EP0962656B1 - Gear machine - Google Patents
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- EP0962656B1 EP0962656B1 EP19990106927 EP99106927A EP0962656B1 EP 0962656 B1 EP0962656 B1 EP 0962656B1 EP 19990106927 EP19990106927 EP 19990106927 EP 99106927 A EP99106927 A EP 99106927A EP 0962656 B1 EP0962656 B1 EP 0962656B1
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- gear machine
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- external gear
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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
- F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
- F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
- F04C15/0073—Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft
-
- 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
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
- F04C2/084—Toothed wheels
Definitions
- the invention is based on an external gear machine (pump or motor) with the Features of the preamble of claim 1.
- DE 24 22 783 A discloses a wing or roller cell pump, in the non-movable Parts such as a race and side plates made of a synthetic resin impregnated charcoal.
- the moving parts of the pump can be made of sintered material.
- the external gear according to the invention with the characterizing features of Main claim has the advantage that their engine from a small number of easy is constructed to be manufactured items.
- the parts of the engine form hollow body, which can be produced ready for use almost without machining steps.
- the formation of the gears requires their storage and coupling with a or output unit no additional components.
- Such an external gear machine is in particular suitable for low pressure applications.
- the gear machine 10 shown in Figure 1 has a Housing 12 with a middle part 14 and two laterally of this middle part 14 arranged lids 16, 18.
- the lid 16, 18 close a trained in the middle part 14 through recess 20 in which the engine 21 of the Gear machine 10 is arranged.
- One of the two lids 16, 18 is provided with a Druchgangsbohrung 22, the on the outside of the lid 16 from a flange 24 to Attachment of a not shown drive unit surrounded is.
- the engine 21st Coupled drive shaft 26 is the through hole 22 in once dropped off its diameter and occupies the area their larger diameter one by means of a Circlip 28 fixed sealing member 30.
- the Drive shaft 26 has an outwardly projecting first end with cylindrical cross section and one in outer diameter remote and with the engine 21 form-fitting cooperating second end.
- the engine 21 is shown in the Embodiment of two gears 32, 34, the Combine external engagement with each other. Both gears 32, 34 are integral with two bearing pins 36, 38th connected to each other on both sides of the gears 32,34 in extend in the axial direction.
- the journals 36, 38 and the their associated gears 32, 34 are with a provided through hub 40 and thus form hollow body out.
- the hubs 40 are exemplified as Gear profiles executed in the case of torque transmitting gear 36 a positive connection with the engine second end of the drive shaft 26 to enable.
- the bearing pins 36, 38 are in bearing bores of Bearing bodies 42, 44 added, which the teeth of the Gears 32, 34 overlap laterally and thereby the Interdental spaces for the formation of delivery chambers close. Furthermore, the bearing bodies 42, 44 are with their Extent on the wall of the recess 20 at. The latter is out two partially overlapping holes same Diameter formed and thus has the shape of an eight on. The figure 2 is further removed that in the area of the central part 14, in which the two holes overlap, pockets 46, 48 are provided which are not on manner shown connected to channels of the housing 12 are. These channels are led to the outside and form their ends pressure and suction connections for the and Disposal of the gear machine 10 with pressure medium.
- Such a constructed gear machine 10 is distinguished in particular, by the simplicity of its engine 21.
- the latter is extremely inexpensive to manufacture and offers especially for low pressure applications sufficiently good functional properties.
- This is achieved by the separation of the torque transfer function of the bearing function of the drive shaft 26 through the inventive design of the gears 32, 34th This are, as described, as a one-piece hollow body with molded bearing pins 36, 38 executed.
- the gears 32, 34 are provided with a hub 40, the form-fitting with the shaft 26 can be coupled, made of a sintered material in sintered clay, so that the toothing contour and the hub 40 without chipping Machining are ready for assembly produced. Finishing measures are at best to the End faces of the toothing and on the circumference of the journals 36, 38 necessary.
- a secondary shaft for storage of not torque transmitting gear 38 may in such Engines 21 omitted.
- the bearing bodies 42, 44 are adapted to the lower pressure loads than inexpensive plastic injection molded parts Carbonphenol resin executed. Misalignment between the drive shaft 26 and the driven gear 36 can be due to the positive connection between the two components Compensate in large areas without negative influences to take the engagement conditions of the conveyor teeth.
- the described gear machine 10 both can be operated as a pump and as a motor, also leave the bearing body 42, 44 as one-piece bearing glasses or form as multi-part bearing sleeves.
- the inner profile of the Hub 40 or the outer profile of the drive shaft 26 is not forcibly perform as a tooth profile, but can any other suitable profile shape, for example triangular, Take square or star profile shape.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Außenzahnradmaschine (Pumpe oder Motor) mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention is based on an external gear machine (pump or motor) with the Features of the preamble of claim 1.
Bei einer aus der DE 44 14 664 A 1 bekannten Au0enzahnradmaschine sind die Zahnräder aus Festigkeits- und Stabilitätsgründen mittels einer Laserschweißung mit den Lagerwellen verbunden. Diese sind im Gehäuse drehbar gelagert und führen im Falle der Antriebswelle nach außen, um eine Drehmomentaufnahme bzw. Drehmomentabgabe zu ermöglichen.In a Au0enzahnradmaschine known from DE 44 14 664 A1 are the gears for strength and stability reasons by means of a laser welding with the bearing shafts connected. These are rotatably mounted in the housing and lead in the case of the drive shaft to the outside to allow a torque or torque output.
Für Außenzahnradmaschinen, die hauptsächlich für Niederdruckanwendungen eingesetzt werden, ist diese Bauweise zu aufwendig und dementsprechend zu teuer, weil die Zahnräder und Wellen verhältnismäßig genau bearbeitet werden müssen. Andernfalls können Fluchtungsfehler und Reibungskräfte Betriebsstörungen oder Verschleiß hervorrufen. Insbesondere eine spanende Feinbearbeitung der Verzahnung der Zahnräder und der Lagerungen der Wellen verursachen dabei hohe Kosten.For external gear machines, mainly used for low pressure applications be, this construction is too expensive and therefore too expensive, because the gears and waves must be processed relatively accurately. Otherwise, you can Misalignment and frictional forces cause malfunction or wear. Especially a machining fine machining of the teeth of the gears and the bearings The waves cause high costs.
Eine Außenzahnradmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 24 12 279 A bekannt. In dieser Schrift ist nichts im Hinblick auf die Herstellung oder die Materialien der Zahnräder und der Lagerkörper ausgesagt. Der Offenbarungsgehalt dieser Schrift geht insofern über denjenigen der ebenfalls eine Außenzahnradmaschine zeigenden US 2 817 297 A hinaus, als bei der Außenzahnradmaschine nach der deutschen Schrift beide Zahnräder in gleicher Weise eine einen Formschluß mit einer Welle ermöglichende Nabe aufweisen, während bei der Außenzahnradmaschine nach der US 2 817 297 A die beiden Zahnräder verschieden voneinander sind. Nur die Nabe des einen Zahnrads hat ein Innenprofil zur Kopplung mit einer Welle, während die Nabe des anderen Zahnrades innen kreisrund ist. An external gear machine with the features of the preamble of the claim 1 is known from DE 24 12 279 A. There is nothing in this document in terms of production or the materials of the gears and the bearing body predicated. The revelation content This document is so far on those of an external gear machine US Pat. No. 2,817,297 A, than in the external gear machine according to US Pat German writing both gears in the same way a positive engagement with a Have wave enabling hub, while in the external gear machine after the No. 2,817,297 A, the two gears are different from each other. Only the hub of one Gear has an inner profile for coupling with a shaft, while the hub of the other Gear inside is circular.
In der US 53 91 068 A ist eine Außenzahnradmaschine mit zwei Zahnrädern geoffenbart, von denen jedes zusammen mit einem Lagerzapfen an seiner einen Seite als einstückiger Hohlkörper mit einer profilierten Nabe ausgebildet ist. Jedes Zahnrad kann aus Pulvermetall geformt sein. Die Lagerzapfen laufen direkt in einem Gehäuseteil, das aus Eisen gegossen ist.In US 53 91 068 A an external gear machine with two gears is disclosed, each of which together with a journal on its one side as one piece Hollow body is formed with a profiled hub. Each gear can be made of powder metal be shaped. The journals run directly into a housing part, which is cast from iron is.
Die DE 24 22 783 A offenbart eine Flügel- oder Rollenzellenpumpe, bei der nicht bewegliche
Teile wie ein Laufring und Seitenplatten aus einer kunstharzimprägnierten Kunstkohle bestehen.
Die sich bewegenden Teile der Pumpe können aus Sintermaterial bestehen.
Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine Außenzahnradmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß sie bei geringen Produktionskosten ausreichend gute Funktionseigenschaften hat.The invention is therefore based on the problem, an external gear with the Characteristics of the preamble of claim 1 further develop so that they are in low production costs has sufficiently good functional properties.
Die erfindungsgemäße Außenzahnradmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ihr Triebwerk aus einer geringen Anzahl von einfach herzustellenden Einzelteilen aufgebaut ist. Die Einzelteile des Triebwerks bilden Hohlkörper, die nahezu ohne spanende Bearbeitungsschritte einsatzfertig produzierbar sind. Die Ausbildung der Zahnräder erfordert zu ihrer Lagerung und zur Kopplung mit einer An- bzw. Abtriebseinheit keine Zusatzbauteile. Eine derartige Außenzahnradmaschine ist insbesondere für Anwendungen im Niederdruckbereich geeignet.The external gear according to the invention with the characterizing features of Main claim has the advantage that their engine from a small number of easy is constructed to be manufactured items. The parts of the engine form hollow body, which can be produced ready for use almost without machining steps. The The formation of the gears requires their storage and coupling with a or output unit no additional components. Such an external gear machine is in particular suitable for low pressure applications.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Außenzahnradmaschine ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments of an external gear machine according to the invention result from the dependent claims.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Außenzahnradmaschine ist in den Figuren
der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die in Figur 1 dargestellte Zahnradmaschine 10 hat ein
Gehäuse 12 mit einem Mittelteil 14 und zwei seitlich von
diesem Mittelteil 14 angeordneten Deckeln 16, 18. Die Deckel
16, 18 verschließen eine im Mittelteil 14 ausgebildete
durchgehende Ausnehmung 20, in der das Triebwerk 21 der
Zahnradmaschine 10 angeordnet ist. Einer der beiden Deckel
16, 18 ist mit einer Druchgangsbohrung 22 versehen, die auf
der Außenseite des Deckels 16 von einem Flansch 24 zur
Befestigung einer nicht gezeichneten Antriebseinheit umgeben
ist. Zur Lagerung und Abdichtung einer mit dem Triebwerk 21
koppelbaren Antriebswelle 26 ist die Durchgangsbohrung 22 in
ihrem Durchmesser einmal abgesetzt und nimmt im Bereich
ihres größeren Durchmessers ein mittels eines
Sicherungsrings 28 festgelegtes Dichtungselement 30 auf. Die
Antriebswelle 26 weist ein nach außen ragendes erstes Ende
mit zylindrischem Querschnitt und ein im Außendurchmesser
abgesetztes und mit dem Triebwerk 21 formschlüssig
zusammenwirkendes zweites Ende auf.The
Das Triebwerk 21 besteht im dargestellten
Ausführungsbeispiel aus zwei Zahnrädern 32, 34, die im
Außeneingriff miteinander kämmen. Beide Zahnräder 32, 34
sind einstückig mit jeweils zwei Lagerzapfen 36, 38
verbunden, die sich zu beiden Seiten der Zahnräder 32,34 in
axialer Richtung erstrecken. Die Lagerzapfen 36, 38 und die
ihnen zugeordneten Zahnräder 32, 34 sind mit einer
durchgehenden Nabe 40 versehen und bilden somit Hohlkörper
aus. Wie Figur 2 zeigt, sind die Naben 40 exemplarisch als
Verzahnungsprofile ausgeführt, um im Falle des
drehmomentübertragenden Zahnrads 36 einen Formschluß mit dem
triebwerksseitigen zweiten Ende der Antriebswelle 26 zu
ermöglichen.The
Die Lagerzapfen 36, 38 werden in Lagerbohrungen von
Lagerkörpern 42, 44 aufgenommen, die die Verzahnungen der
Zahnräder 32, 34 seitlich überdecken und die dadurch die
Zahnzwischenräume zur Bildung von Förderkammern
verschließen. Ferner liegen die Lagerkörper 42, 44 mit ihrem
Umfang an der Wandung der Ausnehmung 20 an. Letztere ist aus
zwei sich teilweise überdeckenden Bohrungen gleichen
Durchmessers gebildet und weist somit die Form einer Acht
auf. Der Figur 2 ist ferner entnehmbar, daß in dem Bereich
des Mittelteils 14, in dem sich die beiden Bohrungen
überschneiden, Taschen 46, 48 vorgesehen sind, die auf nicht
dargestellte Weise mit Kanälen des Gehäuses 12 verbunden
sind. Diese Kanäle sind nach außen geführt und bilden an
ihren Enden Druck- und Sauganschlüsse für die Ver- und
Entsorgung der Zahnradmaschine 10 mit Druckmittel.The
Eine derartig aufgebaute Zahnradmaschine 10 zeichnet sich
insbesondere durch die Einfachheit ihres Triebwerks 21 aus.
Letzteres ist ausgesprochen kostengünstig herzustellen und
bietet insbesondere für Anwendungen im Niederdruckbereich
ausreichend gute Funktionseigenschaften. Erreicht wird dies
durch die Trennung der Drehmomentübertragungsfunktion von
der Lagerfunktion der Antriebswelle 26 durch die
erfindungsgemäße Ausbildung der Zahnräder 32, 34. Diese
sind, wie beschrieben, als einteilige Hohlkörper mit
angeformten Lagerzapfen 36, 38 ausgeführt. Die Zahnräder 32,
34 sind mit einer Nabe 40 versehen, die formschlüssig mit
der Welle 26 koppelbar ist,
aus einem Sintermaterial in Sintertechik hergestellt, so
daß die Verzahnungskontur und die Nabe 40 ohne spanende
Bearbeitung montagefertig produzierbar sind.
Feinbearbeitungsmaßnahmen sind allenfalls an den
Stirnflächen der Verzahnung und am Umfang der Lagerzapfen
36, 38 notwendig. Durch Sintertechnik sind zudem
verhältnismäßig komplizierte Verzahnungskonturen mit
geringen Toleranzen annähernd kostenneutral realisierbar,
was auf einfache Weise die Anpassung der
Eingriffsverhältnisse an den Einsatzfall der Zahnradmaschine
10 erlaubt. Eine Sekundärwelle zur Lagerung des nicht
drehmomentübertragenden Zahnrads 38 kann bei derartigen
Triebwerken 21 entfallen. Die Lagerkörper
42, 44 sind, den geringeren Druckbelastungen angepaßt, als
kostengünstige Kunststoffspritzteile aus
Kohlenstoffphenolharz ausgeführt. Fluchtungsfehler
zwischen der Antriebswelle 26 und dem getriebenen Zahnrad 36
lassen sich durch den Formschluß zwischen beiden Bauteilen
in weiten Bereichen ausgleichen, ohne negative Einflüsse auf
die Eingriffsbedingungen der Förderverzahnung zu nehmen.Such a constructed
Selbstverständlich sind weitere Änderungen und Ergänzungen
am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom
Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Diesbezüglich zu
erwähnen ist, daß die beschriebene Zahnradmaschine 10 sowohl
als Pumpe als auch als Motor zu betreiben ist, ferner lassen
sich die Lagerkörper 42, 44 als einteilige Lagerbrillen oder
als mehrteilige Lagerhülsen ausbilden. Das Innenprofil der
Nabe 40 bzw. das Außenprofil der Antriebswelle 26 ist nicht
zwangsweise als Verzahnungsprofil auszuführen, sondern kann
jede andere geeignete Profilform, beispielsweise Dreikant-,
Vierkant oder Sternprofilform annehmen.Of course, there are other changes and additions
possible in the described embodiment without departing from
To depart from the basic idea of the invention. In this regard too
It should be noted that the described
Claims (4)
- External gear machine (10) (pump or motor), with a housing (12), with a drive unit (21) arranged in the housing (12) and consisting of at least two intermeshing gearwheels (32, 34), each of which forms with a bearing journal (36, 38) a one-piece hollow body having a hub (40) allowing a positive connection, with a drive or output shaft (26) which, to form a positive connection, is plugged into the hub (40) of the one hollow body, and with bearing bodies (42, 44) in which the bearing journals (36, 38) are guided,
characterized in that the hollow bodies consist of sintered material and the bearing bodies (42, 44) consist of an injection-mouldable carbon phenol resin. - External gear machine according to Claim 1, characterized in that a gearwheel (32, 34) is arranged in each case between two lateral bearing journals (36, 38), and in that the two bearing journals (36, 38) have an identical axial extent.
- External gear machine according to Claim 1 or 2, characterized in that the hub (40) of the hollow bodies has an inner profile which with a corresponding counterprofile of the shaft (26) makes an axially displaceable and rotationally fixed connection.
- External gear machine according to Claim 3, characterized in that the inner profile of the hub (40) is a toothing profile.
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