck¬ seite und der Hochdruckseite entlang der Zahnradseitenfläche immer geringer werden. Wenn das Ventil 41 ganz geschlossen ist, kann kein Druckmittel mehr aus dem Hauptdruckfeld A abfließen, so daß nun die Dichtplatte 26 mit einer vorbestimmten Kraft an die Zahnradseiten¬ flächen gedrückt wird. Die Reibkraft ist dabei vernachlässigbar. Das Ventil 41 kann als Schaltventil oder als Proportionalventil - beide elektromagnetisch betätigt - ausgebildet sein. Es kann z. B. die Pulslänge moduliert werden. Dieser gesamte Vorgang ist schematisch in Figur 3 zu erkennen. Die Dichtplatte 26 ist hier symbolisch als Druckventil 26 dargesellt, da sie an sich ja eine Entlastungsfunktion wie ein Druckbegrenzungs- ventil ausübt.
Die Figur 4 und die schematisch dargestellte Ausführung nach Figur 5 betreffen eine Abwandlung obigen Ausführungsbeispiels. Das Schalt¬ ventil - jetzt bezeichnet mit 50 - ist hier nicht mehr fremdge¬ steuert, d. h. z. B. von einem Elektromagneten, sondern vom Druck in einer von der Förderleitung 42 abzweigenden Leitung 49 der Pumpe entgegen der Kraft einer Feder 51. Auch hierdurch wird ein sicherer Anlauf des Zahnradmotors erreicht. Ein überhöhtes Lastmoment oder ein Blockieren führt sofort zum Entlasten (Abheben) der Dichtplatte 26 um den Betrag des Bremsmomentes der andrückenden Platte. Dem Zahnradmotor wird auf diese Weise das maximal mögliche Drehmoment entnommen. Zweckmäßigerweise wird das Schaltventil im Deckel 12 des Zahnradmotors angeordnet.

Claims

Ansprüche
1. Zahnradmotor mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern, wobei auf mindestens einer Seite der Zahnräder eine der Kontur des Innenraums (11) des Gehäuses angepaßte Dichtplatte (26) angeordnet ist, die durch in zwei Druckfeldern wirkenden Flüssigkeitsdruck gegen die Zahnradseitenflächen gedrückt wird und die Druckfelder durch auf der den Zahnrädern abgewandten Seite angeordnete Dich¬ tungen abgegrenzt sind, wobei die Druckfelder als zwei zueinander mindestens über einen Teilbereich zu den Wellenbohrungen (27, 28) im wesentlichen konzentrische Druckfelder (A, B) ausgebildet sind, und zwar einem radial außenliegenden Vordruckfeld (A) und einem radial innenliegenden Hauptdruckfeld (B), dessen Druck mittels eines Steuerventils (41, 50) steuerbar ist, das eine Verbindung zum Rück¬ lauf steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (35) zwischen den Dichtungen (28, 30) einerseits durch eine die Dicht¬ platte (26) durchdringende Drosselbohrung (36) mit dem Zahnkammern verbunden ist, andererseits über eine Druckmittelverbindung (37, 38, 39) mit dem Steuerventil (41).
2. Zahnradmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (41) als Schaltventil ausgebildet ist.
3. Zahnradmotor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (41, 50) entgegen der Kraft einer Feder vom Druck in der Förderleitung in Durchflußrichtung einstellbar ist.
4. Zahnrad otor nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (50) willkürlich durch einen Elektromagneten einstellbar ist.
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